Montenegro: “Activar biomoléculas usando la luz es muy sencillo, barato, preciso y no genera residuos tóxicos”

Un equipo del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares de la USC y personal investigador de la Universidade Nova de Lisboa acaban de conseguir desarrollar un sistema de transporte de biomoléculas que accede al interior de la membrana celular mediante el uso de la luz. Un sistema para activar esas biomoléculas que “es muy barato, muy sencillo y no genera residuos”, según explica en conversación con este periódico el investigador principal del Ciqus Javier Montenegro.

Coautor del trabajo recientemente publicado en la revista Journal of the American Chemical Society junto al equipo de Nuno Basílio, -de la Universidade Nova de Lisboa, al igual que la primera autora Joana Martins-, incide en las ventajas que presenta este método porque “no es lo mismo utilizar la luz visible que añadirle otro compuesto químico que probablemente genere residuos tóxicos; es simplemente un impulso de luz el que produce un cambio molecular por el que el sistema se vuelve más proclive a transportar, es muy sensible y no genera ningún reactivo secundario porque el compuesto es el mismo, únicamente que cambia de configuración y, por tanto, de función”.

Su logro es resultado de un trabajo de investigación de más de tres años en el que desde el Ciqus, además de él, participaron Yerai Folgar y Alicia Rioboo, y cuyo interés reside, entre otros aspectos, en que “permite tener por ejemplo un fármaco enmascarado, que no está activo, y que por la irradiación de la luz se vuelve activo; lo novedoso es que esa luz nos permite trabajar con biomoléculas más grandes”.

Recuerda que ya había líneas de investigación centradas en iones pequeños, “pero el transporte a través de membranas de biomoléculas más grandes no estaba demostrado”, y es algo que se ha conseguido con esta investigación, “se ha demostrado que se puede utilizar la fotoquímica para el movimiento de biomoléculas grandes”.

En concreto, su diseño se basa en “receptores de calixareno que incorporan una unidad de azobenceno que funciona a modo de contraión fotosensible y permite controlar el transporte de péptidos catiónicos”. Esos contraiones se unen a la carga formando compuestos de carga neutralizada con mayor permeabilidad en la membrana y, cuando son irradiados empleando la luz, los azobencenos son capaces de cambiar su estructura para pasar de una configuración más polar a una más hidrofóbica, lo que les permite desembarcar con éxito en el citosol, el líquido que está localizado dentro de las células.

Nuno Basílio destaca que “el control dinámico sobre la estructura y la polaridad de estos activadores de contraión es una estrategia prometedora en el desarrollo de transportadores que sean sensibles a estímulos externos”.

Interrogado sobre las opciones que se abren en el futuro a la posible aplicación de este sistema de transporte al interior de la célula, Javier Montenegro dice que incluso se podría adaptar a los sistemas de transporte de ácidos nucleicos, algo para lo que “habría que hacer algunos cambios en el calixareno porque el que nosotros utilizamos tiene una carga negativa, lo que está muy bien porque tiene poca interacción, pero sería necesario modificarlo para permitir que se uniese al DNA”. Habría que adaptarlo, aclara, pero insiste en que lo fundamental es que “ésta es la prueba de concepto de que es posible realizar ese cambio”.

Tras subrayar que es una línea de trabajo que abre un amplio campo de investigación, recalca que los miembros del equipo de Portugal con el que han colaborado en este proyecto “tuvieron una idea muy buena y han abierto un campo de trabajo que es muy interesante, la aplicación de la fotoquímica para el transporte de biomoléculas que son más grandes que los iones”.

Sobre la continuidad de esta colaboración entre los investigadores de ambas instituciones para seguir desarrollando este trabajo ya llevado a cabo, explica que la mantendrán en el futuro, y aclara que “les prestaremos nuestra ayuda siempre que haya necesidad de una parte sintética, en la que nosotros somos expertos, y ellos en los sistemas de modelados de vesículas”.

Considera que “la colaboración entre las diferentes áreas de la ciencia es clave, y cada vez más, hay que ser abiertos, los grupos deben estar abiertos al resto y beneficiarse conjuntamente unos de otros”, y admite que en este caso se da además la circunstancia de que Nuno Basílio y él compartieron estudios en la Universidade de Santiago, donde se convirtieron en grandes amigos que, “al compartir inquietudes profesionales, nos ha sido mucho más fácil llevar a cabo esta colaboración”.