Estudio estructural del mecanismo de inhibición de BACE1 por anticuerpo

GUTIERREZ, LUCAS; GARIBOTTO, FRANCISCO; TOSSO, RODRIGO DAVID; ENRIZ, RICARDO DANIEL; BALDONI, HÉCTOR

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

RESUMEN Introducción: el descubrimiento de fármacos para tratar desordenes en el sistema nervioso central (SNC) es una tarea compleja debido a que la mayoría de las moléculas no pueden penetrar la barrera hematoencefálica, por lo tanto, no entran al cerebro en concentraciones suficientes para actuar sobre sus correspondientes blancos moleculares. Una alternativa para este panorama desalentador es el uso de anticuerpos humanizados o anticuerpos humanos monoclonales, los cuales pueden generarse de manera relativamente sencilla y poseen bajos niveles de toxicidad (principal limitación de las moléculas orgánicas). Recientemente, se reportó la estructura cristalina de un anticuerpo monoclonal que se une con alta afinidad a BACE1. Este anticuerpo logra penetrar la barrera hematoencefálica con la ayuda del receptor transferrina mediante transcitosis. Si bien la información experimental es clave a la hora de determinar un mecanismo de unión, ésta no deja de ser una visión estática de un problema dinámico donde la unión surge de un ensamble de conformaciones. Objetivo: comprender en profundidad el mecanismo de unión entre el antígeno (BACE1) y el anticuerpo para contribuir al desarrollo y a la optimización de anticuerpos anti-BACE1. Resultados y conclusiones: mediante cálculos MMGBSA se determinó que las fuerzas que favorecen la formación del complejo surgen de una red de interacciones intermoleculares polares y no polares entre el paratope del anticuerpo anti-BACE1 y el epítope de BACE1. En nuestro modelo dinámico (antígeno-anticuerpo) se identificaron 38 interacciones de las cuales 18 son enlaces puente de hidrógeno, 14 hidrofóbicas, 3 puentes salinos, 2 catión-π y 1 azufre-aromática. Con la intención de averiguar que residuos son cruciales en la unión, se realizó un barrido de alaninas computacional. Este análisis nos indica que a pesar de que existen muchas interacciones entre el anticuerpo y el exositio de BACE1, hay cuatro interacciones que son cruciales en la formación del complejo: interacción enlace puente de hidrógeno entre VH-Tyr32 y Trp270, interacción puente salino entre VH-Arg98 y Asp317, interacciones hidrofóbicas entre VH-Phe101 y los residuos Phe257, Pro258, Gln266, Leu267 y Val268 e interacción catión-π entre VL-Tyr94 y Lys256.