Por primera vez, Se ha elaborado un compuesto sintético que puede unirse al ADN en las centrales energéticas de las células. suprimir un gen asociado con enfermedades nerviosas y musculares.

Las poliamidas de pirrol-imidazol (PIP) son compuestos que pueden leer secuencias de ADN específicas dentro de las células vivas y silenciar los genes que causan enfermedades. Previenen las proteínas, llamados factores de transcripción, de unirse a partes específicas de la cadena de ADN, suprimiendo así la transcripción de ADN en ARN.

La mayor parte del ADN se encuentra en el núcleo. Pero las mitocondrias las centrales eléctricas de la célula, también albergan una pequeña cantidad de ADN. Los PIP son capaces de cruzar la membrana nuclear para unirse al ADN nuclear, pero son incapaces de atravesar la membrana mitocondrial.

Un equipo, dirigido por Ganesh Pandian Namasivayam, del Instituto de Ciencia Integrada de Materiales Celulares de la Universidad de Kyoto (iCeMS) logró redirigir el PIP para que cruzara la membrana mitocondrial para que pueda acceder a su ADN y alterar la transcripción de genes.

Lograron esta compleja hazaña complementando PIP con un 'péptido penetrante de mitocondrias' (MPP), que es capaz de superar la barrera energética de las mitocondrias. El PIP conjugado con MPP llamado MITO-PIP fue diseñado para bloquear un sitio de unión específico para el factor de transcripción mitocondrial A (TFAM). TFAM es esencial para gobernar el metabolismo mitocondrial y la síntesis de energía, desempeñando un papel en la transcripción de un gen llamado ND6, dice Takuya Hidaka, el primer autor del estudio.

El equipo descubrió que un MITO-PIP inhibidor de TFAM leyó selectivamente una secuencia de ADN mitocondrial y provocó una reducción del 60% al 90% en la expresión de ND6, dependiendo de la concentración utilizada. Luego, el equipo etiquetó los MITO-PIP con una molécula que emite fluorescencia cuando se expone a la luz y, utilizando microscopios especiales, confirmaron que se localizaban dentro de las mitocondrias sin estar presentes en los núcleos de las células tratadas.

ND6 se asocia con varios trastornos mitocondriales, incluyendo la neuropatía óptica hereditaria de Leber, que causa la pérdida de la visión central, miopatía mitocondrial, debilidad muscular, convulsiones y dificultades de aprendizaje. Por eso, El control químico de estos genes asociados a enfermedades tiene potencial clínico en la terapia génica mitocondrial. "Planeamos desarrollar una versión avanzada de MITO-PIP que pueda identificar y localizar solo dentro de las mitocondrias enfermas, "dice Ganesh.

"Nuestro estudio de prueba de concepto proporciona una nueva plataforma que abre nuevas vías para ligandos funcionales basados ​​en ADN que son capaces de alterar el genoma mitocondrial de una manera específica de secuencia, ", concluye el investigador principal Hiroshi Sugiyama. El estudio se publicó en la Revista de la Sociedad Química Estadounidense .