Diseño de un Ligando Peptídico con Afinidad por la Hormona Folículo Estimulante Humana.

Abstract

La Hormona Folículo Estimulante (FSH) es una glicoproteína que está involucrada en el desarrollo sexual y la función reproductiva en vertebrados. Debido a esto, es utilizada como agente terapéutico para casos de infertilidad de origen femenino desde principio de la década del 60 y posteriormente, también se incorporó en casos de infertilidad de origen masculino. Comercialmente, los fármacos basados en FSH registran ventas de $1.30 billones de dólares durante el 2013 con un 2% de aumento con respecto al año anterior, presentándose en décimo tercer lugar de las familias de biofármacos más vendidos en el mundo. La principal preparación de FSH humana en la actualidad es Gonal-f con dos tercios del mercado; en conjunto con otros preparados poseen un proceso de purificación basado en cromatografía de afinidad que utiliza anticuerpos monoclonales. La cromatografía de afinidad es un método de separación basado en la propiedad de las moléculas biológicas, principalmente anticuerpos, de unir ligandos específicamente por complementariedad de superficies y fuerzas intermoleculares. A pesar de que el uso de anticuerpos ha demostrado ser muy eficaz en cromatografía de afinidad, actualmente existe una tendencia a reemplazar el uso de anticuerpos por ligandos peptídicos pequeños que poseen especificidad y afinidad similar a los anticuerpos, pero presentan una mayor estabilidad y menor costo de producción. En este trabajo se busca diseñar un ligando peptídico que presente alta afinidad por la FSH humana y pueda ser utilizado en un proceso de purificación por cromatografía de afinidad. Para realizar el diseño del péptido, nos hemos basado en el análisis de interfaz proteínaproteína del complejo FSH-FSHR. Se encontró un grupo de residuos con cercanía lineal, conformado por el residuo modificado de tirosina sulfatada sTyr335 y Leu337, que poseen una gran parte de su superficie internalizada en el complejo, y con un cambio de energía de unión (ΔΔG) significativo, identificado por barrido de alanina in silico, suficientes para ser considerados hotspots. Cercano a estos residuos, existe una zona de estructura indeterminada en el receptor. Con el objetivo de analizar el aporte de los residuos de este lazo en la interacción del complejo, se generó un modelo del exodominio del receptor completo, y así, realizar una simulación de dinámica molecular del complejo por un tiempo de 50 ns, para estudiar su comportamiento en un sistema termodinámico completo. Del análisis de dinámica en estructuras de menor energía, se encontró que el residuo M328, del lazo de estructura desconocida, presenta una superficie internalizada en el complejo considerable, y un ΔΔG que nos lleva a considerarlo hotspot. De esta forma encontramos una secuencia de 10 residuos que posee 3 hotspots. Posteriormente, basados en esta secuencia, diseñamos un péptido para utilización en una matriz de purificación de sefarosa N-Hidroxisuccinamida para cromatografía de afinidad y evaluamos la energía de unión del complejo FSH-péptido por MM/PBSA. El valor predictivo de ΔGunión es -15,4 ± 6,9 kcal/mol lo que sugiere que el péptido diseñado en este trabajo tiene potencial para ser utilizado en la purificación de FSH humana.