Un nuovo peptide sintetico rileva un marcatore infiammatorio chiave

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Struttura a raggi X del peptide di 18 aminoacidi (rosso) legato al marcatore del
Struttura a raggi X del peptide di 18 aminoacidi (rosso) legato al marcatore dell’infiammazione calprotectina (azzurro). Crediti: C. Heinis (EPFL)/J. Jourdan (BÜHLMANN AG)
Gli scienziati hanno sviluppato un peptide che si lega alla proteina calprotectina, un marcatore dei principali disturbi infiammatori, e hanno dimostrato che è adatto per i test diagnostici. L’uso di peptidi sintetici per rilevare i marcatori delle malattie è di grande interesse perché sono più precisi, affidabili ed economici degli anticorpi tipicamente usati nei test diagnostici.

Test a flusso laterale per la calprotectina in un campione di sangue. Credito: Benjamin Ricken (BÜHLMANN AG)/Cristina Diaz-Perlas (EPFL)

Disturbi infiammatori comuni come la colite ulcerosa e il morbo di Crohn possono essere diagnosticati o monitorati misurando la calprotectina in campioni di feci, mentre i livelli sierici di calprotectina potrebbero essere utilizzati per monitorare lo stato infiammatorio nell’artrite reumatoide. I livelli di calprotectina nei campioni dei pazienti vengono solitamente determinati utilizzando anticorpi che si legano alla proteina e la rilevano, ad esempio in saggi a flusso laterale come gli ormai noti kit per autoanalisi COVID-19.

Ma c’è un problema con i test della calprotectina basati sugli anticorpi: i risultati possono variare a seconda del tipo di anticorpo e del test utilizzato. Questo perché gli anticorpi possono legarsi a parti diverse della proteina o non avere una composizione uniforme. Gli anticorpi possono anche diventare inattivi nel tempo a causa del dispiegamento o della precipitazione.

Una soluzione consiste nell’utilizzare i peptidi al posto degli anticorpi per rilevare e misurare i marcatori di malattia come la calprotectina. I peptidi sono sequenze di massimo 50 aminoacidi in grado di legarsi alle proteine con elevata affinità e selettività, ma a differenza degli anticorpi possono essere prodotti chimicamente con elevata purezza e omogeneità. D’altra parte, i peptidi sono stabili nel tempo e più economici da produrre rispetto agli anticorpi, e presentano una minore variabilità da lotto a lotto. Possono legarsi a una posizione specifica su una superficie, il che semplifica notevolmente lo sviluppo di test diagnostici in quanto i biomarcatori possono essere rilevati in modo più preciso e controllato.

A tal fine, Christian Gerhold, direttore tecnico dell’azienda di diagnostica BÜHLMANN , ha collaborato con il team di Christian Heinis all’EPFL per sviluppare ligandi a base di peptidi per la calprotectina umana. Da una libreria di oltre 500 miliardi di peptidi diversi, Cristina Diaz-Perlas, borsista del team di Christian Heinis, ha isolato diversi leganti della calprotectina. Ha dimostrato che i peptidi sono adatti alla quantificazione della calprotectina in saggi a flusso laterale semplificati. Il peptide migliore aveva una costante di dissociazione di 26 nM - una misura dell’intensità del legame con la calprotectina, che lo rende un buon candidato per i test diagnostici.

Il peptide non solo si lega a un’ampia superficie della calprotectina, ma anche a una forma specifica di calprotectina, che è la specie rilevante nei campioni dei pazienti. Sotto la guida di Benjamin Ricken di BÜHLMANN, il peptide è stato infine testato in cassette a flusso laterale assemblate professionalmente e si è rivelato adatto per un’accurata rilevazione e quantificazione della calprotectina. In uno studio di validazione, questa configurazione è stata utilizzata per quantificare la concentrazione di calprotectina nel siero di campioni di sangue di pazienti.

Il peptide sviluppato è infatti il primo reagente di affinità sintetico che è stato possibile generare contro il biomarcatore calprotectina.

"I team dell’EPFL e di BÜHLMANN stanno attualmente conducendo ulteriori test con il peptide specifico della calprotectina per trasformare il test in un prodotto in grado di ottimizzare la capacità diagnostica di questo biomarcatore sempre più importante per aiutare i pazienti affetti da malattie infiammatorie", afferma Christian Heinis.

Christian Gerhold ha aggiunto: "Questa collaborazione ha tratto grande vantaggio dal know-how di BÜHLMANN nella produzione e nel trattamento del biomarcatore, nonché dall’esperienza del team dell’EPFL nella generazione e nello screening di grandi librerie combinatorie di peptidi mediante esposizione di fagi.

Altri collaboratori
  • Piattaforma tecnologica per la produzione e la struttura delle proteine all’EPFL
  • Università di Münster
  • Sorgente di luce svizzera



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