Un equipo de científicos ha logrado un avance significativo en el ámbito de la química al aprender a programar la autoensambladura de moléculas de una manera predecible y deseable. Este desarrollo, que se ha denominado «moléculas similares a Maltesers», podría tener diversas aplicaciones, que van desde sensores altamente sensibles y específicos hasta agentes de entrega de medicamentos dirigidos de nueva generación.
La autoensambladura es un proceso natural que se observa en la mayoría de los componentes de los sistemas biológicos, donde las moléculas se ensamblan de manera precisa para llevar a cabo funciones vitales. A pesar de los avances científicos, aún se desconoce en gran medida cómo se gobiernan estos mecanismos, lo que representa tanto un desafío como una oportunidad para los químicos, quienes buscan descifrar estos procesos para controlarlos y programar moléculas con propósitos específicos.
Investigación en Trinity College Dublin
La investigación ha sido publicada en la revista Chem y está liderada por el profesor Thorfinnur Gunnlaugsson del Trinity Biomedical Sciences Institute (TBSI), en colaboración con el profesor John Boland de CRANN. Ambos grupos forman parte de la Escuela de Química del Trinity College de Dublín, junto con el profesor Robert Pal de la Universidad de Durham como colaborador clave.
Aramballi Savyasachi, primer autor del estudio y exestudiante de doctorado en la Escuela de Química de Trinity, explicó que han podido crear ligandos basados en aminoácidos cuyos estructuras de autoensambladura varían de manera predecible y reproducible según el aminoácido utilizado. Los aminoácidos son conocidos como los bloques de construcción de la vida, ya que se combinan para formar proteínas que realizan diversas funciones en los organismos.
Los investigadores se sorprendieron al descubrir que podían gobernar en gran medida el proceso y el resultado al seleccionar aminoácidos específicos. Además, al añadir otras moléculas, como iones de lantano, se abren oportunidades en aplicaciones de luminescencia.
El profesor Gunnlaugsson destacó que las moléculas desarrolladas podrían ser útiles en fotónica y sistemas ópticos, donde se valoran los sensores altamente específicos, así como en aplicaciones de entrega de medicamentos altamente dirigidas. Por ejemplo, durante una infección, los enzimas clave aumentan en número y comienzan a descomponer moléculas. Los productos de esta descomposición podrían liberar un medicamento en el lugar y momento adecuados, minimizando los efectos secundarios asociados con tratamientos menos dirigidos.
Asimismo, otra ventaja es la posibilidad de monitorear la actividad en el cuerpo en tiempo real, gracias a la luminescencia. La doctora Oxana Kotova, también del TBSI, añadió que las ensambladuras «similares a Maltesers» funcionalizadas con iones de lantano emiten luz polarizada circularmente, lo que permite visualizar interacciones específicas en medios biológicos o encontrar aplicaciones en dispositivos optoelectrónicos.
El profesor Ronan Daly, del Departamento de Ingeniería de la Universidad de Cambridge, quien no participó en el estudio, subrayó la importancia de esta investigación. Comentó que la capacidad de la naturaleza para crear estructuras moleculares complejas que se ensamblan de manera perfecta a escalas moleculares y nano es una fuente constante de inspiración. Este trabajo, según él, proporciona nuevos conocimientos sobre el control de la autoensambladura a escalas moleculares y contribuye al avance del campo, ofreciendo métodos más robustos y repetibles para crear nuevas esferas a nanoescala que podrían tener aplicaciones futuras en la entrega de medicamentos.
