Crean un mecanismo novedoso para transportar sustancias bioactivas dentro de las células sin dañar su membrana.

El equipo del científico Javier Montenegro del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CiQUS) de la USC trabaja en un novedoso mecanismo para el transporte de sustancias bioactivas al interior de la célula. Fruto de la colaboración con la Universidad Jacobs de Bremen, Alemania, el artículo recién publicado en la revista Nature explica cómo este mecanismo utiliza compuestos de boro con propiedades supercaotrópicas, que permiten que las moléculas de agua aglomeren y deshidraten la carga transportada para poder cruzar la membrana celular. De esta forma, se enfrenta al reto de introducir moléculas hidrosolubles en la célula, ya que la membrana celular es una barrera semipermeable que este tipo de sustancias no pueden atravesar con facilidad.

En concreto, los nuevos portadores son agrupaciones industriales de boro de forma esférica, carga negativa y excelente solubilidad en agua. Tal y como explica el personal investigador implicado en el estudio, esta nueva estrategia sirve para administrar de manera eficiente una amplia variedad de sustancias bioactivas, desde pequeñas moléculas hasta péptidos de mayor tamaño. “Hemos identificado una clase completamente nueva de vehículos que podrían usarse para llevar varios medicamentos dentro de las células”, dijo el investigador del CiQUS.

Hasta el momento, el personal científico ha utilizado varios vehículos artificiales como polímeros, lípidos y algunos tipos de péptidos que logran llevar su carga al interior de la célula con éxito. Todos estos transportadores tenían una estructura anfifílica, lo que les permite enmascarar temporalmente su carga en una envoltura hidrofóbica para abrirse camino a través de la membrana lipídica. Pero esta estrategia tiene sus limitaciones: en ocasiones este mismo comportamiento puede dañar la membrana, y en otros casos los compuestos anfifílicos muestran poca solubilidad, lo que puede limitar su eficacia. Las nuevas contribuciones de CiQUS podrían ser clave para paliar estos obstáculos.

Transportar drogas

Los investigadores pudieron transportar diferentes cargas hidrofílicas dentro de las células, incluida la faloidina, una molécula comúnmente utilizada como marcador bioquímico del citoesqueleto, al citosol dentro de las células y, por lo tanto, teñir el esqueleto intracelular de diferentes tipos de células. “Los aniones supercaotrópicos son una herramienta nueva, totalmente diferente a las existentes hasta la fecha, para internalizar sustancias hidrofílicas en la célula cuyo potencial recién comienza a explorarse”, afirma Giulia Salluce, estudiante de doctorado en el grupo del profesor Montenegro que es la primera colaboradora -autor del estudio. .

Por su parte, el grupo liderado por Werner Nau en la Universidad de Jacobs estudia el comportamiento de los clusters industriales de boro en modelos de membrana basados ​​en vesículas artificiales. Los grupos industriales de boro reemplazados por grupos de bromo mostraron un equilibrio caotrópico ideal para poder transportar sustancias a través de la membrana sin causar daños. Estos compuestos interactúan con las moléculas para transportarlas de una forma completamente nueva, sin necesidad de adicionarlas o encapsularlas. “Los nuevos vehículos tienen propiedades de transporte muy particulares”, dice Andrea Barba-Bon, investigadora del equipo alemán y también primera coautora del estudio. “A diferencia de los compuestos anfifílicos tradicionales, el orden en que se añaden los clusters y moléculas que queremos transportar a las vesículas, o incluso el tipo de membrana, tienen un efecto mínimo sobre su eficacia”, concluye.