Los péptidos penetrantes de células

El descubrimiento de péptidos penetrantes de células representa un avance importante para el transporte de moléculas de gran carga que pueden ser útiles en aplicaciones clínicas.

Los CPP son ricos en aminoácidos básicos tales como arginina y lisina, y son capaces de trasladarse sobre membranas y obtener acceso al interior de la célula. Pueden entregar las moléculas de gran carga, tales como oligonucleótidos, en las células.



La endocitosis y la penetración directa han sido sugeridos como los dos principales mecanismos de captación, un tema todavía en debate.

Las cuestiones sin resolver incluyen el mecanismo detallado de la absorción molecular, motivos de la toxicidad celular, y la eficiencia en la entrega de productos fitosanitarios para las diferentes cargas.

Estos péptidos penetrantes de las células pueden facilitar la transferencia celular de diversas cargas moleculares, de pequeñas moléculas químicas a nanopartículas de tamaño y fragmentos grandes de ADN.

Debido a esta capacidad, los CPP tienen un gran potencial in vitro e in vivo como vehículos de reparto para su uso en la investigación y para la ejecución selectiva de la terapéutica de las células individuales.

Dicho de otra forma, la característica principal de los CPP es que son capaces de penetrar la membrana celular a bajas concentraciones micromolares in vivo e in vitro sin utilizar ningún receptores quirales y sin causar daño significativo a la membrana.

Además, y aún más importante, estos péptidos son capaces de internalizar electrostáticamente o unido covalentemente cargas biológicamente activas tales como fármacos con alta eficiencia y baja toxicidad.

Pero exactamente cómo los péptidos penetrantes de células, y en particular el VIH péptido TAT, realizan estas tareas habia sido hasta ahora un misterio.

El péptido VIH TAT

"El péptido VIH TAT es especial. La gente descubrió que se puede conectar casi cualquier cosa a este péptido y podría arrastrarse a través de la célula", dijo Gerard Wong, profesor de bioingeniería y de química y bioquímica en la UCLA (Universidad de Los Angeles, California). "Así que hay obvias aplicaciones beneficiosas de administración de medicamentos y de la biotecnología."

En un nuevo estudio publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, investigadores de la UCLA identifican cómo el péptidos VIH TAT puede tener múltiples interacciones con la membrana celular, el citoesqueleto de actina y receptores específicos de las células de la superficie para producir múltiples vías de translocación en condiciones diferentes.

Por otra parte, debido a que los investigadores ahora entienden cómo penetran los péptidos en las células, ellos dicen que es posible formular una receta general para la reprogramación de los péptidos normales en CPP.

"Antes de esto, la gente no sabía muy bien cómo funcionaba todo, pero nos dimos cuenta de que el péptido VIH TAT es realmente como una especie de molécula de navaja suiza, ya que puede interactuar fuertemente con las membranas, así como con la citoesqueletos de las células ", dijo Wong, autor principal del estudio.

El mecanismo de permeación de la membrana depende de la secuencia del péptido.

Además de la actividad de membrana, los investigadores descubrieron que el péptido VIH TAT también crea su propio sitio de unión de la membrana. Esto significa que el péptido en realidad puede ir a través de la membrana y el citoesqueleto directamente a tener un evento endocitótica.

"Hemos encontrado que hay dos canales de la actividad", dijo Wong. "Debido a la secuencia particular del VIH TAT, es muy bueno en interactuar con las membranas. Además, con el embalaje de alta densidad de aminoácidos cargados en el péptido, también puede interactuar muy fuertemente con el citoesqueleto de la célula, así como sus receptores."

Más info:

doi:10.1073/pnas.1108795108

PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences (USA)