El movimiento molecular como herramienta diagnóstica
Los motores moleculares son máquinas de proteínas que se encuentran dentro de las células y se mueven a lo largo de los filamentos del citoesqueleto (filamentos que actúan como el esqueleto de la célula y le dotan de estructura y forma) utilizando la energía química de la hidrólisis del trifosfato de adenosina (ATP). Entre ellos se encuentra la familia de la miosina, cuyo movimiento a lo largo de los filamentos de la actina hace que el músculo esquelético se contraiga, facilita el transporte intracelular y desempeña un papel fundamental en la división celular. Los científicos participantes en el proyecto «Molecular motor-based nanodevices» (MONAD) están utilizando estas nanomáquinas celulares omnipresentes en sistemas para el diagnóstico, el descubrimiento de medicamentos y la investigación biomédica básica. Basándose en los conocimientos especializados desarrollados en Europa en materia de motores moleculares, los científicos del proyecto MONAD están analizando su potencial para el diagnóstico personalizado y prácticamente inmediato, así como la viabilidad de nuevos dispositivos de biosimulación. Las técnicas de ingeniería biomolecular permitieron demostrar que los filamentos de la actina son más estables en presencia de la tropomiosina, una familia de proteínas musculares que regula la interacción entre la actina y la miosina. Además, los científicos continuaron optimizando la ingeniería de filamentos citoesqueléticos para la detección. Por ejemplo, se utilizarán filamentos sometidos a procesos de bioingeniería con anticuerpos para la detección de antígenos específicos. Se usará ácido desoxirribonucleico (ADN) o ácido ribonucleico mensajero (ARNm) para el diagnóstico ultrasensible mediante marcadores de enfermedades. Los estudios de nanoestructuras con motores moleculares incorporados facilitaron la optimización del control de la motilidad sobre superficies activas. El equipo trabajó con aplicaciones para aumentar el rendimiento del cribado farmacológico de la actividad molecular para continuar identificando sitios de unión del motor que pudieran ser activadores potentes de las proteínas del motor y ha presentado varias versiones de un dispositivo de descubrimiento de fármacos basado en ensayos de motilidad (basado en el concepto de que la activación conduce al movimiento). Los investigadores están estudiando redes matemáticas que puedan emplearse en el diseño de dispositivos de biocomputación y biosimulación. Ambos modelos de red se han probado con microtúbulos, filamentos de actina y bacterias. Por otra parte, el equipo ha llevado a cabo un diseño experimental para estudiar ensayos de motilidad y unir el ADN o el ARNm diana para el desarrollo de dispositivos de diagnóstico ultrasensibles. Sin duda, la capacidad de diagnóstico de la tecnología MONAD tendrá su máximo impacto comercial al principio, aunque también aportará importantes ventajas para el descubrimiento de medicamentos para las enfermedades neuromusculares y la biosimulación. Asimismo, el conocimiento generado contribuirá a mantener la posición competitiva de la investigación europea en el apasionante campo de los motores moleculares.
