Trabajo doctoral de Joel Cordeiro de Abreu permitió generar más de 11 mil variantes computacionales de una enzima utilizada en terapias contra esta enfermedad, identificando candidatos con potencial para reducir efectos adversos asociados al tratamiento.

La leucemia linfoblástica aguda es uno de los tipos de cáncer hematológico más frecuentes en niños y también afecta a adultos. Dentro de los tratamientos disponibles, la enzima L-asparaginasa constituye una herramienta terapéutica fundamental; sin embargo, su uso puede provocar reacciones inmunológicas y efectos adversos que limitan su eficacia en algunos pacientes.

Con el propósito de contribuir al desarrollo de alternativas más seguras, Joel Cordeiro de Abreu desarrolló la investigación titulada “L-Asparaginasa Tipo II de Penicillium cerradense: De la expresión heteróloga al diseño computacional de variantes quiméricas con potencial inmunogénico reducido”, con la cual obtuvo el grado de Doctor en Ciencias mención Biología Celular y Molecular Aplicada de la Universidad de La Frontera.

El estudio tuvo como objetivo avanzar en el desarrollo de un “biobetter” de la L-asparaginasa, una versión optimizada de esta enzima utilizada en el tratamiento de la leucemia linfoblástica aguda. La investigación contempló dos líneas de trabajo: establecer una plataforma para la producción de la L-asparaginasa tipo II del hongo Penicillium cerradense mediante expresión heteróloga en Escherichia coli y diseñar, a través de herramientas bioinformáticas, variantes quiméricas con menor potencial inmunogénico, manteniendo su estabilidad estructural y funcional.

La investigación se desarrolló en el Laboratorio de Productos Naturales (LaProNat) de la Universidad de Brasilia, en cooperación con los Laboratorios de Enzimología y con el Laboratorio de Toxicología In Silico de esa misma casa de estudios. En la UFRO, los trabajos se realizaron en el Laboratorio de Ingeniería, Bioquímica y Biotecnología Aplicada (LIBBA).

“Mi trabajo tuvo dos enfoques: establecer una plataforma eficiente para la producción de L-asparaginasa tipo II del hongo Penicillium cerradense mediante la expresión heteróloga en Escherichia coli. Además, se buscó desarrollar mediante herramientas de bioinformática variantes quiméricas de esta enzima que presentaran un potencial inmunogénico reducido, manteniendo su estabilidad estructural y la de su sitio catalítico”, explicó el Dr. Cordeiro de Abreu.

Entre los resultados más relevantes de la investigación, destaca la obtención de la enzima activa tras procesos de renaturalización y, especialmente, la generación de más de 11.000 variantes quiméricas mediante diseño computacional. De ellas, 112 fueron analizadas en detalle y tres presentaron características particularmente prometedoras.

“Estas variantes destacaron por presentar los perfiles más favorables en cuanto a la reducción de la inmunogenicidad y la estabilidad estructural, superando en algunos parámetros a las enzimas actualmente utilizadas en la clínica. Sin embargo, aún requieren estudios de validación mediante pruebas in vitro”, señaló el investigador.

Los hallazgos permiten proyectar el desarrollo de nuevas alternativas terapéuticas orientadas a disminuir el riesgo de reacciones alérgicas y otros efectos adversos asociados a la administración de L-asparaginasa en pacientes con leucemia linfoblástica aguda.

“La aplicación práctica proyectada es la producción de una enzima con menor riesgo de provocar reacciones alérgicas y efectos adversos, mejorando la seguridad y la adherencia al tratamiento. El siguiente paso lógico es la validación biológica in vitro e in vivo de las variantes seleccionadas, lo que podría derivar en una alternativa terapéutica más segura y eficaz para nuestros sistemas de salud”, agregó.

En el transcurso de su investigación, el Dr. Cordeiro de Abreu registró 3 publicaciones, 1 manuscrito sometido y 2 en preparación, 14 resúmenes en congresos y 5 participaciones en congresos nacionales.

De formación biotecnólogo de la Universidade Federal do Paraná, farmacéutico de la Universidade de Brasilia y Magister en Ciencias Genómicas y Biotecnología de la misma Universidade Católica de Brasilia, Joel Cordeiro desarrolló su tesis en el contexto de un programa de doble titulación entre Brasil y Chile, experiencia que destaca como uno de los aspectos más enriquecedores de su trayectoria doctoral.

“Este doctorado de doble titulación ha sido una experiencia transformadora. Lo que más destaco es la riqueza del intercambio cultural y científico entre Brasil y Chile. Termino esta etapa sintiéndome un investigador mucho más seguro, participativo y resiliente. Me siento profundamente agradecido por haber tenido la oportunidad de contribuir a un proyecto que busca mejorar la calidad de vida de pacientes oncológicos”, concluyó el nuevo graduado.