Moléculas más solubles que cumplen una función antioxidante más completa en las células
El oxígeno es esencial para la vida en la Tierra, pero también es el origen de los radicales libres, moléculas inestables que pueden dañar las células. Los antioxidantes son compuestos químicos que protegen las células al neutralizar los radicales libres. El antioxidante por excelencia es la ubiquinona, que se sintetiza en la célula. Sin embargo, esta molécula es poco soluble en agua. El catedrático e investigador de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH) José Villalaín estudia dónde están ubicadas otras moléculas con potencial antioxidante similar, pero con mayor solubilidad y mayor efectividad. El estudio ha sido publicado en la revista Free Radical Biology and Medicine.
Algunos resultados del estudio indican que las moléculas estudiadas pueden cumplir una función más completa que la ubiquinona, que está localizada solo en ciertas partes de la membrana. El estudio se realiza en una biomembrana similar a la de las mitocondrias (una parte de las células) y se estudia el comportamiento de las moléculas objeto de la investigación: la idebenona (IDE) y la mitoquinona (MTQ).
La ubiquinona es una molécula muy poco soluble en agua y no se mueve de membrana a membrana, sino que necesita trasportadores proteicos. Las moléculas que se han utilizado en el estudio son más solubles, sí que pueden transferirse y acumularse, se absorben mejor y pueden moverse libremente de membrana a membrana.
El profesor Villalaín explica que los radicales libres afectan al cuerpo de manera indirecta. El organismo no puede funcionar si las células no trabajan correctamente y los radicales libres aumentan ese riesgo. Sin embargo, estos compuestos dañinos siempre se están creando y la célula tiene mecanismos para controlar esta formación. Los antioxidantes son los que mantienen la cantidad de radicales libres en un nivel mínimo. Controlar la formación de estos compuestos que dañan la célula, puede ayudar a prevenir, en ciertos casos y no de forma general, algunas enfermedades degenerativas.
El investigador del Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria (IDiBE), Universidad Miguel Hernández añade que la localización de las moléculas objeto de la investigación (IDE y MTQ) en diferentes zonas y a diferentes profundidades de la membrana biológica ayuda a que los radicales libres se produzcan en menor medida. Además, señala que el objetivo no es suplir la molécula ubiquinona, sino complementarla con otro tipo de antioxidantes que funcionan a diferentes niveles de la membrana.
El estudio se ha realizado mediante dinámica molecular, un proceso de “simulación virtual” que requiere tanta potencia informática que ha de utilizarse un conjunto de ordenadores para llevar a cabo el experimento. En estas simulaciones, se ha determinado la ubicación e interacción de las moléculas estudiadas, tanto en su forma oxidada como reducida, en una membrana similar a la de la mitocondria. Para este tipo de investigaciones, la UMH cuenta con un clúster de computación científica, un grupo de ordenadores unidos mediante una red de alta velocidad, gestionada por el Servicio de Innovación y Planificación Tecnológica.
El estudio ha contado con financiación parcial por el Programa de Ayudas para la Investigación del Envejecimiento del Centro Internacional para la Investigación del Envejecimiento de la Comunidad Valenciana, ICAR, Convocatoria 2023.
Acceso al artículo: Villalaín J. Location and interaction of idebenone and mitoquinone in a membrane similar to the inner mitochondrial membrane. Comparison with ubiquinone 10. Free Radic Biol Med. 2024 Jun 20;222:211-222. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2024.06.017. Epub ahead of print. PMID: 38908803.