Detección de péptidos derivados del gluten basada en aptámeros: aplicación al diagnóstico y seguimiento de la enfermedad celíaca.

María Jesús Lobo Castañón, Noemí de los Santos Álvarez, Rebeca Miranda Castro, Luis Rodrigo Sáez, Arturo J Miranda Ordieres.

Universidad de Oviedo.

La Asociación hizo entrega el 20 de noviembre de 2019 del XVI Premio de Investigación sobre Patologías por Sensibilidad al Gluten, dotado con 18.000 €. Fue en el Hospital Universitario de Fuenlabrada (Madrid), durante la celebración del XI Curso de Diagnóstico de la Enfermedad Celíaca y la Sensibilidad al Gluten.

Resumen

El Premio de este año apuesta por una estrategia novedosa encaminada a analizar gluten en alimentos o incluso en muestras humanas, basada en el ADN y no en los anticuerpos, como es tradicional. Los 18.000 € del XVI Premio de Investigación sobre Patologías por Sensibilidad al Gluten/Trigo van destinados en esta ocasión a un equipo de la Universidad de Oviedo para el desarrollo de métodos analíticos con esta nueva tecnología.

Los métodos tradicionalmente empleados tanto para el diagnóstico y seguimiento de la enfermedad celíaca como para el análisis de gluten en alimentos son de tipo inmunológico. Se basan en la capacidad de los anticuerpos que fabrican las células inmunitarias de individuos celíacos para unirse con gran especificidad a fragmentos no digeridos de gluten e incluso a proteínas del propio individuo, como la transglutaminasa tisular.

Gracias a ello, los laboratorios de análisis clínicos utilizan placas con fragmentos inmovilizados de gluten o de transglutaminasa sobre las que se deposita suero de pacientes en los que se sospecha enfermedad celíaca para ver si contiene anticuerpos contra el gluten (antigliadina) o contra la transglutaminasa (antitransglutaminasa). Si están presentes se unirán a los fragmentos correspondientes y esa unión se puede visualizar y medir.

Por su parte, los laboratorios de análisis de gluten en alimentos utilizan esta misma propiedad, pero a la inversa: inmovilizan en las placas analíticas anticuerpos antigluten y sobre ellas añaden muestras de alimentos, de forma que si contienen gluten, quedará unido a los anticuerpos y esta unión podrá detectarse y cuantificarse.

El proyecto premiado plantea un método similar y totalmente novedoso en enfermedad celíaca. Se trata de utilizar, en vez de anticuerpos, moléculas sintéticas de la naturaleza del ADN, concretamente pequeñas secuencias de ácido ribonucleico (ARN) construidas en el laboratorio que son muy estables y tienen la capacidad de unirse a todo tipo de sustancias con una gran especificidad, según cuál sea su secuencia. Estas moléculas reciben el nombre de “aptámeros” y se obtienen por ensayo y error a partir de una colección de decenas de miles de secuencias construidas al azar. En sucesivos ciclos se van seleccionando aquellas que se unen a la sustancia que se quiere detectar con mayor afinidad (gluten en este caso) y se va mejorando su capacidad de unión mediante cambios al azar en su secuencia, hasta obtener una colección de unas pocas moléculas con muy alta afinidad.

El equipo investigador ya tiene seleccionadas algunas secuencias con alta afinidad por el gluten y con este trabajo persiguen mejorarlas e implementarlas en métodos analíticos (aptaensayos) que permitan detectar y cuantificar la presencia de gluten en muestras de alimentos. Es relevante destacar el reducido coste de producción de este tipo de ensayos analíticos y su alta fiabilidad, ya que no se extraen de sistemas biológicos como en el caso de los anticuerpos (lo que genera cierta variabilidad), sino que se sintetizan químicamente en el laboratorio. Esta metodología permitiría, además, detectar fragmentos de gluten en muestras humanas con el objeto de controlar el buen cumplimiento de la dieta sin gluten en pacientes celíacos.

Resultados

Publicaciones científicas

• Svigelj R, Dossi N, Pizzolato S, Toniolo R, Miranda-Castro R, de-Los-Santos-Álvarez N, Lobo-Castañón MJ. Truncated aptamers as selective receptors in a gluten sensor supporting direct measurement in a deep eutectic solvent. Biosens Bioelectron. 2020 Oct 1;165:112339. Abstract

Congresos

• BES 2021. XXVI International Symposium on Bioelectrochemistry and Bioenergetics. Virtual, 09-13 mayo 2021.
  • Póster: Aptamer-based assays for diagnosis and management of celiac disease (C. Abardía-Serrano).
• SEEC 2021. VII Congreso Nacional de la Sociedad Española de Enfermedad Celíaca. Virtual, 13-14 mayo 2021.
  • Póster: Nuevas estrategias basadas en aptámeros y espectrometría de masas para el seguimiento y diagnóstico de la enfermedad celíaca (C. Abardía-Serrano).
• Mass Spectrometry Advances in the Clinical Lab. Virtual, 12-16 septiembre 2021.
  • Comunicación Oral: 33 mer peptide detection method for the diagnosis of celiac disease by isotope dilution mass spectrometry (P. Gómez-Mejide).
• SEEM 2022. I Jornadas de Jóvenes Investigadores de la Sociedad Española de Espectrometría de Masas. Miraflores de la Sierra (Madrid), 23-24 marzo 2022.
  • Comunicación Oral: Determinación del péptido 33 mer mediante análisis por dilución isotópica y espectrometría de masas en tándem para el diagnóstico de la enfermedad celíaca (P. Gómez-Mejide).
• XRSEEM 2022. X Meeting of the Spanish Society of Mass Spectrometry. Córdoba, 31 mayo – 2 junio 2022.
  • Flash Poster: Análisis del péptido 33 mer por IDMS para el diagnóstico de la enfermedad celíaca (P. Gómez-Meijide).

Trabajos fin de máster

• Captura selectiva de gluten hidrolizado en alimentos usando aptámeros como cebo (Fernando Rodríguez Río).
• Digestión gastrointestinal de gliadina: captura de péptidos con aptámeros e identificación por LCESI- MSMS (Paula Gómez Meijide).

Autor: Juan Ignacio Serrano Vela. Doctor en Biología. Servicio de Investigación de la Asociación.