Bajo la dirección de Juan Granja y Javier Montenegro, el pasado mes de diciembre defendía su tesis Héctor Fernández Caro. En su trabajo, el empleo de estrategias supramoleculares ha permitido promover el transporte intracelular de moléculas de especial interés, llevar a cabo el intercambio de biomoléculas en el interior celular y diseñar potenciales sistemas termorresponsivos. Felicitamos a Héctor y aprovechamos para que nos cuente algunos detalles de su investigación.
¿Podrías explicarnos brevemente en qué ha consistido tu investigación?
Durante las últimas décadas se han desarrollado nuevas moléculas terapéuticas y de diagnóstico. Sin embargo, muchas de estas moléculas no son capaces de cruzar la membrana plasmática. En este caso hemos desarrollado un sistema híbrido que está compuesto por una caja supramolecular modificada con un pequeño péptido, para transportar distintos tipos de moléculas al interior celular. Luego hemos aplicado esta estrategia para medir el pH intracelular.
¿Para qué sirve conocer el pH intracelular?
La modificación del pH fisiológico intracelular está relacionada con la aparición de diferentes patologías como el cáncer. Por ejemplo, las células cancerosas presentan un pH ligeramente ácido en comparación con las células normales. Por lo tanto, el estudio meticuloso del pH intracelular permitiría comprender mejor distintos procesos celulares relevantes y también diversas enfermedades como el cáncer. La piranina es una sonda que presenta excelentes propiedades y puede usarse como indicador de pH, pero para el transporte intracelular de esta molécula es necesario utilizar estrategias agresivas, como la electroporación. Nosotros hemos aplicado el transportador previamente sintetizado para internalizar eficientemente piranina y llevar a cabo la medición ratiométrica del pH intracelular. Curiosamente, pudimos distinguir el pH de diferentes compartimentos celulares como el pH neutro del citosol, el pH ligeramente ácido de los endosomas tempranos y el pH más ácido de los endosomas tardíos.
Otra parte del proyecto consistió en el desarrollo de nanopartículas supramoleculares que permitieron llevar a cabo el intercambio de biomoléculas en el interior celular. Esta estrategia permitió activar la liberación de péptidos a demanda y cambiar las propiedades de las nanopartículas en el interior celular. Finalmente, diseñamos potenciales materiales termorresponsivos basados en nanotubos formados por péptidos cíclicos.
¿Cuál es el interés de estos materiales termorresponsivos?
Durante las últimas décadas, los sistemas que responden a los estímulos, también llamados "materiales inteligentes", han atraído un gran interés gracias a su capacidad para responder a una amplia gama de estímulos como el pH, la luz o la temperatura. Entre ellos, los materiales termorresponsivos, que poseen la capacidad de adaptarse a los cambios de la temperatura ambiental, han demostrado numerosas aplicaciones biomédicas, como en terapia génica o en la administración de fármacos.
En este proyecto hemos sintetizado péptidos cíclicos modificados con una pequeña secuencia peptídica denominada elastina, que previamente ha demostrado propiedades termorresponsivas. Además, llevamos a cabo estudios preliminares del ensamblaje en nanotubos peptídicos de estos péptidos cíclicos modificados con elastina y de las capacidades termorresponsivas de dichos nanotubos.
Por último, ¿cómo valoras tu experiencia en el CiQUS durante estos años?
Me considero afortunado de haber podido desarrollar aquí mi investigación. El CiQUS cuenta con todo tipo de equipos de gran potencial para poder llevar a cabo tu trabajo en el centro sin necesidad de estar demandando pruebas externas. En mi caso además he tenido la suerte de estar en un grupo internacional con compañeros de Holanda, Corea o Reino Unido, lo que ha enriquecido mucho mi experiencia estos años. Destaco además la participación en los seminarios que se organizan periódicamente en CiQUS. Además de conocer el trabajo que se está llevando a cabo en otros grupos, este tipo de eventos sirven para plantearte distintos problemas que puedan surgir en tu investigación en un futuro gracias al feedback que te dan otros investigadores de renombre que trabajan en el centro.