Nuevos bloques químicos tipo “lego” para soluciones de salud

Investigadores del IBEC desarrollan nuevas moléculas de respuesta múltiple capaces de autoensamblarse en el agua formando estructuras fibrosas. Las llamadas moléculas discóticas muestran sensibilidad a la temperatura, la luz, el pH y la fuerza iónica y pueden mostrar un gran potencial para aplicaciones médicas como sistemas de administración de medicamentos, diagnóstico o ingeniería de tejidos.

Edgar Fuentes es un estudiante de doctorado en el grupo de Nanoscopia para la Nanomedicina dirigido por Lorenzo Albertazzi en el Instituto de Bioingeniería de Cataluña (IBEC).

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Dentro de este grupo, Edgar y sus colegas se centran en la síntesis de nuevos materiales supramoleculares inteligentes para la administración de medicamentos.

Hace más de un año, el Grupo de Albertazzi en el IBEC comenzó una fructífera colaboración con el Grupo de Ilja Voets en el ICMS, en la Universidad Técnica de Eindhoven. Pero no solo esto, otros dos grupos de expertos se unieron a esta colaboración: el grupo de Nanosondas y Nanocommutadores dirigido por Pau Gorostiza en el IBEC y el grupo de “Química de polímeros y Materiales” dirigido por José Berrocal en el Adolphe Merkle Institute en Suiza. Como resultado de este gran equipo, los investigadores han publicado recientemente un artículo destacado en el Journal of the American Society of Chemistry (JACS).

La molécula en forma de disco, se sintetizó en Barcelona y se le incorporó una parte peptídica hecha de lisina (sensible al pH), una cadena de octaetilenglicol sensible a la temperatura y una parte de azobenceno que responde a los estímulos de luz. Los investigadores observan que al combinar estas partes en una sola molécula, el compuesto final mantiene la capacidad de respuesta, cambiando su carga y su forma. Y, lo que es aún más fascinante, estos cambios pueden promover que las moléculas en forma de disco se apilen una encima de la otra formando una pila de moléculas.

Según los investigadores: “Nuestro sistema responde de manera controlada y reversible a la luz, la temperatura, el pH y la fuerza iónica, modulando el equilibrio de ensamblaje y desmontaje. Esto es especialmente interesante para aplicaciones biológicas, como la administración de fármacos o la ingeniería de tejidos, donde controlar el rendimiento del material en un entorno complejo es todo un desafío”. Edgar Fuentes, primer autor del artículo pasó una semana en Eindhoven, trabajando directamente con el Grupo Voets, gracias al acuerdo de colaboración IBEC-ICMS explica la importancia del hallazgo de una manera muy integral:

Hemos desarrollado unas “piezas de lego” muy pequeñas que se comportan como un interruptor capaz de cambiar con la luz u otras condiciones ambientales. Pero lo más fascinante es lo siguiente: bajo ciertas condiciones, estas pequeñas piezas pueden interactuar espontáneamente con muchas otras piezas, formando objetos similares a fibras en el agua, 10000 veces más delgadas que un cabello.

Edgar Fuentes, primer autor del artículo


Artículo de referencia: Fuentes, M. Gerth, J. A. Berrocal, C. Matera, P. Gorostiza, I. K. Voets, S. Pujals and L. Albertazzi. An Azobenzene-Based Single-Component Supramolecular Polymer Responsive to Multiple Stimuli in Water. JACS, 2020.