Penetració i detecció de metal•lacarborans a l’interior de cèl•lules vives mitjançant la microscòpia Raman confocal
dimecres, 30 de juliol del 2014
S’ha demostrat que els metal•lacarborans, compostos purament inorgànics formats per un àtom central metàl•lic i dos semi-clústers de bor, carboni i hidrogen, penetren a l’interior de cèl•lules vives sense causar cap tipus de deformació ni perforació de la membrana. Un cop a l’interior, aquests compostos poden ser detectats i monitoritzats mitjançant la microscòpia Raman confocal.
La microscòpia confocal permet visualitzar les cèl•lules de manera molt precisa i exacta en les 3 dimensions de l’espai. Per altra banda, l’espectroscòpia Raman es fonamenta en l’energia de les vibracions dels enllaços que formen les molècules. En el nostre cas, la gran quantitat de vèrtexs B-H que contenen els metal•lacarborans (Figura 1), i a la vibració de tensió característica d’aquests enllaços a 2570 cm$^{-1}$, fan que la presència d’aquests compostos de bor sigui fàcilment detectable per mitjançant aquesta tècnica. El fet rellevant és que l’acoblament d’aquestes dues tècniques, anomenada microscòpia Raman confocal, permet la visualització digital de les molècules amb enllaços B-H a l’interior de les cèl•lules. Així, es pot fer un escombrat d’un pla imaginari i obtenir l’espectre Raman de cadascun dels punts del pla.
La Figura 1 mostra una cèl•lula HEK 293 (Human Embryonic Kidney 293) en contrast de fase, seguida de dues imatges digitalitzades corresponents a dues freqüències de vibració determinades. La imatge central mostra la presència d’enllaços B-H (2570 cm$^{-1}$) i la de la dreta la presència d’enllaços C-H sp3 (2950 cm$^{-1}$). En ambdós casos el color rosa representa una alta densitat de senyal i el lila una menor densitat de senyal. Com es pot veure, els metal•lacarborans es distribueixen de manera heterogènia a l’interior de la cèl•lula, i les zones de major concentració d’enllaços B-H coincideix amb la zona de major densitat d’enllaços C-H, indicant una possible interacció/acumulació dels metal•lacarborans a teixits, membranes o orgànuls intracel•lulars que continguin cadenes alifàtiques (riques en enllaços C-H).
Figura 1. A l’esquerra, estructura molecular del cobaltabisdicarballur, un metal•lacarborà de cobalt. A la dreta, imatges en contrast de fase i digitals d’una cèl•lula HEK 293 en presència de metal•lacarborà, amb els seus respectius espectres Rama a cada punt.
Aquesta visualització i monitorització dels compostos de bor a l’interior cel•lular (com s’exemplifica esquemàticament en la Figura 2), juntament amb la seva manca de toxicitat vers les cèl•lules i la possibilitat de poder ser funcionalitzats amb múltiples fragments orgànics, postulen aquests materials com a bons marcadors pel transport de fàrmacs a l’interior de les cèl•lules. Les aplicacions de la química del bor en medicina són molt diverses, i han despertat l’interès de la indústria farmacèutica. Aquesta nova tecnologia en pot ser un nou bon exemple.
Figura 2. Visualització esquematitzada dels metal•lacarborans a l’interior de les cèl•lules mitjançant espectroscòpia Raman confocal.
Per trobar més informació sobre aquesta recerca consulteu:
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/cc/c3cc49658a
http://blogs.iec.cat/scq/2013/09/25/vuitena-trobada-de-joves-investigadors-dels-paisos-catalans/http://icmab.es/awards-news/staff-awards/1491-marius-tarres-schueler-premi-a-la-millor-presentacio-oral-a-la-8ena-trobada-de-joves-investigadors-dels-paisos-catalans
Per: Màrius Tarrés
Investigador a l'Institut de Ciència de Materials de Barcelona (ICMAB), Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC)
T'ha agradat l'article?
Si us plau, ajuda'ns a difondre'l!
