Nanocorpii – Dezvoltarea nanotehnologiei si utilizarea ei în medicină

Nanocorpii sunt proteine ce se formează din lanțul greu al imunoglobulinelor G (IgG), ce aparțin membrilor familiei Camelidae (cămile, dromaderi, lame). Dimenisiunile acestora sunt de ordinul nanometrilor. Nanocorpii sunt importanți în practica medicală, datorită posibilelor aplicații ale acestora în diferite tratamente. Nanorpii prezintă avantajul că sunt stabili la valori ridicate ale temperaturii, la variații ale pH-ului și se pot lega la situsuri active ale enzimelor, determinând modificări la nivelul unor proteine.

Diferențele structurale dintre anticorpi și nanocorpi

Anticorpi

Anticorpii sunt molecule alcătuite din patru lanțuri proteice: două lanțuri grele și două lanțuri ușoare. Situsurile de legare ale antigenelor sunt notate cu VH (situs al lanțului greu) și cu VL (situs al lanțului ușor). Aceste situsuri reprezintă domeniile variabile ale anticorpilor.

Nanocorpi

Nanocorpii (VHH) reprezintă domenii de legare a antigenelor. Aceste domenii au o solubilitate ridicată și intră în compoziția imunoglobulinelor IgG. Nanocorpii prezintă o porțiune hidrofilă, prin care se atașează lanțului ușor al IgG.

Descoperirea nanocorpilor

Nanocorpii au fost descoperiți în 1993 de către Hamers-Casterman și colaboratorii săi. Chiar dacă ulterior, nanocorpii au fost evidențiați și la peștii cartilaginoși, cercetătorii au continuat să utilizeze nanocorpii cămilelor în efectuarea studiilor. Cei proveniți de la cămile au avantajul că pot fi manipulați cu ușurință.

În prezent, nanocorpii sunt produși de către microorganisme prin tehnici de inginerie generică. Această modalitate este mai eficientă din punct de vedere al costurilor și al timpului, comparativ cu izolarea și purificarea acestora din cămile. Principalele microorganisme utilizate pentru producerea nanocorpilor sunt bacteriile (Escherichia coli), drojdiile (Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris), fungii filamentoși.

Nanocorpii – avantajele utilizării

  • Pot fi utilizați și la temperaturi de până la 90°C, comparativ cu anticorpii care nu prezintă stabilitate la temperaturi ridicate.  Această stabilitate ridicată se datorează unor regiuni cu caracter hidrofob.
  • Pot recunoaște situsuri antigenice ce sunt greu accesibile, datorită mărimii reduse și a structurii flexibile. Se pot lega și la centrul catalitic activ al unor enzime. Ca urmare, aceștia pot fi implicați în reacțiile enzimatice ca inhibitori. Pe baza acestor caracteristici, pot fi utilizați pentru stabilirea diagnosticului infecției cu Trypanosoma sp.
  • Au o viteză crescută de penetrare a celulei și se elimină rapid, deoarece au dimensiuni de ordinul nanometrilor. Această proprietate poate constitui un avantaj în administrarea medicamentelor toxice la nivelul celulelor canceroase. Eliminarea rapidă a nanocorpilor încărcați cu substanța toxică scade riscul de a afecta și celulele sănătoase din jurul tumorii.
  • Pot fi manipulați genetic cu ușurință, deoarece conțin un singur domeniu.
  • Prezintă solubilitate crescută.

Nanocorpii  – Aplicații

Nanocorpii sunt potriviți pentru a fi utilizați în domeniile unde este nevoie de substanțe ce prezintă stabilitate ridicată la factori chimici sau fizici. Astfel de domenii sunt reprezentate de industria cosmetică (pentru fabricarea șamponului anti-mătreață), industria chimică (purificarea diferitelor substanțe pe baza reacției antigen – anticorp), biotehnologii (biosenzori), medicină (imunoterapie, tratarea infecților, a proceselor inflamatorii, a bolilor neurodegenerative).

Aceste molecule prezintă proprietăți optime pentru a fi utilizate în tratarea diferitelor tipuri de patologii, precum:

  • Infecțiile cauzate de Trypanosoma sp. (boala somnului)
  • diareea provocată de Rotavirus
  • cariile dentare cauzate de Streptococcus mutans
  • septicemia indusă de Neisseria meningitidis
  • artrită reumatoidă – antigenul recunoscut este TNFα (factorul de necroză tumorală)
  • boli neurodegenerative – antigenul recunoscut este Bax
  • unele tipuri de cancer –  antigenele recunoscute sunt receptorul EGF (EGF = factor de creștere epidermală), CEA (antigen carcinoembrionic> detalii aici)

Datorită stabilității la variațiile de pH, nanocorpii sunt potriviți pentru administrarea pe cale orală.

Concluzii

Nanocorpii sunt substanțe a căror producere este relativ ușoară. Aceștia prezintă o serie de proprietăți ce le conferă numeroase avantaje pentru a fi utilizați în tratarea diferitelor afecțiuni. Aceste substanțe au și caracteristica de a determina mai puține efecte secundare comparativ cu utilizarea anticorpilor. De aceea, cercetătorii realizează în continuare studii pentru a stabili formule specifice de tratament ce includ nanocorpii.

Suntem pe social media

Like us!