La saporina / ˈsæpərɪn / es una proteína útil en aplicaciones de investigación biológica , especialmente en estudios de comportamiento. Las saporinas son las llamadas proteínas inactivadoras de ribosomas (RIPs ) , debido a su actividad N- glicosidasa , provenientes 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 RIP 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 inserta la RIP en una célula , lo que le permite inactivar enzimáticamente los ribosomas, deteniendo la síntesis de proteínas , deteniendo las funciones celulares básicas, lo que resulta en la muerte celular y, finalmente, causando la muerte de la víctima. La saporina no tiene una cadena capaz de insertarse en la célula. Por lo tanto, tanto ella como la planta saporina son seguras de manipular. Esto ha ayudado a 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 está entre las más altas de todas las RIP. [2] La actividad enzimática de las RIP es inusualmente específica: se elimina una única 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, lo que también provoca la inhibición de la síntesis de proteínas. [3] [ página necesaria ]
La conversión de saporina en una toxina se ha utilizado para crear una serie de moléculas de investigación . La unión de la saporina a algo que entra en la célula lo convertirá 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 diana, 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 utiliza de esta manera; también se han utilizado la cadena enzimática de la ricina, la gelonina RIP , la cadena enzimática de la exotoxina de Pseudomonas y la cadena enzimática de la toxina de la difteria , nuevamente con variaciones en el éxito.
En el Reino Unido y Alemania se han desarrollado y evaluado en ensayos clínicos formales inmunotoxinas que consisten en un anticuerpo monoclonal ligado a la saporina en pacientes con leucemia y linfoma. Una desventaja de estos tipos de inmunotoxinas para uso clínico es su ventana terapéutica relativamente estrecha y las toxicidades asociadas que pueden poner en peligro la vida en niveles de dosis que son terapéuticos. Durante los últimos 15 años, el grupo de investigación del Dr. David Flavell en el Hospital General de Southampton en el Reino Unido ha estado investigando varias 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 las inmunotoxinas basadas en saporina dirigidas contra las 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 que fueron eliminadas. Por ejemplo, la eliminación de las neuronas colinérgicas del prosencéfalo basal de la rata por la toxina creada al unir la saporina a un anticuerpo que se adhiere y luego se internaliza solo en estas neuronas ha creado una imitación 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 medicamentos para la intervención. Se han publicado más de 300 artículos científicos que utilizan la saporina para el estudio de los sistemas nerviosos y se han creado más de 15 toxinas específicas.
El éxito de la saporina se debe probablemente a su estabilidad. Santanche et al. han evaluado las características físicas de la proteína y concluyen 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]