Diagnóstico de enfermedades inflamatorias con péptidos sintéticos

Los trastornos inflamatorios comunes, como la colitis ulcerosa y la enfermedad de Crohn, pueden diagnosticarse o monitorearse midiendo la proteína calprotectina en muestras de heces, mientras que los niveles séricos de calprotectina podrían usarse para monitorear el estado de inflamación en la artritis reumatoide. Las concentraciones de calprotectina en muestras de pacientes generalmente se determinan utilizando anticuerpos que se unen y detectan la proteína, por ejemplo, en ensayos de flujo lateral como los ahora demasiado familiares kits de prueba de COVID-19 en el hogar.

Pero hay un problema con los ensayos de calprotectina basados ​​en anticuerpos: los resultados pueden variar según el tipo de anticuerpo y el ensayo utilizado. Esto sucede porque los anticuerpos pueden unirse a diferentes sitios de la proteína o pueden no tener una composición uniforme. Los anticuerpos también pueden inactivarse con el tiempo debido al despliegue o la precipitación.

Una posible solución es usar péptidos en lugar de anticuerpos para detectar y medir marcadores de enfermedades como la calprotectina. Los péptidos son secuencias de hasta 50 aminoácidos que pueden unirse a proteínas con alta afinidad y selectividad, pero a diferencia de los anticuerpos, pueden producirse químicamente con alta pureza y homogeneidad. Además, los péptidos son estables a lo largo del tiempo, son más baratos de producir que los anticuerpos y tienen una menor variabilidad entre lotes, y se pueden unir a una ubicación específica en una superficie, lo que simplifica significativamente el desarrollo de ensayos de diagnóstico porque permite una evaluación más precisa y controlada. forma de detectar biomarcadores.

Con esta idea, Christian Gerhold, CTO de la empresa de diagnóstico BÜHLMANN, trabajó con el grupo del profesor Christian Heinis en el Swiss Federal Institute of Technology Lausanne (EPFL) para desarrollar ligandos de calprotectina humana basados ​​en péptidos. De una biblioteca de más de 500 mil millones de péptidos diferentes, Cristina Diaz-Perlas, postdoctorado en el grupo de Heinis, aisló varios aglutinantes de calprotectina y demostró que los péptidos son adecuados para la cuantificación de calprotectina en ensayos de flujo lateral simplificados. El mejor péptido tenía una constante de disociación de 26 nM, una medida de la fuerza con la que se une a la calprotectina, lo que lo convierte en un buen candidato para las pruebas de diagnóstico.

El péptido no solo se une a una gran región superficial de calprotectina, sino también a una forma específica de calprotectina que es la especie relevante en las muestras de pacientes. Bajo la dirección de Benjamin Ricken en BÜHLMANN, el péptido finalmente se probó en casetes de flujo lateral ensamblados profesionalmente y se descubrió que era adecuado para la detección y cuantificación precisas de la calprotectina. En un estudio de prueba de concepto, esta configuración se utilizó para cuantificar la concentración de calprotectina en suero obtenido de muestras de sangre de pacientes.

El péptido desarrollado es el primer reactivo de afinidad sintético que podría generarse contra el biomarcador calprotectina. «Los equipos de EPFL y BÜHLMANN actualmente están realizando más pruebas con el péptido específico de calprotectina para traducir el ensayo en un producto que pueda llevar el poder de diagnóstico de este biomarcador cada vez más importante a un nuevo nivel para ayudar a los pacientes que padecen enfermedades inflamatorias», dice Christian. Heinis.

Christian Gerhold agrega: «Esta colaboración se benefició enormemente del conocimiento de BÜHLMANN para producir y manejar el biomarcador, y la experiencia del equipo de la EPFL para generar y examinar grandes bibliotecas combinatorias de péptidos mediante la visualización de fagos».