Los nanotubos peptídicos son estructuras tubulares formadas por péptidos cíclicos apilados. Estos materiales huecos tienen una cara interna y otra externa que se pueden tunear para ir controlando de manera precisa sus propiedades.
Investigadores del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CiQUS) liderados por Juan R. Granja han diseñado un nuevo tipo de ciclopéptido que al ser irradiado con luz permite formar o disgregar los nanotubos a demanda. Al aplicar determinadas longitudes de onda, la luz provoca un cambio en la conformación del péptido, pasando de una forma plegada que tiende a no agregarse a otra plana, que propicia el autoensamblaje de los anillos peptídicos y la formacion de los nanotubos. Este proceso es reversible y permite construir o disgregar los nanotubos en condiciones muy precisas, simplemente empleando la luz como estímulo externo.
El esqueleto de las células está formado por miles de microtúbulos que permiten a las células mantener su forma, desarrollar sus funciones y dividirse. Uno de los grandes desafíos para comprender la biología celular es construir un citoesqueleto artificial emulando esta red de fibras en el laboratorio. Con este objetivo, el equipo del Prof. Granja viene explorando desde hace años las propiedades de los nanotubos peptídicos para construir estas mallas sintéticas y controlar los mecanismos moleculares subyacentes a estos procesos biológicos. Un modelo sencillo que simule este componente vital de las células requiere que su formación y desensamblaje ocurra con un preciso control espaciotemporal en condiciones fisiológicas, algo que de momento no era posible con los nanotubos peptídicos.
Empleando luz como estímulo externo, en su último trabajo los investigadores del CiQUS sintetizaron los nanotubos en el interior de diminutas gotas de agua y bajo un nivel de acidez neutro, simulando el medio y las condiciones fisiológicas de la célula. De este modo, las fibras se formaron rápidamente en el contorno de las microgotas y propiciaron su unión. Los autores del estudio concluyeron que los nanotubos ubicados en este perímetro otorgan a las microgotas la capacidad para fusionarse unas con otras, lo que resulta de gran interés para simular la fagocitosis celular o para abrir la puerta a nuevos sistemas de transporte de fármacos.
Referencia: Photo-assembling cyclic peptides for dynamic light-driven peptide nanotubes. M. Vilela-Picos, F. Novelli, A. Pazó, A. Méndez-Ardoy, G. Marafon, M. Amorín, A. Moretto, J.R. Granja. Chem, 2023, 9, 3365-3378
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