Investigadores del Centro Rajiv Gandhi de Biotecnología en India, en colaboración con Constructor University y otras instituciones, han logrado un avance significativo en el ámbito de la nanociencia. Por primera vez, se ha fabricado y caracterizado un nanoporo en forma de imagen especular, construido completamente a partir de D-aminoácidos, que son las formas espejo de los bloques de construcción naturales de las proteínas. Este trabajo, liderado por el profesor Dr. Kozhinjampara R. Mahendran, no solo marca un hito en la investigación científica, sino que también abre la puerta a prometedoras aplicaciones biomédicas, entre ellas, posibles terapias contra el cáncer.
En la naturaleza, las proteínas se construyen casi exclusivamente a partir de L-aminoácidos, mientras que sus contrapartes en D-aminoácidos suelen desempeñar un papel secundario. La construcción de proteínas enteras a partir de D-aminoácidos es extremadamente compleja, pero ofrece ventajas notables: estas estructuras en forma de espejo son a menudo más resistentes a la degradación y pueden interactuar de manera diferente con los sistemas biológicos.
Desarrollo y Aplicaciones de los Nanoporos
En este estudio, el equipo diseñó un poro peptídico sintético conocido como DpPorA, que es estable y bien definido. Mediante la modificación de la distribución de carga, lograron crear versiones superiores de estos poros con una mejor conductividad y selectividad en diferentes condiciones de sal. Las pruebas experimentales demostraron que estos poros pueden detectar una amplia gama de biomoléculas a nivel de una sola molécula, incluyendo péptidos, azúcares cíclicos y ciertas proteínas, entre ellas una que es central en la investigación sobre la enfermedad de Parkinson. La imagen de fluorescencia confirmó que los poros forman canales grandes y flexibles en las membranas, permitiendo el transporte de moléculas dependiendo de su tamaño.
El profesor Dr. Ulrich Kleinekathöfer, profesor de Física en Constructor University y coautor del estudio publicado en Nature Communications, afirmó: «Nuestras simulaciones proporcionaron la imagen a nivel molecular necesaria para probar que estos poros en forma de espejo son contrapartes exactas de sus análogos naturales». Este entendimiento fue crucial para explicar los experimentos y guiar el diseño de variantes mejoradas de los poros en el futuro.
Las simulaciones realizadas por los científicos de Constructor University fueron fundamentales para verificar la arquitectura del poro en forma de espejo. Al comparar el D-poro con su contraparte natural L, los estudios de dinámica molecular confirmaron que ambos son reflejos estructurales perfectos, al tiempo que explicaron diferencias sutiles en conductividad y selectividad observadas en los experimentos. Dr. Kalyanashis Jana, investigador postdoctoral en el grupo de Kleinekathöfer y coautor del artículo, indicó: «El trabajo computacional nos dio la confianza de que estábamos ante un verdadero poro en forma de espejo».
Más allá de la ciencia fundamental, los resultados sugieren un emocionante potencial biomédico. En estudios celulares, los poros en forma de espejo etiquetados con fluorescencia mostraron fuertes efectos disruptivos en las membranas de las células cancerosas, mientras que no tuvieron impacto en las células normales, lo que sugiere una citotoxicidad selectiva que podría aprovecharse en el futuro para la terapia contra el cáncer.
Este estudio también refleja la continuidad de la colaboración científica a través de fronteras y generaciones. Tanto Mahendran como su colega Dr. Harsha Bajaj obtuvieron sus doctorados bajo la supervisión del profesor Dr. Mathias Winterhalter en la antigua Jacobs University Bremen (ahora Constructor University). Hoy en día, continúan colaborando con científicos de Constructor University, ejemplificando las redes de experiencia duraderas que impulsan el progreso científico.
Más información: Neilah Firzan CA et al, Fabrication of cytotoxic mirror image nanopores, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-64025-6
