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Jueves, 31 marzo 2016
Medicina

Investigadores de la Universidad de Barcelona diseñan un nuevo tipo de sonda fluorescente para facilitar el diagnóstico de infecciones fúngicas

Un artículo científico publicado en la revista Nature Communications podría abrir nuevas vías para el diagnóstico de infecciones causadas por el hongo patógeno Aspergillus fumigatus, gracias a una tecnología que introduce nuevos conceptos químicos y biológicos en el uso de biomarcadores del grupo BODIPY, uno de los más empleados en biomedicina para diseñar sondas y etiquetas fluorescentes.  

 

El nuevo trabajo, que es de carácter preclínico, está liderado por los expertos Rodolfo Lavilla, del Departamento de Farmacología y Química Terapéutica de la Facultad de Farmacia de la UB y del Parque Científico de Barcelona (PCB), y Marc Vendrell (Universidad de Edimburgo, Escocia). También son autores del artículo los científicos Lorena Mendive Tapia y Sara Preciado, del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona); Nicola Kielland, de la Facultad de Farmacia y el PCB, y Fernando Albericio, de la Facultad de Química y el IRB Barcelona, entre otros investigadores.

 

Algunos péptidos son moléculas altamente indicadas como biomarcadores por su afinidad con una diana específica del A. fumigatus. Mediante la combinación de dichos péptidos con un fluoróforo (parte fluorescente de la molécula), se consigue teñir selectivamente esos microrganismos patógenos. En concreto, el BODIPY es un fluoróforo muy útil por sus propiedades ópticas, y normalmente se asocia con biomoléculas mediante enlaces polares a través de grupos funcionales amina o ácido carboxílico. No obstante, el método tradicional de ligar el BODIPY a biomoléculas altera o destruye el patrón de reconocimiento de estas últimas, de manera que pueden perder afinidad por su diana.  

 

La nueva metodología, en fase de solicitud de patente por la Fundación Bosch i Gimpera (FBG), permite unir el marcador a la biomolécula sin modificar el patrón de polaridad de esta ni su perfil fisicoquímico, y puede contribuir al diseño de futuras técnicas de diagnóstico clínico basadas en estas sondas fluorescentes.

 

Otro elemento innovador es la metodología química que permite llevar a cabo esa funcionalización de posiciones aparentemente poco reactivas mediante la activación de enlaces C-H en péptidos, descrita por primera vez por este equipo de investigación en un artículo previo (Nature Communications, 2015, 6:7160) y aplicada a la preparación de péptidos cíclicos estabilizados y nuevas arquitecturas moleculares.

 

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Tal como explica el profesor Rodolfo Lavilla, que es miembro del Centro de Investigación Biomédica en Red en Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN), «en el nuevo estudio, se ha preservado la estructura del BODIPY; pero lo hemos unido al péptido mediante un enlace carbono-yodo, que se activa por catálisis con complejos de paladio y reacciona selectivamente con grupos C-H pertenecientes a un solo tipo de aminoácidos (el triptófano)». Ello permite la preparación de péptidos marcados de manera rápida, sencilla y selectiva.

 

Este avance científico también facilitará la manipulación química del grupo BODIPY, que tiene un carácter lábil. La nueva metodología permite su unión específica a través de un nuevo tipo de reactividad muy selectiva. Además, el equipo de investigación también ha adaptado unas técnicas de síntesis de péptidos que permiten introducir el grupo BODIPY en numerosas secuencias tanto lineales como cíclicas, ampliando así el margen de aplicaciones de la metodología.

 

Las aspergilosis —infecciones pulmonares por hongos del género Aspergillus— son patologías graves y de diagnóstico difícil y lento. A pesar de las mejoras en la diagnosis y el uso de nuevos antifúngicos, estas infecciones afectan con frecuencia a pacientes mayores y a enfermos hospitalizados o inmunodeprimidos, y a menudo son letales.

 

Según el estudio, las nuevas sondas BODIPY presentan una alta especificidad en la detección de las infecciones fúngicas en estudios in vitro. «Estamos todavía en una fase preclínica de la investigación; pero en este momento ya se han realizado algunas pruebas de concepto que demuestran la viabilidad del método en el caso de las aspergilosis», explica el profesor Lavilla.   

 

«En este caso —prosigue el experto—, no se marcan los tejidos humanos. Los hongos patógenos —por ejemplo, el A. fumigatus y otros microorganismos— pertenecen a un filo diferente de bacterias, plantas y animales, y ello posibilita que tengan algunas proteínas específicas y muy distintas de las que presentan otros seres vivos. El péptido reconoce selectivamente esta diana molecular, se une a ella con mucha afinidad y, al estar marcado con el fluoróforo, tiñe los hongos exclusivamente y con claridad», concluye Lavilla. (Fuente: U. Barcelona)

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