Destacan ingenioso avance
argentino alemán para iluminar moléculas
Una técnica de visualización que utiliza nanocristales semiconductores fluorescentes
(puntos cuánticos) y permite seguir el movimiento de moléculas individuales por tiempos prolongados fue puesta a punto y utilizada por
un grupo de científicos argentinos y alemanes.
En un trabajo publicado en Nature Biotechnology, los investigadores siguieron el movimiento de moléculas de factor de crecimiento
epidermal (EGF), unidas a puntos cuánticos, desde que éstas son reconocidas por el receptor correspondiente (EGFR o erbB1), una
proteína de membrana involucrada en muchos tumores humanos.
Los complejos se internalizan y participan en numerosos procesos de señalamiento en el interior de la célula.
Un nuevo mecanismo de transporte de los complejos receptor-ligando, denominado transporte retrógrado filopodial (por llevarse a cabo a
lo largo de procesos que se extienden de la superficie celular) fue descubierto gracias a esta nueva tecnología.
Expertos del área consideraron que este trabajo es pionero, y que abre la puerta al desarrollo de enfoques farmacológicos para
bloquear receptores implicados en varios tipos de cáncer.
A pesar del importante papel que cumple la membrana celular en tanto que interface de comunicación entre el interior y el exterior de
la célula, las técnicas de visualización disponibles para estudiar los procesos que allí ocurren eran hasta hace poco tiempo bastante
limitadas, debido a su baja resolución.
En este sentido, un reciente trabajo en el que participaron la doctora Elizabeth A. Jares-Erijman, del departamento de Química
Orgánica, y el licenciado Hernán E. Grecco, del Laboratorio de Electrónica Cuántica (ambos de la Facultad de Ciencias Exactas y
Naturales de la Universidad de Buenos Aires, FCEyN-UBA), en colaboración con un grupo de investigadores del Instituto Max Planck de
Gotinga, Alemania, dirigidos por el doctor Thomas Jovin, fue considerado pionero.
El trabajo, publicado en la revista Nature Biotechnology (Lidke et al. 2004) se basó en la aplicación de una técnica de visualización
que permite seguir el movimiento de moléculas individuales por tiempos prolongados.
Los investigadores pudieron observar cómo el factor de crecimiento epidermal (en inglés, epidermal growth factor, EGF) se une a
receptores de membrana erbB de la familia tirosina kinasa y es internalizado. La expresión inadecuada de estos receptores está
implicada en algunos tipos de cáncer.
La técnica utiliza nanocristales semiconductores (también llamados quantum dots o QD), que presentan varias ventajas para ser usados
en la visualización de procesos en células vivas.
En primer lugar, aunque el espectro de absorción de los QD es amplio, su emisión se limita a una banda muy definida (entre 20 y 40
nm), que habitualmente está en relación con su tamaño. De esta manera, diferentes QD pueden ser preparados para emitir luz a
diferentes longitudes de onda.
Por otra parte, los QD son muy brillantes, lo que permite que puedan observarse individualmente, y muy fotoestables, de manera que se
los puede estudiar por tiempos prolongados.
Distintas moléculas de interés (en este caso, el factor de crecimiento epidérmico o EGF) pueden unirse a estos QD, lo que permite
observar su movimiento con microscopios ópticos.
En su trabajo, los investigadores argentinos y alemanes mostraron que el ligando EGF-QD se une y activa específicamente el receptor
erbB1, dando lugar a un secuencia de eventos que incluye la internalización del receptor y culmina con su degradación.
Observaron además que el ligando EGF-QD, unido al receptor, también se mueve a lo largo de los filopodios ?finas extensiones que
rodean a las células estudiadas? y alcanza el cuerpo celular. ?Presumiblemente, filamentos de actina y proteínas motoras están
involucradas en este transporte retrógrado no caracterizado hasta ahora, pero la posibilidad de que los receptores brillen en la
superficie de los filopodios sigue abierta?, estimaron los doctores Gal Gur y Yosef Yarden del Weizmann Institute of Science, de
Israel, en el comentario que acompañó la publicación en Nature Biotechnology.
Por otra parte, el trabajo demuestra que el receptor erbB2 ?pero no el erbB3? puede afectar el destino de los receptores erbB1
activados. ?Este hallazgo es relevante para guiar intentos de bloquear farmacológicamente los cánceres que expresan los receptores
erbB (?)?, destacaron Gur y Yarden.
?Las mediciones in vivo que se informan en nuestro estudio permiten conocer nuevos aspectos de los procesos e interacciones celulares
que con anterioridad sólo podían ser estudiadas en células fijadas o por fraccionamiento bioquímico, y demuestran la existencia de un
nuevo mecanismo de transporte retrógrado,? sostuvieron los investigadores en su trabajo.
En el mismo sentido, auguraron: ?Los ligandos con QD van a encontrar amplio uso en la investigación básica y en desarrollos
biotecnológicos?.
La publicación también fue comentada en la revista Science, en la sección Editor?s Choice (?Small is beautiful?).
Dra. Elizabeth Andrea Jares-Erijman – Departamento de Química Orgánica – Facultad de Ciencias Exactas y Naturales – Universidad de
Buenos Aires – Pabellón II, piso 3°Ciudad Universitaria – Buenos Aires, Argentina
E-mail: eli@qo.fcen.uba.ar
El trabajo de la doctora Jares ha contado con financiamiento de la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica a través del
FONCyT, del CONICET, de la Fundación Volkswagen, de la Fundación Antorchas, así como de la Sociedad Max Planck, que ha nombrado a su
laboratorio grupo asociado externo.
Referencias:
-Gur G, Yarden Y, ?Enlightened receptor dynamics?, Nature Biotechnology, Vol 2, no. 2, febrero 2004, pp. 169170.
-Lidke DS, Nagy P, Heintzmann R, Ardnt-Jovin DJ, Post JN, Grecco HE, Jares-Erijman EA, Jovin TM, ?Quantum dot ligands provide new
insights into erbB/HER receptor-mediated signal transduction?, Nature Biotechnology, vol. 2, no. 2, febrero 2004, pp. 198-203.
-?Small is beautiful?, Science, vol. 303, 16 de enero de 2004, p. 288.