Por décadas, los científicos han utilizado sondas fluorescentes para detectar moléculas, monitorear la actividad celular y administrar medicamentos dentro de las células. Las sondas basadas en un compuesto llamado naftalimida son especialmente populares porque se pueden fabricar fácilmente en grandes cantidades y su fluorescencia se puede modificar cambiando sus átomos constituyentes. Pero generalmente son absorbidos por las células solo en pequeñas cantidades, lo que dificulta su eficacia. Además, poco se sabe sobre cómo atraviesan la membrana celular para llegar al interior.

En un nuevo estudio, Los investigadores del Instituto Indio de Ciencia (IISc) han descubierto una forma de impulsar la captación celular de tales sondas fluorescentes. Descubrieron que el simple hecho de reemplazar dos átomos de hidrógeno con yodo en su estructura aumenta drásticamente la cantidad transportada a las células de los mamíferos, hasta en un 98 por ciento. Se descubrió que los átomos de yodo forman un tipo especial de enlace, conocido como enlace halógeno, con un transportador específico en la membrana celular, lo que permitió que la sonda se deslizara a través de la membrana más fácilmente.

El hallazgo ofrece una estrategia novedosa para diseñar sondas que las células puedan captar de manera más eficaz. sugieren los autores. También revela por primera vez por qué es importante la presencia de yodo en compuestos biológicos como las hormonas tiroideas. "Esto puede dar una pista de por qué la naturaleza eligió el yodo para tales compuestos. Cuando contienen yodo, son absorbidos por las células fácilmente, "dice el autor principal G. Mugesh, Profesor, Departamento de Química Física e Inorgánica, IISc.

El equipo de Mugesh diseñó varias sondas basadas en naftalimida y probó el efecto de reemplazar algunos de los átomos de hidrógeno en su estructura con átomos de halógeno (cloro, bromo y yodo). Para compuestos sin sustitución alguna, la cantidad transportada a la celda fue bastante baja (~ 5-8 por ciento). La absorción celular aumentó ligeramente cuando se agregaron átomos de cloro y bromo (hasta un 15 por ciento y un 22 por ciento respectivamente). Cuando se agregaron dos átomos de yodo a la estructura, la absorción aumentó drásticamente:el 98 por ciento del compuesto fue absorbido por la célula.

El equipo descubrió que los dos átomos de yodo formaban fuertes enlaces halógenos con una proteína transportadora en la membrana celular llamada MCT8 que luego transportaba la molécula a través de la membrana. Esto sugiere que incluso los compuestos biológicos que contienen yodo probablemente usan un transportador y mecanismo similar para ingresar a las células. dice Mugesh.

Como se sabe que MCT8 juega un papel importante en el transporte de hormonas como la tiroxina, tales sondas podrían ayudar a analizar la actividad de la membrana y rastrear la absorción de hormonas, él añade. Por ejemplo, tiroxina (T4), la hormona secretada por la glándula tiroides, necesita ser transportado dentro de la célula desde la sangre, donde se convierte a T3, la forma activa. "No hay una sonda para comprender la cantidad de T4 que se transporta dentro de las células. Por lo general, se mide mediante el uso de yodo radiactivo, "dice Mugesh." Pero nuestro método es un método fluorescente simple, que no utiliza compuestos radiactivos, para saber si MCT8 está funcionando correctamente o no, y si la absorción de hormonas se ve afectada o no ".

También hay otras aplicaciones posibles. Ciertos compuestos utilizados en el envasado de alimentos y retardadores de fuego, por ejemplo, contienen altos niveles de yodo y otros halógenos, que se sabe que entran en las células y afectan los niveles de tiroides. "Para bloquear la entrada de esos compuestos, se requieren inhibidores específicos. Estas sondas pueden ser útiles para diseñar inhibidores para bloquear su entrada, "dice Mugesh.