Diseñan nuevas moléculas fluorescentes que mejoran la visión interior de las células tumorales

Grupo de investigación Laboratorio de Síntesis y Fotoquímica Orgánica de la Universidad de Huelva.

Investigadores de los grupos Laboratorio de Síntesis y Fotoquímica Orgánica de la Universidad de Huelva y Laboratorio de Dendrímeros Biomiméticos y Fotónica del Centro Andaluz de Nanomedicina y Biotecnología (BIONAND, centro mixto de la Junta de Andalucía y la Universidad de Málaga) han desarrollado nuevas moléculas, basadas en colorantes fluorescentes, que mejoran la visualización de las células tumorales. Según los expertos, la utilización de este tipo de tecnología de bioimagen facilita el estudio de los procesos biológicos del organismo y favorece el diagnóstico y tratamiento de enfermedades inflamatorias como el cáncer o la esclerosis múltiple. En concreto, la principal novedad de este trabajo se centra en el diseño de ciertos colorantes fluorescentes que, al ser insertados en el interior de las células Hela (un tipo particular de cultivo muy empleado en investigación médica sobre el cáncer), son capaces de excitarse y contribuir con ello a una mejor iluminación de los tejidos biológicos que caracterizan a este linaje celular.

En el artículo ‘Energy transfer in aminonaphthalimide–boron-dipyrromethene (BODIPY) dyads upon one- and two-photon excitation: applications for cellular imaging’, publicado en la revista Chemistry – An Asian Journal, el equipo de trabajo ha desarrollado nuevas moléculas fluorescentes que permiten mejorar la visualización de las estructuras biológicas en el interior de cultivos celulares Hela. “Los colorantes que caracterizan a estas moléculas disponen de ciertas características que funcionan a través del principio básico de transferencia de energía. Es decir, el microscopio incorpora un láser que excita estas sustancias -que previamente hemos insertado en el interior de la células- en ciertas condiciones que posibilitan que puedan emitir la luz necesaria que nos ayuda a observar qué está ocurriendo”, explica a la Fundación Descubre uno de los responsables principales del proyecto, Uwe Pischel, profesor de la Universidad de Huelva.

Para llegar a estas conclusiones, los investigadores se han basado en la utilización de una técnica del área de Bioquímica denominada Microscopía de Imagen Confocal, tecnología que permite observaciones celulares a una resolución mayor que la obtenida a partir de microscopios ópticos convencionales. “En primer lugar, diseñamos en el laboratorio el tipo de molécula que mejor respondía a los objetivos planteados en el proyecto. A continuación, la sintetizamos y  caracterizamos, es decir, añadimos los colorantes específicos y definimos el resto de sus propiedades”, explica Pischel.

Grupo de investigación Laboratorio de Dendrímeros Biomiméticos y Fotónica del Centro Andaluz de Nanomedicina y Biotecnología.

Y añade: “Finalmente, procedimos con el ensayo biológico que consistió en introducir esta molécula fluorescente en el interior de células de cultivo Hela y comprobar cómo éstas se iluminaban cuando aplicamos la técnica de microscopía confocal”.

Un paso firme

Una de las principales aplicaciones que surgen a partir del estudio es la posibilidad de orientar aquellas estrategias destinadas a la investigación biomédica y el diagnóstico y seguimiento de enfermedades como el cáncer “Estos resultados aportan nuevas perspectivas sobre los beneficios de desarrollar este tipo de colorantes que son capaces de responder a la aplicación de microscopía confocal y que pueden tener un impacto directo en el tratamiento de estas patologías”, expone.

Estos datos, según apuntan los investigadores, les han permitido abrir líneas de trabajo con el objetivo de profundizar en el estudio de nuevas moléculas fluorescentes que puedan servir, en un futuro, como marcadores en aplicaciones biomédicas. “Los colorantes desarrollados constituyen un primer paso en cultivos celulares Hela. Sin embargo, es necesario continuar trabajando en otros diseños moleculares que nos permitan conseguir elementos más susceptibles a los procesos de excitación y mejorar, aún más, la visualización y el conocimiento de los procesos biológicos que tienen lugar en las células”, avanza Pischel.

Estos resultados son fruto del proyecto de excelencia Nuevos materiales orgánicos-inorgánicos híbridos como químiosensores fluorescentes basados en partículas nanométricas de sílice y quantum dots, financiado por la Consejería de Economía, Innovación, Ciencia y Empleo de la Junta de Andalucía.

Referencia:

Daniel Collado, Patricia Remón, Yolanda Vida, Francisco Najera, Pratik Sen, Uwe Pischel, Ezequiel Perez-Inestrosa (2014). ‘Energy transfer in aminonaphthalimide–boron-dipyrromethene (BODIPY) dyads upon one- and two-photon excitation: applications for cellular imaging’. Chemistry – An Asian Journal. 2014 Mar; 9(3):797-804

Imagen:

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