RESUMEN DEL PROYECTO:
Estudio de anticuerpos inmunes derivados de pacientes celíacos como estrategia para detectar nuevos fragmentos inmunogénicos del gluten.
Aina García García1, María del Rosario Martín de Santos1, Teresa García Lacarra1, Santiago Rodríguez Gómez1, Veronica Isabel Dodero Bendaña2, Francisco Monroy Muñoz1, Lara Hernández Moleiro1.
1Universidad Complutense de Madrid. 2Universidad de Bielefeld (Alemania).
La enfermedad celíaca (EC) se desencadena como consecuencia de la activación inadecuada de células del sistema inmunitario que reconocen de forma específica una variedad de fragmentos de gluten sin digerir, principalmente del grupo de las gliadinas, que en este contexto se denominan péptidos inmunogénicos de gluten (coloquialmente péptidos tóxicos, aunque solo son dañinos para las personas con EC).
El reto en seguridad alimentaria es identificar dichos péptidos en los alimentos, con el fin de detectar y cuantificar su toxicidad para las personas con EC. La dificultad radica por un lado en que el gluten es una proteína altamente compleja (hay más de 100 genes implicados en su síntesis), con unas regiones inocuas y otras de diferente toxicidad dentro de la proteína. Por otro lado, el procesamiento de las materias primas durante la elaboración de alimentos, el cocinado y la digestión una vez ingeridos, en la que intervienen tanto las enzimas digestivas humanas como las microbianas que habitan nuestro tubo digestivo, alteran los péptidos de gluten y su potencial toxicidad.
Los métodos empleados para detectar gluten en alimentos han ido evolucionando desde métodos físicos y químicos generales de cuantificación de proteínas hasta métodos más elaborados que detectan de forma específica proteínas concretas o incluso péptidos de interés dentro de dichas proteínas. En este sentido, los métodos inmunológicos son muy eficaces y la legislación vigente para el análisis de gluten en alimentos aconseja métodos de tipo inmunológico de manera preferente. Así lo establece el Codex Alimentarius, organismo dependiente de la FAO en las Naciones Unidas que establece las normas que sirven de guía a las políticas alimentarias de los diferentes países.
El inmunoensayo ELISA basado en el anticuerpo R5, que reconoce las secuencias de gluten que han demostrado mayor toxicidad para las personas con EC, es el método de referencia para este fin según la legislación vigente en la Unión Europea (Reglamento EU 828/2014). Sin embargo, tiene carencias. Puede reconocer péptidos que son inocuos y por el contrario puede no detectar péptidos con cierta toxicidad, especialmente si se trata de alimentos hidrolizados, con alto grado de degradación de sus componentes proteicos, como pueden ser la cerveza o las papillas infantiles. Prueba de ello es que un mismo alimento analizado con diferentes anticuerpos (como R5, G12, 401.21 o anti-a20) ofrece resultados dispares.
Los anticuerpos que se implementan en estos ensayos generalmente se obtienen usando la tecnología de hibridomas. Consiste en inmunizar ratones con gluten y extraer de su bazo las células B productoras de anticuerpos, que se incuban después en el laboratorio para emplearlas como fuente de estos anticuerpos.
El equipo premiado propone una técnica alternativa para la producción de anticuerpos destinados a la detección de alérgenos en alimentos, tema en el que son pioneros. Se denomina Phage display y permite construir anticuerpos recombinantes de alta afinidad tomando como punto de partida el material genético (ARN) que refleja la expresión de anticuerpos anti-gluten y que se extrae de las células B obtenidas de sangre donada por los propios pacientes. A partir de dichos ARN se puede reconstruir el ADN original que contiene la información genética necesaria para expresar dichos anticuerpos, que es después insertado en fagos filamentosos para su producción y estudio. Estos fagos son virus adaptados para su uso en biotecnología y pueden multiplicarse infectando bacterias de Escherichia coli (también de uso común en los laboratorios de biotecnología) con el fin de disponer de miles de unidades para su estudio.
Se obtiene así una colección de fagos de forma que cada fago de la colección fabrica uno de los anticuerpos seleccionados, al contener el ADN necesario para ello. Estos virus pueden ser enfrentados a diferentes fragmentos de gluten para seleccionar aquéllos que lo reconocen con mayor afinidad. Se puede caracterizar además la secuencia de los péptidos de gluten que son mejor reconocidos por estos anticuerpos y mediante herramientas bioinformáticas mejorar el diseño de estos anticuerpos para incrementar aún más su afinidad por el gluten.
El equipo ya ha obtenido en experimentos piloto un anticuerpo que ha demostrado su capacidad para detectar gluten, tanto en muestras estándar que se emplean para calibrar métodos analíticos de análisis de gluten como en diferentes muestras de gluten digeridas con las proteasas de nuestro aparato digestivo (pepsina y tripsina). Con este proyecto planean caracterizar nuevos anticuerpos y diseñar inmunoensayos con los que ofrezcan mejores resultados. Antes comprobarán que los péptidos de gluten que reconocen efectivamente son tóxicos para las personas celíacas, enfrentándolos a células inmunes en el laboratorio.
Autor: Juan Ignacio Serrano Vela. Doctor en Biología. Servicio de Investigación de la Asociación.