El Premio Nobel de Química de 2022 fue otorgado a tres investigadores (entre ellos Karl Barry Sharpless, que ya fue Nobel de Química en 2001) que fueron pioneros en una forma sencilla de unir moléculas: la química de clics. Está inspirada en la forma de crearse moléculas en la naturaleza y consiste en unir pequeñas unidades entre sí de forma rápida y fiable para generar nuevas moléculas. La química de clics se ha utilizado para diseñar desde medicamentos contra el cáncer hasta materiales que conducen la electricidad, capturan la luz solar y combaten las bacterias. También allanó el camino a la química bioortogonal, que permite modificar las moléculas dentro de los organismos vivos sin alterar la química de las células mediante reacciones de clic.
Pues bien, actualmente unos investigadores están utilizando reacciones de clics para resolver un problema importante en la investigación biológica. Se trata de nuevo método de imágenes que han llamado Click3D y que puede captar un órgano completo con extraordinario detalle, permitiendo incluso rastrear el movimiento de los medicamentos o mapear el funcionamiento interno de los tumores.
En imagen biológica, a menudo se han utilizado estrategias de reacciones de clic entre sondas moleculares con mangos de clic y moléculas reporteras que las hacen observables. Los esfuerzos recientes han integrado técnicas de limpieza de tejidos con marcaje fluorescente a través de la química de clics, lo que permite obtener imágenes de fluorescencia tridimensional de alta resolución. Es decir, se tiñe el tejido con un pigmento fluorescente y se expone a la luz, obteniéndose imágenes de fluorescencia.
Sin embargo, estas técnicas se han enfrentado al reto de la profundidad de tinción limitada, ya que el pigmento no puede penetrar en tejidos grandes ni órganos completos, lo que dificulta su estudio. Por eso, su uso ha quedado restringido a la obtención de imágenes de secciones de tejido u órganos parciales. Pero Click3D permie teñir a fondo órganos enteros utilizando la química de clics.
Lo que han hecho los investigadores es identificar condiciones de reactividad de clic que mejoran la profundidad de la tinción. Así han podido crear pequeñas moléculas conocidas como sondas que son susceptibles de experimentar reacciones de clic. Estas sondas pueden penetrar fácilmente en los tejidos y unirse al ADN, las proteínas u otros objetivos específicos. Las sondas se unen a un pigmento fluorescente mediante una reacción simple, como cuando se encajan dos piezas de Lego.
Según los autores de esta investigación, con Click3D han logrado con éxito imágenes de riñón completo de ARN naciente e imágenes de tumor completo de hipoxia. También han conseguido imágenes de hipoxia en todo el cerebro mediante el uso de una sonda de hipoxia que tiene un tamaño lo suficientemente pequeño y una permeabilidad tan alta que puede cruzar la barrera hematoencefálica. Así obtuvieron la imagen del cerebro completo de un ratón en 3D.
Fuente
Iori Tamura et al., Click3D: Click reaction across deep tissues for whole-organ 3D fluorescence imaging. Sci. Adv. 10, eado8471(2024). 10.1126/sciadv.ado8471
