Investigadores do Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC), en colaboración co Instituto de Diagnóstico Ambiental e Estudos da auga (IDAEA) do Consello Superior de Investigacións Científicas (CSIC), desenvolveron moléculas que permiten controlar mediante a luz a actividade dos receptores beta adrenérxicos localizados nos cardiomiocitos, células do músculo cardíaco. Esta investigación, publicada na revista Angewandte Chemie International Edition e probada en modelos de peixe cebra, mostra o potencial da fotofarmacoloxía (fármacos controlados mediante luz) para o estudo e control da fisioloxía cardíaca, e a súa aplicabilidade en seres vivos. Ademais, os resultados deste traballo apuntan á xeración de futuras terapias máis precisas e con menos efectos secundarios.
Os receptores adrenérxicos, localizados na superficie das células, son activados por unhas substancias chamadas catecolaminas (adrenalina e noradrenalina) e a súa regulación é esencial para o correcto funcionamento do corazón e de moitos outros procesos fisiolóxicos. Un destes receptores é o chamado receptor β-adrenérxico, que se atopa no corazón, as arterias e os pulmóns. Coa chegada das catecolaminas, estes receptores estimúlanse, elevando a frecuencia cardíaca e a broncodilatación, entre moitos outros efectos. Estes receptores son a principal diana terapéutica de fármacos de primeira liña como os antiasmáticos ou os betabloqueantes.
Os betabloqueantes atópanse entre os fármacos máis receitados a nivel mundial e serven para tratar diversas patoloxías cardíacas, en particular no tratamento dos trastornos do ritmo cardíaco e na cardioprotección posterior a un infarto de miocardio. Estes fármacos bloquean o receptor β-adrenérgico, de tal forma que impiden a unión das catecolaminas e evitan a súa estimulación, mellorando a función do corazón. Con todo, algúns enfermos con problemas respiratorios poden desenvolver efectos secundarios.
Neste estudo deseñáronse e producíronse varias moléculas fotoregulables con actividade betabloqueante. “Este traballo presenta unha nova estratexia para o control, cun alto nivel de precisión, do receptor β1-adrenérxico mediante moléculas fotosensibles”, explica Xavier Rovira, investigador do grupo Química Médica no IQAC. “Os fotofármacos poden activarse e desactivarse mediante a luz cun gran control no lugar de acción e durante o momento e tempo desexado, abrindo así novos camiños cara a terapias altamente específicas e con menores efectos indesexados que xorden pola acción dos fármacos noutros órganos”, aclara o investigador.
Este traballo demostra que con estas moléculas fotoregulables, que posúen unha potencia e selectividade similar á dos betabloqueantes aprobados, pódese aumentar e diminuír o ritmo cardíaco mediante o uso de luz de distintas cores. Estas moléculas foron probadas en ensaios in vitro, e en larvas vivas de peixe cebra. “Este estudo confirma o enorme potencial do peixe cebra como modelo de vertebrado en estudos de fotofarmacoloxía cardíaca “, indica Demetrio Raldúa, investigador do grupo Toxicoloxía Ambiental no IDAEA.
Os resultados achegan a primeira proba de concepto do potencial da fotofarmacoloxía para o estudo e control da fisioloxía cardíaca en contornas nativas sen necesidade de modificación xenética, onde o β1-adrenérgico xoga un papel fundamental. Este tipo de moléculas poderían cumprir cos procedementos e requisitos de fármacos convencionais que desenvolven as empresas farmacéuticas.
“No futuro desenvolveranse moléculas con distintas capacidades de control por luz para futuras aplicacións en investigación, e espérase que este e futuros traballos inspiren o desenvolvemento de tratamentos para enfermidades cardíacas moito máis eficientes e con menores efectos secundarios para os pacientes”, conclúe Rovira.
Referencia: A Photoswitchable Ligand Targering the β1-Adrenoceptor Enables Light-Control of the Cardiac Rhythm (Publicado en Angewandte Chemie International Edition)
