Analizar, comprender, intervenir, corregir. El estudio de los mecanismos de la vida pasa por descifrar cómo funciona la célula, la entidad de menor escala que puede considerarse ‘viva’ en un organismo, y de cuyo correcto funcionamiento depende nuestra salud; no en vano, hoy sabemos que una gran parte de las enfermedades graves, como el propio cáncer, tienen su origen en aberraciones que se producen en el interior de las células.

Por ello, para poder abordar el diagnóstico y tratamiento de estas enfermedades es fundamental desentrañar en detalle los entresijos moleculares del medio celular y desarrollar estrategias y tecnologías que permitan alterar la manera en la que se comporta una célula, de un modo controlable y predecible. Este es uno de los objetivos del grupo que dirige el Prof. José Luis Mascareñas en el CiQUS. En concreto, una de las líneas de investigación del grupo consiste en diseñar catalizadores químicos basados en metales, que puedan ser introducidos en una célula viva para actuar como enzimas (las proteínas encargadas de desencadenar transformaciones esenciales en nuestros tejidos). O lo que es lo mismo, crear enzimas artificiales capaces de generar reacciones que no existen en la naturaleza en el interior de un medio natural (los organismos vivos).

Esta investigación se enmarca dentro del proyecto europeo METBIOCAT, liderado por el profesor Mascareñas y financiado con una de las competitivas ayudas Advanced Grant del Consejo Europeo de Investigación (European Research Council, ERC). El grupo ya había demostrado previamente la viabilidad de estas transformaciones químicas in vivo usando catalizadores basados en rutenio, llegando incluso a controlar reacciones químicas a voluntad en lugares específicos de la célula, como la mitocondria.

Ahora, los científicos del CiQUS presentan en la prestigiosa revista Nature Communications un nuevo tipo de transformaciones químicas inducidas por catalizadores de oro, que multiplican las posibilidades de generar nuevos tipos de productos bioactivos dentro de la célula de manera totalmente controlada, ya que las reacciones tienen lugar únicamente en presencia del nuevo catalizador.

Catalizadores compatibles

El trabajo se ha desarrollado íntegramente en el CiQUS por un equipo formado por los investigadores postdoctorales Cristian Vidal y María Tomás (Programa 'Juan de la Cierva'), el estudiante de doctorado Paolo Destito, y el científico titular del CSIC adscrito al CiQUS Fernando López, bajo la dirección del Profesor José Luis Mascareñas.

«Es la primera demostración de que un catalizador de oro puede funcionar en células vivas», explica el Dr. López. Sin embargo, aún hay más: en palabras del primer autor del trabajo, Cristian Vidal, «tan pronto como comprobamos que el nuevo catalizador de oro funcionaba, el reto fue combinar su actividad con la de otros catalizadores basados en rutenio que habíamos desarrollado con anterioridad», apunta. Un objetivo que también se ha alcanzado a lo largo del trabajo, como confirma María Tomás: «Hemos conseguido que ambos puedan ejercer su actividad de forma simultánea, sin interferir el uno con el otro, incluso dentro de las mismas células», destaca.

Según el profesor Mascareñas, «hemos dado los primeros pasos para la construcción de un metabolismo artificial, compatible con el metabolismo natural y, obviamente, inspirado en la acción de las enzimas». El trabajo allana el camino al diseño de nuevos tratamientos basados en la generación controlada y simultánea de varios fármacos, incluso de aquellos con actividad terapéutica distinta.

Referencias

'Concurrent and orthogonal gold(I) and ruthenium(II) catalysis inside living cells' Nature Communications, 15 May 2018

Cristian Vidal, María Tomás-Gamasa, Paolo Destito, Fernando López and José L. Mascareñas

Imagen: De derecha a izquierda María Tomás, Cristian Vidal y Paolo Destito, autores del trabajo junto con Fernando López y Jose L. Mascareñas (Foto: Andrés Ruiz / CiQUS)

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