La clau per diferenciar entre cèl•lules canceroses i cèl·lules sanes està en el pH àcid que envolta els tumors sòlids, segons expliquen els científics de l'Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC) del CSIC, a Barcelona. Els resultats de l'estudi han estat publicats a la revista 'Angewandte Chemie'.
Un estudi liderat per científics de l’Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC) del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) ha proposat l'ús de 'gàbies' moleculars (formades per pseudopèptids) per matar cèl·lules canceroses de manera selectiva a microambients àcids. El treball, publicat a la revista Angewandte Chemie, posa el focus en el pH de l'entorn de tumors, que podria emprar-se com a paràmetre selectiu entre cèl·lules sanes i cèl·lules malignes. Els resultats podrien ajudar en el disseny de tractaments contra el càncer.
Una de les característiques de molts tumors és que, a causa del metabolisme de les cèl·lules de càncer, l'entorn al voltant dels tumors sòlids té un pH àcid. Això confereix unes característiques especials a aquestes cèl·lules i les fa més resistents i capaces de migrar a altres zones del cos (procés conegut com a metàstasi).
"En aquest estudi hem preparat una família de molècules derivades d'aminoàcids amb estructura tridimensional en forma de gàbia les quals, quan es troben en mitjans àcids, encapsulen un clorur en el seu interior de manera molt eficient. A més, tenen la capacitat de transportar el clorur a través de bicapes de lípids, sent aquest transport també més eficient quan hi ha un gradient de pH amb un entorn àcid", explica l'investigador del CSIC Ignacio Alfonso, de l'Institut de Química Avançada de Catalunya.
Els investigadors han obtingut aquests resultats a partir, primer, de l'ocupació de diferents tècniques espectroscòpiques (electroquímica, ressonància magnètica nuclear i fluorescència) en models experimentals artificials senzills, com micel·les i vesícules. Després van demostrar que aquest concepte es podia aplicar en sistemes vius, ja que el transport a través de la membrana cel·lular d'àcid clorhídric produeix efectes adversos en les cèl·lules, arribant a causar la seva mort mitjançant diferents mecanismes.
Finalment, van comprovar en cèl·lules d'adenocarcinoma de pulmó humà que una de les 'gàbies' moleculars resultava tòxica per a les cèl•lules en funció del pH circumdant. "La gàbia era cinc vegades més tòxica si es trobava amb un pH àcid, similar al que hi ha a l'entorn de tumors sòlids, que amb un pH habitual de cèl·lules normals. És a dir, que hi ha un rang de concentracions en què la gàbia seria innòcua per a cèl·lules en pH 7.5, cèl·lules sanes, però tòxica per a aquelles cèl·lules que es troben en un pH lleugerament àcid, com el microentorn d'un tumor sòlid ", afegeix Alfonso.
"Això obre la possibilitat d'ampliar l'ús de anionòfors (transportadors d'ions amb càrrega negativa) semblants als que es fan servir en la quimioteràpia del càncer, utilitzant el pH com a paràmetre de selectivitat entre cèl•lules canceroses i sanes", conclou l'investigador.
Lucía Tapia, Yolanda Pérez, Michael Bolte, Josefina Casas, Jordi Solà, Roberto Quesada and Ignacio Alfonso. pH-dependent chloride transport by pseudopeptidic cages for the selective killing of cancer cells in acidic microenvironments. Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.201905965
Marta García Gonzalo / CSIC Comunicación