Las células vivas pueden reaccionar a las perturbaciones con un cambio en el metabolismo, pero la observación directa del tráfico de metabolitos en las células vivas es difícil. Un equipo internacional de científicos ha desarrollado una clase de fluoróforos notablemente pequeños llamados SCOTfluors. Los colorantes emiten luz en el visible pararango de infrarrojo cercano y se puede unir a metabolitos comunes. El estudio fue publicado en la revista Angewandte Chemie .
Cuando una célula viva cambia su metabolismo, debido a una señal externa o porque hay algo mal con ella, el tráfico de metabolitos cambiará. Como los metabolitos son generalmente moléculas pequeñas, típicamente las células tienen que ser destruidas y el metaboloma extraído en ordenpara registrar tales cambios. Alternativamente, los metabolitos podrían marcarse con un tinte, que se revela a través de una señal de fluorescencia bajo un microscopio.
Sin embargo, los tintes comunes a menudo son moléculas mucho más grandes que el metabolito a etiquetar. Un equipo de científicos dirigido por Marc Vendrell en la Universidad de Edimburgo, Reino Unido, se propuso desarrollar los fluoróforos más pequeños hasta la fecha, que se pueden unir ametabolitos como lípidos, azúcares y ácidos carboxílicos.
Los tintes fluorescentes generalmente contienen anillos aromáticos fusionados, que proporcionan un sistema electrónico conjugado, el cromóforo. Para minimizar el tamaño de los tintes, los científicos trabajaron con nitrobenzodiazoles, que contienen solo un anillo de benceno, un grupo nitro activo electrónicamente y un fusibleanillo diazo. Esta estructura demostró ser beneficiosa de dos maneras: primero, es realmente pequeña en comparación con los otros tintes fluorescentes, y segundo, los científicos pudieron ajustar las longitudes de onda de emisión simplemente cambiando un átomo en la molécula; por ejemplo, reemplazandoun átomo de oxígeno con nitrógeno, azufre, selenio o carbono.
Para verificar si el rastreo de metabolitos era posible mediante el etiquetado de fluorescencia, los científicos adjuntaron fluoróforos a la ceramida, que es un miembro de la clase de esfingolípidos, glucosa o ácido láctico. Luego, agregaron los metabolitos etiquetados a cultivos de células humanas ylos metabolitos podían localizarse en los organelos respectivos. Incluso era posible asociar las tasas de reciclaje de lactato en células hipóxicas o normóxicas, células que contienen diferentes niveles de oxígeno, como las células cancerosas. También alimentaron glucosa marcada a embriones de pez cebra y monitorearonsu absorción en sus cerebros en desarrollo.
Los autores señalaron que la capacidad de sintonización de sus mini-fluoróforos, que llamaron SCOTfluors, podría ser otra ventaja. Prepararon diferentes fluoróforos usando la misma plataforma molecular y usando pasos sintéticos similares. No solo podrían etiquetar diferentes metabolitos con diferentes colores, pero también pudieron seguir sus perfiles de absorción en las células cancerosas simultáneamente.
Este trabajo da un ejemplo de cómo los pequeños fluoróforos nuevos arrojan luz sobre la fascinante maquinaria metabólica de las células vivas.
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Materiales proporcionado por Wiley . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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