Científicos del CONICET La Plata comparan la acción oxidativa de un pequeñísimo material en células tumorales y sanas

Son más pequeños que las nanopartículas, pero mayores que un átomo aislado. En realidad, se ubican el algún punto intermedio, y lo más interesante está en sus propiedades, capaces de cambiar de acuerdo a la forma y dimensiones que adopte. Se trata de aglomerados, también llamados clústers, de 5 átomos de plata (Ag5), un compuesto en cuya caracterización trabaja desde hace tiempo un equipo de expertos del Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA, CONICET-UNLP), y que por estos días protagoniza un nuevo estudio científico internacional publicado en la revista Advanced Functional Materials.

“Nosotros veníamos estudiando estos aglomerados y en un momento observamos que tenían un poder catalítico muy interesante. Esto quiere decir que aceleran ciertas reacciones químicas o, más aún, en ocasiones incluso las promueven, ya que sin su presencia ni siquiera se desatarían”, explica Juan Devida, becario del CONICET en el INIFTA y uno de los autores del trabajo. En este camino, se enfocaron en la capacidad de Ag5 de catalizar el proceso de oxidación de algunos compuestos, particularmente el azufre, un elemento que se encuentra presente en enzimas y proteínas y que tiene además un gran interés industrial.

Luego de entender y describir el funcionamiento de esa reacción oxidativa, el paso siguiente fue asociar estas observaciones a un sistema biológico para ver qué efectos producía allí. Concretamente, la decisión fue probarlo en células tumorales, una parte del trabajo que involucró a un equipo de la Universidad de Santiago de Compostela, España. “Las células sanas se diferencian de las tumorales porque en las primeras existen muchísimos mecanismos que regulan distintos procesos que podrían ser dañinos, y en las segundas no, con lo cual se genera un entorno un tanto ‘anárquico’, sin control sobre los fenómenos que se desatan”, señala el becario.

Uno de esos mecanismos desregulados es el que controla la cantidad de unas moléculas llamadas especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés), que habitualmente se producen en las células, pero que estas, en su estado normal, son capaces de mantener en niveles equilibrados. Cuando eso no sucede, los niveles de esas moléculas aumentan y llevan a una situación conocida como estrés oxidativo, que puede resultar muy dañina para las estructuras celulares. Un entorno oxidante permite que las células se multipliquen mucho más de lo que deberían o que proliferen de manera invasiva, precisamente los comportamientos característicos de las células tumorales.

“Lo interesante de los clústers Ag5 en su rol catalizador del azufre es que lo hacen de distinta manera según se encuentren en un entorno oxidativo o no, y en esa diferencia química nosotros encontramos la posibilidad de que se trate de un factor de selectividad que repercuta en el efecto que produce en células sanas y tumorales”, apunta Félix Requejo, investigador del CONICET y director del INIFTA, y otro de los autores del estudio. Para simular un entorno que favorezca la oxidación, los expertos utilizaron agua oxigenada, una ROS natural, y observaron la acción de Ag5 en la molécula de azufre. Así, comprobaron que se da un efecto sinérgico por el cual la reacción oxidativa está claramente potenciada, generando un ambiente similar al que promueve la formación de células tumorales en un organismo.

De la mano de colaboradores de Italia e Inglaterra, la etapa siguiente fue de ensayos biológicos, realizados con modelos animales de cáncer de pulmón, donde efectivamente se comprobó una disminución de hasta un 50 por ciento tanto en el tamaño de tumores primarios como en la proliferación hacia los ganglios linfáticos. “Si bien nuestra parte del trabajo atañe a la investigación básica mediante la caracterización de materiales, en este caso el hallazgo tiene una potencial aplicación en torno a un nuevo enfoque terapéutico contra el cáncer, con perspectivas muy promisorias a futuro”, se entusiasman los especialistas.

Por Mercedes Benialgo 

Sobre investigación: 

Juan M. Devida. Becario doctoral. INIFTA.
Félix G. Requejo. Investigador principal. INIFTA.
Lisandro J. Giovanetti. Investigador adjunto. INIFTA. 

Referencia bibliográfica: 

Vanesa Porto, David Buceta, Blanca Domínguez, Carmen Carneiro, Erea Borrajo, María Fraile, Nerea Davila-Ferreira, Iria R. Arias, José M. Blanco, María C. Blanco, Juan M. Devida, Lisandro J. Giovanetti, Félix G. Requejo, Juan C. Hernández-Garrido, José J. Calvino, Miguel López-Haro, Giampaolo Barone, Andrew M. James, Tomás García-Caballero, Diego M. González-Castaño, Martin Treder, Wolfgang Huber, Anxo Vidal, Michael P. Murphy, M. Arturo López-Quintela and Fernando Domínguez Silver Clusters of Five Atoms as Highly Selective Antitumoral Agents Through Irreversible Oxidation of Thiols. DOI: https://doi.org/10.1002/adfm.202113028