Durante el proceso de replicación del ADN, la doble hélice clásica puede reorganizarse de forma transitoria en una estructura alternativa conocida como ADN de tres vías. Estas configuraciones forman una cavidad central bien definida, capaz de alojar moléculas con propiedades y características específicas. El ADN de tres vías se ha asociado a ciertos procesos tumorales, emergiendo como una prometedora diana terapéutica para el desarrollo de nuevas estrategias contra el cáncer.
Un equipo del CiQUS ha logrado ahora diseñar una nueva molécula que se autoensambla formando un material fibroso que permanece en estado latente hasta que, en presencia de iones de cobalto, adopta una disposición tridimensional definida que le permite encajar con precisión en la cavidad central de esta inusual conformación del ADN. El trabajo, destacado esta semana en la portada de la revista Journal of the American Chemical Society (JACS), ha sido liderado por el investigador del CiQUS y catedrático de la USC Miguel Vázquez López e introduce un nuevo paradigma en el reconocimiento selectivo de estructuras alternativas de ADN a partir de reservorios latentes, con potencial aplicación en terapias dirigidas contra el cáncer. La investigación ha contado también con la participación del Centro de Investigación en Nanomateriais e Biomedicina (CINBIO) de la Universidade de Vigo.
La base de este sistema es una pequeña molécula peptídica, llamada BTMA-1, que en condiciones fisiológicas se autoorganiza espontáneamente formando fibras helicoidales supramoleculares. Sin embargo, al entrar en contacto con iones metálicos —como el cobalto—, estas fibras sufren una transformación estructural: se desensamblan y generan helicatos peptídicos biológicamente activos, capaces de reconocer el ADN de tres vías. Esta conversión controlada representa un avance clave hacia materiales funcionales que se activan mediante estímulos externos y desempeñan funciones biológicas específicas.
Uno de los aspectos más novedosos del estudio es que estas fibras helicoidales actúan como precursores inactivos: estructuras estables y temporales que, en presencia del estímulo adecuado, liberan de forma controlada las unidades activas (los helicatos) necesarias para el reconocimiento del ADN de tres vías. Este comportamiento, inédito hasta ahora en este tipo de polímeros supramoleculares, permite diseñar sistemas capaces de almacenar su función biológica hasta que es necesaria, una idea con implicaciones relevantes en entornos celulares complejos.
Aunque sus aplicaciones biomédicas están aún lejos de poder trasladarse al entorno clínico, este avance sienta las bases de una nueva estrategia molecular, adaptable y sensible al entorno, que podría permitir en el futuro el control espacio-temporal de las interacciones entre moléculas y ADN en terapias anticancerígenas dirigidas. De este modo, el trabajo abre nuevas posibilidades en la interfaz entre la química biológica y los materiales moleculares, y refuerza el potencial de la química supramolecular como herramienta para diseñar sistemas con un comportamiento programable.
Referencia
Unlocking a Biological Interface of Chiral Supramolecular Helical Polymers. Ana Alcalde-Ordóñez, Axel Sarmiento, Jacobo Gómez-González, David Bouzada, Manuel Núñez-Martínez, Manuel Fernández-Míguez, Rafael Rodríguez, Félix Freire, M. Eugenio Vázquez, and Miguel Vázquez López. Journal of the American Chemical Society, 2025, 147, 25254-25263. DOI: 10.1021/jacs.5c02902
Portada en J. Am. Chem. Soc. | July 23, 2025, Volume 147, Issue 29.
J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 29, 25254-25263.