Científicos del CiQUS de la Universidade de Santiago de Compostela y la Universidad Complutense de Madrid sintetizan por primera vez un híbrido entre péptidos y una molécula de fullereno que consigue reconocer la E-selectina, una importante diana terapéutica.
El reconocimiento molecular entre proteínas en la superficie celular y los azúcares que recubren las estructuras biológicas es fundamental en muchos procesos biológicos. Entre ellos se encuentran la unión de los virus a sus receptores en el comienzo de la infección, la adhesión de las células inmunitarias a las zonas inflamadas, o el anclaje de las células tumorales que circulan en el torrente sanguíneo a nuevas regiones durante la metástasis. Las selectinas son un grupo de proteínas clave en este tipo de interacciones y ahora, un equipo de investigadores del Centro Singular de Investigación en Química Biolóxica e Materiais Moleculares (CiQUS) de la Universidade de Santiago de Compostela en colaboración con la Universidad Complutense de Madrid, ha desarrollado un nuevo compuesto con potencial para reconocer e inhibir estos receptores.
El estudio se ha centrado en la E-selectina, una importante diana terapéutica cuyo ligando natural son unos azúcares muy complejos y difíciles de sintetizar artificialmente. Aquí es donde entran en juego los péptidos, unas biomoléculas fáciles de obtener en el laboratorio. La técnica phage display permitió hace ya varios años identificar un péptido simple, con una secuencia de tan sólo siete aminoácidos, que interacciona específicamente con la E-selectina para inhibirla e impedir que se una a los azúcares. Al acoplarse a otros sistemas, este ligando permite su presentación multivalente y constituye una poderosa estrategia para el reconocimiento selectivo de proteínas de interés.
Entre estos diminutos sistemas destaca el fullereno, una molécula esférica formada únicamente por átomos de carbono que se ha empleado con éxito en estudios de procesos electrónicos y transferencia de energía. También en biomedicina, donde las propiedades y biocompatibilidad de este andamio molecular lo hacen especialmente interesante. La forma globular del fullereno, que recuerda a un balón de fútbol, permite acoplar a esta jaula de carbono otras moléculas bioactivas de manera que se encuentren muy próximas entre sí. Esta estrategia multivalente da lugar a un gran número de interacciones, mejorando la unión de estos ligandos con sus respectivos receptores celulares.
El sistema ya había mostrado anteriormente buenos resultados en la inhibición de ciertos virus mediante la incorporación de azúcares en el fullereno, pero esta es la primera vez que se logra ensamblar una estructura híbrida entre fullereno y péptidos con elevada densidad de ligandos capaz de reconocer específicamente la E-selectina. El péptido seleccionado fue sintetizado por el Dr. Iván Gallego en el grupo del Prof. Javier Montenegro en el CiQUS. Posteriormente, hasta doce unidades peptídicas fueron acopladas a la superficie del fullereno por el grupo del Prof. Nazario Martín en la Universidad Complutense de Madrid. Los resultados del estudio, recién publicados en la prestigiosa revista Angewandte Chemie, demuestran que este nuevo híbrido puede reconocer y penetrar de manera selectiva en células vivas que presenten receptores de tipo E-selectina en sus membranas. Los autores resaltan el potencial terapéutico que podrían tener estos sistemas para identificar y modular receptores proteicos involucrados en el cáncer y la metástasis.
Referencia
A 3D Peptide/[60]Fullerene Hybrid for Multivalent Recognition https://doi.org/10.1002/anie.202210043(link is external)
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