Descubriendo péptidos macrocíclicos con precisión a través de una nueva plataforma
La plataforma permite no solo descubrir nuevos ligandos, sino también clasificarlos funcionalmente según su afinidad
Los péptidos macrocíclicos representan una prometedora clase de moléculas terapéuticas, con la alta especificidad de los anticuerpos, pero en moléculas pequeñas con buena capacidad de penetración. Además, la estructura cíclica les da mayor estabilidad y flexibilidad funcional que los péptidos lineales comunes.
No obstante, su descubrimiento y optimización han sido históricamente limitados por la dificultad de evaluar bibliotecas de alta diversidad bajo condiciones de selección controlada. En este contexto, el trabajo de Michael R. Cicetti y col., publicado en Nature Communications (2025) aporta una innovación sustancial que permite afinar el proceso de selección y clasificar candidatos por su afinidad, sin requerir síntesis química intermedia ni ensayos biofísicos extensos.
La innovación central del estudio radica en el uso de Saccharomyces cerevisiae como sistema de presentación de péptidos macrocíclicos genéticamente codificados. Los autores diseñaron bibliotecas de péptidos lineales con residuos específicos, tirosina y cisteína, orientados a facilitar la ciclación intracelular. Esta modificación se realiza directamente en la superficie celular, permitiendo generar millones de variantes cíclicas de forma homogénea y reproducible.
A diferencia de las plataformas basadas en mRNA display o phage display, esta estrategia aprovecha las ventajas del sistema de levadura, como son la presentación en conformación nativa, control del entorno extracelular, y compatibilidad con citometría de flujo de alta resolución. Además, la naturaleza genética del sistema permite vincular de forma directa la secuencia del péptido con su fenotipo de unión.
Un aspecto fundamental de la plataforma es que permite realizar titulaciones directas del ligando diana, tales como proteínas purificadas o multímeros fluorescentes, sobre las bibliotecas de levadura en condiciones estrictamente controladas. Esto posibilita una selección progresiva, donde los clones de mayor afinidad se enriquecen en función de su capacidad para unirse al ligando a concentraciones decrecientes, sin necesidad de purificarlos ni sintetizarlos por separado.
Para validar la aplicabilidad más allá de una proteína modelo, los autores extendieron la plataforma a otras dianas, incluyendo proteínas de relevancia terapéutica. La metodología demostró ser versátil, rápida y escalable.
Además, se realizaron estudios de competición para demostrar que la afinidad medida por citometría reflejaba interacciones específicas. Los clones seleccionados conservaron su capacidad de unión tras purificación y síntesis química, lo que confirma que el sistema de levadura es adecuado como plataforma previa al desarrollo de péptidos candidatos.
La presentación en levadura combinada con química intracelular y selección por citometría permite no solo descubrir nuevos ligandos, sino también clasificarlos funcionalmente según su afinidad, un aspecto clave en el desarrollo temprano de fármacos.
Además, el hecho de que las modificaciones químicas ocurran en la superficie celular sin afectar la viabilidad ni requerir pasos de síntesis externa, abre nuevas posibilidades para pantallas de múltiples etapas, selección contra dianas celulares completas y diseño de bibliotecas enfocadas.
El estudio aportó ciclos de selección más rápidos, medición directa de afinidad sin purificación previa, bibliotecas genéticamente codificadas y químicamente cicladas in situ y alta reproducibilidad y escalabilidad.
Este trabajo también se alinea con la creciente tendencia hacia plataformas híbridas que integran genómica, química y fenotipado funcional, acelerando el diseño racional de nuevos agentes terapéuticos en campos como la inmunoterapia, la biología sintética y el diagnóstico molecular.
💡 En lugar de recurrir a plataformas costosas o laboriosas, se integraron levaduras, química intracelular y citometría de flujo para diseñar una estrategia funcional y precisa de selección de péptidos macrocíclicos. Como resultado se obtuvieron clones seleccionados por su verdadera afinidad, listos para escalar en proyectos de diagnóstico o desarrollo terapéutico.