O CiQUS avanza na predición do funcionamento dos clústeres de boro como transportadores de fármacos
Un dos grandes retos ao deseñar novos fármacos é conseguir introducilos, de maneira adecuada, na célula. A dobre capa de lípidos que conforma a membrana supón unha barreira moi selectiva que limita o paso de moléculas hidrofílicas (solubles en auga) e de certo tamaño. Utilizando unha especie de vehículo molecular composto por unha armazón de boro á que se lle agrega un halóxeno, o equipo do profesor da USC, Javier Montenegro, xunto ao grupo do profesor Werner Nau da Constructor University (Alemaña), puxo en escena unha nova estratexia para superar a muralla de lípidos e liberar no interior da célula distintas moléculas bioactivas. O sistema aproveita unha propiedade do boro, a caotropicidade, para perturbar temporalmente as moléculas de auga arredor da carga e deste xeito atravesar a membrana.
A comunidade científica pregúntase dende hai tempo que fai que algunhas destas estruturas de boro funcionen eficazmente como sistema de transporte e outras non. De feito, existen clústeres que teñen excesiva caotropicidade, o que dana a membrana. Noutros, pola contra, a caotropicidade é tan baixa que son practicamente inactivos. Con todo, danse situacións nas que o comportamento resulta óptimo. O estudo do Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares da USC (CiQUS) déixao agora ben claro: o tamaño da agrupación industrial e a súa polarizabilidade son os factores determinantes. “Ao contrario do que cabería esperar, a composición química da molécula non é concluínte”, apuntan dende o equipo investigador.
Para chegar a esta afirmación, antes tiveron que comparar o comportamento de distintas agrupacións industriais de boro. Nesta ocasión deseñaron estruturas con forma de dodecaedro e outras de menor tamaño con forma de icosaedro. Cada vértice destes poliedros albergaba un átomo de boro, ao que se lle engadiu outro elemento con tamaño e propiedades diferentes: iodo, bromo, cloro ou hidróxeno. Comparándoos entre eles conseguirían desvincular a polarizabilidade (a capacidade das moléculas para orientar a súa nube de electróns en resposta á presenza doutras moléculas polares) e o tamaño do núcleo de boro, da súa composición halóxena. O persoal científico estudou o comportamento dos diferentes vehículos moleculares e monitorizou a súa viaxe cara ao interior da célula onde, tras atravesar a membrana, debían liberar a carga que transportaban. Investigaron as propiedades da membrana, a toxicidade celular e a eficiencia do transporte con diferentes cargas (distintos modelos de péptidos hidrofílicos) para cada portador de agrupación industrial. As agrupacións industriais máis pequenas apenas mostraron caotropicidade, así que non puideron superar a membrana. Cos de maior tamaño sucedía o contrario, a súa excesiva actividade caotrópica acababa por danar a membrana. Pero o rango de tamaño intermedio resultou prometedor, permitindo confirmar que estas estruturas, co tamaño e a polarizabilidade adecuada, funcionan de maneira óptima como vehículos de transporte a escala molecular.
Este traballo supón outro importante paso no desenvolvemento desta nova estratexia para a administración de fármacos. Os resultados van permitir predicir se un composto deste tipo pode ser utilizado para transportar unha determinada substancia ou molécula de interese. O persoal investigador conseguiu establecer por primeira vez un set de parámetros medibles que permitirían valorar de antemán un determinado clúster, e así realizar os axustes necesarios para que cumpran o seu labor.