Investigadores de la Universidad de Birmingham han diseñado un nuevo enfoque para tratar cánceres y otras enfermedades que utiliza una molécula entrelazada mecánicamente como una "bala mágica".

Llamados rotaxanos, las moléculas son estructuras diminutas a nanoescala que se asemejan a una mancuerna con un anillo atrapado alrededor del poste central. Los científicos han estado experimentando con rotaxanos basados ​​en postes centrales en forma de hilo durante varios años, pero este nuevo diseño utiliza en su lugar una molécula supramolecular 'helicada' mucho más grande de forma cilíndrica, alrededor de 2 nm de largo y 1 nm de ancho, que tiene una notable capacidad para unir uniones o bifurcaciones en forma de Y en el ADN y el ARN.

Estas bifurcaciones se crean cuando el ADN se replica y, en pruebas de laboratorio, los investigadores de Birmingham han demostrado que, cuando se unen a las uniones, las moléculas cilíndricas son capaces de detener las células cancerosas, bacterias y virus para que no se reproduzcan.

Para ganar control sobre esa atadura, el equipo de las Facultades de Química y Biociencias de la Universidad, colaboró ​​con investigadores en Wuhan, en China, y Marsella, en Francia, para resolver el desafío de identificar una estructura de anillo lo suficientemente grande como para encajar alrededor de esta molécula cilíndrica central. Ahora han demostrado que una molécula gigante con forma de calabaza, llamada cucurbitáceas [10] uril) es capaz de albergar el cilindro. Cuando el anillo está presente, la molécula de rotaxano no puede unirse.

Para evitar que el cilindro se salga del anillo en forma de calabaza, los investigadores agregaron ramas a cada extremo del cilindro. Demostraron que el cilindro se bloquea mecánicamente dentro del anillo y que pueden usarlo para controlar la forma en que el cilindro supramolecular interactúa con el ARN y el ADN.

Los resultados, publicado en el Revista de la Sociedad Química Estadounidense , mostrar no solo cómo estas moléculas complejas se pueden producir de manera simple y eficiente, pero también cómo se puede utilizar el número de ramas para regular la velocidad a la que el cilindro puede escapar del anillo en forma de calabaza, de rápido a nada. Esto permite el control temporal del reconocimiento de la horquilla y, por lo tanto, de la actividad biológica.

El investigador principal, Profesor Mike Hannon, explica:"Este es un nuevo enfoque realmente prometedor que aprovecha una química sólida y probada de una manera completamente nueva que tiene potencial para el tratamiento dirigido de cánceres y otras enfermedades.

"Nuestro enfoque es muy diferente al de los principales medicamentos contra el cáncer que comúnmente afectan a todas las células del cuerpo, no solo las células cancerosas. La molécula de rotaxano promete que, encendiéndolo y apagándolo según sea necesario, puede atacar e inhibir específicamente las células cancerosas con un alto grado de precisión ".

University of Birmingham Enterprise tiene una solicitud de patente presentada que cubre la estructura y el diseño de estos nuevos rotaxanos, y el equipo ya ha comenzado a trabajar para explorar una variedad de aplicaciones para el enfoque.