Han utilitzat cèl·lules de càncer de pulmó per a dissenyar una metodologia que podria servir per a ajudar en un futur a diferenciar cèl·lules sanes de canceroses. Aquest estudi es publica a la revista Angewandte Chemie International Edition, seleccionat com Very Important Paper.
Un estudi liderat per científics de l’Institut de Química Avançada de Catalunya del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) ha utilitzat per primera vegada cèl·lules vives (d’adenocarcinoma de pulmó humà) en sistemes de química combinatòria dinàmica. Aquesta recerca, publicada a la revista Angewandte Chemie International Edition, proposa una nova metodologia per descobrir molècules bioactives en entorns biològics més realistes. Aquesta metodologia podria ajudar en un futur a aconseguir mètodes per a diferenciar les cèl·lules sanes enfront de les canceroses, o per a protegir la matriu extracel·lular davant l’adhesió de patògens.
Aquesta nova metodologia es basa en la química combinatòria dinàmica, que uneix en un únic procés la selecció, identificació i preparació de molècules per a una determinada aplicació, accelerant el desenvolupament de nous compostos funcionals. Per tant, presenta una enorme capacitat per a la identificació ràpida de noves molècules amb potencial activitat biològica. En aquest treball, l’equip liderat per Ignacio Alfonso, de l’Institut de Química Avançada de Catalunya, ha utilitzat per primera vegada “plantilles vives” per a la identificació i optimització de nous lligands (molècules sintètiques senzilles) de dianes biològiques.
“En aquest estudi hem treballat amb cèl·lules de càncer com a ‘plantilles’, de manera que la molècula que interacciona amb l’exterior d’aquestes cèl·lules (plantilles), es veu afavorida enfront de la resta augmentant la seva concentració dins de la barreja de molècules que formen la quimioteca combinatòria dinàmica. La matriu extracel·lular està estretament relacionada amb la comunicació i la senyalització cel·lular, i és fonamental en processos com la metàstasi del càncer o la infecció de cèl·lules sanes per patògens. A més, la primera barrera que qualsevol fàrmac ha de travessar per a entrar a les nostres cèl·lules”, explica l’investigador.
“Resulta complicat dissenyar molècules que puguin interaccionar amb la matriu extracel·lular perquè té una estructura complexa i variada, però els resultats del nostre estudi permeten identificar i quantificar lligands de la matriu extracel·lular utilitzant directament cèl·lules vives intactes, la qual cosa obre nombroses possibilitats de desenvolupament en aquest camp”, detalla Alfonso.
El següent pas va ser sintetitzar la molècula amplificada i posteriorment van comprovar mitjançant experiments de Ressonància Magnètica Nuclear amb les cèl·lules vives que interaccionava a la matriu extracel·lular d’aquestes. Finalment, després dels estudis amb cèl·lules, van dur a terme assajos d’interacció entre la molècula identificada i sulfat de condroitina, que és el component majoritari dels glicosaminoglicans de la matriu extracel·lular d’aquesta mena de cèl·lules. “També utilitzem mètodes teòrics de dinàmica molecular per a entendre el procés de reconeixement molecular que explica els nostres resultats en l’àmbit químic”, assenyala Alfonso.
La metodologia utilitzada en aquest estudi és una excel·lent eina de recerca amb potencials aplicacions en caracterització i diagnòstic de malalties. “Podria portar al descobriment més ràpid de molècules bioactives, ja que la selecció es fa en un medi més semblant al medi biològic en el qual actuaran”, conclou l’investigador.
Daniel Carbajo, Yolanda Pérez, Jordi Bujons, and Ignacio Alfonso. Live-Cell-Templated Dynamic Combinatorial Chemistry. Angewandte Chemie. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.202004745
Ana Sotres /CSIC Comunicación