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UN NUEVO ANTICUERPO MONOCLONAL HUMANO QUE COMBATE AL CORONAVIRUS

Figura 1. Se esquematiza en cinco pasos el protocolo de obtención de los anticuerpos monoclonales humanos para SARS-CoV-2 del artículo. Los anticuerpos reconocen y se unen a la subunidad S1 de la proteína S para neutralizar el virus. Imagen elaborada por Arturo Ruiz Tellez.

 

¿Qué hicieron los científicos?

Un grupo de investigadores ha desarrollado un anticuerpo monoclonal humano capaz de reconocer y neutralizar al nuevo coronavirus (SARS-CoV-2) en cultivos celulares. Este anticuerpo reconoce una región específica (subunidad S1) contenida en una proteína del virus, conocida como proteína espiga S, que es esencial para que el virus pueda reconocer a su objetivo en nuestras células conocido como la enzima convertidora de angiotensina 2 o ECA2, para poder invadirlas y replicarse dentro de las células, lo que provoca la enfermedad respiratoria (COVID-19) asociada a este virus.

Los anticuerpos son proteínas secretadas por los linfocitos B de nuestro sistema inmunitario que reconocen agentes infecciosos u otro tipo de sustancias que puedan generar una respuesta inmunitaria en nuestro cuerpo y se conocen como antígenos; un anticuerpo monoclonal se caracteriza por reconocer únicamente una región del antígeno, ya que hay otros anticuerpos que pueden reconocer varias regiones de un mismo antígeno (anticuerpos policlonales).

El objetivo de este anticuerpo es reconocer la subunidad S1, unirse a la proteína S y evitar que este infecte a nuestras células. Se pensaría que el anticuerpo se une a la proteína S para bloquearla y evitar que esta se una a ECA2, sin embargo, se desconoce el mecanismo por el cual se lleva a cabo la neutralización del virus. Se sospecha que la unión del anticuerpo a la proteína S causa un cambio en la estructura de la proteína, de tal forma que esta ya no puede reconocer ECA2 y le será imposible al virus unirse a nuestras células, evitando que se replique dentro de nosotros y, por lo tanto, nuestro sistema inmunológico podrá eliminarlo mucho más fácil.

 

¿Cómo lo lograron?

Los anticuerpos se obtuvieron mediante la inmunización de ratones. La inmunización se logró administrando un antígeno al ratón, que en este caso se trata de la proteína S de SARS-CoV-2, periódicamente durante varias semanas para que el animal monte una respuesta inmunológica contra este antígeno. Se obtuvieron los linfocitos B del bazo del ratón ya que es un órgano linfoide primario donde se lleva a cabo el desarrollo de estas células.

Posteriormente, se obtuvieron unas nuevas células conocidas como hibridomas que son producto de la combinación de los linfocitos B con células de mieloma, estas últimas son células asociadas a un cáncer de linfocitos B. Los hibridomas son capaces de generar mayores cantidades de anticuerpos y son inmortales, a comparación de los linfocitos B.

Algo importante que se debe tener en cuenta es que, si se obtuvieran los anticuerpos de todos los hibridomas, se tendría una mezcla de anticuerpos que pueden o no reconocer la proteína S y de hacerlo, reconocerán diferentes partes de la proteína. Sin embargo, lo que se busca son anticuerpos monoclonales que sean capaces de reconocer únicamente la subunidad S1, por lo que deben de seleccionarse los hibridomas que producen estos anticuerpos. Para esto, los científicos utilizaron un inmunoensayo conocido como ELISA. Una vez que identificaron a los mielomas que producen anticuerpos monoclonales, se aislaron y posteriormente se purificaron los anticuerpos mediante una de las técnicas más empleadas para la purificación de anticuerpos, cromatografía de afinidad, donde los anticuerpos pasan a través de una columna cromatográfica para ser separados de las otras proteínas o restos de células que pudieran estar presentes en el medio de cultivo del cual se obtuvieron los anticuerpos.

Uno de los principales inconvenientes de utilizar anticuerpos monoclonales de ratón o de algún otro animal, es que presentan ciertas diferencias en su estructura con respecto a los anticuerpos de un humano, por lo que, si se administran en una persona, muy probablemente el sistema inmunitario los reconocerá como agentes extraños y peligrosos para nuestro cuerpo y por lo tanto se montará una respuesta inmunológica contra los anticuerpos monoclonales. Para solucionar este problema, los científicos modificaron la estructura de los anticuerpos monoclonales de tal modo que se parezcan más a los anticuerpos de humanos. Todos los anticuerpos están conformados por 2 cadenas pesadas (H) y 2 cadenas ligeras (L). Cada una de las cadenas tiene una región constante y variable, teniendo en total 4 regiones diferentes en el anticuerpo: La región variable de la cadena pesada (VH), la región variable de la cadena ligera (VL), la región constante de la cadena pesada (CH) y la región constante de la cadena ligera (CL); las regiones variables VL y VH son las que les confieren la especificidad a los anticuerpos, es decir, son las regiones que identifican al antígeno específico. Considerando lo anterior, los científicos conservaron únicamente las regiones VL y VH del anticuerpo obtenido del ratón, para no perder la especificidad contra la proteína S, y las unieron a las regiones constantes CL y CH de anticuerpos humanos, para convertir los anticuerpos monoclonales de ratón en anticuerpos monoclonales de humano.

Finalmente, los investigadores realizaron algunas pruebas para comprobar que los nuevos anticuerpos monoclonales humanos puedan neutralizar a SARS-CoV-2. Una de las pruebas utilizadas fue la microscopía de inmunofluorescencia donde se detecta con un microscopio de fluorescencia si el anticuerpo monoclonal se une a la proteína S utilizando un segundo anticuerpo que contiene una molécula con propiedades fluorescentes y que puede unirse al anticuerpo monoclonal.

Otra de las pruebas con las que se comprobó que el anticuerpo neutraliza al virus fue la dilución en placa, en la cual se colocaron a SARS-CoV-2 con células para ser infectadas por el virus (células VeroE6) y al anticuerpo monoclonal en diferentes concentraciones. Se determinó que, cuando el anticuerpo se encuentra presente a una cierta concentración, el virus es incapaz de infectar a las células.

 

El alcance e importancia de los anticuerpos monoclonales

Lo ideal para combatir la pandemia actual causada por SARS-CoV-2 sería encontrar una vacuna contra el virus. Sin embargo, hoy en día, aún no se cuenta con esta. Cuando no existe una vacuna, el tratamiento con anticuerpos monoclonales representa una opción muy viable para la prevención y tratamiento de la enfermedad causada por el virus. La gran diferencia entre una vacuna y un tratamiento con anticuerpos es que estos no generan una respuesta de memoria inmunitaria que nos pueda proteger de una segunda o tercera infección. En esta respuesta de memoria, se obtienen células de memoria, las cuales contienen información del agente infeccioso para poder combatirlo si este se presenta otra vez en el organismo, generando anticuerpos mucho más específicos y eficientes contra el virus. Cuando se generan células de memoria se habla de una inmunización activa, que es el caso de las vacunas. Si no se generan células de memoria y únicamente se administran los anticuerpos, se trata de una inmunización pasiva, que únicamente le otorga a la persona una protección temporal pero que es suficiente para salvar la vida de muchas personas y de darle más tiempo a los investigadores para encontrar una vacuna, de aquí la gran importancia de desarrollar anticuerpos monoclonales contra SARS-CoV-2.

Aunque las pruebas de neutralización se realizaron únicamente en cultivos celulares, estos anticuerpos representan el siguiente paso para realizar prueba in vivo esperando que estos puedan ser utilizados en tratamientos para humanos.

 

Referencia del artículo:

Wang, C., Li, W., Drabek, D. et al. A human monoclonal antibody blocking SARS-CoV-2 infection. Nat Commun 11(2251), 1-6 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-16256-y

 

Escrito por: Arturo Ruiz Tellez

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