Het transport van aminozuren en andere moleculen door het celmembraan speelt een cruciale rol in het metabolisme van cellen en, daarom, in de menselijke gezondheid. Huidig ​​onderzoek wijst erop dat kanker, taaislijmziekte, aminoacidurie en neurodegeneratieve ziekten kunnen voortkomen uit of worden beïnvloed door ontbrekend of gebrekkig aminozuurtransport op het celmembraan. Nutsvoorzieningen, onderzoekers van ICIQ's Ballester-groep en IRBBarcelona's Palacín-groep hebben een paper gepubliceerd in Chemo laat zien hoe een synthetische drager calix[4]pyrrool-cavitand aminozuren door liposomen en celmembranen kan transporteren, waardoor toekomstige therapieën een stap dichterbij komen.

Dankzij het BIST Ignite-project Calix[4]trans, de wetenschappers hebben de eigenschappen beoordeeld van een calix[4]pyrrool-cavitand (een containervormig molecuul) bij het transport van aminozuur Proline door cel- en liposomale membranen.

"Het BIST Ignite-project heeft ons in staat gesteld om het fundamentele onderzoek dat in ons laboratorium is gedaan, gericht op het maken van moleculen en het bestuderen van hun interacties, te combineren met het meer toegepaste onderzoek dat in de Palacin-groep is gedaan op het gebied van aminozuurtransporters en ziekten. Naar mijn mening, toegepast onderzoek moet hand in hand gaan met fundamenteel onderzoek voor een beter begrip en vooruitgang van de wetenschap. In dit geval het toepassen van een synthetische drager als therapeutisch hulpmiddel voor Proline-afhankelijke ziekten zoals sommige kankers en erfelijke hyperprolinemieën", legt Gemma Aragay uit, wetenschappelijk coördinator van de Ballester-groep van ICIQ.

De wetenschappers maakten liposomen met de cavitand ingebed in hun membranen. Ze observeerden een 30-voudige toename in L-Proline-transportactiviteit in vergelijking met de passieve diffusie van het aminozuur naar het binnenste van "gewone" liposomen, evenals de selectiviteit van de cavitand voor L-Proline ten opzichte van andere aminozuren.

"L-Proline is een geschikte gast voor de Calix[4]pyrrool cavitand vanwege de complementariteit tussen de grootte van de caviteit, vorm en functionele groepen met die van het aminozuur, ", legt Aragay uit.

Om de impact van de cavitand op het transport van Proline in levende cellen te bestuderen, de wetenschappers bebroedden synthetische blaasjes die waren doordrenkt met Calix[4]pyrrool in HeLa-gekweekte cellen om de cavitand in hun membranen op te nemen. De in cellen verkregen resultaten laten zien dat de aanwezigheid van de cavitand de diffusie van proline bij hoge extracellulaire aminozuurconcentraties verhoogt, hoewel dit een matige toename is in vergelijking met het transport dat al door de eiwitten van de cellen wordt uitgevoerd.

Hoe veelbelovend de resultaten ook zijn, "we moeten de moleculaire structuur van het cavitand-aminozuurcomplex verder bestuderen om de transportactiviteit te verhogen als we Calix[4]pyrrolen als therapeutische hulpmiddelen willen toepassen, " concludeert Pau Ballester, ICIQ-groepsleider en ICREA-hoogleraar.

"Met dit werk we hopen de ontwikkeling van kunstmatige dragers te stimuleren om ziekten van het aminozuurmetabolisme efficiënt te behandelen, " legt Manuel Palacín uit, hoofd van het Amino Acid Transporters and Disease Lab bij IRBBarcelona, groepsleider bij CIBER van Zeldzame Ziekten, en professor aan de Universiteit van Barcelona.