La enzima de levadura de panadería podría ayudar a tratar la leucemia, sugiere un estudio

La leucemia linfoblástica aguda es la forma más común de leucemia infantil, y representa alrededor de 3 de cada 4 casos en los Estados Unidos. En un nuevo estudio, los investigadores revelan cómo un compuesto aislado de la levadura de panadería puede ayudar a tratar la enfermedad.
Los investigadores sugieren que una enzima que se encuentra en la levadura de panadería tiene el potencial de matar células de leucemia sin dañar las células sanas.

La leucemia linfoblástica aguda (LLA), también conocida como leucemia linfocítica aguda, es un cáncer que comienza en los linfoblastos, que son glóbulos blancos inmaduros en la médula ósea.

Las personas con ALL producen demasiados linfoblastos, dejando poco espacio para glóbulos blancos maduros, sanos, glóbulos rojos y plaquetas. Como resultado, las personas con ALL son propensas a desarrollar anemia e infecciones.

Mientras que los niños menores de 5 años tienen el mayor riesgo de ALL, la gran mayoría de las muertes por la enfermedad ocurren en adultos.

En 2017, se esperan aproximadamente 5.970 nuevos casos de LLA diagnosticados en niños y adultos en los EE. UU., Y alrededor de 1.440 muertes por esta enfermedad.

Cuando se trata de tratar la ALL, la quimioterapia suele ser el primer puerto de escala. Otros tratamientos, como el trasplante de células madre, la radioterapia, la cirugía y los medicamentos dirigidos, también pueden ser una opción.

Identificar un tratamiento más seguro para TODOS

Según la coautora del estudio, Gisele Monteiro, de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de São Paulo en Brasil, una enzima aislada de la bacteria Escherichia coli y Erwinia chrysanthemi (llamada L-asparaginasa) se ha usado en el tratamiento de la ALL durante décadas.

Si bien el tratamiento con esta enzima bacteriana puede conducir a altas tasas de remisión, Monteiro señala que puede desencadenar respuestas inmunes de leves a graves en alrededor del 25 por ciento de los pacientes. Como tal, se requiere un biofarmacéutico menos tóxico para el tratamiento de ALL.

En un estudio publicado en la revista Informes científicos, Monteiro y su equipo revelan cómo aislaron una enzima similar a la L-asparaginasa de la fuente no bacteriana Saccharomyces cerevisiae, más comúnmente conocido como levadura de panadería o levadura de cerveza.

"Nuestro objetivo en este proyecto no era producir la enzima, sino encontrar una nueva fuente de bioadministración de microorganismos para su uso en pacientes que desarrollan resistencia a la enzima bacteriana", dice el coautor del estudio Marcos Antonio de Oliveira, de el Instituto de Biociencias de la Universidad Estatal de São Paulo en Brasil.

Aislar una enzima de tipo L-asparaginasa de la levadura

Para llegar a sus conclusiones, los investigadores utilizaron herramientas de bioinformática con el fin de analizar los genomas de varios hongos que secretan asparaginasa.

A partir de esto, el equipo identificó un gen en S. cerevisiae llamada ASP1 que codifica una enzima similar a L-asparaginasa.

La primera autora del estudio, Iris Munhoz Costa, también de la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de la Universidad de São Paulo, explica que, a diferencia de las bacterias, la levadura es eucariota. Esto significa que contiene un núcleo cubierto de membrana que consiste en material genético, como es el caso de las células humanas.

Como tal, se plantea la hipótesis de que las enzimas derivadas de levadura son menos propensas que las enzimas bacterianas a desencadenar respuestas inmunes severas.

Con esto en mente, los investigadores clonaron el gen ASP1 y, con la ayuda de la ingeniería genética, pudieron solicitar E. coli para producir una forma purificada de L-asparaginasa derivada de levadura.

"Pudimos obtener la proteína recombinante", señala Costa. "Luego realizamos estudios para caracterizar su estructura secundaria e identificar regiones importantes llamadas sitios catalíticos. Finalmente, evaluamos su eficacia in vitro".

L-asparaginasa purificada, derivada de levadura, menos tóxica para las células sanas

Los investigadores probaron tanto la L-asparaginasa purificada de la levadura como la L-asparaginasa de E. coli en tres grupos de células de leucemia humana. Un grupo de células no pudo producir cantidades normales de asparagina (MOLT4), un grupo produjo asparagina a niveles normales (REH) y el último grupo (el grupo de control) fue no maligno (HUVEC).

El equipo descubrió que la L-asparaginasa purificada derivada de levadura mataba aproximadamente del 70 al 80 por ciento de las células MOLT4, en comparación con el 90 por ciento para E. coli-derivaginasa derivada. Sin embargo, se descubrió que la L-asparaginasa purificada de la levadura es menos tóxica para HUVEC que la L-asparaginasa de E. coli.

Ninguna de las formas de L-asparaginasa resultó efectiva contra las células REH, informa el equipo.

En general, los investigadores dicen que sus hallazgos indican que la L-asparaginasa derivada de la levadura puede ser un tratamiento más seguro y efectivo para la ALL.

"En este estudio, caracterizamos la enzima L-asparaginasa de S. cerevisiae. Los resultados muestran que esta proteína puede aniquilar eficazmente las células leucémicas con baja citotoxicidad para las células sanas ".

Gisele Monteiro

El equipo ahora planea llevar a cabo estudios in vitro de L-asparaginasa a partir de levadura con el fin de obtener una mejor comprensión de su toxicidad en varios tipos de células, así como la respuesta inmune a la enzima.

Si tales estudios son prometedores, a los investigadores les gustaría ver cómo la L-asparaginasa derivada de la levadura se realiza en modelos animales de LLA.

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