Más allá de los geles: la evolución de la separación de proteínas basada en SDS
outubro 19, 2025
La palabra “tecnología” implica una mejora en algunos o todos estos aspectos: calidad, velocidad, eficiencia y facilidad. Las tecnologías en todas las industrias han evolucionado con el tiempo, y casi cada etapa importante de evolución ha cambiado significativamente la forma en que operamos en un área determinada. Este artículo explora la evolución de las tecnologías analíticas basadas en SDS (dodecilsulfato de sodio) para la separación de proteínas según su tamaño en biología molecular y desarrollo biofarmacéutico.
Aunque hoy en día (2025) la separación de proteínas por tamaño se logra fácilmente mediante diversas técnicas, en su momento fue un gran desafío que representó un obstáculo enorme en la investigación en biología molecular. Como resultado, en las décadas de 1960 y 1970 se desarrolló la técnica SDS-PAGE (electroforesis en gel de poliacrilamida con dodecilsulfato de sodio). Pionero en este desarrollo fue Ulrick K. Laemmli, quien se basó en los trabajos anteriores de Jake Maizel, Leonard Ornstein y Baruch Davis. La electroforesis en gel fue uno de los primeros métodos que permitió separar proteínas según su peso molecular¹²³. Curiosamente, en los primeros días de este método se preparaban geles de poliacrilamida en tubos, que luego debían romperse con un martillo para cortar y secar los geles antes de teñirlos⁴.
Hoy en día, la mayoría de los científicos no puede imaginarse trabajando así, pero en ese momento el método representó un avance crucial para comprender las interacciones proteína-proteína. Casi dos décadas después, el desarrollo de los geles en lámina supuso una mejora drástica del método, al permitir el análisis de múltiples muestras⁵. No es de extrañar que, a medida que estos métodos ganaban popularidad en la comunidad científica y el trabajo de Laemmli se citaba más de 300,000 veces, SDS-PAGE se convirtiera en el estándar de oro para separar proteínas. Desde estudiantes universitarios hasta científicos principales en empresas biofarmacéuticas, SDS-PAGE sigue siendo ampliamente utilizado.
Los geles son buenos, las capilares son mejores
Aproximadamente al mismo tiempo que el desarrollo de SDS-PAGE, Stellan Hjerten trabajaba en una nueva tecnología llamada electroforesis capilar (CE, por sus siglas en inglés), la cual fue posteriormente mejorada por James W. Jorgenson y Krynn D. Lukacs. Ellos demostraron con éxito la separación de proteínas y otras biomoléculas dentro de tubos capilares con diámetros internos de entre 3 mm y 75 µm⁶⁷. Los capilares se llenaban con matrices de separación específicas, y los experimentos se realizaban bajo voltaje aplicado y con un detector UV para medir la separación.
Este sistema ofrecía varias ventajas sobre SDS-PAGE, como la eliminación de pasos manuales y una mejor reproducibilidad. Muchos de los hallazgos de estos grupos de investigación sentaron las bases para el desarrollo de instrumentos analíticos de CE, disponibles comercialmente a fines de la década de 1980. La técnica específica de separación basada en SDS pasó a conocerse como CE-SDS (electroforesis capilar con dodecilsulfato de sodio).
En el siglo XXI, muchas empresas biofarmacéuticas líderes incluyen CE-SDS entre sus métodos analíticos en presentaciones regulatorias para bioterapéuticos comerciales. Su adopción generalizada no es sorprendente, dadas las numerosas mejoras que ofrece respecto a SDS-PAGE⁸, entre ellas:
Automatización: Los capilares precargados eliminan la necesidad de preparar, teñir e imaginar geles, reduciendo el tiempo manual y la variabilidad del usuario.
Mayor resolución: Los capilares de diámetro estrecho reducen la dispersión de bandas, generando picos más definidos.
Reproducibilidad superior: La separación automatizada garantiza resultados consistentes, sin variabilidad entre geles.
Precisión cuantitativa: La detección integrada permite una cuantificación exacta y reproducible, a diferencia de la evaluación subjetiva de bandas.
Alto rendimiento: Los tiempos rápidos de corrida permiten analizar múltiples muestras en una fracción del tiempo requerido por SDS-PAGE.
Menor toxicidad: Se elimina el uso de reactivos peligrosos como la acrilamida, un neurotóxico usado para preparar geles. Además, se requiere menos teñido y decoloración, reduciendo los desechos y facilitando su eliminación.
CE-SDS en los sistemas Maurice
Las plataformas Maurice™ permiten realizar análisis CE-SDS junto con otras capacidades de CE, como icIEF (enfoque isoeléctrico capilar con imagen) para análisis de carga, y fraccionamiento basado en icIEF para separar y recolectar variantes de carga. Cambiar entre los tres métodos es tan simple como insertar el cartucho correspondiente. Para CE-SDS, existen dos cartuchos Maurice diseñados para satisfacer necesidades analíticas específicas, según la fase del desarrollo del fármaco.
Cartucho Maurice Turbo CE-SDS: Diseñado para alta productividad, ofrece resultados en tan solo 5,5 minutos por muestra (hasta 96 muestras). Ideal para análisis en etapas iniciales y posteriores de desarrollo.
Cartucho Maurice CE-SDS PLUS: Diseñado para mayor resolución, con resultados en 25 minutos por muestra (hasta 48 muestras). Ideal para desarrollo analítico y control de calidad.
Ambos cartuchos ofrecen ventajas significativas sobre SDS-PAGE. Además, CE-SDS en el sistema Maurice permite analizar una amplia gama de moléculas biofarmacéuticas: anticuerpos monoclonales (mAbs), anticuerpos biespecíficos, conjugados fármaco-anticuerpo (ADCs), proteínas de fusión, vacunas, citoquinas GMP, macromoléculas (IgM) y vectores virales usados en terapias génicas y celulares. Independientemente del tipo de molécula, CE-SDS en Maurice proporciona un método lineal y altamente reproducible.
Imagen 2. Análisis CE-SDS con Maurice. A. Demuestra una comparación entre los métodos Maurice Turbo CE-SDS y Maurice CE-SDS PLUS para el análisis del anticuerpo monoclonal NIST (NIST mAb) en condiciones reductoras. Ambos métodos son comparables y detectan los picos esperados. B. Muestra el perfil del AAV9 analizado en concentraciones seriamente diluidas utilizando el cartucho Maurice CE-SDS PLUS. El método es lineal, con un valor de R² = 0,99. (Imagen referenciada de la publicación original).
Comparabilidad con SDS-PAGE
Aunque CE-SDS produce resultados en formato de electroferograma, el software Compass for iCE permite realizar un análisis de carriles para comparar los diferentes picos detectados con los geles tradicionales, si se requiere.
Imagen 3. Análisis de carriles de los perfiles de tamaño de Belimumab. A. La imagen de gel virtual generada con la función Lane View en Compass for iCE muestra las bandas del pico intacto en condiciones no reductoras, con una banda intacta dominante junto con bandas tenues correspondientes a especies menores, y muestra las bandas de HC (cadena pesada) y LC (cadena ligera) en condiciones reductoras. B. El gel SDS-PAGE corrido en condiciones no reductoras y reductoras muestra bandas similares a las obtenidas con Turbo CE-SDS, lo que indica la comparabilidad de ambos métodos. (Imagen referenciada de la publicación original).
Conclusión
Los pacientes que dependen de terapias que salvan vidas necesitan la liberación rápida de fármacos terapéuticos. Con los avances tecnológicos que impulsan el desarrollo biofarmacéutico, existe una competencia intensa por obtener aprobaciones regulatorias. La investigación y el desarrollo avanzan mejor con herramientas de vanguardia que ofrecen eficiencia y calidad.
Este artículo describe cómo CE-SDS en el sistema Maurice supera a SDS-PAGE, permitiendo una separación de proteínas terapéuticas más rápida, cuantitativa y reproducible. Desde las etapas iniciales hasta la liberación comercial, CE-SDS proporciona datos de alta calidad esenciales para tomar decisiones sobre la calidad del producto.
Además, a medida que las empresas buscan reducir su huella ambiental, CE-SDS representa una alternativa más sostenible, minimizando el consumo de reactivos y la eliminación de desechos tóxicos en comparación con SDS-PAGE. Este cambio hacia métodos analíticos más ecológicos se alinea con las iniciativas de sostenibilidad más amplias dentro de la industria biofarmacéutica.
