Introducir na célula moléculas que sexan solubles en auga. Ese é un dos grandes retos no deseño de fármacos, posto que a membrana celular supón unha barreira semipermeable que este tipo de substancias non poden atravesar facilmente. Os expertos, para superar esta barreira, veñen empregando distintos vehículos artificiais como polímeros, lípidos e algúns tipos de péptidos que conseguen levar a súa carga ao interior celular con éxito.
Ata a data, todos estes portadores teñen unha estrutura anfifílica, o 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.
Colaboración alemá
Investigadores do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) da Universidade de Santiago de Compostela (USC), en colaboración con científicos da Jacobs University (Bremen, Alemaña), publican hoxe en Nature unha investigación na que dan a coñecer unha nova clase de vehículos moleculares para administrar fármacos que transcende o dogma anfifílico. Estes novos portadores son agrupacións industriais de boro con forma esférica, carga negativa e unha excelente solubilidade na auga. A clave reside na súa natureza supercaotrópica, unha propiedade que lles permite desordenar as moléculas de auga e deshidratar así a carga que transportan para poder atravesar a membrana hidrófoba. Noutras palabras: esta nova estratexia galega contra a barreira da membrana celular sería como unha especie de Cabalo de Troia dos fármacos.
Os cientifícos galegos e alemáns dan a coñecer unha nova clase de vehículos moleculares para administrar fármacos
No que respecta ao grupo que dirixe Werner Nau na Jacobs University, este encárgase de estudar o comportamento das agrupacións industriais de boro en modelos de membranas baseados en vesículas artificiais. As agrupacións industriais de boro substituídos con grupos de bromo presentaron un equilibrio caotrópico idóneo para conseguir transportar substancias a través da membrana sen causarlle danos. Estes compostos interactúan coas moléculas para transportar dunha maneira totalmente nova, sen necesidade de agregarse con ela ou ter que encapsularla.
“Os novos vehículos teñen unhas propiedades de transporte moi particulares” comenta Andrea Barba-Bon, investigadora do equipo alemán e primeira coautora do estudo. “A diferenza dos tradicionais compostos anfifílicos, a orde en que se engaden os clústers e as moléculas que queremos transportar ás vesículas, ou mesmo o tipo de membrana, teñen un efecto mínimo sobre a súa efectividade”.
Ampla variedade de substancias bioactivas
A nova estratexia serve para administrar con gran eficiencia unha ampla variedade de substancias bioactivas, desde pequenas moléculas a péptidos de maior tamaño. Estes complexos de boro poden transportalas con éxito ao interior de células vivas, tal e como demostrou o grupo de Javier Montenegro. Os investigadores do CiQUS 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.
“Identificamos unha clase completamente nova de vehículos que poderían ser utilizados para levar distintos fármacos ao interior das 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 recentemente acábase de empezar a explorar” explica Guilia Salluce ( CiQUS), doutoranda no grupo de Montenegro que figura tamén como primeira coautora do estudo.
Referencia: Boron clusters as broadband membrane carriers (Publicado en Nature)