• Investigadores del CiQUS desarrollan una tecnología catalítica que permite sintetizar productos bioactivos en células de mamífero.
  • Los resultados obtenidos amplían considerablemente la posibilidad de realizar química artificial en sistemas vivos y desarrollar nuevas herramientas terapéuticas basadas en la activación in situ de profármacos.
  • El trabajo ha sido publicado en Angewandte Chemie, una de las revistas científicas con mayor impacto en el mundo de la Química.

Las células vivas constituyen un sistema bioquímico complejo. Podemos imaginarlas como micro factorías donde se llevan a cabo simultáneamente miles de reacciones químicas de manera selectiva. La mayoría de estas reacciones están promovidas por las enzimas, catalizadores naturales que permiten regular el metabolismo celular y el funcionamiento adecuado del organismo.

Ahora, científicos del Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) han desarrollado un nuevo tipo de reacción química “no natural”, catalizada por metales en lugar de por enzimas, y que permite sintetizar productos bioactivos en células de mamífero. En concreto, “la reacción diseñada está inducida por catalizadores de cobre, y permite generar in vivo sustancias que son capaces de fragmentar mitocondrias y con ello generar respuestas citotóxicas” explica el Prof. José Luis Mascareñas. Su grupo de investigación, MetBioCat(link is external), trabaja desde hace tiempo en el desarrollo de reacciones artificiales en el interior celular, con el objetivo de generar nuevas funciones biológicas. En esta ocasión han conseguido trasladar al medio celular un tipo de reacciones que hasta el momento solo se podían realizar en matraces de laboratorio, pues implican un tipo de sustancias moleculares complejas e inestables llamadas “carbenos metálicos”.

La demostración de que es posible realizar este tipo de procesos en sistemas vivos abre las puertas al desarrollo de herramientas terapéuticas basadas en la activación in situ de profármacos, lo que es de gran interés para evitar los efectos secundarios asociados a muchos fármacos.

El trabajo acaba de ser destacado entre los más relevantes de los publicados recientemente en Angewandte Chemie(link is external) (hot paper), una de las revistas científicas con mayor impacto en este área, y ha sido realizado exclusivamente en el CiQUS, por las investigadoras Sara Gutiérrez y María Tomás, quien ha codirigido la investigación junto con el Prof. Mascareñas.

Referencia

Sara Gutiérrez, María Tomás-Gamasa, José L. Mascareñas. Exporting Metal‐Carbene Chemistry to Live Mammalian Cells: Copper‐Catalyzed Intracellular Synthesis of Quinoxalines Enabled by N−H Carbene Insertions. Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 2-11

Los autores del estudio: Dra. María Tomás, Pfr. José Luis Mascareñas y Dra. Sara Gutiérrez (de izq. a dcha.)

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