Mantener la estabilidad del genoma es una prioridad fundamental para todos los organismos vivos. Cualquier cambio en la secuencia original de nucleobases puede alterar procesos biológicos clave, perjudicar la función celular o iniciar un proceso cancerígeno. Por ello, las células de mamíferos desarrollan estrategias propias para reparar daños en su ADN. Un ejemplo de ello es la fotorreactivación, mecanismo natural que utiliza la luz visible para revertir in situ las lesiones producidas por la radiación ultravioleta.

A lo largo de los últimos años, los avances en ciencia de los materiales y en catálisis han permitido emular, en sistemas sintéticos, el comportamiento de las enzimas naturales. Es el caso de las nanozimas, sistemas artificiales tan eficientes como el de las enzimas naturales. Su aplicación medioambiental y biomédica, aunque con distintos niveles de madurez, está siendo demostrada.

Un equipo formado por investigadoras del Instituto de Ciencia Molecular (ICMol) de la Universitat de València (UV) y del Instituto de Tecnología Química (ITQ), de la Universitat Politècnica de València (UPV) y el CSIC, ha descrito un sistema para reparar determinadas lesiones en el ADN, mediante una innovadora estrategia de fotorreparación.

El trabajo se basa en el estudio de dos aductos de eteno, lesiones causadas por estrés oxidativo y presentes en el organismo incluso sin exposición a carcinógenos externos. Para la investigación, el equipo ha utilizado los llamados ‘nanohíbridos de upconversión’, nanomateriales que resultan de la combinación de varios componentes y que tienen la capacidad de emitir luz en la región visible al absorber radiación infrarroja. Es decir, combinan partículas activadas por luz infrarroja con compuestos fotosensibilizadores, logrando reparar los dos aductos de eteno.

“La terapia fotodinámica (PDT) está ganando cada vez más protagonismo como tratamiento complementario y selectivo contra diversos tipos de cáncer, gracias a su capacidad para destruir células tumorales con una mínima afectación en los tejidos sanos. Este enfoque se está consolidando como una alternativa prometedora frente a tratamientos convencionales más agresivos”, explica Virginie Lhiaubet, investigadora del ‘Grupo de Catálisis para reacciones orgánicas sostenibles’ del Instituto de Tecnología Química (ITQ, UPV-CSIC) y coautora del artículo en la revista Nanoscale.

“Las propiedades de los nanomateriales pueden servir para encontrar soluciones a problemas reales y complejos. Con este fin, la investigación básica ha de establecer modelos sencillos que permitan avanzar tecnológicamente hacia el desarrollo de productos médicos innovadores basados en el uso de nuevos nanomateriales”, añade María González Béjar, investigadora del ICMol (UV) y coautora del artículo. “A partir de ahora trabajaremos para maximizar la eficiencia de la fotorreparación, ampliar la versatilidad de las estrategias de reparación del ADN impulsadas por la luz y, al fin y al cabo, mejorar el sistema que hemos desarrollado”, concluye la científica.

Por parte de la Universitat de València, el trabajo se desarrolla en el Grupo de Reactividad Fotoquímica del ICMol, y se enmarca en el área de Bioaplicaciones, una línea estratégica incluída en el reconocimiento de este centro de investigación como Unidad de Excelencia María de Maeztu, acreditación con la que cuenta desde 2016 y que acaba de ser renovada, por tercera vez consecutiva, por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.

El estudio, que aparece destacado en la Inside Front Cover de Nanoscale como reconocimiento de la revista a la calidad del estudio publicado, forma parte del Programa Estatal de Generación del Conocimiento del MICIN (PID2021-128348NB-I00 y PID2023-152131NB-I00) y está financiado, además, por la UE NextGenerationEU (PRTR-C17.I1), la GVA, fondos FEDER y Horizon Europe.

Referencia:

Upconversion nanohybrids for NIR-induced photorepair of DNA etheno adducts. Laura Francés-Soriano, Gemma M. Rodríguez-Muñiz, Paloma Lizondo-Aranda, Delia Bellezza,  María González-Béjar and  Virginie Lhiaubet-Vallet. Nanoscale 2025.

https://doi.org/10.1039/D5NR01777G