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Rotores moleculares como sondas para estudiar la viscosidad celular

Investigadores de un proyecto europeo desarrollaron un método novedoso para medir la viscosidad celular. Estos sintetizaron moléculas capaces de emitir fluorescencia en medios viscosos.
Rotores moleculares como sondas para estudiar la viscosidad celular
La viscosidad de las células biológicas tiene una gran importancia tanto para los procesos químicos y bioquímicos como para la difusión de moléculas. En algunas circunstancias, como por ejemplo en la terapia fotodinámica (PDT) del cáncer, se han observado cambios en la viscosidad celular al emplear fármacos fotosensibilizados.

Los investigadores del proyecto financiado por la Unión Europea FLUMVI (Fluorescent macrocycles as functional viscosity probes in live cells) emplearon rotores moleculares, fluoróforos en los que la fluorescencia depende de la rotación intramolecular. Estas moléculas son ideales para determinar la viscosidad celular ya que los medios muy viscosos inhiben la rotación intramolecular, fenómeno que motiva un aumento significativo de la intensidad de emisión de fluorescencia y de la duración fluorescente.

Empleando nuevos tipos de sondas funcionales y una técnica de imagen de tiempo de vida fluorescente (FLIM), los investigadores se propusieron medir la viscosidad en células durante la función celular normal y la PDT. Para tal fin, se eligieron porfiracinas y porfícenos como rotores moleculares y, en este contexto, la pz1 demostró una buena absorción celular, resaltando su utilidad para diferenciar distintas viscosidades.

Tras la irradiación, las células sufrieron cambios morfológicos severos, incluyendo la contracción y el desprendimiento celular concomitantes con un aumento del tiempo de vida fluorescente de pz1. Esto señaló de manera inequívoca que la muerte celular inducida por irradiación provocaba un aumento de la viscosidad celular. Experimentos fotofísicos adicionales revelaron que la solubilidad de pz1 aumentaba en presencia de polímeros, hecho que podría ser de gran interés para aplicaciones biológicas.

Con respecto a los porfícenos, el compuesto TMPc exhibió propiedades de rotor molecular, pero su intensidad de fluorescencia y su tiempo de vida fluorescente eran muy pequeños. Su uso en experimentos celulares no proporcionó buenas señales de FLIM en células moribundas, señalando su poca eficacia para visualizar la viscosidad celular durante la PDT.

En conjunto, se espera que las sondas fluorescentes desarrolladas por FLUMVI sean de utilidad en aplicaciones que requieren la cuantificación de la viscosidad celular. Esto proporcionará información clave sobre las dinámicas complejas de fenómenos biológicos relevantes.

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Palabras clave

Viscosidad, terapia fotodinámica, FLUMVI, porfíracinas, porfícenos.
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