Los académicos de la Universidad Bautista de Hong Kong (HKBU) demostraron el diseño y la síntesis de una máquina macromolecular globular inteligente para la administración de fármacos contra el cáncer controlados activamente que mejoran la eficacia del fármaco. Este avance da una idea de los medicamentos de terapia dirigida como el clorambucilo en el tratamiento de la leucemia. El papel, titulado "Dendrímeros de rotaxano tipo III-B de generación superior con control del tamaño de partículas en la conmutación molecular tridimensional, "fue publicado en Comunicaciones de la naturaleza .

El equipo informó sobre una serie de nuevas macromoléculas hiperramificadas con, a lo sumo, 15 enlaces mecánicos en la unidad de ramificación. Los enlaces mecánicos son una clase novedosa y emocionante de enlaces no covalentes similares a las cadenas y ganchos familiares. por ejemplo. Estas macromoléculas pueden inducir un movimiento molecular de extensión-contracción general a través de un desplazamiento molecular colectivo y controlable de ida y vuelta, proporcionando la capacidad de encapsular moléculas de fármacos y liberarlas activamente mediante estímulos ácidos.

Dr. Ken Leung, quien dirigió la investigación, dijo que en el tratamiento actual de la leucemia, Se administran medicamentos para matar las células leucémicas que pueden estar presentes en la sangre y la médula ósea. La cantidad de medicamentos que se liberan para matar las células cancerosas que flotan libremente no se puede controlar de manera efectiva. sin embargo. Dijo que los 15 enlaces mecánicos se asemejan a brazos mecánicos que controlan activamente la administración y la cantidad adecuada de medicamentos que se liberan a las células cancerosas específicas.

El Dr. Leung agregó que este material inteligente combina máquinas moleculares y dendrímeros con un nuevo avance en síntesis y liberación controlada y activa de fármacos. Con su complejidad y tamaño, esta molécula sintética se parece a un pequeño virus. Debido a la toxicidad relativamente baja de este vehículo molecular globular inteligente, también puede servir como una máquina molecular de administración de fármacos a largo plazo potencialmente ideal dentro del cuerpo humano. Las masas moleculares de estas nuevas macromoléculas se caracterizaron por espectrometría de masas, y sus estructuras químicas y propiedades físicas también fueron verificadas con simulaciones de supercomputadora.

Kwan Chak-shing, que completó la síntesis de las macromoléculas, dijo, "La síntesis de máquinas macromoleculares es complicada, mientras que los compuestos intermedios requieren la formación de enlaces mecánicos seguidos de una cuidadosa purificación y caracterización. Espero ver más trabajo de investigación creativo realizado en HKBU ".

Las máquinas moleculares se ensamblan con contrapartes moleculares que responden a estímulos específicos (entrada) y producen movimientos mecánicos (salida). Los dendrímeros de rotaxano son moléculas entrelazadas moleculares que combinan macromoléculas hiperramificadas con máquinas moleculares. Entre varios tipos de dendrímero de rotaxano, el tipo III-B posee la estructura molecular más complicada y exhibe las mayores propiedades de extensión-contracción. El gran avance en la síntesis y el control del tamaño de partícula de dendrímeros de rotaxano de alta generación podría dar a los científicos información para desarrollar máquinas moleculares más sofisticadas para materiales funcionales y nanotecnología. como el suministro de fármacos o biomoléculas.