Hace unos cuatro años, la química de la Universidad Estatal de Utah, Lisa Berreau, hizo una pregunta al colega y toxicólogo de la USU, Abby Benninghoff.
"Mis alumnos y yo desarrollamos una nueva molécula de flavonoide que podría liberar monóxido de carbono", recuerda Berreau. "Y estábamos buscando una respuesta a la pregunta, '¿Podría matar las células cancerosas?'"
¿Respuesta corta de Benninghoff? Sí. Pero como en muchas actividades científicas, la pregunta planteó más preguntas e inició un esfuerzo interdisciplinario para explorar los matices de la liberación controlada de monóxido de carbono en las células.
Berreau y Benninghoff, junto con sus estudiantes Marina Popova, Tatiana Soboleva, Héctor Esquer y Stacey Anderson, así como su colega Suliman Ayad de la Universidad Estatal de Florida, están obteniendo atención internacional con sus hallazgos. El equipo recientemente publicó los resultados de sus estudios enla revista de la American Chemical Society biología química y en el Revista de la Sociedad Americana de Química .
La investigación del equipo es apoyada por los Institutos Nacionales de Salud, la Estación Experimental Agrícola de Utah y la Oficina de Investigación y Estudios de Posgrado de la USU.
La liberación de monóxido de carbono, también conocido como CO, probablemente suene un poco aterrador. Después de todo, equipamos nuestros hogares con detectores de monóxido de carbono para evitar accidentes trágicos. Nos encargamos de no dejar inactivos los automóviles en espacios cerrados. Sin embargo, el temible gas esproducido por nuestros propios cuerpos, aunque en pequeñas cantidades, y puede ser un antídoto clave para enfermedades modernas como el cáncer, la inflamación y la hipertensión.
Al igual que muchas sustancias, incluidos los ejemplos menos amenazantes de agua y oxígeno, demasiado monóxido de carbono es algo malo. Pero un poco podría salvar la vida.
"Ese moretón en su piel, eso es evidencia de una vía bioquímica, donde se libera CO", dice Berreau, vicepresidente asociado de investigación en el estado de Utah y profesor en el Departamento de Química y Bioquímica de la USU.
Las moléculas específicas de los científicos de la USU para la liberación de CO son únicas, ya que los intentos previos de desarrollar moléculas liberadoras de monóxido de carbono, conocidas como "CORM", han utilizado estructuras que contienen metales.
"El uso de metales plantea preocupaciones debido a la posible toxicidad", dice Berreau.
La molécula desarrollada por USU se deriva de pigmentos orgánicos llamados flavonoides, que se producen naturalmente en alimentos como las bayas y el cacao.
Entre los desafíos de desarrollar las moléculas y aprovechar el poder curativo del CO se encuentra descubrir cómo entregar el gas potencialmente beneficioso en cantidades seguras y deseadas a sitios específicos del cuerpo.
"Una característica de nuestras moléculas es que exhiben liberación de monóxido de carbono solo cuando son activadas por la luz visible", dice Berreau.
Esa es una parte "única y emocionante" de los esfuerzos de USU, dice Benninghoff, profesor asociado en el Departamento de Ciencias Animales, Lácteas y Veterinarias de la USU y la Facultad de Medicina Veterinaria. "Nuestros photoCORM orgánicos a base de flavonoides son rastreables, dirigibles y activables."
Los estudiantes de doctorado Popova y Soboleva están profundizando en lo que sucede a nivel celular y molecular, ya que el CO se libera y se difunde dentro de las células.
Usando microscopía de fluorescencia, Popova, autor principal del artículo de JACS, está demostrando la entrega de CO dirigida por photoCORMs a las células cancerosas, así como la capacidad de los photoCORMs para producir efectos antiinflamatorios significativos.
"Estamos refinando nuestra estructura molecular para permitir un mejor control de la liberación de CO para producir efectos biológicos más específicos y precisos", dice ella.
Soboleva, becaria presidencial graduada en investigación de la USU y autora principal de la AEC biología química artículo, está investigando el comportamiento de photoCORM a nivel mitocondrial. Ella ha recibido recientemente una beca competitiva de la Asociación Estadounidense de Salud, que le permitirá explorar más a fondo el uso de photoCORMs para combatir la inflamación, un flagelo de salud pública moderno vinculado aamplia gama de enfermedades crónicas, incluidas enfermedades cardíacas y diabetes.
"Nuestra colaboración entre disciplinas nos ha permitido lograr mucho más de lo que podríamos tener en nuestro propio laboratorio", dice Berreau, quien posee la patente del photoCORM desarrollado por USU. "Por eso es importante la colaboración. Estamos aportando experiencia complementariahacia el desarrollo de moléculas liberadoras de CO para posibles aplicaciones terapéuticas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Utah . Original escrito por Mary-Ann Muffoletto. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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