Según explican, el disulfuro de cisteína, uno de los antioxidantes que se forman de manera natural en la célula, se convierte en un antioxidante mucho más potente, el ácido sulfénico, cuando reacciona con un radical hidroxilo, que es por su parte una de las moléculas más oxidativas de la célula.

Moléculas naturales

Los antioxidantes son sustancias como la vitamina C, E o el glutatión, capaces de prevenir o retardar la oxidación de otras moléculas como los lípidos, las proteínas o los ácidos nucleicos. Su papel principal es proteger las células del efecto dañino de los radicales libres, moléculas que aceleran el envejecimiento y contribuyen al desarrollo de enfermedades, como cáncer, párkinson o alzhéimer, entre otras.

“Los radicales libres y las especies oxidativas del oxígeno (ROS) se generan de manera natural en el metabolismo celular y no siempre tienen un papel negativo, pues intervienen también en la correcta comunicación celular. Sin embargo, como en todos los sistemas biológicos, las células también necesitan mantener un equilibrio entre la producción de radicales libres y su eliminación”, explica Ramon Crehuet, del IQAC-CSIC. “Por eso es muy importante la función de los compuestos antioxidantes, ya que evitan el incremento de la actividad oxidativa en el interior de la célula, lo que provoca un cambio estructural y funcional de la misma acelerando su envejecimiento y favoreciendo la muerte celular”.

Uno de los principales aminoácidos de nuestro organismo, la cisteína, es un precursor de especies antioxidantes a nivel celular y su derivado disulfuro juega un papel importante en la estructura y función de proteínas, enzimas e insulina, por ejemplo. El objetivo del estudio ha sido investigar cómo el radical hidroxilo (OH), una de las especies más oxidativas de nuestro organismo, reacciona con disulfuros del aminoácido cisteína.

Nueva línea de defensa

Una de las principales conclusiones es que, al reaccionar con el radical hidroxilo, el disulfuro de cisteína se convierte en un antioxidante más potente, el ácido sulfénico (- SOH). “Estos resultados nos ayudan a entender mejor el papel antioxidante de dichos compuestos y a conocer una nueva línea de defensa contra los radicales libres”, señala otro de los coautores del estudio, Josep M. Anglada, del IQAC-CSIC.

En trabajos previos, en los que se habían estudiado modelos más sencillos, se habían determinado los mecanismos básicos de reacción entre el radical hidroxilo (OH) y las moléculas con enlaces disulfuro. La investigación de este trabajo combina trabajos experimentales, basados en la espectroscopia de masas, con el objetivo de determinar qué productos se forman en la reacción y en qué proporción, y en la aplicación de métodos de la química teórica, especialmente de mecánica cuántica y cinética. “Estos estudios permiten entender por qué se forman unos productos y no otros y hasta cierto punto predecir cómo se comportará el radical hidroxilo frente a otros disulfuros o en ambientes distintos”, concluye Anglada.

agosto 23/2020 (Diario Médico)

Un estudio dirigido por científicos del Sanford Burnham Prebys Medical del Discovery Institute (SBP), en La Jolla (California), describe una tecnología que podría conducir a nuevas terapias para las lesiones cerebrales traumáticas. El descubrimiento, publicado en Nature Communications, proporciona un medio de dirigir fármacos o nanopartículas a las áreas dañadas del cerebro.

«Hemos encontrado una secuencia peptídica de cuatro aminoácidos, cisteína, alanina, glutamina y lisina (CAQK), que reconoce el tejido cerebral dañado», explica el autor principal del trabajo, Erkki Ruoslahti, profesor del NCI-Designated Cancer Center de SBP. «Este péptido se podría utilizar para aplicar tratamientos que limitan la extensión del daño», augura.

«Las intervenciones actuales para la lesión cerebral aguda están dirigidas a estabilizar al paciente mediante la reducción de la presión intracraneal y el mantenimiento del flujo sanguíneo, pero no hay medicamentos aprobados para detener la cascada de eventos que causan daños secundarios», lamenta el coautor Aman Mann, investigador postdoctoral en el laboratorio de Ruoslahti.

Alternativa a la administración intracerebral
Hay más de un centenar de compuestos en ensayos preclínicos para disminuir el daño cerebral después de una lesión. Estos fármacos bloquean los eventos que causan daños secundarios, como inflamación, altos niveles de radicales libres, sobrexcitación de las neuronas y señalización que conduce a la muerte celular. «Nuestro objetivo era encontrar una alternativa a la inyección directa de agentes terapéuticos en el cerebro, que es invasiva y puede añadir complicaciones», relata Ruoslahti. «El uso de este péptido para suministrar fármacos significa que podría ser administrado por vía intravenosa y aun así alcanzar el sitio de la lesión en cantidades suficientes para tener un efecto», añade.

El péptido CAQK se une a los componentes de la malla que rodea las células del cerebro, llamadas proteoglicanos de sulfato de condroitina. Las cantidades de estas grandes proteínas aumentan después de una lesión cerebral. «No solo mostramos que CAQK lleva medicamentos del tamaño de moléculas y nanopartículas a las zonas dañadas en modelos de ratón de lesión cerebral aguda, también probamos la unión del péptido a muestras de cerebro humano dañado y encontramos la misma selectividad», agregó Mann.

«Este péptido también se podría emplear para crear herramientas para identificar lesiones cerebrales, particularmente las leves, uniendo el péptido a los materiales que pueden detectarse por los dispositivos de formación de imágenes médicas -comenta Ruoslahti-. Y, debido a que el péptido puede liberar nanopartículas que se pueden cargar con moléculas grandes, podría permitir terapias de enzimas o de silenciación de genes».

El equipo de Ruoslahti y sus colaboradores están probando las aplicaciones de estos hallazgos en modelos animales de otras lesiones del sistema nervioso central, como lesiones de médula espinal y esclerosis múltiple.
junio 30/2016 (Diario Médico)