Cromatografía de afinidad

Qué es la cromatografía de afinidad

El término afinidad procede del latín affinitas, que designa la proximidad o parentesco entre dos entidades. En bioquímica, se utiliza para describir la tendencia de ciertas moléculas a reconocerse mutuamente con alta especificidad: un anticuerpo reconoce a su antígeno, una enzima se une a su sustrato, un receptor celular capta su ligando. La cromatografía de afinidad explota precisamente ese reconocimiento molecular para aislar una sustancia concreta de una mezcla compleja.

Pedro Cuatrecasas, bioquímico nacido en Madrid, y Meir Wilchek, del Instituto Weizmann de Israel, publicaron en 1968 junto con Christian B. Anfinsen el artículo que formalizó esta técnica en las Proceedings of the National Academy of Sciences. Buscaban un modo de purificar la nucleasa estafilocócica sin los tediosos pasos convencionales, y la solución que encontraron resultó aplicable a prácticamente cualquier biomolécula que posea un sitio de reconocimiento. En 1987, Cuatrecasas y Wilchek recibieron el Premio Wolf de Medicina por esta contribución.

Mecanismo de la separación

El procedimiento se desarrolla en una columna rellena de una matriz inerte (habitualmente agarosa en forma de perlas porosas) a la que se ha unido covalentemente un ligando capaz de reconocer la molécula que se desea purificar. Cuando la mezcla biológica atraviesa la columna, solo la molécula diana se une al ligando; el resto de componentes pasa de largo y se elimina con sucesivos lavados.

Para recuperar la molécula retenida se modifica el medio de elución: un cambio de pH, un aumento de la fuerza iónica o la adición de un ligando libre que compita por el sitio de unión debilitan la interacción y liberan la sustancia de interés. El grado de pureza que se obtiene en un solo paso es notable, algo difícil de conseguir con otras modalidades cromatográficas.

Variantes de la técnica

La cromatografía de inmunoafinidad emplea anticuerpos fijados a la matriz para capturar un antígeno determinado, y se utiliza con frecuencia en la detección de sustancias en muestras clínicas. La cromatografía de afinidad por iones metálicos inmovilizados (conocida por la sigla inglesa IMAC) aprovecha la coordinación entre iones metálicos como níquel o cobalto y residuos de histidina presentes en proteínas recombinantes etiquetadas con una cola de histidinas; es, probablemente, la variante más utilizada en los laboratorios de biología molecular. Existe también la llamada pseudoafinidad, en la que el ligando no es una biomolécula natural sino un compuesto sintético diseñado para imitar la interacción biológica.

Relevancia biomédica

Sin la cromatografía de afinidad, la producción industrial de anticuerpos monoclonales y de muchas proteínas terapéuticas sería impracticable a escala comercial. La purificación de inmunoglobulinas a partir de plasma humano, la obtención de proteínas recombinantes para investigación y la fabricación de reactivos de inmunoensayo dependen de esta técnica. En el laboratorio clínico, los kits basados en columnas de inmunoafinidad permiten aislar analitos específicos antes de su cuantificación por otros métodos, como la cromatografía líquida de alta presión.

Preguntas frecuentes

¿Quién inventó la cromatografía de afinidad?

Pedro Cuatrecasas, Meir Wilchek y Christian B. Anfinsen la describieron formalmente en 1968 en los National Institutes of Health (NIH) de Estados Unidos. Cuatrecasas era un bioquímico madrileño que posteriormente desarrolló una carrera relevante en la industria y la universidad norteamericanas.

¿Qué diferencia la cromatografía de afinidad de otras técnicas cromatográficas?

La especificidad. Mientras que la cromatografía de intercambio iónico separa por carga y la cromatografía de filtración en gel por tamaño, la cromatografía de afinidad selecciona una molécula concreta gracias a una interacción biológica específica. Eso permite obtener purezas muy altas en un único paso de purificación, algo que las otras modalidades rara vez consiguen por sí solas.

¿Se emplea en la fabricación de medicamentos biológicos?

Sí, y con carácter casi obligado. La purificación de anticuerpos monoclonales a escala industrial suele incluir al menos una etapa de cromatografía de afinidad con proteína A como ligando.

Referencias

1. Encyclopaedia Britannica. Chromatography.
2. JoVE Science Education. Cromatografía de afinidad.
3. Universidad de Alcalá, BioModel. Cromatografía de afinidad: fundamento y procedimiento.
4. Nobel Prize. The Nobel Prize in Chemistry 1952.