“Uno de los objetivos de nuestro grupo de investigación es desarrollar nuevas moléculas que puedan servir tanto para investigación preclínica como para el diagnóstico de enfermedades del circuito enterohepático, formado por el hígado y los intestinos. Estamos hablando, por ejemplo, de obstrucciones, nódulos, carcinomas y metástasis, que se pueden localizar en diferentes puntos del sistema digestivo”, explica Marta Rodríguez Romero, investigadora del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y miembro del Laboratorio de Hepatología Experimental y Vectorización de Fármacos de la Universidad de Salamanca (HEVEFARM), que dirige José Juan García Marín.

El proyecto se ha desarrollado gracias a la convocatoria Prueba de Concepto de la Fundación General de la Universidad de Salamanca y el programa TCUE de la Junta de Castilla y León, cofinanciado con fondos FEDER. Su resultado es la obtención de nuevas sondas que se han conseguido por medio de la unión de sustancias que capaces de emitir luz, los fluorocromos, y moléculas que se encuentran de forma natural en el circuito enterohepático.

“Hemos desarrollado nuevas moléculas que servirán de trazadores, por su marcada fluorescencia, para los tejidos del circuito enteropático. De esta manera, podrán ser utilizadas en el diagnóstico de diferentes patologías, ya que las unimos a una estructura que emula las moléculas que tenemos de manera habitual en el sistema digestivo. Por lo tanto, van a quedar recluidas en él y van a hacer que podamos ver la imagen de esos tejidos y distinguir si tienen algún tipo de patología”, comenta la investigadora.

Mejora con respecto a las moléculas actuales

Por medio de ensayos In vitro de cultivos celulares, los investigadores han comprobado que las sondas obtenidas en este proyecto, que abarcan un amplio espectro de emisión desde el ultravioleta al infrarrojo, mejoran los resultados de las moléculas que se empleaban hasta ahora, sobre todo por su capacidad para dirigirse a un tejido en concreto.
Según Marta Rodríguez, “los métodos actuales de diagnóstico clínico a través de captura de imagen utilizan moléculas que carecen de vectorialidad hacia el hígado o hacia otros tejidos del circuito enterohepático”.

Por eso, el objetivo de su grupo de investigación ha sido superar esa carencia. “Se trata de diseñar nuevas moléculas que tengan estructuras de moléculas endógenas que tenemos habitualmente en nuestro sistema digestivo y que podrían servir de lanzaderas para llevar hacia los tejidos de estudio unos fluorocromos que podemos visualizar en un equipo de captura de imagen”, apunta.

“La ventaja del proyecto en el que estamos trabajando es que podemos dirigir específicamente estas sondas hacia los tejidos hepáticos o digestivos en general, de manera que podemos visualizar concretamente la actividad de estos tejidos sin estar afectada la actividad de otros tejidos del organismo”, destaca Conchi Pérez Melero, investigadora del departamento de Ciencias Farmaceúticas que también forma parte del grupo HEVEFARM.

En este proyecto también ha participado Francisco Bermejo González, del Departamento de Química Orgánica. Todos ellos pertenecen también al Instituto de Investigación Biomédica de Salamanca (IBSAL) y al Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas del Instituto de Salud Carlos III (CIBERehd).
septiembre 27/2018 (dicyt.com)

Un artículo publicado en 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 preclínico está liderado por Rodolfo Lavilla, del Departamento de Farmacología y Química Terapéutica de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Barcelona (UB) y del Parque Científico de Barcelona (PCB), y Marc Vendrell (de la Universidad de Edimburgo). También son autores 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.

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.

Innovación en biomarcadores
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 en un artículo previo y aplicada a la preparación de péptidos cíclicos estabilizados y nuevas arquitecturas moleculares.

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 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.

Perspectivas
Las aspergilosis son de diagnóstico difícil y lento. 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 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.
abril 20/2016 (Diario Médico)