Los investigadores de la Universidad Ludwig Maximilian han diseñado un inhibidor sensible a la luz que puede controlar la división celular y la muerte celular, y proporciona un enfoque prometedor para estudios de procesos celulares esenciales y el desarrollo de nuevas terapias para tumores.

La capacidad de controlar con precisión los procesos biológicos y químicos es un elemento esencial tanto de la investigación básica como de la medicina. La luz representa un estímulo atractivo en este contexto, ya que sus efectos se pueden modular con precisión tanto espacial como temporalmente. Estas propiedades deseables son la razón por la que el desarrollo de moléculas controlables por luz se ha convertido en un objetivo tan importante para los químicos biológicos. Tales herramientas prometen hacer contribuciones significativas a la elucidación de las funciones celulares básicas, el conocimiento detallado de los trastornos médicos y el diseño de nuevas estrategias terapéuticas para combatirlos. Un grupo de investigadores dirigido por la bióloga celular Esther Zanin en el Biocenter de LMU, en cooperación con el químico Henry Dube (quien se mudó en abril de este año de la LMU a la Universidad de Erlangen-Nürnberg) ahora ha desarrollado un inhibidor químico sensible a la luz, que les permite controlar dos procesos celulares fundamentales, división celular y muerte celular, con luz.

La división celular es un proceso vital y muy complejo. Por lo tanto, está sujeto a una regulación estricta para garantizar que las células se dividan solo en el momento adecuado y sin errores. Las células defectuosas se eliminan mediante muerte celular programada (también conocida como "apoptosis"). Tanto la división celular correcta como la eliminación de células defectuosas dependen de una máquina molecular llamada proteasoma, que degrada específicamente las proteínas celulares que están dañadas o que ya no se necesitan.

"Ahora hemos modificado un inhibidor químico establecido y versátil del proteosoma al agregarle un grupo protector sensible a la luz, ", dice Zanin." Este grupo bloquea la función de aldehído reactivo del inhibidor y evita que se una al proteasoma ". En la oscuridad, por tanto, el inhibidor está inactivo y el proteasoma funciona normalmente. Sin embargo, la exposición de las células a la luz azul separa el grupo protector, permitiendo así que el inhibidor interactúe con el proteosoma e inhiba su función. Dado que la radiación de luz azul activante se puede dirigir con precisión, la acción del inhibidor se puede controlar con mucha precisión. "Con eso se refiere, podemos detener la división de las células tumorales en una etapa específica del proceso, y desencadenar la apoptosis de manera selectiva, "Explica Zanin.

Ella y sus colegas creen que el nuevo inhibidor del proteosoma sensible a la luz demostrará ser una herramienta valiosa para el estudio de una amplia gama de procesos celulares dinámicos, por ejemplo, en el contexto del desarrollo, durante el cual las células y los tejidos experimentan cambios rápidos y, a menudo, radicales durante un período corto de tiempo y en lugares confinados. Además, Los inhibidores del proteosoma tienen aplicaciones prometedoras como agentes terapéuticos:en el tratamiento del cáncer, por ejemplo. "La capacidad de activar estos compuestos específicamente tanto en el tiempo como en el espacio podría hacerlos más eficaces en el futuro, al tiempo que reduce la incidencia de efectos secundarios, "dice Zanin. Sin embargo, alcanzar este objetivo requerirá más trabajo, ya que el inhibidor empleado en el nuevo estudio no es adecuado para uso médico en su forma actual.