Esquerra: mimetisme molecular en el reconeixement específic de trombina per TTI. Dreta: Bárbara Calisto a la línia de llum XALOC del Sincrotró ALBA.
Cerdanyola del Vallès, 2 de desembre 2020 A les sales d'espera de centres de salut de tot el món, cada dia milions de pacients prenen anticoagulants. Són medicaments per al tractament de malalties cardiovasculars que salven moltes vides i que ara s'estan estudiant també pels seus beneficis per als pacients amb símptomes avançats de COVID-19.
Per increïble que pugui semblar, la mosca tse-tse, responsable de la malaltia de la son en els éssers humans, està ara en el centre d'atenció dels esforços per desenvolupar anticoagulants més potents i segurs.
Bárbara Calisto, investigadora del Sincrotró ALBA, és coautora de l'estudi en el qual un equip internacional de científics ha aconseguit recrear per primera vegada en el laboratori la molècula que la mosca tse-tse utilitza per prevenir la coagulació quan pica per alimentar-se. Aquestes picades són també el canal d'entrada del paràsit que causa la malaltia de la son, un trastorn potencialment mortal, si no es tracta. Raó per la qual la mosca tse-tse es coneix a l'Àfrica com la mosca de la mort.
En l'estudi, publicat a Cell Chemical Biology, l’equip també va aconseguir desentranyar la unió única d'aquesta molècula a la trombina, una proteïna central per la cascada de processos que causa la coagulació en humans i altres mamífers.
Les paparres i els mosquits, i en general tots els invertebrats hematòfags -que s'alimenten de sang- han desenvolupat mecanismes exquisits per prevenir la coagulació. Però la mosca tse-tse n’ha dominat la tècnica i utilitza un inhibidor extremadament poderós, que durant un temps els científics no aconseguien replicar al laboratori.
"Les molècules desenvolupades prèviament al laboratori eren 2.000 vegades menys potents que les aïllades de les glàndules salivals de la mosca tse-tse. Nosaltres vam predir que les modificacions que ocorren després de la síntesi natural inicial podrien ser les responsables de l'augment de l'eficàcia anticoagulant", explica Bárbara Calisto des del seu laboratori (línia de llum) XALOC de l’ALBA.
I tenien raó.
L’anticoagulant natural de la mosca tse-tse és un pèptid, una molècula similar a les proteïnes però amb pocs aminoàcids. El que Calisto i col·laboradors van suggerir era que una modificació química en certs aminoàcids del pèptid era l'origen de la major afinitat de l'anticoagulant natiu per la trombina. I, després d'aplicar aquesta mateixa modificació al pèptid sintètic, la seva unió a la trombina va augmentar en tres ordres de magnitud, igualant així la potència anticoagulant de les picades de la mosca tse-tse.
No obstant això, els nous fàrmacs han d'abordar dos problemes habituals: la interacció amb aliments i altres medicaments, que poden requerir anàlisis de sang freqüents per ajustar la dosi, i el maneig d'hemorràgies, que es converteix en la principal font de complicacions. La bona notícia és que la forma específica en què l'anticoagulant de la mosca tse-tse s'uneix a la trombina mostra característiques molt prometedores per al desenvolupament de fàrmacs més segurs i estables.
"Com més sabem sobre l'anticoagulant de la mosca tse-tse, més convençuts estem del seu potencial per al desenvolupament de nous fàrmacs, especialment per al seu ús en entorns mèdics", diu Calisto.
Les anàlisis de difracció de raigs X realitzades en dues instal·lacions de llum de sincrotró, el Laboratori Europeu de Radiació per Sincrotró (ESRF, per les sigles en anglès) a Grenoble i el Sincrotró ALBA, a Cerdanyola del Vallès, van permetre un estudi detallat de l'estructura de la molècula i van revelar el paper de dos aminoàcids com a impulsors de la seva potent unió a la trombina.
"Fa temps que coneixem el poder devastador d'una picada de mosca tse-tse. Ara, gràcies a la llum de sincrotró ho entenem. Les nostres troballes no poden prevenir la propagació de la malaltia de la son, però poden ajudar-nos a desenvolupar nous anticoagulants per aturar les no menys devastadores malalties cardiovasculars, salvant així moltes vides. No és increïble!?", afegeix Calisto.
Aquests resultats anticipen una nova generació de fàrmacs que poden ser menys perjudicials per al tractament natural de les hemorràgies. Són el fruit d'un enfocament multidisciplinari en el qual participen científics repartits per tot el món, des de dos importants centres d'investigació de sincrotró a Catalunya i França fins als equips del Prof. Richard Payne a Austràlia i el Dr. Pedro Pereira a Portugal, que va dirigir aquest estudi.
Referència: Sulfotyrosine-Mediated Recognition of Human Thrombin by a Tsetse Fly Anticoagulant Mimics Physiological Substrates, Bárbara M. Calisto, Jorge Ripoll-Rozada, Luke J. Dowman, Charlotte Franck, Stijn M. Agten, Benjamin L. Parker, Rita Carvalho Veloso, Nuno Vale, Paula Gomes, Daniele de Sanctis, Richard J. Payne, Pedro José Barbosa Pereira. Cell Chemical Biology. https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2020.10.002
