Biomimetismo morfológico espontáneo en el hidrogel polimérico organomagnesiano ((MgA)). Por Álvaro López Ruiz

La reacción de polimerización por poliadición de la molécula autocatalítica, organometálica y monomérica de acrilato de magnesio (MgA) (MgC₆H₆O₄):

CH₂=CH-COO-Mg-COO-CH=CH₂ (PM: 168,3 g/mol):

Que hemos sintetizado en nuestro laboratorio, permite formar, tras la polimerización exotérmica en solución acuosa, con rotura de enlaces dobles de sus grupos vinilo, e hidrogelificación, numerosas “microestructuras biomiméticas diferenciadas” (MBD) más complejas, con enlaces covalentes entre átomos de carbono, constituyendo un estadio “autoenergético”, que puede considerarse situado entre los compuestos orgánicos e inorgánicos. La fórmula anterior del monómero (MgA) lleva en el centro el bivalente, catalítico, ligero y afín con el agua, átomo de magnesio, constituyendo una molécula “autónoma”, con energéticos enlaces dobles, que permiten crear espontáneamente, tras catalizarle, estructuras individuales coloidales, al polimerizar en medio acuoso, así como filamentos, túbulos, vesículas y sáculos con bicapas limitadoras curvadas. En solución acuosa no catalizada, con el tiempo el (MgA) puede formar macrocristales con aristas rectas, que hemos podido observar directamente. El catalítico átomo de magnesio constituye el componente químico “metálico” en la molécula del monómero organomagnesiano (MgA). Este monómero está formado, al igual que el polímero ((MgA)), por los elementos ligeros H, C, O, Mg, a diferencia de la composición de las células vivas, que contienen básicamente los elementos H, C, O, N. Un tercio del mineral encontrado en el cuerpo humano se haya en su esqueleto, incluido el magnesio, que es también el átomo central de la fundamental molécula clorofila de las plantas, que están constituidas principalmente por el polímero celulosa.
El (MgA) es muy soluble en agua, existiendo una determinada zona térmica y de concentración, que permite conservarle mucho tiempo fluido sin que polimerice o colapse, mientras no se caliente a unos 60ºC ó más, ó se adicione un catalizador y un cofactor adecuado. Con ello se forma un hidrogel, que constituye una matriz “temporalmente activa”, así como microestructuras biomiméticas (MBD), polimórficas, más complejas, que podrían seleccionarse artificialmente. Se realizaron pruebas toxicológicas del monómero (MgA), que fue inyectado a dosis moderadas en ratas, siendo compatible con el substrato, y que luego polimerizó, dando un resultado por debajo del límite de toxicidad admitido legalmente, por lo que se podría probar su actividad como molécula base de síntesis de fármacos y como transportadores de medicamentos, etc. Los sáculos, vesículas y túbulos “abióticos” del sol-gel (MgA)-((MgA)) en medio hídrico, están frecuentemente limitados por membranas bicapa, que recuerdan a las membranas plasmáticas reales de las células, que contienen proteínas permeables, con microcanales, y fosfolípidos. Las microestructuras organomagnesianas obtenidas las tincionamos con colorantes orgánicos conteniendo anillos aromáticos, como el azul de metileno, para una mejor observación en capa delgada con el microscopio óptico, descubriendo casualmente las estructuras polimórficas diferenciadas (MBD) citadas, que tienen un origen común, y que quisiéramos investigar con equipo microscópico de más aumentos y resolución. El método de tinción fue iniciado por el médico científico alemán Paul Ehrlich (1854-1915), que utilizó colorantes orgánicos, que teñían selectivamente algunas partes de los leucocitos iniciando la quimioterapia experimental al relacionar la química orgánica con la fisiología, para lo que observaba las respuestas en los animales tratados: Según Ehrlich “solamente pueden situarse en un lugar concreto del organismo las substancias que se ajustan y encajan en las moléculas del receptor”, lo que es coherente con la diferente bioactividad existente entre los numerosos inversos ópticos o enantiómeros, que pueden ser separados por diversos métodos. Las biomoléculas se pueden identificar por su actividad biológica en animales, pudiéndose aplicar farmacológicamente el fenómeno quiral y su optimización a todas las sustancias bioactivas, como muchos medicamentos. Estableció las bases metodológicas para el descubrimiento de fármacos.
Las microestructuras biomiméticas diferenciadas (MBD) artificiales citadas, las hemos obtenido a partir de hidrogeles organometálicos de la molécula monomérica sintética (MgA), de composición híbrida, polimerizada por adición, lo que podría explicar, por sus fases de desarrollo en la placa de Petri, su parecido morfológico exterior con algunas bacterias, pudiendo ser observadas con el microscopio en preparaciones delgadas tincionadas y seleccionadas artificialmente, de las cuales se muestran a continuación algunas microfotos