Un equip de científics ha desenvolupat una sonda fluorescent que permet monitoritzar la funció i activitat d'un transportador del mitocondri en cèl·lules vives. És la primera sonda fluorescent que aconsegueix entrar al mitocondri mitjançant el transportador carnitina-acilcarnitina i es podria aplicar al diagnòstic de malalties metabòliques rares.
Cèl·lules humanes de paranganglioma tintades amb el BODIPY de la sonda fluorescent.Científics del CSIC, de FICYT (Fundació per al foment de la Investigació Científica, Aplicada i Tecnologia) i de FINBA (Fundació per a la Recerca i la Innovació Biosanitària del Principat d'Astúries) han desenvolupat una sonda fluorescent que pot entrar a la matriu mitocondrial en cèl·lules vives a través d'un transportador de membrana, i monitoritzar la seva funció i activitat.
Els mitocondris són orgànuls presents en totes les cèl·lules eucariotes. Tenen la funció essencial de generar energia per a la cèl·lula, bé a partir de lípids o bé de glucosa.
Una característica dels mitocòndris és que és extremadament difícil introduir res en la seva matriu interna. Tal com explica José Luis Chiara, científic del CSIC i coautor del desenvolupament, "els mitocòndris tenen doble membrana, com alguns bacteris, i la membrana interna és impermeable a gairebé tot".
La nova sonda està formada per una unitat que emet la fluorescència (denominada tècnicament BODIPY) i una unitat de L-carnitina (un aminohidroxiàcid), que actua com a grup biolocalizador. Aquesta segona unitat és reconeguda per una proteïna transportadora, la carnitina-acilcarnitina translocasa, que transporta lípids de l'exterior a l'interior de la matriu del mitocondri per oxidar-los i obtenir així energia. Això permet a la sonda entrar al mitocondri. Però, a més, permetria monitoritzar el funcionament d'aquest transportador. I és que la deficiència o disfunció d'aquest transportador causa una síndrome metabòlica, en què l'organisme no pot processar certs greixos per convertir-los en energia, i que podria ser diagnosticat amb la sonda.
La sonda també podria tenir aplicacions en el camp del càncer. Les cèl·lules canceroses tenen el seu metabolisme potenciat per mantenir la proliferació descontrolada, especialment el metabolisme de lípids. En aquest sentit, el transport de lípids a través de la membrana del mitocondri i el seu control s'estudia com una de les opcions per intervenir en la prevenció i tractament de càncers.
Té aplicació en el diagnòstic de patologies i malalties mitocondrials d'origen genètic, o per introduir molècules actives en la mitocòndria
També es podrien estudiar aplicacions en altres àmbits, en el diagnòstic de patologies i malalties mitocondrials d'origen genètic, o per introduir molècules actives en la mitocòndria.
Tal com explica l'investigador, "el BODIPY és el cromòfor, però a ell es poden unir altres molècules per detectar analits o per introduir algun tipus de fàrmac. Si només interessa transportar el fàrmac, el BODIPY es pot substituir per ell i aprofitar la carnitina com a unitat de transport".
La sonda està patentada i ara els científics busquen empreses especialitzades en sondes per marcatge biològic interessades en continuar el desenvolupament.
Com avantatges de la sonda, cal destacar que l'eficiència i selectivitat del marcatge és independent del patró de substitució en el cromòfor, així com de la línia cel·lular analitzada. L'estructura molecular de la sonda és senzilla i modular, el que simplifica la seva síntesi (que es realitza en una sola etapa) a partir dels BODIPY disponibles comercialment. D'aquesta manera es poden obtenir sondes multifuncionals, amb emissions en diverses longituds d'ona.
A més d'usar el transportador de lípids, la sonda pot entrar al mitocondri per un mecanisme electroforètic, ja que "la sonda està carregada positivament i l'interior del mitocondri té normalment un potencial negatiu". De cara al desenvolupament d'un test de diagnòstic, "estem avaluant de forma quantitativa la contribució relativa de tots dos mecanismes de transport", explica Chiara.
Contacte:
Laura Redondo Gallego
Vicepresidencia Adjunta
de Transferencia
del Conocimiento- CSIC
Tel.: (+34) 915681825