Los resultados de la investigación conjunta han sido publicados en la revista científica 'Chemistry - A European Journal'

La colaboración entre investigadores del Área de Oncología del Centro de Investigación Biomédica de La Rioja (CIBIR) y del Departamento de Química de la Universidad de La Rioja (UR) ha permitido obtener compuestos de interés biomédico, como derivados del platino con actividad antitumoral o aminoácidos fluorescentes capaces de penetrar en las células.

Los investigadores de la UR se han ocupado del diseño y síntesis de estas moléculas, y describen sus características y propiedades ópticas; mientras que los del CIBIR han validado su actividad biológica, comprobando cómo actúan en las células. En los laboratorios del campus se estudia la parte puramente química y en los del centro biomédico, la biológica.

Este esquema de trabajo conjunto posibilita que los expertos de ambos centros dirijan sus esfuerzos a una meta común, aportando cada grupo los conocimientos, metodología, herramientas y recursos en los que son especialistas. El equipo multidisciplinar así formado tiene una fortaleza añadida: puede desarrollar toda su investigación íntegramente en La Rioja.

Fruto de esta colaboración, los científicos han logrado obtener compuestos de interés biomédico, con posibles aplicaciones en campos tan relevantes como la investigación del cáncer. La revista científica Chemistry - A European Journal ha publicado recientemente dos artículos de estos hallazgos.

Nuevos compuestos antitumorales

Por un lado, se han obtenido nuevos compuestos derivados del platino capaces de frenar la proliferación de células tumorales. Su capacidad citotóxica ha sido testada in vitro frente a células de cáncer de pulmón y cérvico-uterino (HeLa). Además, son moléculas fosforescentes, por lo que pueden ser localizadas una vez dentro de las células mediante microscopía de fluorescencia.

Los investigadores han comprobado que destruyen las células tumorales de una forma distinta a como lo hacen otros derivados de platino: no entran al núcleo de la célula para dañar su ADN, sino que se quedan en su citoplasma, donde dificultan la formación de los microtúbulos necesarios para la división celular. Se trata de un hallazgo relevante, ya que amplía los mecanismos de acción de los metalofármacos anticancerígenos.

Otra característica que hace que estas moléculas sean especiales es la facilidad con la que puede modificarse su estructura, de forma que varíen sus propiedades. Se abre así un campo de gran interés para el diseño de compuestos con funciones optimizadas y nuevas posibilidades de aplicación en medicina.

En la actualidad, tres compuestos de platino (cis-Pt, carbo-Pt y oxalil-Pt) se utilizan en más del 50 por ciento de los tratamientos de quimioterapia en pacientes con cáncer. Debido a su elevada toxicidad, producen múltiples efectos secundarios (caída del cabello, pérdida de audición, náuseas, vómitos, fatiga, daños en el riñón y en los nervios, etc.), por lo que los científicos trabajan intensamente en la búsqueda de compuestos alternativos.

El estudio que demuestra la doble función de los nuevos compuestos como agentes para el seguimiento y destrucción de células tumorales ha sido publicado en la revista científica Chemistry - A EuropeanJournal y está firmado por investigadores de la UR y del CIBIR.

El Grupo de Materiales Moleculares Organometálicos de la Universidad de La Rioja (liderado por Elena Lalinde y María Teresa Moreno) ha llevado a cabo los trabajos de síntesis, caracterización estructural y análisis de propiedades ópticas necesarios para esta investigación. Por su parte, el Grupo de Cáncer de Pulmón y Enfermedades Respiratorias del CIBIR (dirigido por José María García Pichel) se ha ocupado de estudiar la actividad biológica de los nuevos compuestos y de su localización dentro de las células.

Enlace al artículo científico publicado en la revista Chemistry - A EuropeanJournal: ‘Benzothiazole‐Based Cycloplatinated Chromophores: Synthetic, Optical, and Biological Studies’

Moléculas fluorescentes

Otro equipo de investigadores ha logrado sintetizar nuevos péptidos capaces de penetrar en las células, más resistentes y eficaces que los descritos hasta ahora y que incorporan, además, una molécula fluorescente. Este marcador hace posible su seguimiento, lo que permite el estudio de numerosos procesos biológicos, entre ellos el comportamiento de células tumorales.

Los péptidos son cadenas de L-aminoácidos (compuestos orgánicos que forman las proteínas, esenciales para la vida). En esta investigación se ha empleado un aminoácido de diseño (no natural) –la D-cisteína– al que se ha añadido una molécula capaz de emitir un determinado tipo de luz al recibir energía.
Este aminoácido de diseño se ha incorporado a un péptido con una cualidad especial: puede atravesar la membrana celular y entrar así en las células. No causa daños en ellas (no es citotóxico) y es posible localizarlo y seguir su recorrido con facilidad usando el microscopio de fluorescencia.

Estas moléculas han sido obtenidas mediante una metodología de síntesis química desarrollada por los propios investigadores. El nuevo método permite colocar el aminoácido fluorescente en el lugar del péptido que prefieran (marcaje selectivo). Además, al tratarse de compuestos diseñados en laboratorio, no existen enzimas naturales específicas que rompan sus enlaces, por lo que son más resistentes.

Así, las ventajas que presentan las nuevas moléculas son varias: no dañan las células en las que penetran, ofrecen una respuesta fluorescente mayor y más duradera, y posibilitan un marcaje selectivo.

En esta investigación, los científicos del Grupo de Investigación Química Biológica de la Universidad de La Rioja (liderados por Jesús Manuel Peregrina) se han ocupado de la síntesis de los compuestos y las medidas de fluorescencia, mientras que los del Grupo de Proliferación y Diferenciación del Cáncer del CIBIR (coordinados por Juan Cabello), han desarrollado el estudio en células y validación biológica.

Enlace al artículo científico publicado en la revista Chemistry - A EuropeanJournal: ‘Cell‐Penetrating Peptides Containing Fluorescent d‐Cysteines’