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Si busca la diferencia entre péptidos y proteínas, la respuesta corta es «el tamaño».

Tanto los péptidos como las proteínas están formados por cadenas de los bloques de construcción básicos del cuerpo – aminoácidos – y se mantienen unidos por enlaces peptídicos. En términos básicos, la diferencia es que los péptidos están formados por cadenas más pequeñas de aminoácidos que las proteínas.

Pero la definición, y la forma en que los científicos utilizan cada término, es un poco imprecisa. Como regla general, un péptido contiene dos o más aminoácidos. Y para complicar un poco más las cosas, a menudo se oye hablar de polipéptidos, una cadena de 10 o más aminoácidos.

El Dr. Mark Blaskovich, del Instituto de Biociencia Molecular (IMB) de la Universidad de Queensland (Australia), afirma que el límite entre un péptido y una proteína está entre 50 y 100 aminoácidos. Pero la mayoría de los péptidos que se encuentran en el cuerpo humano son mucho más cortos que eso: cadenas de unos 20 aminoácidos.

También hay una variante importante del péptido llamada ciclótido. Al igual que el péptido y la proteína, el ciclótido también está compuesto por una cadena de aminoácidos, pero a diferencia de los otros, los extremos de un ciclótido se unen para formar un círculo.

Como veremos a continuación, esta estructura es importante en la fabricación de fármacos terapéuticos basados en péptidos.

En cuanto a las proteínas, los bioquímicos suelen reservar el término para las grandes moléculas peptídicas, que pueden ser una cadena larga de 100 o más aminoácidos -un «polipéptido complejo», si se prefiere- o pueden estar formadas por varias cadenas de aminoácidos unidas entre sí.

La hemoglobina, que se encuentra en los glóbulos rojos y es esencial para transportar oxígeno, es una proteína de este tipo. Está formada por cuatro cadenas de aminoácidos diferentes: dos con 141 aminoácidos cada una y dos con 146 aminoácidos cada una.

Por qué los péptidos son la «próxima gran cosa» en la investigación médica

Los bioquímicos están entusiasmados con las posibilidades que presentan los péptidos y las proteínas como productos farmacéuticos porque a menudo imitan exactamente el comportamiento de un ligando natural, es decir, la sustancia que interactúa con el receptor de una enzima o célula para provocar un proceso biológico.

Esto da a los fármacos peptídicos el potencial de ser dirigidos con mayor precisión, con menos efectos secundarios que los fármacos de moléculas pequeñas.

En el cuerpo, hay muchas hormonas diferentes que reaccionan con las células y desencadenan diferentes procesos biológicos. A menudo se trata de péptidos, ya sean versiones cíclicas o rectas y lineales.

Y luego está la cuestión de la rapidez con la que ese péptido se descompone, lo que provoca algunos problemas de estabilidad, pero en términos de seguridad, puede ser positivo.

«Creemos que los péptidos son el futuro de los fármacos por razones de ser más selectivos, más potentes y potencialmente más seguros, porque cuando un péptido acaba por descomponerse sólo se convierte en aminoácidos, y los aminoácidos son, básicamente, alimentos», dice el profesor David Craik, que dirige la Instalación Clive y Vera Ramaciotti del IMB para la producción de productos farmacéuticos en plantas.

También hay consideraciones de fabricación que hacen que los péptidos sean atractivos: su longitud permite sintetizarlos químicamente, a diferencia de las proteínas que generalmente se expresan en células de levadura o de mamífero.

Así que eso son los péptidos. ¿Cuáles son las aplicaciones de las proteínas?

La aplicación más prometedora de las proteínas es la de los anticuerpos, que son en sí mismos una forma de proteína.

Particularmente en las aplicaciones contra el cáncer, hay muchos anticuerpos en la clínica o en desarrollo. Dos ejemplos bien conocidos son el Herceptin (trastuzumab) para el cáncer de mama y el Humira (adalimumab) para la artritis reumatoide y otras enfermedades autoinmunes.

La ventaja de utilizar proteínas es la misma que la de las aplicaciones farmacológicas de los péptidos: imitan algo que es natural en el cuerpo o sustituyen algo que falta o está dañado.

En el caso de los anticuerpos, los fármacos basados en proteínas utilizan la misma estrategia que el cuerpo para dirigirse a las cosas. De este modo, el fármaco puede proporcionar la especificidad necesaria, al tiempo que evita los efectos fuera de la diana que puede tener un fármaco de molécula pequeña, causando malos efectos secundarios.

¿Cuándo veremos nuevos medicamentos basados en péptidos?

La estabilidad puede ser un problema, ya que los péptidos pueden degradarse muy rápidamente, y eso significa que puede ser difícil dosificar a un paciente con un péptido.

Y según su cuerpo, los péptidos y las proteínas son básicamente sólo alimentos, lo que hace que la administración de medicamentos peptídicos en forma oral sea bastante difícil, ya que el cuerpo los digiere rápidamente.

«Por eso, los desarrolladores de fármacos suelen intentar pasar de un péptido e imitarlo con una molécula pequeña en su lugar, porque la molécula pequeña tiene potencialmente mejores propiedades para un fármaco, ya que la molécula pequeña permanece más tiempo en el cuerpo y puede administrarse por vía oral», dijo el Dr. Blaskovich.

Pero el reto es conseguir que la pequeña molécula imite al péptido.

«La industria farmacéutica se gasta miles de millones en intentar hacerlo», añadió el Dr. Blaskovich. «Por eso, si se consigue dar con fármacos que sean péptidos, en lugar de tener que convertirlos en pequeñas moléculas no peptídicas, es potencialmente una forma mucho más rápida de desarrollar un fármaco potente, selectivo y apto.»

La industria farmacéutica sigue siendo escéptica, principalmente por la cuestión de la estabilidad, pero también por la dificultad de conseguir que los péptidos administrados por vía oral atraviesen la barrera del intestino y sean absorbidos por el torrente sanguíneo.

Pero el uso intravenoso y subcutáneo de péptidos como fármacos es cada vez más habitual. Hay alrededor de 60 fármacos peptídicos aprobados por la FDA en el mercado, con unos 140 fármacos peptídicos en ensayos clínicos, y más de 500 en desarrollo preclínico (antes de las pruebas en humanos).

También hay aplicaciones agrícolas

Aunque la estabilidad de los péptidos es un reto a superar en el uso humano, es un arma de doble filo, y puede ser una ventaja en algunos usos agrícolas. La velocidad de degradación de los péptidos utilizados como insecticidas o fungicidas significa que no van a persistir en el medio ambiente.

Así que la creación de una mayor estabilidad de los péptidos puede funcionar en ambos sentidos.

Si la estabilidad del péptido se puede adaptar, entonces se puede hacer que dure lo suficiente para que funcione en el cultivo, pero luego también se degrade.

Esto significa que no causaría los problemas a largo plazo del DDT, por ejemplo, que puede existir durante cientos de años.

¿Por qué los expertos están tan entusiasmados con los fármacos peptídicos?

Los ciclótidos -el foco central del trabajo de Craik- tienen un gran potencial para resolver los problemas de estabilidad de los fármacos peptídicos.

Como estructuralmente forman un círculo, los ciclótidos no tienen el punto débil de los cabos sueltos que aceleran la degradación por nuestras enzimas digestivas. Además, están estabilizados por varios enlaces cruzados entre sí, formando una estructura compacta y muy estable. Esto ayuda a que lleguen intactos a su objetivo, incluso cuando se toman por vía oral.

El grupo de Blaskovich está trabajando en dos prometedores antibióticos basados en péptidos para hacer frente a la creciente resistencia a los antibióticos.

El primero de ellos consiste en mejorar el antibiótico Vancomicina, un glicopéptido (péptidos con moléculas de azúcar), intentando convertirlo en una supervancomicina que se dirija más selectivamente a las células bacterianas. Este enfoque parte de la vancomicina como núcleo, a la que se añaden grupos adicionales para que interactúe de forma selectiva con la célula bacteriana en lugar de con una célula de mamífero.

El objetivo es aumentar su potencia a la hora de matar a las bacterias y reducir los efectos secundarios no deseados que tiene en las células humanas.

El segundo programa de investigación está desarrollando antibióticos que atacan a las bacterias Gram negativas, generalmente consideradas las más difíciles de combatir. Estos péptidos son lipopéptidos cíclicos (péptidos con un ácido graso, o lípido, unido) con ocho a 10 aminoácidos.

Es posible que ya haya tomado un fármaco basado en péptidos

Uno de los fármacos basados en péptidos más conocidos es la exenatida, que se comercializa con el nombre de Byetta. Se utiliza para ayudar a controlar los niveles de azúcar en sangre en pacientes con diabetes de tipo 2.

Funciona aumentando la producción de insulina en respuesta a las comidas y es una forma sintética del péptido que se encuentra en el veneno del monstruo de Gila, una especie de lagarto venenoso originario de EE.UU. y México.

Se trata de un péptido lineal que contiene 39 aminoácidos y que se desarrolló hace unos 10 años, y ahora se utiliza ampliamente.