Una combinación de microtúbulos naturales y receptores macrocíclicos sintéticos permite la agregación reversible controlada por luz de los microtúbulos en nanoestructuras más grandes. Como informaron científicos chinos en la revista Angewandte Chemie , cuando en un ambiente celular estos microtúbulos agregados también pueden cambiar la morfología celular, causando la muerte celular. Los investigadores esperan aprender más sobre las enfermedades causadas por la agregación inadecuada de proteínas.
En la naturaleza, la agregación de moléculas en superestructuras juega un papel importante. Los microtúbulos dinámicos son filamentos de proteínas que se combinan con otros componentes para formar los citoesqueletos de nuestras células. Durante el ciclo celular, los microtúbulos se ensamblan y desmontan constantemente. Científicos de la Universidad de Nankai yEl Centro de Innovación Colaborativa de Ciencia e Ingeniería Química Tianjin, China concibió la idea de combinar microtúbulos en agregados supramoleculares más grandes utilizando "receptores" sintéticos. De esta manera, esperaban producir biomateriales innovadores y obtener nuevos conocimientos sobre los procesos de agregación biológica.
Para unir los receptores sintéticos a los microtúbulos, el equipo que trabaja con Yu Liu eligió un medicamento contra el cáncer llamado paclitaxel. Esta molécula se une a los microtúbulos y bloquea la deconstrucción del citoesqueleto, deteniendo la división celular y causando la muerte celular. Como receptor, los investigadoreseligió una molécula grande en forma de copa de la familia de las ciclodextrinas. Estas moléculas macrocíclicas pueden incorporar otras moléculas como "huéspedes" en sus grandes cavidades. En este caso, el huésped es un arilazopirazol AAP, una molécula con dos anillos aromáticos unidos por un nitrógeno-nitrógeno doble enlace. La molécula puede tomar una de dos formas: una forma cis doblada y una forma trans recta. Solo la versión recta encaja en la "copa" de ciclodextrina. El truco inteligente aquí es que, usando luz de dos longitudes de onda diferentes, el AAP se puede alternar entre sus dos formularios a voluntad.
Los investigadores utilizaron el paclitaxel como conector para unir los "vasos" y sus "invitados" a los microtúbulos. La irradiación con luz visible y UV cambia los microtúbulos entre una forma agregada y no agregada, respectivamente, como lo demuestran los exámenes espectroscópicos y microscópicos.Los agregados adoptan una amplia gama de variaciones morfológicas, que van desde nanofibras hasta nanoribones y nanopartículas de diferentes tamaños.
Es particularmente interesante que la agregación de los microtúbulos también se puede desencadenar dentro de las células. Esto hace que las células se encojan y mueran, lo que demuestra que el efecto citotóxico del paclitaxel puede aumentarse significativamente.
Los investigadores esperan que su enfoque aumente nuestra comprensión de los procesos involucrados en el nanoensamblaje fisiológico y patológico de proteínas, y podría crear nuevas perspectivas en el tratamiento de enfermedades causadas por la agregación inadecuada de proteínas.
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Materiales proporcionado por Wiley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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