Investigadores del Instituto de Bioingeniería y Nanotecnología (IBN) de A * STAR han desarrollado con éxito una familia única de monopéptidos formadores de poros basados ​​en un solo aminoácido. Otros péptidos formadores de poros suelen constar de hasta cincuenta aminoácidos. El equipo de investigación dirigido por el líder del equipo de IBN y el científico investigador principal, el Dr. Huaqiang Zeng, ha creado un nuevo paradigma para el transporte eficiente de iones importantes a través de las membranas celulares. Esto tiene el potencial de abordar enfermedades en las que este tipo de transporte de iones ha fallado. como la fibrosis quística.

Los péptidos formadores de poros forman canales a través de las membranas celulares para el transporte de iones como cloruros y yoduros dentro y fuera de una célula. La formación de estos canales es crucial para la regulación precisa de los procesos fisiológicos de nuestro cuerpo, defensas celulares y respuestas inmunes. Los pacientes con fibrosis quística sufren de un gen defectuoso que reduce el transporte de dichos iones, deshidratando así la capa mucosa de los pulmones. Esto resulta en una acumulación de moco espeso y viscoso que causa dificultades para respirar.

Los investigadores de IBN se centraron en el estudio de monopéptidos formadores de poros artificiales basados ​​en un solo aminoácido. Estos podrían formar canales con tamaños de poros menores a 1.0 nm de diámetro, sin dejar de ser capaz de transportar iones cargados negativamente, incluyendo cloruro, eficientemente a través de la membrana. El diseño de canales iónicos artificiales es un área de creciente interés, particularmente canales que pueden autoensamblarse de manera controlada a partir de precursores moleculares simples. Muchos sistemas actuales utilizan complejos, componentes de alto peso molecular, que limitan en gran medida su potencial para futuras aplicaciones terapéuticas. Este avance único es uno de los avances más emocionantes en el campo de los canales iónicos artificiales en los últimos años. Presenta oportunidades para diseñar nuevos canales iónicos artificiales basados ​​en moléculas pequeñas que pueden resultar en mejores terapias para las disfunciones de los canales iónicos. y agentes antibacterianos o anticancerígenos.

Dr. Ichiro Hirao, Director ejecutivo de cobertura de IBN, dijo, "El equipo de investigación de IBN estudió originalmente moléculas transportadoras de iones diseñadas para funcionar como gelificantes para fusionar los derrames de petróleo en el agua. A través de esto, descubrieron que uno de los gelificantes era de toxicidad significativa, haciendo que exploren si la molécula podría autoensamblarse en una estructura similar a un poro en la membrana celular y causar un desequilibrio de iones. Esta hipótesis resultó ser cierta y condujo a un principio completamente nuevo del diseño molecular de canales iónicos ".

Los resultados de la investigación se publicaron en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense el 21 de junio de 2018.