Caracterización de las interacciones ligando-célula mediante RMN de ¹⁹F e hiperpolarización DNP

Área de la Ciencia:

• Biofísica
• Biología Química
• Descubrimiento de Fármacos

Sus antecedentes:

• Las interacciones de ligandos de moléculas pequeñas con las membranas celulares son cruciales para el desarrollo de fármacos.
• La relajación del espín nuclear es un parámetro biofísico clave para estudiar estas interacciones.
• La RMN de 19F hiperpolarizada ofrece una mayor sensibilidad para las mediciones de relajación.

Objetivo del estudio:

• Investigar la unión de ligandos a células vivas mediante RMN de 19F hiperpolarizada.
• Caracterizar la influencia de la densidad y el tipo celular en la relajación inducida por ligandos.
• Comparar las interacciones de ligandos con células vivas frente a membranas modelo.

Principales métodos:

• Se utilizaron espines de 19F hiperpolarizados para mejorar la señal en RMN de una sola pasada.
• Se midieron las tasas de relajación R2 de dos moléculas de fármaco (ICT5040 y TFBC) en diversas densidades y tipos celulares.
• Se compararon las tasas de relajación en células vivas (DU4475, 4T1, HEK293T) con vesículas pequeñas unilamelares.

Principales resultados:

• Las tasas de relajación del ligando aumentaron linealmente con la densidad celular, lo que sugiere una saturación de la unión.
• El ICT5040 hiperpolarizado mostró una mayor relaxividad en células que en vesículas, más allá de la normalización de la concentración de lípidos.
• Las células DU4475 cultivadas en suspensión exhibieron una mayor relaxividad que las células adherentes, la cual disminuyó después del tratamiento con tripsina, implicando interacciones proteicas.

Conclusiones:

• Las interacciones celulares, en particular con las proteínas, influyen significativamente en la unión del ligando y la relaxividad.
• Las membranas modelo pueden no replicar completamente los entornos de unión in vivo.
• La relaxometría R2 hiperpolarizada es una herramienta prometedora para estudiar las interacciones ligando-célula en contextos biofísicos y de descubrimiento de fármacos.