Los investigadores de ETH Zurich han desarrollado una molécula que emite fluorescencia donde se está formando tejido nuevo en el cuerpo. Además de ayudar a detectar tumores, la molécula podría desempeñar un papel importante en la investigación de los trastornos de cicatrización de heridas.

El colágeno es la proteína más abundante del cuerpo humano. Constituye un tercio del contenido de proteínas y las hebras simples se ensamblan para formar fibras estables que dan estructura al tejido conectivo como la piel. tendones cartílago y huesos. Los investigadores de ETH Zurich ahora han desarrollado una molécula de múltiples componentes que interactúa con el colágeno y se puede utilizar para iluminar el crecimiento de nuevos tejidos en el cuerpo.

Nuestros cuerpos comienzan a producir más colágeno a medida que cicatrizan las heridas o cuando crecen los tumores. Durante este proceso, las moléculas de colágeno fibroso se entrecruzan para crear fibras estables. Esto requiere enzimas LOX, que oxidan ciertos sitios en las moléculas de colágeno. Después, los sitios químicamente alterados en diferentes cadenas de colágeno reaccionan entre sí, haciendo que las hebras se fusionen.

Sensor combinado con péptido funcional

Dirigido por la profesora Helma Wennemers, profesor del Laboratorio de Química Orgánica de ETH Zurich, el equipo de investigadores desarrolló una molécula sensora con fluorescencia inducible. La molécula en sí no es fluorescente, pero después de reaccionar con la enzima LOX, comienza a iluminarse. De este modo, la molécula sensora actúa como marcador de la actividad de LOX. Próximo, los científicos combinaron esta molécula con un péptido fibroso corto similar al colágeno. Ellos conjugaron este péptido con lo que se conoce como grupo reactivo que reacciona con el colágeno solo si este último ha sido oxidado.

En colaboración con investigadores del grupo liderado por Sabine Werner, Catedrático de Biología Celular, los científicos llevaron a cabo experimentos con ratones a quienes se les había inyectado la piel con la molécula multicomponente. También realizaron experimentos in vitro con secciones de tejido. Sus investigaciones revelaron que la molécula se ancla a las fibras de colágeno donde se forma tejido nuevo. Y se enciende cuando comienza a crecer tejido nuevo y se está formando la enzima LOX. "Gracias a su diseño modular con tres componentes:el sensor, el péptido y el grupo reactivo:nuestro sistema es excepcionalmente específico y preciso, "dice Matthew Aronoff, científico principal del grupo de Wennemers y autor principal del estudio.

Aplicaciones en oncología y cicatrización de heridas.

Debido a que el tejido nuevo se forma principalmente en los bordes de los tumores a medida que crecen, una aplicación de la nueva molécula es en los exámenes de biopsia para mostrar los límites de un tumor. "Una de nuestras visiones es que los cirujanos algún día usarán esta molécula en un quirófano para extirpar un tumor, "Dice Wennemers. La molécula mostraría a los cirujanos el límite del tumor y les ayudaría a extirparlo por completo.

Otras aplicaciones potenciales de la nueva molécula marcadora se encuentran en el campo de la cicatrización de heridas, por ejemplo, para investigar la formación de tejido en general o los trastornos de curación en pacientes que padecen diabetes u otras enfermedades. Estas cuestiones también se abordan en el marco del proyecto interdisciplinario de investigación de la piel Skintegrity, en el que participa ETH Zurich.

Habiendo solicitado una patente para su sistema, los científicos están explorando actualmente varias opciones para llevarlo al mercado y desarrollarlo para una gama más amplia de aplicaciones.