Saporina

La saporina / ˈ s æ p ə r ​​ɪ n / es una proteína útil en aplicaciones de investigación biológica , especialmente en estudios del comportamiento. Las saporinas son proteínas inactivadoras de ribosomas (RIP, por sus siglas en inglés), debido a su actividad N-glicosidasa, y se obtienen de las semillas de Saponaria officinalis (nombre común: saponaria). Fue descrita por primera vez por Fiorenzo Stirpe y sus colegas en 1983 en un artículo que ilustraba la inusual estabilidad de la proteína. ^{[ 1 ]}

Entre las toxinas que contienen ribosomas se encuentran algunas de las moléculas más tóxicas conocidas, como la ricina y la abrina . Cada una de estas toxinas contiene una segunda subunidad proteica que se inserta en la célula , lo que le permite inactivar enzimáticamente los ribosomas, deteniendo la síntesis de proteínas , interrumpiendo las funciones celulares básicas, provocando la muerte celular y, finalmente, la muerte de la víctima. La saporina no posee una cadena capaz de insertarse en la célula. Por lo tanto, tanto la saporina como la planta de saponaria son seguras de manipular. Esto ha facilitado su uso en la investigación.

Si se le proporciona un método de entrada a la célula, la saporina se convierte en una toxina muy potente, ya que su actividad enzimática se encuentra entre las más altas de todas las RIP. ^{[ 2 ]} La actividad enzimática de las RIP es inusualmente específica: se elimina una sola base de adenina del ARN ribosómico de la subunidad grande del ribosoma. Este es el talón de Aquiles del ribosoma; la eliminación de esta base inhibe por completo la capacidad de ese ribosoma para participar en la síntesis de proteínas. La toxina fúngica alfa-sarcina corta el ARN ribosómico en la base adyacente, causando también la inhibición de la síntesis de proteínas. ^{[ 3 ]}

La conversión de saporina en una toxina se ha utilizado para crear una serie de moléculas de investigación . La unión de saporina a una sustancia que ingresa a la célula la convierte en una toxina para esa célula. Si el agente es específico para un solo tipo de célula, al ser un anticuerpo específico para alguna molécula que solo se presenta en la superficie del tipo de célula objetivo, entonces se puede eliminar un grupo determinado de células. Esto tiene muchas aplicaciones, algunas más exitosas que otras. La saporina no es la única molécula que se usa de esta manera; la cadena enzimática de la ricina, la gelonina RIP , la cadena enzimática de la exotoxina de Pseudomonas y la cadena enzimática de la toxina diftérica también se han utilizado, nuevamente con resultados variables.

Se han desarrollado inmunotoxinas compuestas por un anticuerpo monoclonal unido a saporina y se han evaluado en ensayos clínicos formales en pacientes con leucemia y linfoma en el Reino Unido y Alemania. Una desventaja de este tipo de inmunotoxinas para uso clínico es su ventana terapéutica relativamente estrecha y las toxicidades potencialmente mortales asociadas a dosis terapéuticas. Durante los últimos 15 años, el grupo de investigación del Dr. David Flavell en el Hospital General de Southampton (Reino Unido) ha investigado diversas formas de mejorar la potencia y ampliar la ventana terapéutica de las inmunotoxinas basadas en saporina, abriendo así nuevas posibilidades para esta clase de fármacos. Más recientemente, se ha demostrado que las saponinas (que no deben confundirse con la saporina) de Gypsophila paniculata aumentan significativamente la potencia de las inmunotoxinas basadas en saporina dirigidas contra células cancerosas humanas en varios órdenes de magnitud.

En los últimos 15 años, en la investigación iniciada por RG Wiley de la Universidad de Vanderbilt , la saporina se ha utilizado principalmente para atacar poblaciones neuronales específicas en animales de laboratorio y eliminarlas. Esto permite al investigador observar los cambios de comportamiento y asociarlos con las poblaciones neuronales eliminadas. Por ejemplo, la eliminación de las neuronas colinérgicas del prosencéfalo basal de la rata mediante la toxina creada al unir saporina a un anticuerpo que se adhiere y luego se internaliza solo en estas neuronas ha creado un modelo del resultado crucial de la enfermedad de Alzheimer en humanos. ^{[ 4 ]} De esta manera, se pueden estudiar los resultados colaterales de la progresión de la enfermedad o los fármacos para la intervención. Se han publicado más de 300 artículos científicos que utilizan saporina para el estudio del sistema nervioso, y se han creado más de 15 toxinas específicas.

El éxito de la saporina probablemente se deba a su estabilidad. Santanche et al. evaluaron las características físicas de la proteína y concluyeron que “la notable resistencia de la saporina a la desnaturalización y la proteólisis sugiere que esta proteína es una candidata ideal para aplicaciones biotecnológicas”. ^{[ 5 ] [ 6 ]}