Un novidoso sistema transporta substancias bioactivas sen danar a membrana ao interior da célula

O equipo do científico Javier Montenegro no Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares da Universidade de Santiago de Compostela (CiQUS) traballa nun novidoso mecanismo para levar substancias bioactivas ao interior da célula.

Froito da colaboración coa Jacobs University de Bremen, en Alemaña, o artigo que acaba de publicar a prestixiosa revista científica Nature, explica como este mecanismo utiliza compostos de boro con propiedades supercaotrópicas, aquelas que permiten desordenar as moléculas de auga e deshidratar desta forma a carga transportada para poder atravesar a membrana celular.

Deste xeito, faise fronte ao reto de introducir na célula moléculas que sexan solubles en auga, pois a membrana celular supón unha barreira semipermeable que este tipo de substancias non poden atravesar facilmente.

En concreto, estes novos portadores trátanse de agrupacións industriais de boro con forma esférica, carga negativa e unha excelente solubilidade na auga.

Como explica ao respecto persoal investigador implicado no estudo, esta nova estratexia serve para poder 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 Javier Montenegro.

Ata o de agora, o persoal científico que traballa neste campo ten 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, característica que lles permite 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 aportadas agora coa investigación do CiQUS poderían ser claves para paliar estas eivas.

Neste sentido, cabe destacar que os investigadores da USC conseguiron levar diferentes cargos hidrofílicos ao interior das células, incluíndo a faloidina -unha molécula empregada habitualmente como marcador bioquímico do citoesqueleto- ata o citosol no interior das células, e tinguir deste xeito o esqueleto intracelular de distintos tipos de células.

“Os anións supercaotrópicos son unha nova ferramenta, totalmente diferente ás que había ata a data, para poder internalizar substancias hidrófilas na célula cuxo potencial acaba de empezar a explorarse”, explica ao respecto Giulia Salluce, doutoranda no grupo do profesor Montenegro que figura como primeira coautora do estudo.

Pola súa parte, o grupo que dirixe Werner Nau na Jacobs University estuda o comportamento das agrupacións industriais de boro en modelos de membranas baseados en vesículas artificiais.

As agrupacións industriais de boro substituídas con grupos de bromo presentaron un equilibrio caotrópico idóneo para conseguir transportar substancias a través da membrana sen causarlle danos.

Vehículos con propiedades moi particulares. Estes compostos interactúan coas moléculas para transportar dunha maneira totalmente nova, sen necesidade de agregarse a ela ou ter que encapsulala.

“Os novos vehículos teñen unhas propiedades de transporte moi particulares”, comenta Andrea Barba-Bon, investigadora do equipo alemán e tamén primeira coautora do estudo.

“A diferenza dos tradicionais compostos anfifílicos, a orde en que se engaden os clústeres e as moléculas que queremos transportar ás vesículas, ou mesmo o tipo de membrana, teñen un efecto mínimo sobre a súa efectividade”, conclúe a científica.