3 Creaci N Artificial De Poros En Las C Lulas

Creación artificial
de poros en las células
Con la técnica del ADN recombinante podemos forjar poros artificiales
en las membranas celulares al objeto de introducir fármacos
o instalar biosensores para descubrir sustancias tóxicas
Hagan Bayley

a membrana externa de la célula no se limita a enclaustrar
su contenido variopinto. Actúa,
y de manera muy eficaz, como guardián exigente de cuanto entray sale.
Franquea el paso a los nutrientes y
otros compuestos necesarios; las moléculas que no se precisan, permanecen
en el exterior. Da salida de la célula
a los productos de desecho. Pero en
la lucha sin tregua entre las especies,
las bacterias patógenas han adquirido
Ia capacidad de infil trarse en Ias defensas celulares y desbaratar el equilibrio de entradas y salidas.
Las armas utilizadas enesa batalla
son ciertas proteínas liberadas por el
patógeno para taladrar la membrana
celular y provocar la entrada en tromba
de materiales extraños hacia el interior de la célula y la salida de algunos de sus integrantes. El hombre se
protege de muchos de estos ataques
con un artillería similar: el sistema
inmunitario aprovecha las propiedades
de sus proteínas formadoras de poros
para destruircélulas foráneas.
En mi laboratorio investigamos los
mecanismos fundamentales del comportamiento de estas proteínas y buscamos, además, posibles aplicaciones
en biotecnología y medicina. Vamos
tras la idea de instalar porteros moleCLI1ares con unas hechuras cortadas
a propósito, pensando en bombardear
células cancerosas con proteínas que
alteren sus membranas externas y, de
ese modo, hacerlas mássensi bIes a
la quimioterapia. Podrían incluso crearse membranas sintéticas con poros

L

HAGAN BAYLEY es profesor

y director del departamento de bioquímica y genética médica de la UniverSLdad Texas A&M.

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artificiales incrustados que actuaran
como biosensores o facilitasen la administración de fármacos.
Las proteínas bacterianas formadoras de poros presentan múltiples
propiedades. Laalfa-hemolisina, en
la que me centraré, es una proteína
segregada por la bacteria Staphylococcus aureus, causante de infecciones estafilocócicas. La proteína asalta
sus células diana mediante la formación de poros de un diámetro aproximado de dos nanómetros, abertura
suficiente para el t!'<Ínsito ele la sacarosa, pero demasiado angosta para
moléculas mayores, proteínas incluidas. Por contra, laestreptolisina-O de
la bacteria Streptococcus forma poros
ele más de 30 nanómetros de diámetro. Lo mismo que la alfa-hemolisina,
la proteína estreptolisina-O produce la
lesión, si no la muerte, de la célula
a consecuencia de tales perforaciones.
La proteína de la capa S proporciona a la bacteria una en voltura protectora; forma hojas planas con numerosas aberturas de un tamaño más
o menos homogéneo, entre dosy seis
nanómetros de diámetro, según el tipo
de bacteria. Los poros de estas hojas permiten el paso de determinados nutrientes hacia el interior de la
célula.
Di versas razones nos han movido
a escoger la alfa-hemolisina. Los cultivos bacterianos producen la proteína en abundancia (hasta unos cuantos gramos si es necesario). Alcanza
un tamaño bastante pequeño, de sólo
293 aminoácidos presentes ensu estructura, lo que facilita su manipulación y alteración mediante la técnica del ADN recombinante. Además,
comparada con otras proteínas, se
trata de una molécula que es muy
estable. En 1984 Gary S. Gray, a la
sazón en Biogen, y Michael Kehoe,

en la Universidad de Ginebra por entonces, identificaron la estructura del
gen que codifica la proteína. Hace
ahora un año, J. Erie Gouaux determinó consu equipo la estructura tridimensional del poro de la alla-hemolisina: constituye un complejo
fungiforme integrado por siete moléculas de alfa-hemolisina.
as investigaciones del grupo que
L
encabeza Sueharit Bhakeli en la
Universidad de Maguncia sugieren
una doble vía de asociación ele la
alfa-hemolisina para formar el poro.
Determinadas células, así los hematíes
del conejo, poseen en su...