Motores moleculares que perforan células

Cuando lo activa la luz ultravioleta, este motor molecular se pone a girar y es capaz de penetrar dentro de las células, informan unos químicos. Estos ‘taladros moleculares’ podrían crear puertas de entrada para fármacos o hacer suficientes agujeros como para destruir la integridad de las células tumorales. “Estamos ante una nueva generación de tratamientos en los que las máquinas pueden abrir células permitiendo la entrada de fármacos o causando su muerte rápidamente,” explica James M. Tour, el químico de la Universidad de Rice que tuvo esta idea.

Durante mucho tiempo, la investigación de Tour se ha centrado en crear máquinas moleculares. Su laboratorio creó el primer ‘nanocoche’. Cuando explica su investigación, la gente a menudo le pregunta si las máquinas moleculares podrían usarse en el tratamiento de enfermedades. Y desde que los inventores de estas máquinas ganaron el Nobel el año pasado, el número de preguntas sobre el tema no ha parado de crecer.

Como las máquinas moleculares son mucho más pequeñas que las estructuras biológicas, como las células, Tour no pensó que pudieran ser herramientas útiles para la medicina. Pero entonces, dice, se le ocurrió que rodear una célula con motores moleculares giratorios podría dar resultados interesantes. Así que se alió con Robert Pal (Universidad de Durham),Gufeng Wang (Universidad Estatal de Carolina del Norte) y Jacob T. Robinson (Universidad de Rice) para explorar esta idea.

Los investigadores crearon varios motores moleculares basándose en un diseño del premio Nobel Ben Feringa, de la Universidad de Groningen (Nature 2017, DOI:10.1038/nature23657). La luz ultravioleta isomeriza un doble enlace del motor, haciendo girar un grupo rotor.

Uno de estos motores tiene brazos peptídicos que pueden anclarse de manera específica a las proteínas de la superficie de ciertas células. En ensayos en células humanas de cáncer de próstata, el equipo demostró que estos motores podían perforar la célula una vez que se activaban con luz ultravioleta y destruirlas en menos de tres minutos.

“Puedes hacer agujeros en las células, es imposible que puedan desarrollar resistencia a eso,” dice Tour. “Pero sólo ocurre en las zonas iluminadas.” Esto significa que las máquinas que alcanzaran células sanas en otras partes del cuerpo podrían permanecer inactivas.

“El hecho de que los motores funcionalizados con péptidos puedan unirse de manera selectiva a ciertas células es bastante prometedor de cara a nuevas aplicaciones biológicas,” comenta Feringa. El próximo reto para los investigadores, dice, será conseguir el mismo efecto de ‘taladro’ mediante radiación visible o de infrarrojo cercano, que pueden penetrar más profundamente en los tejidos. Así, estos motores podrían usarse en animales y humanos.

Tour dice que su grupo ya está trabajando en motores que puedan girar con luz visible, así como radiación infrarroja de dos fotones.

Traducción al español producida por Fernando Gomollón Bel de Divulgame.org para C&EN. La versión original (en inglés) del artículo está disponible aquí.