Si bien es tóxico en altas concentraciones, el cobre es esencial para la vida como oligoelemento. Muchos tumores requieren significativamente más cobre que las células sanas para crecer, un nuevo ataque potencial para el tratamiento del cáncer. en el diario Química aplicadaun equipo de investigación del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros ha introducido un nuevo método que elimina eficazmente el cobre de las células tumorales y las mata.
El cobre es un cofactor esencial para una variedad de enzimas que desempeñan un papel en el crecimiento y desarrollo celular. Por ejemplo, los iones de cobre participan en las defensas antioxidantes. Las células regulan estrictamente la concentración y disponibilidad de iones de cobre. Por un lado, debe haber suficientes iones de cobre disponibles. Por otra parte, la concentración de iones de cobre libres en el citoplasma debe mantenerse muy baja para evitar efectos secundarios indeseables. Los iones de cobre extracelulares con doble carga se reducen a cobre con carga simple, se transportan al interior de la célula, se almacenan en piscinas y se transportan a biomoléculas que los requieren. Para mantener la homeostasis del cobre celular, las células han desarrollado sistemas de tráfico sofisticados que involucran una variedad de transportadores, ligandos, chaperonas (proteínas que ayudan a otras proteínas complejas a plegarse correctamente) y cofactores.
Debido a que las células cancerosas crecen y proliferan tan rápidamente, tienen una gran necesidad de iones de cobre. Limitar su acceso a los iones de cobre puede ser un nuevo enfoque terapéutico. El problema es que hasta ahora no ha sido posible desarrollar fármacos que unan los iones de cobre con afinidad suficiente para “eliminarlos” de las biomoléculas unidas a cobre.
En colaboración con la Facultad de Medicina de la Universidad de Stanford (Stanford/CA, EE. UU.) y la Universidad Goethe de Frankfurt/Main (Alemania), Tanja Weil, directora del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros (Mainz), y su equipo han logrado con éxito preparativos. sistema En el núcleo de su sistema se encuentran los dominios de unión de cobre de la chaperona Atox1. El equipo adjuntó un componente al péptido que promueve su liberación en las células tumorales. Un componente adicional garantiza que las moléculas peptídicas individuales se unan en nanofibras una vez que están dentro de las células tumorales. De esta forma, muchos de los sitios de unión de cobre en las superficies de las fibras están en la orientación espacial correcta para contener iones de cobre desde tres lados con grupos tiol (complejos quelatos). La afinidad de estas nanofibras por el cobre es tan alta que también capturan iones de cobre en presencia de biomoléculas unidas a cobre. Agota las reservas de cobre en las células e inactiva las biomoléculas que requieren cobre. Como resultado, se altera el equilibrio redox de la célula tumoral, lo que provoca un aumento del estrés oxidativo, que mata la célula tumoral. En experimentos realizados en cultivos celulares en condiciones específicas, más del 85 por ciento de los cultivos celulares de cáncer de mama murieron después de 72 horas, mientras que no se observó citotoxicidad en un cultivo celular sano.
El equipo de investigación espera que en los próximos años estos experimentos básicos conduzcan a métodos útiles para el tratamiento del cáncer.
