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Ensamblaje reversible de supramoléculas en medio acuoso

Cuando se trata de diseñar nuevos materiales, sistemas y funcionalidades, los científicos a menudo aprenden de la naturaleza. La fuente de inspiración para un equipo de investigadores financiados con fondos comunitarios que desarrolló complejos supramoleculares nunca vistos fueron las enzimas.
Ensamblaje reversible de supramoléculas en medio acuoso
Estas moléculas proteicas, presentes de forma ubicua en la naturaleza, catalizan las reacciones químicas interaccionando reversiblemente con otras moléculas. Estas interacciones obedecen en gran medida a las complejas arquitecturas tridimensionales (3D) de las enzimas, que son el resultado de la flexión, el plegamiento y las uniones no covalentes entre restos individuales de las cadenas de aminoácidos que las forman.

Los polímeros supramoleculares, de manera similar a las enzimas, son capaces de autoorganizarse en función de interacciones secundarias mediante enlaces no covalentes que determinan nuevas funcionalidades. Sin embargo, hasta ahora, la química supramolecular se veía limitada por la falta de sistemas sintéticos capaces de agregarse de manera reversible en medio acuoso. Los socios del proyecto PHOTOTRAP han logrado superar esta barrera incorporando novedosas moléculas solubles en agua con afinidades de unión fotosensibles.

Los elementos que forman estos receptores sintéticos son moléculas hospedadoras macrocíclicas en forma de tonel denominadas cucurbituril[8] (CB[8]). El CB[8] puede acomodar simultáneamente dos moléculas huéspedes orgánicas y una de las seleccionadas por los miembros del consorcio fue un compuesto de azobenceno. A pesar del potencial que ofrece el azobenceno como material fotosensible, en la mayoría de los estudios previos se habían utilizado versiones neutras con solubilidades en agua relativamente bajas.

Por el contrario, los socios de PHOTOTRAP emplearon compuestos catiónicos (cargados positivamente) que contienen moléculas de azobenceno, lo que les confiere tanto una excelente solubilidad en agua como una alta afinidad de unión. La demostración innovadora de la complejación/descomplejación reversible de CB[8] en medio acuoso inducida por la luz facilitó el camino para la preparación de micelas y para el estudio de su utilización como vectores para la administración de fármacos.

Las metodologías y materiales obtenidos en el marco de PHOTOTRAP han supuesto un avance significativo en el campo de la química de polímeros. Los resultados han demostrado el inmenso potencial de la utilización de compuestos supramoleculares en medios acuosos para la creación de materiales de autorreparación inteligentes o de vectores para la administración dirigida de fármacos.

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