Sensor para seguimiento del zinc para diagnóstico del cáncer de próstata

El zinc móvil es un componente indispensable de la fisiología de la próstata y este órgano contiene más zinc que cualquier otro tejido blando en el cuerpo, existiendo una correlación clara entre los niveles de zinc prostático total y el cáncer.

Se describió un nuevo sensor óptico que puede realizar el seguimiento de zinc en las células del cuerpo y cómo el sensor emite fluorescencia cuando se une al zinc puede ser ubicado en un orgánulo específico dentro de una célula, permitiendo establecer el componente celular en que se concentra más el zinc.

Los científicos del Instituto Tecnológico de Massachusetts (Cambridge, MA, EUA) desarrollaron un sensor que se basa en Zinpyr1 (ZP1), una molécula desarrollada originalmente hace más de 10 años. ZP1 se basa en un colorante llamado fluoresceína, pero en el sensor, éste es modificado para emitir fluorescencia sólo cuando se une con el zinc. Se obtuvieron los espectros de masas de alta resolución utilizando un espectrómetro de masas (Bruker Daltonics; Billerica, MA, EUA). Los espectros de fluorescencia fueron registrados en un espectrofluorómetro de barrido Quanta Master (Photon Technology International, Birmingham, Nueva Jersey, EUA).

Los investigadores pudieron hacer el seguimiento de la ubicación de zinc dentro de las células y ganaron una mejor comprensión del papel que el mineral juega en las células cancerosas. Los científicos hicieron dos cambios en el diseño del sensor. En primer lugar, instalaron un anillo protector de reacción del zinc, que cambió sus propiedades físicas y lo hacía más fácil de ubicar. También adjuntaron una “etiqueta de dirección” a la ZP1, dirigiéndola hacia la mitocondria. Esta etiqueta, un derivado del trifenilfosfonio, tiene cargas positivas y además es hidrofóbico. El sensor resultante entró fácilmente las células, lo que les permitió visualizar los grupos de zinc móvil dentro de las mitocondrias.

Se conoce que el zinc inhibe la enzima metabólica, aconitasa, dentro de las mitocondrias de las células epiteliales de la próstata. Los científicos creen que mediante el bloqueo de la aconitasa, el zinc acorta el ciclo del ácido cítrico, que son la serie de reacciones necesarias para producir trifosfato de adenosina (ATP). La mayoría de la producción de ATP se produce en las mitocondrias, y el equipo del MIT planteó la teoría de que cuando las células de la próstata se vuelven cancerosas, destierran el zinc de la glándula, lo que permite que las células cancerosas produzcan la energía extra que necesitan para crecer y dividirse. Los científicos encontraron que aunque las células de la próstata cancerosas absorben el zinc, éste no se acumulaba en las mitocondrias.

Robert Radford, PhD, autor principal del artículo, dijo: “Podemos usar estas herramientas para estudiar el tráfico del zinc dentro de las células de la próstata, tanto sanas como enfermas. Al hacer esto, estamos tratando de obtener una perspectiva de cómo cambian los niveles de zinc en la célula durante la progresión del cáncer de próstata”. El estudio fue publicado el 12 de diciembre de 2013, en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS).

Enlaces relacionados:

Massachusetts Institute of Technology
Photon Technology International
Bruker Daltonics