Deseñan catalizadores metálicos que funcionan na mitocondria celular
No interior das células prodúcense constantemente miles de transformacións químicas catalizadas por enzimas naturais, substancias de tipo proteico que facilitan estes procesos e permiten que os cambios teñan lugar a temperatura moderada. Xunto estas, o equipo do proxecto MetBioCat da USC traballa no deseño de substancias metálicas de orixe sintética que poida funcionar como enzimas artificiais inducindo transformacións químicas que non existen na natureza. Esta liña de investigación lidéraa o profesor José L. Mascareñas e conta con financiamento das axudas Advanced Grant do Consello Europeo de Investigación (ERC, polas súas siglas en inglés).
No marco deste proxecto europeo, o grupo acaba de presentar en Nature Communications un novo resultado do seu traballo na fronteira entre a química e a bioloxía celular: un complexo metálico composto por rutenio capaz de atravesar as membranas celulares e acumularse de forma preferente na mitocondria de células vivas que, unha vez localizado no seu destino intracelular, consegue inducir a transformación de substratos esóxenos e xerar produtos activos.
O traballo desenvolvérono integramente nos laboratorios da USC, no Centro singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS), os investigadores posdoutorais do grupo María Tomás, Miguel Martínez e José Couceiro. Demostraron que situando o catalizador artificial na mitocondria é posible alterar de forma selectiva o seus funcionamento, mediante a introdución de substratos inertes que se converten en activos unicamente cando se atopan con este catalizados. Este tipo de metodoloxía consistente na xeración de actividade e baseada na acción dual dun catalizados e un substrato inactivo abre a porta ao desenvolvemento de poderosas ferramentas que permitan manipular a vida celular de xeito programado, co vista posta no desenvolvemento de novas estratexias terapéuticas.
O grupo do profesor Mascareñas xa fora capaz de demostrar anteriormente a viabilidade de introducir substancias metálicas con rutenio no interior de células. Agora, os científicos conseguiron dirixir este tipo de complexos metálicos a un orgánulo subcelular específico –as mitocondrias-, demostrando que estes complexos manteñen a súa funcionalidade catalítica. As mitocondrias están consideradas a central enerxética das células e son fonte de trifosfato de adenosina (ATP), a molécula rica en enerxía da que se nutren os seres vivos para realizar a maior parte das súas tarefas.
Á vista dos resultados, o profesor Mascareñas insiste en que este traballo enmárcase na esfera da curiosidade e a creación conceptual e prefire ser cauto, “trátase dun tipo de investigación dirixida á xeración de coñecemento novo e temos que ser prudentes: aínda hai moito que facer e averiguar ata que podamos pensar en posibles aplicacións prácticas”. Como sinala o investigador da USC “son proxectos de alto risco que presentan moitas dificultades, entre outras, polos problemas de biocompatibilidade entre complexos metálicos non naturais e as células de organismos vivos”, conclúe.
Fluorescencia do produto xerado na mitocondria de células vivas tras a súa incubación co complexo metálico de rutenio e o sustrato inerte. Foto: CiQUS
