Parte superior de la figura:a través del ensamblaje conjunto, dos componentes de tipo lípido forman nanopartículas en el agua que tienen una gran cantidad de puntos de contacto diferentes (mostrados en azul y verde; izquierda). Como resultado de muchos puntos de contacto diferentes que interactúan simultáneamente con la proteína (mostrada en violeta), se produce un grado de selectividad particularmente alto ("heteromultivalencia", Derecha). Abajo de la figura:a través de sus puntos de contacto (verde y azul), las nanopartículas se unen a los amiloides - aquí, específicamente, beta amiloide 42 (violeta), y así evitar su agregación. La unión tiene lugar a través de los puntos de contacto correspondientes en el amiloide ("Y" y "K"; izquierda). Crédito:Universidad de Münster - Bart Jan Ravoo
Un nuevo método de unión selectiva de proteínas a nanopartículas ha sido descrito por un equipo de investigadores alemanes y chinos encabezados por el profesor Bart Jan Ravoo. químico de la Universidad de Münster (Alemania). Las nanopartículas reconocen automáticamente péptidos específicos, es decir, pequeñas proteínas, y entrar en unión altamente selectiva con ellos. Entre los péptidos modelo que examinaron los investigadores se encontraban los amiloides. Los depósitos de amiloides juegan un papel importante en la enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, por lo que los investigadores esperan que el mecanismo que han descubierto pueda proporcionar un nuevo enfoque para tratar enfermedades en las que se producen tales depósitos. El estudio ha sido publicado en el último número de Química de la naturaleza.
La interacción entre moléculas de proteínas o entre ellas y otras biomoléculas juega un papel importante en muchos procesos fisiológicos. En este contexto, El reconocimiento molecular implica la unión de proteínas a través de múltiples puntos de contacto a nanoescala en la superficie de la proteína. Típicamente, muchos de estos puntos están involucrados, resultando en un único, Superficie de contacto exacta y complementaria. Por lo tanto, el mecanismo a que se unen estas moléculas de proteína se describe como un "principio de llave y candado". Los investigadores ahora han descrito un método para producir tales superficies de contacto en nanopartículas para que las proteínas seleccionadas puedan ser dirigidas y unidas.
Coensamblaje y "heteromultivalencia"
La novedad del método es que se basa en los principios del co-ensamblaje y la denominada heteromultivalencia. El ensamblaje conjunto significa que las nanopartículas no se producen, como suele ser habitual, como resultado de una síntesis química compleja y personalizada. En lugar de, los investigadores los producen utilizando un método relativamente simple en el que dos componentes de tipo lípido ("grasos") se mezclan en agua y forman espontáneamente las nanopartículas necesarias. Estas partículas son adaptativas, es decir, cambian su estructura interna y así logran una unión óptima a la proteína diana. "Heteromultivalencia" significa que las nanopartículas forman una gran cantidad de puntos de contacto diferentes que, al mismo tiempo, interactuar con la proteína. Siguiendo el ejemplo de los procesos fisiológicos naturales, se produce así una selectividad particularmente alta.
"Hasta aquí, este principio de heteromultivalencia en particular apenas ha sido examinado en detalle o explotado, ", dice Bart Jan Ravoo." Describimos un enfoque completamente nuevo que permitirá desarrollar más aglutinantes de proteínas sintéticos. Esto podría considerarse para su uso en diagnósticos o imágenes, o como posibles ingredientes activos en medicamentos ". Los investigadores han demostrado que las nanopartículas se unen con amiloides y, como resultado, disolver agregados de estos péptidos. La aparición de agregados amiloides está estrechamente relacionada con el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. Es por eso que el nuevo método podría proporcionar un enfoque para desarrollar nuevos tipos de tratamiento. Aún no se ha aclarado, sin embargo, si los agregados amiloides causan realmente la enfermedad de Alzheimer o lo son, bastante, un resultado de la enfermedad. Es más, el nuevo método para disolver los agregados solo se ha probado en un tubo de ensayo. Por lo tanto, se necesitan más estudios para evaluar más claramente su potencial como enfoque de tratamiento.
El método
Los investigadores utilizaron anfifilo, moléculas de ciclodextrina y calixareno solubles en agua como componentes de co-ensamblaje para los puntos de nano-contacto. Examinaron la unión de las nanopartículas resultantes a los péptidos, utilizando, por ejemplo, espectroscopia de fluorescencia. Utilizaron microscopía electrónica para demostrar la unión a los amiloides.
