Súper Bola de Azúcar: Una molécula con el potencial de evitar el Ébola

Súper Bola de Azúcar: Una molécula con el potencial de evitar el Ébola

Un nuevo aporte a la ciencia se cuece en los laboratorios de Biotecnología y Química de Europa donde un grupo de científicos ha creado una súper molécula que tiene el potencial de impedir la infección de virus como el Ébola.

La ciencia abre la puerta para el entendimiento de lo que ocurre en el mundo. Evidentemente se necesita de investigadores y académicos ávidos de conocimiento para encontrar respuestas, por ello los científicos tienen que ser personas creativas e inquisitivas. Este es el caso del español Antonio Muñoz, docente de la Escuela de Ciencias de la Materia y Petroquímica en Yachay Tech. Antonio tiene experiencia en Química Orgánica orientada a la nanotecnología y es uno de los colaboradores en el descubrimiento de la “Súper Bola de Azúcar”, una molécula con el potencial de cambiar la manera en que vemos las enfermedades. De hecho, él fue el encargado de diseñar y sintetizar esta molécula y su investigación ha sido publicada en una de las revistas más prestigiosas del mundo, Nature Chemistry.

Pero, ¿cómo funciona?

Normalmente el sistema inmunitario del cuerpo reacciona ante la presencia de un patógeno detectando los carbohidratos y proteínas de su superficie; gracias a lo cual es capaz de curar una gripe o combatir cualquier parásito o bacteria. El problema es que no todos los virus invaden las células del cuerpo de la misma manera. En este sentido, virus como el Ébola o VIH (Virus de Inmunodeficiencia Adquirida)  utilizan el receptor DC-SIGN (considerado universal para la detección y puesta en marcha del sistema inmune frente a patógenos) de las células dendríticas para iniciar el proceso de infección. Las células dendríticas son células que tienen varias ramificaciones en sus extremos. En los mismos hay antígenos, la sustancia que desencadena la formación de anticuerpos, con información para que otras células en el cuerpo detecten fragmentos moleculares idénticos a los suyos. “Es una especie de cartel de los ‘Más Buscados’ en las películas de vaqueros, donde se indica a los policías – en este caso las células – lo que deben buscar y destruir”, explica Antonio.

La idea de la súper molécula es convertirse en una muralla para evitar que virus como el Ébola y VIH entren al sistema, y esto lo hace imitando la superficie llena de carbohidratos que contienen los mismos virus. De este modo DC-SIGN queda bloqueado y el virus no puede acceder a la maquinaria celular para replicarse. “Lo que se consigue es algo diferente de lo que se hace con un retroviral que ataca la propia reproducción del virus”, explica Antonio. “Con una súper molécula se ataja el virus de raíz, simplemente no se lo permite entrar en las células. Por lo tanto, si no puede entrar, no puede reproducirse y lo mantenemos en el espacio extracelular, mientras el sistema inmune gana tiempo para localizarlo y destruirlo”.

Los virus no son considerados seres vivos ya que no se alimentan, son parásitos intracelulares que utilizan la maquinaria celular para su replicación. Se relacionan gracias a sus receptores que les permiten saber qué tienen cerca, pero no se pueden reproducir solos, necesitan un mecanismo celular: la célula a la que infectan. “Justamente entendiendo el comportamiento de los virus surgió la idea de crear una súper molécula que se relacionase de la misma manera que un virus con nuestras células, y actué sobre los mismos receptores que el virus”, explica Antonio.

Lo que se ha desarrollado es una molécula de fullereno, una familia grande de compuestos de esferas de carbono cerradas sobre sí mismas,  y por ello la súper molécula adquiere la forma de un balón de futbol. Está compuesta por una molécula central de C60 (con 60 átomos de Carbono) junto a 13 moléculas adicionales unidas por una técnica que se llama click chemistry. “A una molécula central de C60, rodeada de manosa (un tipo de azúcar), añadimos otras 12 moléculas de C60 que a su vez están rodeadas de azúcares y conseguimos una superficie con muchos azúcares que imitan la superficie del virus a atacar, en este caso el Ébola”, dice Antonio.

La construcción molecular del glicomimético (compuesto que emula a un compuesto de azúcar) ha supuesto un reto sintético en el laboratorio, siendo el crecimiento dendrítico (ramificado) molecular más grande jamás descrito en la literatura hasta la fecha. Al enfrentarse dos moléculas con la misma superficie, la súper molécula y el virus, compiten por los mismos reflectores celulares, con la ventaja de que el mimético del virus (la súper molécula) es mucho más eficiente en reconocer los receptores celulares que el virus natural.

Antonio utiliza el velcro como ejemplo para explicar el funcionamiento de la súper molécula. “El velcro es un pequeño gancho que se pega a una tira adhesiva; por sí solo no tiene una adhesión muy fuerte a una fibra; pero al utilizar muchos ganchos y tiras adhesivas, la adhesión se hace más fuerte. Esto es lo mismo que hacemos con las moléculas: utilizamos muchos azúcares en la misma molécula para que interaccionen multivalentemente con los detectores celulares”.

En realidad, la súper molécula o súper bola de azúcar, imita la naturaleza de un virus e intenta mejorar la forma de interacción del mismo para inhibirlo. De momento ha funcionado dentro del laboratorio, en un estudio in vitro de células humanas; desafortunadamente habrá que esperar algunos años para ver su aplicación real en seres humanos. DC-SIGN es exclusivo de primates superiores y las pruebas in vivo no pueden realizarse con ratones de laboratorio.

Actualmente, se cuenta con el punto de partida: una molécula que es modificable para aplicarla como base en otras enfermedades. Se puede utilizar en el desarrollo de vacunas sintéticas para enfermedades en las que las vacunas clásicas no son viables, como el cáncer. Además se puede poner – unida a la molécula – una proteína fácilmente reconocible por el sistema inmunológico como sería una proteína de bacteria. “Tenemos una pelota totalmente simétrica llena de azúcares y estamos viendo la posibilidad de poner un sustituyente diferente colgado a otra funcionalidad. Por ejemplo, una proteína o foto sensibilizador que pueda atacar enfermedades bacterianas resistentes a los antibióticos clásicos con luz,” asegura Antonio. Es claro pensar que esta molécula debe ser tremendamente eficaz para combatir enfermedades como el SIDA. Todas son aplicaciones a futuro y un trabajo en desarrollo en los laboratorios de Biotecnología y Química en Europa…

La química es imprescindible para este tipo de trabajo, pues  son los químicos quienes diseñan y descubren los fármacos. Naturalmente en el desarrollo de fármacos intervienen muchos profesionales, no solo químicos, sino también farmacéuticos, biólogos y en los estadios finales de investigación incluso médicos.

OTROS PROYECTOS

La Universidad Yachay Tech, como parte de los proyectos de Vinculación con la Sociedad, aporta al desarrollo de las comunidades educativas instaladas en la Ciudad del Conocimiento, específicamente trabajando con el Instituto Tecnológico Superior “17 de Julio”, realizando actividades de fortalecimiento institucional entre los Departamentos de Bienestar Estudiantil.

La Universidad Yachay Tech como parte de su compromiso de Vincularse con la Comunidad y mejorar la calidad de vida de los ciudadanos del Cantón San Miguel de Urcuquí ha creó un proyecto de Capacitación a los ciudadanos del sector, con el objetivo de incentivar y posibilitar que las personas adquieran competencias para acceder a educación superior de calidad.

Campamento para niños científicos que se atreven a soñar