Usan catalizadores de rutenio para modificar células de mamíferos, con posibles aplicaciones terapéuticas

Las enzimas son los catalizadores naturales que operan en los organismos vivos, y cuya función consiste en facilitar reacciones químicas, muchas relacionadas con el metabolismo celular. Mediante la evolución, la naturaleza ha optimizado sus características con el fin de realizar las transformaciones necesarias para el mantenimiento de la vida. La comunidad científica también ha creado catalizadores que inducen muchas reacciones que no se producen de forma natural. Sin embargo, la mayoría de estos catalizadores no son compatibles con los organismos vivos, y por ello no pueden suplantar o complementar la actividad de las enzimas naturales.

Ante este reto, el grupo dirigido por el profesor José Luis Mascareñas en el Centro Singular de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CIQUS), adscrito al MetBioCat, en la Universidade de Santiago de Compostela (USC) en Galicia (España), se planteó desarrollar catalizadores metálicos capaces de realizar su actividad en el ambiente celular en el que normalmente trabajan las enzimas naturales. Con la financiación de una Advanced Grant del European Research Council otorgada en 2014, el grupo ya ha conseguido diseñar varios complejos metálicos que son activos en células vivas.

Ahora, en un nuevo trabajo desarrollado exclusivamente en el CiQUS, por los investigadores postdoctorales María Tomás-Gamasa y Cristian Vidal, así como el estudiante de doctorado Alejandro Gutiérrez, el grupo ha desarrollado un catalizador basado en rutenio que induce reacciones de isomerización en el interior de células de mamíferos. Este catalizador, completamente artificial, puede considerarse como un mimético de unas enzimas naturales llamadas isomerasas. Los resultados de esta investigación han sido publicados en la Journal of the American Chemical Society, quizás la revista más prestigiosa internacionalmente en el ámbito de la química.

De izquierda a derecha: Cristian Vidal, María Tomás-Gamasa, Alejandro Gutiérrez y José Luis  Mascareñas. (Foto: Elena Mora / CiQUS)

La posibilidad de usar este tipo de enzimas artificiales para propiciar estas transformaciones en células abre numerosas vías para alterar de forma programada su comportamiento y generar efectos terapéuticos controlados. De hecho, en el mismo artículo, los autores demuestran que los catalizadores de rutenio pueden usarse para disminuir los niveles de glutationa, y así regular el balance oxidativo que existe dentro de una célula. Dado que el equilibrio oxidativo de las células influye de forma determinante en su comportamiento y destino, sobre todo en células tumorales, alterar dicho balance usando catálisis artificial podrá permitir desarrollar nuevas tácticas anticáncer. (Fuente: CiQUS / USC)