Nuevos polímeros diseñados en el CiQUS exploran su aplicación en terapia génica

Científicos del Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares de la Universidad de Santiago de Compostela (CiQUS) (España)  y la Universidad de Birmingham (Reino Unido) desarrollan un nuevo y rápido método de síntesis para el transporte de ADN a través de las bicapas lipídicas de la membrana celular.

Hablar de materiales en la actualidad es hablar de polímeros. Muchos de los objetos que hoy nos rodean no existirían -al menos, no tal y como los conocemos- de no ser por este tipo de moléculas de gran tamaño, protagonistas de numerosos procesos biológicos (el ADN, el libro de instrucciones de la vida es, por ejemplo, uno de los polímeros más célebres).

La estructura de los materiales poliméricos está compuesta por unidades repetitivas que almacenan información codificada sobre su composición química, lo que facilita que puedan ser utilizadas como modelo para imitar distintas funciones biológicas -o incluso influir sobre ellas-.

Con este propósito in mente, un equipo de científicos liderado por el investigador ERC del CiQUS Javier Montenegro, en colaboración con el Dr. Fernández-Trillo  (Universidad de Birmingham) presenta ahora un nuevo trabajo que describe la modificación de una librería polimérica para la activación de un polímero destinado al transporte de nucleótidos a través de la membrana celular. La principal singularidad de este nuevo protocolo -conocido como in situ- es que la activación del polímero se realiza a través de reacciones químicas dinámicas en condiciones fisiológicas (es decir, en presencia de agua) no requiriendo los productos finales de purificación.

Valiéndose de esta metodología, los investigadores han conseguido activar los polímeros destinados el transporte de ADN a través de bicapas lipídicas de manera muy rápida, obteniendo  un comportamiento en membranas modelo que resultará determinante en la puesta en marcha de los ensayos iniciales en membranas celulares reales para el transporte de ARN interferente.

Los resultados del trabajo, destacado en la portada de la revista Angewandte Chemie, revelan este nuevo mecanismo de síntesis como una suerte de ‘terapia génica’ que permite la transmisión de material genético para la desactivación de la síntesis de la proteína seleccionada; por otra parte, los polímeros desarrollados no mostraron toxicidad en células HeLa humanas, lo que sienta las bases para aplicar esta tecnología en el ámbito de la detección masiva de polímeros bioactivos en terapia génica, así como en otras áreas de interés biológico, como el desarrollo de polímeros antimicrobianos.

Los investigadores han publicado un nuevo método para detectar la actividad biológica de polímeros funcionales a través de un grado consistente de polimerización e in situ, es decir, en condiciones acuosas y sin purificación o aislamiento de los polímeros candidatos. La funcionalidad química de un andamio poli(acriloil hidrazida) se activó en condiciones acuosas usando aldehídos fácilmente disponibles para obtener polímeros anfifílicos. La actividad de transporte de los polímeros resultantes se puede evaluar in situ usando membranas modelo y células vivas sin la necesidad de aislamiento y purificación tediosas. Esta tecnología permitió la rápida identificación de un vector polimérico supramolecular con una excelente eficacia y reproducibilidad para la entrega de siARN en células humanas (HeLa-EGFP). El método descrito constituye un modelo para el cribado de alto rendimiento y para el futuro descubrimiento de nuevos materiales funcionales poliméricos con importantes aplicaciones biológicas. (Fuente: CiQUS)