Desde que tres investigadores con sede en EE. UU. Que trabajaban de forma independiente revelaron el papel del óxido nítrico en la mediación de la dilatación de los vasos sanguíneos, contracción de las células endoteliales y relajación del músculo liso, sus descubrimientos han servido de base para nuevos tratamientos para la hipertensión arterial y la disfunción eréctil, entre otras condiciones.

El Premio Nobel de Fisiología o Medicina en 1998 fue otorgado conjuntamente a Robert F. Furchgott, Louis J. Ignarro y Ferid Murad por la investigación pionera del óxido nítrico realizada durante las décadas de 1970 y 1980. Su trabajo allanó el camino para el desarrollo de la bioquímica redox, un campo de investigación completamente nuevo. El óxido nítrico es un radical libre que se ha demostrado que juega un papel clave en las defensas del cuerpo contra tumores y bacterias. así como en procesos inflamatorios y de cicatrización de heridas.

Como cualquier molécula biológica, el óxido nítrico está modificado en organismos, y los productos resultantes también actúan sobre el cuerpo. Comprender cómo se forman estos productos en las células es importante para el desarrollo de nuevos medicamentos diseñados para aumentar o disminuir los efectos del óxido nítrico. dependiendo de la condición que se vaya a tratar.

En contraste con la creencia predominante antes de los descubrimientos hechos por Furchgott, Ignarro y Murad, Los radicales libres como el óxido nítrico no son necesariamente tóxicos para las células. Son vitales para la señalización molecular que mantiene la homeostasis celular y son peligrosos solo en altas concentraciones.

En un artículo publicado en la revista Comunicaciones químicas , Los científicos han revelado un mecanismo hasta ahora desconocido que subyace a la formación de nitroso tioles, que son importantes productos de reacción del óxido nítrico. El grupo, compuesto por dos investigadores afiliados al Instituto de Química de la Universidad de São Paulo (IQ-USP) en Brasil y un colega de la Universidad de California Santa Bárbara (UCSB) en los EE. UU., Encontró que este proceso ocurre durante la formación de dinitrosil hierro. complejos (DNIC), que también son productos de óxido nítrico.

En investigaciones anteriores, siempre que los nitroso tioles y los DNIC aparecieron juntos en experimentos en células, Se pensaba que los DNIC donaban óxido nítrico a tioles para convertirlos en nitroso tioles.

El grupo demostró que el mecanismo por el cual se forman las DNIC da lugar a radicales tiilo. Debido a que estos también son radicales libres, reaccionan con el óxido nítrico, y esta reacción produce nitroso tioles.

"Los DNICS han sido probados para varias funciones porque promueven acciones similares al óxido nítrico. El problema es que los DNIC actualmente se prueban por ensayo y error, debido a la falta de información suficiente para seleccionar los más adecuados para cada acción biológica deseada. Nuestra investigación pasa por estudiar las características de las distintas DNIC para determinar cuáles son las más reactivas, para que luego podamos modelar un complejo específico, por ejemplo, como base para el desarrollo de un fármaco vasodilatador o cicatrizante, "dijo Daniela Ramos Truzzi, profesor de IQ-USP y primer autor del artículo. El estudio fue parte de su investigación postdoctoral en IQ-USP.

DNIC

Muchos complejos que se derivan del óxido nítrico se producen en las células, pero los DNIC son los más abundantes. Sus funciones fisiológicas incluyen la nitrosación de la proteína S (o nitrosilación), que es una modificación postraduccional durante la cual el óxido nítrico ataca residuos de cisteína específicos en las proteínas, formando grupos S-nitroso tiol. La S-nitrosación es un mecanismo clave para la regulación de varias clases de proteínas e influye en muchos procesos fisiológicos.

Los investigadores no pudieron determinar exactamente qué compuestos se derivan de qué reacciones debido a la intensidad de la actividad intracelular. por lo que eligieron parámetros experimentales que estaban lo más cerca posible de las condiciones fisiológicas, sabiendo de antemano qué elementos estaban presentes.

Utilizaron resonancia paramagnética de electrones (EPR) para observar la reacción entre el óxido de hierro II (ferroso), óxido nítrico, y los tioles de bajo peso molecular cisteína y glutatión. Todos son abundantes en células de mamíferos.

"Los compuestos finales, en este caso los DNIC, apareció después de solo un segundo. Se forman muy rápidamente, "Explicó Truzzi." Entonces comenzamos a estudiar cómo se unen estas moléculas y logramos determinar los mecanismos de formación. Para nuestra sorpresa, descubrimos que los radicales tiilo también se producían junto con los DNIC ".

Los radicales a menudo reaccionan entre sí, y los radicales tiilo reaccionan naturalmente con el óxido nítrico. Esta reacción produjo nitroso tioles.

"Los tioles nitroso pueden estar implicados en la señalización celular, ", dijo." Además, se ha encontrado que los niveles altos de nitroso tioles están correlacionados con el desarrollo de enfermedades neurodegenerativas y cáncer ".

Se realizarán nuevos estudios con otros tioles para ver si el efecto se repite y confirmar el descubrimiento.

"REDOXOME se centra en las enfermedades metabólicas y cardiovasculares, pero es importante comprender los detalles mecanicistas para poder intervenir en los procesos de interés, y ese es nuestro principal objetivo de investigación en este caso, "Dijo Augusto.