Un equipo do CiQUS logra transportar biomoléculas ao interior celular empregando luz
A dobre capa de lípidos que integra a membrana celular constitúe unha eiva difícil de evitar á hora de introducir substancias bioactivas no interior da célula. Agora, un equipo do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares da USC (CiQUS), en colaboración con persoal investigador da Universidade Nova de Lisboa, acaba de dar un novo paso no desenvolvemento de sistemas de transporte que superen estes obstáculos. En concreto, o equipo deseñou novos compostos moleculares para a entrega de péptidos cuxo paso, a través da membrana, se activa de xeito remoto ao ser irradiados empregando luz.
"O noso deseño baséase en receptores de calixareno que incorporan unha unidade de azobenceno que funciona a modo de contraión fotosensible e permite controlar o transporte de péptidos catiónicos" comenta Javier Montenegro, investigador principal do CiQUS. Os contraións únense á carga formando neste caso compostos de carga neutralizada con maior permeabilidade na membrana. Cando son irradiados empregando luz, os azobencenos son capaces de cambiar a súa estrutura para pasar dunha configuración máis polar a unha más hidrofóbica, o que lles permite desembarcar con éxito no citosol, o líquido que se localiza dentro das células.
"O control dinámico sobre a estrutura e a polaridade destes activadores de contraión é unha estratexia prometedora no desenvolvemento de transportadores que sexan sensibles a estímulos externos" explica Nuno Basílio, investigador da Universidade Nova de Lisboa e coautor do traballo recentemente publicado na revista Journal of the American Chemical Society (JACS).
Todo un desafío
Na viaxe ao interior da célula, abrirse paso a través da membrana supón todo un desafío. As biomoléculas de maior tamaño adoitan recorrer a distintos mecanismos de transporte para superar a dobre capa de lípidos que conforma a membrana e poder penetrar na célula. Neste escenario, o deseño de novas estratexias que permitan o paso de substancias bioactivas, por exemplo fármacos, é unha prioridade. Entre estes sistemas transportadores, os vehículos artificiais sensibles á luz son especialmente interesantes en canto permiten ser activados de maneira remota, non producen residuos químicos e demostraron unha gran precisión.
Traballos anteriores
O equipo do científico Javier Montenegro leva anos traballando en novidosos mecanismos para levar substancias bioactivas ao interior da célula. Por exemplo, froito da colaboración coa Jacobs University de Bremen, en Alemaña, cuxos resultados se deron a coñecer na revista Nature, desenvolvéronse agrupacións industriais de boro con forma esférica, carga negativa e unha excelente solubilidade na auga. Como explica persoal investigador implicado no estudo, esta nova estratexia serve para administrar con grande eficiencia unha ampla variedade de substancias bioactivas, dende pequenas moléculas a péptidos de maior tamaño. “Temos identificado unha clase completamente nova de vehículos que poderían ser utilizados para levar distintos fármacos ao interior das células”, aclara o investigador do CiQUS.
Ata o de agora, o persoal científico tiña empregado distintos vehículos artificiais como polímeros, lípidos e algúns tipos de péptidos que conseguen levar a súa carga ao interior celular con éxito. Todos estes portadores tiveron unha estrutura anfifílica, o que lles permitiu enmascarar de maneira transitoria a súa carga nun envoltorio hidrófobo para abrirse paso a través da membrana lipídica. Pero esta estratexia ten as súas limitacións: en ocasións, este mesmo comportamento pode danar a membrana, e noutros casos os compostos anfifílicos mostran pouca solubilidade, o que pode limitar a súa efectividade. As novas achegas do CiQUS poderían ser claves para paliar estas eivas.
