Un sistema per progettare nuove proteine

Alcuni ricercatori europei hanno sviluppato una piattaforma su base algoritmica per generare proteine sintetiche, con caratteri unici di specificità e affinità. Si tratta di uno strumento che consente un impiego in varie applicazioni biomediche.

Ricerca di base

Salute

Le proteine sono centrali per tutti i processi della vita e, pertanto, svolgono un ruolo determinante nello stato di salute e malattia. La capacità di progettare nuove funzioni nelle proteine risulta pertanto di importanza fondamentale, al fine di permettere intuizioni verso percorsi inesplorati e per generare nuove sostanze terapeutiche. Per realizzare tale scopo, il progetto INTERACTION DESIGN (De novo design of affinity, specificity, and multispecificity in synthetic protein interaction networks), finanziato dall’UE, ha unito la genetica e la biologia molecolare, per generare nuove reti di proteine con livelli predeterminati di specificità e di affinità. Inizialmente, i ricercatori hanno utilizzato una rete sintetica che impiegava una proteina trasportatrice dell’acile e differenti leganti. Variando l’affinità della proteina ai suoi leganti attraverso sostituzioni di residui, gli scienziati hanno studiato affinità e specificità. Tali attributi sono stati ulteriormente aumentati, tramite selezione sperimentale in vitro delle varianti con elevata affinità. Successivamente, il consorzio si è rivolto alla generazione di anticorpi ed enzimi; per prendere a bersaglio le molecole desiderate, ha inoltre impiegato algoritmi informatici e metodi sperimentali. Questo approccio ha munito di nuove specificità molecolari reti di interazione proteica. In generale, gli scienziati hanno osservato che i cicli iterativi di sviluppo di algoritmi e l’esecuzione di prove sperimentali hanno migliorato la stabilità delle proteine progettate. Oltre ad anticorpi terapeutici, componenti di enzimi e vaccini, il loro algoritmo di progettazione completamente automatico potrebbe essere impiegato anche per alterare la stabilità di proteine implicate in varie malattie. Nel suo complesso, il sistema INTERACTION DESIGN si presenta come un potenziale contributo alla ricerca, alla biotecnologia e alla salute pubblica.