Un equipo de científicos españoles creó un nuevo tipo de instrumentos, denominados gliconanopartículas, a partir de las cuales desarrollaron nanopartículas de oro recubiertas de carbohidratos antigénicos, que mimetizan la presentación de éstos en la superficie de las células y pueden utilizarse para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades. El trabajo fue realizado por un grupo del Instituto de Investigaciones Químicas del Consejo Superior de Investigaciones Científicas de España (CSIC), con sede en Sevilla.
La nanotecnología es una ciencia aplicada a la manipulación de partículas menores a los 100 nanómetros, o una centésima parte de un cabello humano, para crear nuevos materiales. "En la superficie celular hay una multitud de carbohidratos (glicoproteínas y glicolípidos). Muchos de ellos son como la cerradura de la puerta de entrada a la célula, que puede ser abierta si se dispone de la llave adecuada", explicó Soledad Penadés, integrante del grupo.
"En el caso de una infección por un virus, la llave es la proteína de la cápside del virus: se acopla con los carbohidratos de la célula, que dejan pasar al virus", agregó. Los mecanismos biológicos que tienen lugar en este acoplamiento están basados en la interacción entre carbohidratos o entre carbohidratos y proteínas, explicaron los científicos en la página de Internet del CSIC.
La infección de una célula por un virus se desencadena cuando las proteínas de la cápsula exterior del virus entran en contacto con los carbohidratos de la superficie celular. Muchos otros procesos de adhesión celular, como la embriogénesis y la metástasis, están basados también en la interacción carbohidrato-carbohidrato y la de carbohidrato-proteína.
"Estas interacciones son fundamentales para la biología, la medicina y la química orgánica. Pero no siempre es fácil estudiarlas en el laboratorio. La interacción de un oligosacárido (carbohidrato) con su receptor es una de las más débiles existentes en los sistemas biológicos y para ponerla de manifiesto es necesario reforzarla presentando los carbohidratos agrupados de forma múltiple", explicó Penadés.
Distintos intentos
Los científicos desarrollaron diversos sistemas o plataformas a los que los oligosacáridos se unen de forma multivalente. Uno de estos sistemas multivalentes fueron los liposomas.
"Pero los liposomas son inestables y esto es un problema", afirmó la especialista. Fue la búsqueda de una herramienta de investigación más optimizada lo que llevó a este grupo, a desarrollar la alternativa de las gliconanopartículas, nanopartículas de oro en cuya superficie los investigadores unen los carbohidratos que quieren estudiar.
"Nos inspiramos en los nanoclusters metálicos para desarrollarlas. Nuestras gliconanopartículas mimetizan las células y reproducen el agrupamiento y la presentación de los carbohidratos en la superficie celular", dijo Penadés.
"Son solubles, en agua y en tampones fisiológicos, su nivel de solubilidad se puede modificar a voluntad, son muy estables y no presentan citotoxicidad, lo que permite su uso en experimentos en vivo", destacó.
"Pero no sólo son una herramienta polivalente muy útil para estudiar interacciones biológicas -añadió la científica-, sino que tienen un gran potencial en el desarrollo de técnicas de diagnóstico y terapia".
"Las posibilidades son muy amplias -explicó la investigadora-. El oro de la nanopartícula puede ser sustituido por cadmio-selenio o hierro, proporcionando a la gliconanopartícula propiedades de fluorescencia o magnéticas para su aplicación. (Télam)
La Ciudad
