‘Jaulas’ moleculares para eliminar células cancerosas de forma selectiva

Químicos del CSIC han utilizado estructuras moleculares para matar células cancerosas, según el pH de su microambiente. El nuevo método, que se podría emplear en el futuro para el diseño de fármacos antitumorales, se ha probado con éxito en células de adenocarcinoma de pulmón.

SINC | | 26 julio 2019 12:40

<p>Estructura de una de las jaulas con el ión cloruro encapsulado sobre un fondo de células de adenocarcinoma de pulmón humano. (Los tamaños de ambos no son reales y se han modificado por razones estéticas). / Ignacio Alfonso y Daniel Carbajo</p>

Estructura de una de las jaulas con el ión cloruro encapsulado sobre un fondo de células de adenocarcinoma de pulmón humano. (Los tamaños de ambos no son reales y se han modificado por razones estéticas). / Ignacio Alfonso y Daniel Carbajo

Una de las características de muchos tumores es que, debido al metabolismo de las células del cáncer, el entorno alrededor de los tumores sólidos tiene un pH ácido. Esto confiere unas características especiales a estas células y las hace más resistentes y capaces de migrar a otras zonas del cuerpo (proceso conocido como metástasis).

Ahora, un trabajo publicado en la revista Angewandte Chemie y liderado por el Instituto de Química Avanzada de Cataluña, del CSIC, pone el foco en el pH del entorno de tumores y propone que podría emplearse como parámetro selectivo entre células sanas y células malignas. Los resultados

El cloruro encapsulado entra en las células y produce efectos adversos en las células, llegando incluso a causar su muerte

“En este estudio hemos preparado una familia de moléculas derivadas de aminoácidos con estructura tridimensional en forma de jaula y que, cuando se encuentran en medios ácidos, encapsulan un cloruro en su interior de manera muy eficiente", explica Ignacio Alfonso, uno de los autores.

Este cloruro encapsulado entra en las células a través de la membrana celular y produce efectos adversos en las células, llegando incluso a causar su muerte. Según el científico, la clave está en que este transporte es más eficiente en un pH ácido, característico de las células cancerosas.

Aplicable a sistemas vivos

Los investigadores han obtenido estos resultados a partir, primero, del empleo de diferentes técnicas espectroscópicas (electroquímica, resonancia magnética nuclear y fluorescencia) en modelos experimentales artificiales sencillos, como micelas y vesículas. Después demostraron que este concepto se podía aplicar en sistemas vivos.

Existe un rango en las que la jaula sería inocua para sanas pero tóxica para aquellas células que se encuentren en un pH ácido

Por último, comprobaron en células de adenocarcinoma de pulmón humano que una de las ‘jaulas’ moleculares resultaba tóxica para las células en función del pH circundante.

“La jaula era cinco veces más tóxica si se encontraba con un pH ácido, similar al que hay en el entorno de tumores sólidos, que con un pH habitual de células normales. Es decir, que existe un rango de concentraciones en las que la jaula sería inocua para células en pH 7.5, células sanas, pero tóxica para aquellas células que se encuentren en un pH ligeramente ácido, como el microentorno de un tumor sólido”, añade Alfonso.

Según el investigador, estos resultados abren la posibilidad de usar métodos parecidos a los que se emplean en la quimioterapia utilizando el pH como parámetro de selectividad entre células cancerosas y sanas.

Referencia bibliográfica:

Lucía Tapia, Yolanda Pérez, Michael Bolte, Josefina Casas, Jordi Solà, Roberto Quesada and Ignacio Alfonso. Angewandte Chemie “pH-dependent chloride transport by pseudopeptidic cages for the selective killing of cancer cells in acidic microenvironments”. DOI: 10.1002/anie.201905965