Moléculas súper solubles, clave para una protección antioxidante superior

El oxígeno es esencial para la vida en la Tierra, pero también da lugar a radicales libres, moléculas inestables que pueden dañar las células. Los antioxidantes son compuestos químicos que protegen las células neutralizando los radicales libres. El antioxidante por excelencia es la ubiquinona, sintetizada dentro de las células. Sin embargo, esta molécula es insoluble en agua. José Villalaín, profesor e investigador de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH), está investigando otras moléculas con potencial antioxidante similar pero mayor solubilidad y eficacia.

Los hallazgos iniciales del estudio sugieren que las moléculas que se están investigando podrían desempeñar un papel antioxidante más amplio en comparación con la ubiquinona, que se localiza solo en ciertas partes de la membrana. El estudio se centra en una biomembrana similar a la de las mitocondrias, una parte de todas las células animales, y examina el comportamiento de las moléculas idebenona (IDE) y mitoquinona (MTQ).

La ubiquinona es insoluble en agua y no se mueve entre membranas sin transportadores de proteínas. Las moléculas utilizadas en el estudio son más solubles, pueden transferirse y acumularse, se absorben mejor y pueden moverse libremente entre membranas.

El profesor Villalaín explica que los radicales libres afectan al cuerpo indirectamente. El organismo no puede funcionar si las células no funcionan correctamente, y los radicales libres aumentan ese riesgo. Sin embargo, estos compuestos dañinos se producen constantemente, y las células tienen mecanismos para controlar su formación. Los antioxidantes ayudan a mantener los radicales libres a un nivel mínimo. Controlar la formación de estos compuestos dañinos puede ayudar a prevenir, en ciertos casos, algunas enfermedades degenerativas.

El profesor Villalaín, que trabaja en el Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología de la Salud (IDiBE) de la UMH, añade que localizar las moléculas (IDE y MTQ) en diferentes zonas y a distintas profundidades de la membrana biológica ayuda a reducir la producción de radicales libres. Destaca que el objetivo no es reemplazar la ubiquinona, sino complementarla con otros antioxidantes que funcionen a diferentes niveles de membrana.

El estudio se llevó a cabo utilizando la dinámica molecular, un proceso de “simulación virtual” que requiere una potencia de cálculo significativa, lo que exige un clúster de ordenadores para el experimento. Estas simulaciones determinaron la ubicación e interacción de las moléculas estudiadas, tanto en su forma oxidada como reducida, en una membrana similar a la de las mitocondrias. Para esta investigación, la UMH utiliza un clúster de computación científica, una red de ordenadores interconectados de alta velocidad gestionada por el Servicio de Planificación e Innovación Tecnológica.

El estudio se ha publicado en la revista Free Radical Biology and Medicine y ha recibido financiación parcial del Programa de Investigación sobre el Envejecimiento del Centro Internacional de Investigación sobre el Envejecimiento de la Comunidad Valenciana, ICAR, Convocatoria 2023.