Científicos del CSIC utilizan células vivas como ‘plantillas’ para buscar moléculas bioactivas

Un estudio liderado por científicos del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC-CSIC) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha utilizado por primera vez células vivas (de adenocarcinoma de pulmón humano) en sistemas de química combinatoria dinámica. Esta investigación propone una nueva metodología para descubrir moléculas bioactivas en entornos biológicos más realistas.

Esta metodología, publicada en la revista Angewandte Chemie, podría ayudar en un futuro a conseguir métodos para diferenciar las células sanas frente a las cancerosas, o para proteger la matriz extracelular ante la adhesión de patógenos.

Este sistema se basa en la química combinatoria dinámica, que aúna en un único proceso la selección, identificación y preparación de moléculas para una determinada aplicación, acelerando el desarrollo de nuevos compuestos funcionales. Así, presenta una enorme capacidad para la identificación rápida de nuevas moléculas con potencial actividad biológica.

En este trabajo, el equipo liderado por Ignacio Alfonso, del IQAC-CSIC, ha utilizado por primera vez ‘plantillas vivas’ para la identificación y optimización de nuevos ligandos (moléculas sintéticas sencillas) de dianas biológicas.

“En este estudio hemos trabajado con células de cáncer como ‘plantillas’, de manera que la molécula que interacciona con el exterior de dichas células (plantillas), se ve favorecida frente al resto y aumenta su concentración dentro de la mezcla de moléculas que forman la quimioteca combinatoria dinámica. La matriz extracelular está estrechamente relacionada con la comunicación y la señalización celular, y es fundamental en procesos como la metástasis del cáncer o la infección de células sanas por patógenos. Además, es la primera barrera que cualquier fármaco tiene que atravesar para entrar a nuestras células”, explica el investigador del CSIC.

En este sentido, Alfonso subraya que resulta “complicado diseñar moléculas que puedan interaccionar con la matriz extracelular porque tiene una estructura compleja y variada, pero los resultados de nuestro estudio permiten identificar y cuantificar ligandos de la matriz extracelular usando directamente células vivas intactas, lo que abre numerosas posibilidades de desarrollo en este campo”, detalla Alfonso.

El siguiente paso fue sintetizar la molécula amplificada y posteriormente comprobaron mediante experimentos de resonancia magnética nuclear con las células vivas que interaccionaba con la matriz extracelular de las mismas. Por último, tras los estudios con células, llevaron a cabo ensayos de interacción entre la molécula identificada y sulfato de condroitina, que es el componente mayoritario de los glicosaminoglicanos de la matriz extracelular de este tipo de células. “También utilizamos métodos teóricos de dinámica molecular para entender el proceso de reconocimiento molecular que explica nuestros resultados a nivel químico”, señala Alfonso.

La metodología utilizada en este estudio es “una excelente herramienta de investigación” con potenciales aplicaciones en caracterización y diagnóstico de enfermedades. “Podría llevar al descubrimiento más rápido de moléculas con actividad biológica, ya que la selección se hace en un medio más parecido al medio biológico en el que actuarán”, concluye en investigador.