Un equipo del CONICET y la UNCUYO desarrolló un modelo computacional para optimizar una molécula utilizada en medicina.
Por Florencia Belén Mogno.
En los últimos años, la necesidad de métodos de diagnóstico menos invasivos y más precisos impulsó a la comunidad científica a explorar nuevas herramientas que permitan acceder a información fisiológica detallada sin intervenir directamente en el cuerpo.
En ese contexto, la investigación básica en neurociencias y biofísica computacional se consolidó como un motor clave para imaginar futuros posibles en la medicina y superar así las limitaciones que puedan presentar las técnicas actuales.
En ese camino y de acuerdo con la información a la que pudo acceder Diario NCO, una investigación liderada por el CONICET y la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad Nacional de Cuyo profundizó en las posibilidades que ofrece una molécula para mejorar los diagnósticos por imágenes.
Detalles del estudio
El trabajo propone un modelo computacional para analizar en detalle el comportamiento eléctrico de la molécula verde de indocianina utilizada actualmente como agente de contraste por su capacidad de absorber y emitir luz en el espectro infrarrojo cercano.
Mediante simulaciones moleculares, modelos teóricos y cálculos de estructura electrónica, el equipo logró predecir cómo reacciona esta molécula ante variaciones de voltaje en células que tienen actividad eléctrica como las del corazón o el cerebro.
En ese sentido, en el informe facilitado a este medio se expuso que ese enfoque permitió observar su respuesta óptica y, sobre todo, identificar qué regiones específicas de la estructura química son responsables de su comportamiento lumínico.
Implicancias científicas
Según el reporte consultado, este trabajo abre la puerta a la optimización de la molécula, con el objetivo de aumentar su sensibilidad y adaptabilidad, y permitir así la detección de señales eléctricas con mayor precisión y sin procedimientos invasivos.
“En las simulaciones construimos una membrana modelo y analizamos cómo interactúa la molécula con ese entorno. Luego simulamos la iluminación de la molécula en condiciones fisiológicas de polarización, y observamos cómo responde. Esa respuesta óptica la podemos correlacionar con propiedades moleculares que, en un experimento, serían imposibles de medir”, explicó la primera autora del artículo y becaria doctoral del CONICET en el Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básica, Micaela Sosa.
En este punto, se destaca que uno de los aportes más valiosos del trabajo es su capacidad para establecer relaciones entre las propiedades físicas y la respuesta funcional de la molécula. A partir de esa información, se pueden proponer modificaciones puntuales que aumenten su eficacia.
La potencialidad de este enfoque se vincula con el diagnóstico de enfermedades que afectan el sistema nervioso central, como el Alzheimer o el Parkinson, pero también con la detección de daños provocados por accidentes cerebrovasculares.
Precisiones de la investigación
En sintonía con lo planteado anteriormente, una de las directoras del proyecto, Vanesa Galassi explicó en el estudio difundido que “actualmente, la actividad eléctrica en el cerebro se mide a través de un electroencefalograma, pero es una técnica de baja resolución”.
“No permite ver en detalle lo que ocurre en cada neurona ni construir un mapa neuronal en tiempo real. Con este colorante, en cambio, se podría iluminar cada parte del órgano y observar la actividad eléctrica de manera simultánea”, señaló la especialista del CONICET.
Aunque se trata de un estudio en etapa básica, el grupo trabaja en articulación con otros equipos del CONICET que realizan investigaciones experimentales in vitro, como parte de una estrategia a largo plazo para trasladar estos avances al ámbito clínico.
Además de ICG, el equipo también explora otras moléculas del espectro infrarrojo que puedan ser útiles para el diagnóstico de condiciones fisiológicas complejas y actualmente difíciles de detectar.
La investigación fue realizada en el marco de un equipo interdisciplinario liderado por Galassi, con la participación de Mario del Pópolo, Andrés Bertoni (FCEN-UNCUYO), Cristián Sánchez (investigador del CONICET en el ICB), y Micaela Sosa como primera autora. El artículo se titula Voltage Sensitivity of Indocyanine Green in Polarized Membranes: A Computational Study y puede consultarse en ACS Chemical Neuroscience.
Fuente fotografías: CONICET.
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