Los investigadores han logrado avances significativos en nanociencia al fabricar y caracterizar un nanoporo de imagen especular completamente funcional construido enteramente de D-aminoácidos, las formas de imagen especular de los L-aminoácidos convencionales que forman las proteínas naturales. Dirigido por el Prof. Dr. Kozhinjampara R. Mahendran del Centro Rajiv Gandhi de Biotecnología en India, este esfuerzo incluyó la colaboración con Constructor University y otros socios, abriendo la puerta a aplicaciones biomédicas prometedoras, incluidas posibles terapias contra el cáncer.
Normalmente, las proteínas naturales se componen casi exclusivamente de L-aminoácidos, mientras que los D-aminoácidos desempeñan un papel limitado en los sistemas biológicos. La construcción de proteínas compuestas enteramente de D-aminoácidos plantea desafíos importantes, pero ofrece ventajas notables: estas estructuras a menudo exhiben una mayor resistencia a la degradación y pueden interactuar de manera única con los sistemas biológicos. El equipo de investigación desarrolló un poro de péptido D sintético llamado DpPorA. Al ajustar la distribución de carga dentro de estas estructuras, crearon versiones mejoradas de los poros que exhiben una conductividad y selectividad superiores en diferentes condiciones salinas.
Los nanoporos demostraron su capacidad para detectar una amplia gama de biomoléculas a nivel de molécula única, incluidos péptidos y azúcares cíclicos, así como ciertas proteínas importantes en la investigación de la enfermedad de Parkinson. Las imágenes de fluorescencia mostraron que estos poros formaban canales grandes y flexibles dentro de las membranas, lo que permitía el transporte de moléculas en función del tamaño.
Prof. Dr. Ulrich Kleinekathöfer, profesor de física en la Constructor University y coautor del estudio publicado en comunicación de la naturalezaseñalaron que las simulaciones a nivel molecular eran fundamentales para corroborar la estructura de imagen especular de los poros. Al analizar el DpPorA y su homólogo L-aminoácido, los estudios de dinámica molecular confirmaron su perfecta reflectancia estructural, al tiempo que abordaron diferencias sutiles en la conductancia y selectividad observadas en los resultados experimentales. El Dr. Kalyanashis Jana, investigador postdoctoral del grupo de Kleinekathöfer y coprimer autor, enfatizó la confianza que el trabajo computacional había brindado al validar que de hecho estaban estudiando un poro de imagen especular real.
Además de las implicaciones científicas, los hallazgos sugieren un potencial biomédico significativo. En estudios celulares, los poros de imagen especular marcados con fluorescencia mostraron fuertes efectos de alteración de la membrana en las células cancerosas, sin afectar a las células normales, lo que indica un potencial de citotoxicidad selectiva que podría convertirse en una estrategia terapéutica para el tratamiento del cáncer.
Esta investigación también destaca la importancia de la colaboración científica continua a través de fronteras y generaciones. El Prof. Mahendran y su colega, el Dr. Harsha Bajaj, quienes obtuvieron sus doctorados con el Prof. Dr. Mathias Winterhalter en la antigua Universidad Jacobs de Bremen, ahora Constructor University, son ejemplos de redes sostenibles que contribuyen al progreso científico.
El estudio marca un paso transformador en el campo y allana el camino para futuras exploraciones de estructuras basadas en D-aminoácidos tanto en ciencias básicas como aplicadas.
