El estudio de los mecanismos de la vida implica descifrar cómo funciona una célula. Las células son la entidad más pequeña que puede considerarse "viva" en un organismo, y nuestra salud depende de su buen funcionamiento. La ciencia sabe que una gran parte de las enfermedades graves, como el cáncer, tienen su origen en las anomalías que ocurren dentro de las células

Así que, para abordar el diagnóstico y tratamiento de estas enfermedades, es fundamental desentrañar en detalle los pormenores moleculares del entorno celular y desarrollar estrategias y tecnologías que permitan alterar la manera en que se comporta una célula, de una forma controlable y predecible.

La función de las enzimas

Recientemente, un grupo de investigadores de la Universidad de Santiago de Compostela, ubicada en el noroeste de España, ha creado catalizaciones de oro que funcionan como enzimas artificiales dentro de las células. Las enzimas son responsables de desencadenar transformaciones fundamentales en nuestros tejidos. Esta es la primera demostración de que un catalizador de oro puede funcionar en células vivas.

Dirige el grupo el profesor José Luis Mascareñas en el Centro de Investigación en Química Biológica y Materiales Moleculares (CiQUS). Estos investigadores ya habían demostrado la viabilidad de esas transformaciones químicas in vivo utilizando catalizadores basados en rutenio, incluso controlando las reacciones químicas a voluntad en sitios específicos de la célula, como la mitocondria.

Enzimas naturales dentro de una célula
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Cuando descubrieron que el nuevo catalizador de oro funcionaba, el reto fue combinar su actividad con los catalizadores desarrollados previamente a base de rutenio. Este desarrollo se ha conseguido a lo largo del trabajo. Los investigadores descubrieron que ambos catalizadores pueden actuar de forma simultánea, sin interferir entre sí, incluso dentro de las mismas células.

Hacia el metabolismo artificial

Las transformaciones químicas inducidas por catalizadores de oro multiplican las posibilidades de generar nuevos tipos de productos bioactivos dentro de la célula de una forma totalmente controlada, dado que las reacciones tienen lugar solo en presencia del nuevo catalizador.

Según el profesor Mascareñas, "hemos dado los primeros pasos para la construcción de un metabolismo artificial, compatible con el metabolismo natural y, obviamente, inspirado por la acción de las enzimas". El trabajo allana el camino para el diseño de nuevos tratamientos basados en la generación controlada y simultánea de varios medicamentos, incluso aquellos con diferentes actividades terapéuticas.

Esta investigación, publicada en Nature Communications, forma parte del proyecto europeo METBIOCAT, también dirigido por el profesor Mascareñas. El proyecto está financiado por una de las subvenciones competitivas de las Advanced Grants del Consejo Europeo de Investigación (ERC).