Într-o colaborare între India și Germania, oamenii de știință au construit primul por cu „imagine în oglindă” complet funcțional. Iar vestea interesantă este că, în testele de laborator, acesta a reușit să reducă rata de supraviețuire a celulelor canceroase mamare agresive cu aproximativ 27%. Cercetarea a implicat experimente la Centrul Rajiv Gandhi pentru Biotehnologie (RGCB) și simulări la Universitatea Constructor din Bremen.
Ce este, mai exact, „molecula oglindă”?
Gândiți-vă la blocurile de bază ale vieții. Proteinele din celulele noastre sunt formate din aminoacizi „L” (levogiri). Aminoacizii „D” (dextrogiri) sunt versiunile lor exacte în oglindă. Această inversare a orientării moleculare le oferă o superputere: adesea rezistă enzimelor care în mod normal le-ar descompune.
Echipa a asamblat un por de membrană din aceste peptide D (numit DpPorA) și apoi a creat o versiune îmbunătățită, cu „sarcină reglată”, pentru a direcționa ionii și moleculele cu o precizie și mai mare. Studiul lor, publicat în Nature Communications, detaliază cum modificarea doar a câtorva piese a îmbunătățit eficiența și selectivitatea porului, fără a-i compromite stabilitatea. Această nouă clasă de pori-oglindă ar putea fi cheia pentru viitori senzori moleculari și terapii.
Funcționează la fel ca originalul?
Pentru a confirma că porii-oglindă se comportă ca gemenii lor naturali, oamenii de știință au combinat înregistrările electrice cu simulări computerizate. Așa cum era de așteptat, atât porii D, cât și porii L au transportat curenți ionici similari (deoarece ionii în sine nu au o „orientare” stânga/dreapta – sunt achirali). Simulările au arătat o conductanță stabilă și un tunel (lumen) încărcat pozitiv, care atrage anioni (ioni negativi).
Dar există o subtilitate: membranele celulare în sine sunt chirale (orientate). Această proprietate poate influența ce anume le traversează, favorizând o formă a moleculei în detrimentul celeilalte. Asta ajută la explicarea motivului pentru care un por D se poate comporta diferit într-o celulă vie față de un por L, chiar dacă par a fi reflexii perfecte.
Un detector de boli și un sistem de transport molecular
Porii-oglindă s-au dovedit a fi detectivi moleculari excelenți. Aceștia au putut detecta peptide simple, zaharuri ciclice și chiar alfa-sinucleină completă – proteina legată de simptomele bolii Parkinson. De fiecare dată când o moleculă intra în por, bloca temporar curentul electric, dezvăluind exact cât timp a rămas în interior.
Alte studii au arătat că nanoporii pot detecta aglomerări ale proteinei alfa-sinucleină direct din probele pacienților, demonstrând potențialul acestei metode.
Pentru a testa transportul, echipa a folosit vezicule gigant (un fel de bule de laborator). Porii D au format canale mari și flexibile, transportând coloranți în interior, în timp ce veziculele de control au rămas goale chiar și după 45 de minute.
Țintirea cancerului: „molecula oglindă” la treabă
Aici lucrurile devin cu adevărat promițătoare. Când au fost testați pe culturi de celule canceroase mamare triplu negative (o formă agresivă), porii D reglați au redus viabilitatea celulelor cu până la 27,21% (la o concentrație de 25 micromolari).
Și mai important: celulele mamare normale, sănătoase, nu au prezentat aproape niciun efect la concentrații similare.
De ce această selectivitate? Se pare că sarcina de suprafață a porilor țintește în mod specific membranele tumorale, care sunt încărcate mai negativ decât cele sănătoase. Similar multor altor peptide anticanceroase, acestea par să se atașeze și pur și simplu să descompună membrana celulei canceroase, în loc să vizeze o enzimă specifică. Imagistica a confirmat că peptida s-a acumulat în membranele celulelor canceroase în decurs de 4 ore, efectul crescând în 24 de ore.
Superputerea rezistenței și viitorul medicinei
Poate cea mai mare superputere a acestor pori-oglindă vine din construcția lor. Deoarece sunt făcuți din aminoacizi D, aceștia au rezistat enzimelor (proteaze) care, în mod normal, ar fi „mâncat” rapid medicamentele peptidice obișnuite. Această rezistență biochimică ar putea însemna doze mai mici și o acțiune mai îndelungată în viitoarele tratamente.
Deși nanoporii au fost inițial dezvoltați pentru citirea ADN-ului, acest studiu arată cât de utili pot fi pentru detectarea proteinelor și ca terapii.
Desigur, drumul este lung. Trecerea de la laborator la clinică necesită teste atente de toxicologie, dozare și studii imunitare pe animale, plus capacitatea de a-i produce la scară largă. Cercetătorii întrevăd deja strategii viitoare, cum ar fi un sistem hibrid (un por-oglindă care transportă o „încărcătură” explozivă ce se activează numai la tumoare) sau un cip de diagnosticare care poate detecta proteinele bolilor la nivel de moleculă unică, dintr-o simplă probă de sânge.
