Le transport d'acides aminés et d'autres molécules à travers la membrane cellulaire joue un rôle crucial dans le métabolisme des cellules et, donc, en santé humaine. Les recherches actuelles suggèrent que le cancer, fibrose kystique, les aminoaciduries et les maladies neurodégénératives peuvent provenir ou être affectées par un transport d'acides aminés manquant ou défectueux au niveau de la membrane cellulaire. Maintenant, des chercheurs du groupe Ballester de l'ICIQ et du groupe Palacín de l'IRBBarcelone ont publié un article dans Chimie montrant comment un support synthétique calix[4] pyrrole cavitand peut transporter des acides aminés à travers les liposomes et les membranes cellulaires, rapprochant ainsi les futures thérapies.

Grâce au projet BIST Ignite Calix[4]trans, les scientifiques ont évalué les propriétés d'un cavitand de calix[4]pyrrole (une molécule en forme de récipient) dans le transport de l'acide aminé proline à travers les membranes cellulaires et liposomales.

"Le projet BIST Ignite nous a permis de combiner la recherche fondamentale effectuée dans notre laboratoire axée sur la fabrication de molécules et l'étude de leurs interactions avec la recherche plus appliquée effectuée dans le groupe de Palacin dans le domaine des transporteurs d'acides aminés et des maladies. À mon avis, la recherche appliquée doit aller de pair avec la recherche fondamentale pour une meilleure compréhension et l'avancement de la science. Dans ce cas, appliquer un support synthétique comme outil thérapeutique pour les maladies dépendantes de la proline comme certains cancers et les hyperprolinémies héréditaires" explique Gemma Aragay, coordinateur scientifique du groupe Ballester de l'ICIQ.

Les scientifiques ont fabriqué des liposomes avec le cavitand incrusté dans leurs membranes. Ils ont observé une augmentation de 30 fois de l'activité de transport de la L-Proline par rapport à la diffusion passive de l'acide aminé à l'intérieur des liposomes "réguliers" ainsi que la sélectivité du cavitand pour la L-Proline par rapport aux autres acides aminés.

"L-Proline est un invité approprié pour le cavitand Calix[4]pyrrole en raison de la complémentarité entre la taille de la cavité, forme et groupes fonctionnels avec ceux de l'acide aminé, " explique Aragay.

Etudier l'impact du cavitand sur le transport de la Proline dans les cellules vivantes, les scientifiques ont incubé des vésicules synthétiques infusées de Calix[4]pyrrole dans des cellules cultivées HeLa pour incorporer le cavitand dans leurs membranes. Les résultats obtenus dans les cellules révèlent que la présence du cavitand augmente la diffusion de la proline à des concentrations élevées d'acides aminés extracellulaires - bien qu'elle représente une augmentation modérée par rapport au transport déjà effectué par les protéines des cellules.

Aussi prometteurs que soient les résultats, "nous devons approfondir l'étude de la structure moléculaire du complexe cavitand-acide aminé pour augmenter l'activité de transport si nous voulons appliquer les calix[4] pyrroles comme outils thérapeutiques, " conclut Pau Ballester, Chef de groupe ICIQ et professeur ICREA.

"Avec ce travail, nous espérons stimuler le développement de supports artificiels pour traiter efficacement les maladies du métabolisme des acides aminés, " explique Manuel Palacín, responsable du laboratoire des transporteurs d'acides aminés et des maladies de l'IRBBarcelona, chef de groupe au CIBER des Maladies Rares, et professeur à l'Université de Barcelone.