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Origami de ADN transporta moléculas
Ep545: 11F; Dinosaurios; Sag A*; Genes y Psiquiatría; AlphaGenome; ADN Origami
12 de febrero de 202613 momentos
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José Edelstein explica la viabilidad técnica de crear estructuras geométricas con ADN mediante origami y cómo esto podría evitar una reacción del sistema inmunitario al transportar un antígeno.
…variable, que genere una respuesta, pero no contra el vehículo, solamente frente al antígeno. que sea además la respuesta deseada, que sea mayor y que no quede enmascarada por ningún otro mecanismo y aquí es donde a los autores se le ocurre utilizar un Origami de ADN. ¿Por qué? Porque los origamis de ADN se ha visto que son mínimamente inmunostimulantes y no generan ningún tipo de respuesta por parte del sistema inmunitario pudiendo funcionar perfectamente como un andamio o un vehículo inerte. Además, visto como ya hemos dicho en artículos de todos estos años, se puede hacer, o sea no es algo de ciencia ficción, podemos hacer estructuras geométricas con el ADN de tamaño, de espacios totalmente exactos y según quiera el investigador. Por tanto, si conseguimos esto, que digamos es factible técnicamente, podemos hacer la molécula de ADN, sabemos que cuando se hacen esas moléculas el sistema inmunitario no va a reaccionar frente a ese origami de ADN, pues bueno, pues simplemente tenemos que ponerle el antígeno y ver cómo funciona tanto en sistema sin vitro como luego en sistema sin vivo Por tanto los autores se plantean precisamente eso, diseñar un origami de ADN que en concreto porte el antígeno Frente al cual el sistema inmunitario tiene que reaccionar. Me ha hecho mucha gracia, yo no lo había escuchado mucho: el antígeno concreto que pone en el origami de ADN se llama EOD-GT8, que es un inmunógeno experimental contra el VIH y se ha diseñado…
Significado #3 · Palabras #1
Ignacio Crespo explica cómo se puede crear origami utilizando ADN, comparándolo con doblar papel para crear figuras geométricas.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #5 · Palabras #3vacunas origami de adn scienceaplicación de origami en vacunas futurasvacunas basadas en origami de adnartículo ciencia sobre vacunas adnantígeno deseado en vacunas adnana romanoff instituto tecnológico massachusettsinvestigadores expertos en inmunologíamodelos murinos humanizados para vacunasorigami con adn y figuras geométricasflexibilidad del adn para doblecesfiguras tridimensionales con adnestructura de doble hélice del adncódigo de cuatro letras biología molecularmolécula de adn en organismos…genes saltarines tan monos porque me lo ha recordado con el tema del ADN vírico, esas zonas que no se conocen, esas zonas que se siguen investigando y bueno pues estaría bien, he visto que podía ser interesante también recordarlo. Perfecto. Muy bien. Bueno, Silvana, hay un artículo en Science que da lugar a la portada del episodio; de este episodio de esta semana que habla de vacunas origami de ADN. El concepto de origami de ADN me parece irresistible, maravilloso y muy evocador. No es algo nuevo, hay que decir que hacer origamis con ADN, los primeros estudios creo que se publicaron hace 15 años, pero es cierto que este artículo va a utilizar eso para un diseño en el futuro de nuevas vacunas. Entonces ahí está más la aplicación; la novedad está en la aplicación que en el origami, pero aún así de a pie a contarlo y aún así el simplemente nombrarlo. Origami de ADN ya es un anzuelo poético, poético. Se vende solo sí, totalmente, totalmente. Bueno, pues sí, este artículo además se publicó la semana pasada en la revista Science y bueno, intentando hacer una traducción del título, lo he traducido yo como las vacunas basadas en el origami de ADN programan centros germinales enfocados en el antígeno y yo pongo entre paréntesis: en el antígeno deseado porque queremos digamos unir un antígeno concreto. Ahora contaré el artículo. Bueno, la primera autora es una mujer, Ana Romanoff, del Departamento de Ingeniería Biológica del Instituto Tecnológico de Massachusetts. Esa era su vinculación en el momento del estudio, ahora me parece que está en el Harvard Medical School. Y luego además hay 25 investigadores más como autores de ese artículo, además totalmente multidisciplinares. Hay expertos en origami de ADN, en inmunología, en vacunas frente a VIH, en modelos murinos humanizados, en secuenciación, en análisis de receptores de linfocitos, etc. Y bueno, la primera pregunta y la más llamativa es: ¿Pero se puede hacer un origami con ADN? Pues se puede. ¿Por qué? Bueno, porque la molécula lo permite. Un origami sabemos que, bueno, no somos expertos pero todos hemos intentado hacer alguna figurita geométrica doblando un papel gracias a la flexibilidad y hacer una serie de dobleces con fuerzas que permiten, bueno, pues hacer figuras tridimensionales. El ADN tiene también una característica muy importante que permite de alguna Manera hacer también figuras geométricas. De hecho, el ADN ya vemos que hace una configuración de doble hélice cuando está formando parte, por ejemplo, de los cromosomas. Recordemos que la molécula de ADN es una cadena de longitud indeterminada dependiendo del organismo y que está formado por un código de cuatro letras, pero son cuatro letras que simplemente en biología molecular representamos a cada una de esas moléculas como una letra, pero realmente son moléculas que están unidas. La adenina que se representa por la forma A, la guanina por la letra G, la citosina por la letra C y la timina por la letra T, entonces una cadena de ADN sería la combinación o el enlace o la conjunción de muchas estructuras de este tipo, por ejemplo A, T, C,…
Ignacio Crespo, continuando la explicación sobre origami con ADN, menciona que esta técnica no es nueva y se ha utilizado previamente en aplicaciones como la liberación controlada de fármacos y estudios de biología celular.
Habla: Isabel CorderoSignificado #4 · Palabras #11origami con adn liberación controladabiosensores con origami de adnestudios biología celular origami adnorigami de adn para anticuerposanticuerpos neutralizantes contra virusvacunología moderna y virus patógenosinvestigación sobre el virus vihvirus de la inmunodeficiencia humana 1981…únicamente combinando de forma adecuada esos nucleótidos, además eso en una única cadena, pero es que además puedo introducirle otros trocitos, chiquititos de ADN, que se van a unir a otras cadenas y van a seguir haciendo la figura geométrica que queramos. Como he dicho, esto no es nuevo; ya los primeros estudios surgieron hace 15 años y se utiliza origami con ADN pues para hacer, por ejemplo, se ha utilizado para la liberación controlada de fármacos; se han hecho especie de cajitas con ADN y bueno, de forma controlada y por una serie de mecanismos se van abriendo y se va liberando el fármaco. Se utilizan también para hacer biosensores y para estudios de biología celular. La segunda pregunta es: ¿para qué queremos hacer origami de ADN? Ya sabemos para qué se está utilizando pero todavía podemos buscarle más aplicaciones. Por ejemplo en este artículo lo van a utilizar para avanzar en uno de los retos de la vacunología moderna como es la generación de anticuerpos ampliamente neutralizantes. Es decir, con los origamis de ADN queremos generar anticuerpos capaces de reconocer múltiples variantes de un mismo virus y esto es importantísimo porque hoy en día tenemos muchísimos virus muy patógenos que no tenemos ni un remedio, no tenemos un medicamento para curar la infección pero tampoco tenemos vacunas disponibles para protegernos frente a la infección y en concreto en este artículo quieren aplicarlo para el VIH que es un virus, el virus de la inmunodeficiencia humana que sabemos pues se describió en el 1981, ya llevamos pues casi 45 años investigando sobre él y bueno se va avanzando por supuesto pero sigue siendo pues una laguna en el conocimiento. Es un virus de ARN y bueno pues con una complejidad añadida. Como hemos dicho, los virus de ARN tienen unos sistemas de reparación; cuando ellos se van multiplicando, van haciendo copias de sí mismos, también de su material genético y ellos no tienen…
José Edelstein explica la viabilidad técnica de crear estructuras geométricas con ADN mediante origami y cómo esto podría evitar una reacción del sistema inmunitario al transportar un antígeno.
Habla: José EdelsteinSignificado #3 · Palabras #1origami de adn vehículo antígenos viralespropiedades mínimamente inmunostimulantes origami adnestructuras geométricas precisas con adn investigadororigami de dna transporta antígenoreacción inmune y origami de adndiseño de origami con antígeno…variable, que genere una respuesta, pero no contra el vehículo, solamente frente al antígeno. que sea además la respuesta deseada, que sea mayor y que no quede enmascarada por ningún otro mecanismo y aquí es donde a los autores se le ocurre utilizar un Origami de ADN. ¿Por qué? Porque los origamis de ADN se ha visto que son mínimamente inmunostimulantes y no generan ningún tipo de respuesta por parte del sistema inmunitario pudiendo funcionar perfectamente como un andamio o un vehículo inerte. Además, visto como ya hemos dicho en artículos de todos estos años, se puede hacer, o sea no es algo de ciencia ficción, podemos hacer estructuras geométricas con el ADN de tamaño, de espacios totalmente exactos y según quiera el investigador. Por tanto, si conseguimos esto, que digamos es factible técnicamente, podemos hacer la molécula de ADN, sabemos que cuando se hacen esas moléculas el sistema inmunitario no va a reaccionar frente a ese origami de ADN, pues bueno, pues simplemente tenemos que ponerle el antígeno y ver cómo funciona tanto en sistema sin vitro como luego en sistema sin vivo Por tanto los autores se plantean precisamente eso, diseñar un origami de ADN que en concreto porte el antígeno Frente al cual el sistema inmunitario tiene que reaccionar. Me ha hecho mucha gracia, yo no lo había escuchado mucho: el antígeno concreto que pone en el origami de ADN se llama EOD-GT8, que es un inmunógeno experimental contra el VIH y se ha diseñado…
Ignacio Crespo responde a una pregunta sobre la versatilidad de la técnica de origami de ADN, admitiendo que él mismo no está especializado en este campo.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #16investigación de ignacio crespoartículo sobre origami de adn…loops, cajitas, porque explicaste antes que uno puede liberar de manera controlada ciertas sustancias, ¿cuán versátil es esto? Porque el nombre origami es más que decir loops o cositas, ¿no? O sea, uno puede hacer; quiero saber: ¿cuán fácil es manipular esto? Pues hombre, ahí hace falta, primero ellos lo utilizan en el artículo, por lo visto, yo no lo sabía tampoco porque tampoco es mi, digamos mi investigación no se centra ni mucho menos en esto, pero hay programas que te permiten hacer en sílico diseños, controlando pues muy importante para que se formen esas uniones entre los nucleotidos es la temperatura, la energía, no puede ser muy alta porque si es muy alta esos puentes de hidrógeno se sueltan, entonces tienes que jugar con la energía con el número de nucleótidos a lo mejor puedes hacer un…
Ignacio Crespo comenta la complejidad de las estructuras creadas mediante origami de ADN, refiriéndose a imágenes incluidas en el material suplementario del artículo.
Habla: Ignacio CrespoSignificado #13origami de adn y material suplementarioestructuras de origami adn tamañofotografías de estructuras de adn…puentes de hidrógeno se sueltan, entonces tienes que jugar con la energía con el número de nucleótidos a lo mejor puedes hacer un o sea unir varias cadenas mantener esa energía y ahora pues cambiarla para que se permita la unión en otros nucleótidos en teoría Se puede no sé qué las estructuras, ¿qué complejidad pueden alcanzar? En el artículo, en el material suplementario vienen las estructuras que han hecho ellos, que son unas bueno. De hecho, han hecho dos tamaños para ver cuál funcionaba mejor y han conseguido además hacerle fotografías y son, son espectaculares. Complejo es a lo mejor para aportar un simplemente antígeno es suficiente porque realmente solamente te hace falta un vehículo, una cosa sencillita, no tanto tienen las figuras geométricas, simplemente que sea capaz de llevar la molécula que tú quieras, con…
José Edelstein explica cómo la técnica de origami de ADN permite crear pequeñas estructuras geométricas para transportar moléculas, comparando este proceso con la forma en que las proteínas cumplen una función similar.
Habla: José EdelsteinSignificado #1 · Palabras #2origami de adn transporta moléculasproteínas como caballo de troyamoléculas y sistema inmunitario…un vehículo, una cosa sencillita, no tanto tienen las figuras geométricas, simplemente que sea capaz de llevar la molécula que tú quieras, con la liberación de medicamentos pues lo mismo simplemente a lo mejor con algo que logre encapsularlo es suficiente. Claro, la palabra origami hace referencia a algo mucho más grande; aquí simplemente estamos haciendo referencia a que podemos podemos hacer pequeñas estructuras geométricas que permitan cumplir el objetivo que queremos, que es que se lleven una, digamos, una molécula. Las proteínas lo hacen; lo único que tienen es inconveniente, que son reactivas y en el sistema inmunitario reacciona ante ellas. Es un caballo de Troya total. Sí, sí, claro. Yo también quería decir que en el Laboratorio hay un concepto de tasa, es decir, tú puedes hacer un intento, un ensayo, un trial, un ensayo, y en sílico y también a nivel celular, pero luego te sale una tasa, una tasa de efectividad con esos parámetros que tú has puesto, entre ellos está el…
Luisa Achaerandio explica cómo los autores buscan crear un origami de ADN para incluir un antígeno específico generado mediante ingeniería de proteínas.
Habla: Luisa AchaerandioSignificado #6 · Palabras #12origami de adn y aplicacionesestructuras de origami adn escalablesbelleza visual del origami adnorigami de adn para antígenoingeniería de proteínas optimizadaantígenos neutralizantes contra virus…con esos parámetros que tú has puesto, entre ellos está el pH, la temperatura, las condiciones de cantidad de osmolaridad, osmolaridad, es decir, que hay un montón de parámetros y luego una tasa de efectividad no es el 100%, ahí te pones el caballo. Ganador, el caballo de Troya. Ganador. Y a más complejidad, pues peor; esto de hecho, bueno, es precioso. Los dibujos se ven ahí, la figura geométrica y es preciosa, pero no sé si serían capaces de hacer estructuras más grandes, en principio para lo que son los objetivos de este artículo y de otros anteriores, que es portar o Vehiculizar algo como una especie de nanocápsula, en principio parece que eso es sencillo; ya otras estructuras más grandes, ya eso pues claro, se aumenta en dificultad. Bueno, entonces uno de los primeros objetivos de los autores es conseguir eso, hacer un origami con el ADN y en el origami, en esa figura geométrica del ADN, pues incluirle ese antígeno concreto que también es algo que se ha generado, como he dicho, por ingeniería de proteínas y está optimizado para intentar estudiar el antígeno. Estimular al máximo nuestro sistema inmunitario y que se produzcan esos antígenos que son tan neutralizantes y que podrían pues como he dicho pues neutralizar al virus, valga la redundancia. Luego además dicen: bueno, nosotros hemos ideado este sistema pero queremos saber si es mejor a lo que ya existe, que es el sistema de proteínas. Entonces también compara y luego lo más importante quieren analizar cómo, o sea, no solamente conseguirlo,…
Luisa Achaerandio explica cómo los autores del estudio diseñaron un andamio utilizando software específico para crear partículas icosaédricas de origami de ADN.
Habla: Luisa AchaerandioSignificado #10 · Palabras #13software diseño partículas icosaédricasantígeno de seis letras raroreacción click para unir antígenooligonucleótidos en hebra larga adn…Viendo la composición celular en los centros germinales, por supuesto en ratones, la competencia clonal, es decir, se sintetiza ahora más un anticuerpo que otro, etc. Y la activación temprana precisamente de los anticuerpos que se desean: ¿cómo lo hacen? Pues lo primero en el artículo te explican cómo han hecho el andamio, cómo han diseñado el origami; que por lo visto, y eso no lo sabía yo, hay software específicos de diseño y diseñaron unas partículas icosaédricas. Han probado varios tamaños y varios sitios de anclaje para el antígeno; luego, una vez que lo han diseñado, lo construyen, cogen una hebra larga de ADN y luego le han añadido pequeños oligonucleótidos. Luego le han metido ese antígeno, el del nombre de seis letras raro, y luego la han unido con una reacción que si no recuerdo mal en el artículo ponía una reacción click; que no sé en qué consiste, pero bueno, la han conseguido añadir al origami. Bueno, el anticecrino, como he dicho, tampoco es modificado y luego han verificado la construcción por varias técnicas. Se han hecho electroforensis, se han hecho muchas técnicas para ver que estaba bien hecho el constructo. luego ya pasando ya que lo tienen…
Luisa Achaerandio explica cómo los investigadores modificaron la estructura de los andamios de ADN para evitar que se quedaran atascados y mejoraron el espaciamiento entre los antígenos.
Habla: Luisa AchaerandioSignificado #1860 antígenos en origami de dnaespaciamiento entre antígenos y eficaciaandamios proteicos vs andamios de dnaluisa achaerandio estructura de andamios…a modificar la estructura, vamos a modificarla de forma que no se nos quede atascada en los primeros pasos. Entonces hacen un nuevo intento haciendo nuevas versiones de sandamio de ADN, haciéndolo más espaciado y aumentaron también no solamente el número. Total de antígenos sino la densidad por superficie y luego dicen que eso fue un factor clave en que el sistema, y hago spoiler, funcionara; y es que antes habían puesto 60 antígenos muy separados en la estructura, en el origami, unidos al ADN y ahora utilizan esos 60 antígenos pero los ponen muy juntos y no saben o yo no lo he entendido bien en el artículo; no se sabe por qué cuando los ponen juntos funciona perfectamente pero si están separados no es eficaz. De todas formas bueno lo vuelven a intentar y aunque la cosa mejora cuando lo comparan con los andamios proteicos otra vez siguen ganando los andamios proteicos. Conseguimos ahora que no se atasquen pero seguimos sin obtener esa respuesta inmunitaria que se esperaba; ¿Qué seguía fallando? Bueno, pues ahora resulta que ya si parece que esos complejos avanzan más llegan hasta los centros germinales pero ahora resulta que otro punto clave para que se lleve a cabo esa reacción inmunitaria son los linfocitos T cooperadores Este tipo celular por lo…
Luisa Achaerandio explica cómo los autores del estudio modificaron la estructura de los andamios de ADN añadiendo una pequeña proteína llamada 'padre' para activar los linfocitos T.
Habla: Luisa AchaerandioSignificado #11 · Palabras #14proteína padre en andamios de adnlinfocitos t activados por péptidosorigami de adn y respuesta inmunitariareacción inmunitaria con proteínas pequeñas…de proteínas. Si no conseguimos activar a esos linfocitos T, el centro germinal no se expande bien y no se llevan a cabo el resto de reacciones que necesitamos. Por tanto, aquí ¿qué hacen los autores? Pues vuelven a hacer otra modificación sobre su andamio de ADN y esta vez le incluyen una pequeña proteína que la llaman padre, ahí ya no he averiguado, no he entrado a averiguar qué significa cada letra, pero bueno, como además me servía para la explicación, es un péstido muy chiquitito que se lo unen de forma complementaria a ese origami de ADN esa proteína parece ser que les va a ayudar a activar esos linfocitos T pero no va a producir esa reacción inmunitaria que si provocan las proteínas grandes de los vehículos de proteínas es decir, es el punto exacto, un poquito de proteína pero no lo suficiente como para dar una respuesta que no queremos y ahora con ese pequeño cambio si lo consiguen, ahora ven que perfectamente el origami entra, Llega donde tiene que llegar y activa a las células T cooperadoras foliculares, que era el punto clave en el que se había parado la versión anterior. Logran activar los linfocitos T, se activa el linaje que ellos querían de linfocitos B y bueno pues ya parece…
Luisa Achaerandio describe cómo los investigadores observaron una proliferación de linfocitos B y una gran cantidad de anticuerpos tras optimizar la densidad del origami de ADN.
Habla: Luisa AchaerandioSignificado #7 · Palabras #10anticuerpos no deseados en andamios proteínasorigami de adn actuando correctamenteproblemas con antígenos transportadoslinfocitos b y anticuerposorigami de adn optimizadoantígeno en origami de adn…B por cada millón y después de utilizar este sistema eso incrementa absolutamente y ahí sí tienen una ventaja muchísimo mayor que cuando se utilizaba el andamiaje de proteínas aquí es cuando consiguen origami de ADN, un punto, andamiaje de proteínas, cero. Aquí es donde está el mayor cambio en cuanto a los distintos sistemas, y es que el portar el antígeno en ese vehículo de proteínas no solamente estimulaba el sistema inmunitario, se producían anticuerpos que no queríamos y enmascaraban a los que sí querían. Ahora, después de solventar todos los problemas y que ya el origami de ADN llegue a actuar donde tiene que. Llegar. Ahora sí, ellos encuentran una explosión de este linaje de linfocitos B y además también recuentan una gran cantidad de anticuerpos frente a ese antígeno que ellos estaban portando en ese origami de ADN. Por tanto, y además se hace un resumen muy chulo, que es que el origami cuando se optimiza la densidad. Y la geometría se activa el complemento. Cuando se activa el sistema del complemento, mejor depósito en células dendríticas; esto hace que el centro germinal se promueva, que luego los linfocitos T colaboradores cooperativos se activen. Esto llega a los…
Luisa Achaerandio reflexiona sobre las limitaciones de un sistema experimental basado en origami de ADN, señalando que su éxito con antígenos sencillos no garantiza resultados similares con moléculas más complejas.
Habla: Luisa AchaerandioSignificado #12 · Palabras #6degradación del adn en linfocitos tproteínas vs adn en vehículosorigami para antígenos complejosorigami de adn y antígenos sencilloscomplejidad técnica en vacunas adnantígeno sencillo versus molécula complejaprotección contra otros patógenos…que luego los linfocitos T colaboradores cooperativos se activen. Esto llega a los linfocitos B y al final el sistema funciona perfectamente. Así que ellos al final pues cierran el artículo y les ha quedado absolutamente redondo. Sin embargo, como en todo el artículo científico hay que ser también objetivo y ver las limitaciones del trabajo como he dicho una de las primeras limitaciones que ellos consideran aunque han hecho ensayos y parece que no ocurre es la degradación del ADN que es el ADN es mucho más sensible que las proteínas y por ahí puede ser otro punto para el vehículo de proteínas en vez de para el ADN pero en su trabajo parece ser que no hay degradación o por lo menos no tan alta como ellos esperaban y luego que también lo que estábamos diciendo que esto es complejo y que si nosotros queremos unir a ese origami antígenos más Complejos que el aumento en complejidad de la molécula que tenemos que diseñar de ADN se incrementa muchísimo; que ha funcionado este sistema simple para ese antígeno sencillo relativamente sencillo; que puede ser que la complejidad se haga muchísimo más grande cuando se cambie a otro antígeno. Entonces, ojalá funcione para otros antígenos, para proteger frente a otros patógenos, pero que cuidado porque la complejidad técnica es muy grande. Y bueno, que también lo dicen que aunque sea una complejidad muy grande, también abre una ventana, una esperanza para que esto se pueda aplicar para otro tipo de vacunas como la gripe, el coronavirus o el dengue. Entonces, ¿qué bueno?, que ellos son…
Francis Villatoro reflexiona sobre una estrategia utilizada en un estudio experimental con origami de ADN para vacunas, donde inicialmente se introdujo una proteína en la estructura del ADN y posteriormente se comprendió su función para estimular linfocitos T.
Habla: Francis VillatoroPalabras #20proteína en estructura adn para vacunasestimulación de linfocitos t con proteínasmicroscopía crioelectrónica de estructurasmás de 25 técnicas diferentes utilizadas…claro, cuando ya ibas luego a los Resultados, ya la Discusión y es no esto fallaba y entonces hemos añadido esto. Esto ha fallado, hemos añadido esto. Pero claro, cuando yo leía antes el Material y Método, digo, pero si no quieren proteínas, ¿para qué meten? ahora una proteína en mitad de la estructura del ADN? Si precisamente lo que querían era que no hubiera proteínas. Luego ya entendí que claro, que era para estimular esos linfocitos T de alguna manera. Entonces bueno, ha sido ensayo y error, pero vamos, varias veces. Sí, las figuras más bonitas, que son figuras como que se ve con un microscopio, son de crío electromicroscopía Bueno, he contado el número de técnicas diferentes, pero si me pongo, yo creo que más de 25 técnicas han utilizado Sí, Sí, entre el diseño, bueno, no recuerdo si el antígeno lo han hecho ellos o no. Ponía que era de ingeniería de proteínas, pero no sé si era de ellos. Todos los ensayos en cultivo, en animales, todas las técnicas luego que se han estudiado para evaluar la…