Científicos españoles averiguan por qué la cocaína tarda tan poco tiempo en llegar al cerebro

Según los investigadores, este estudio, que ha sido publicado en la revista científica «Physical Chemistry Chemical Physics», podrá ser útil para diseñar medicamentos que traten enfermedades cerebrales, así como para proteger el cerebro y prevenir la entrada de sustancias tóxicas.

A través de una técnica llamada difracción de neutrones los investigadores Luis Carlos Pardo, de la UPC, y Andrew Johnston, Sebastian Busch y Syliva Mclain, de la Universidad de Oxford, han obtenido la información sobre la estructura microscópica del envoltorio de agua de la molécula de cocaína .

«La investigación ha desvelado por qué la cocaína atraviesa de forma directa y efectiva la membrana hematoencefálica que protege el cerebro de sustancias tóxicas como no lo hacen otras moléculas», señalan.

El estudio descubre cómo la cocaína es capaz de recorrer la corriente sanguínea gracias a sus propiedades hidrofílicas (que tienen afinidad con el agua). La molécula se disuelve en agua porque puede anclar a su alrededor moléculas de agua, formando lo que se denominan puentes de hidrógeno.

Pero también ha dado respuesta a la incógnita de cómo la molécula es capaz de adaptarse a ambientes hidrofóbicos (que repelen o que no pueden mezclarse con agua) como los que componen la barrera de protección del cerebro, en los cuales una molécula hidrofílica no debería ser capaz de actuar.

En este contexto, la molécula utiliza las propiedades hidrofóbicas para engancharse a la grasa de la membrana del cerebro «escondiendo» las unidades hidrofílicas que, a priori, no la permitirían 'acceder' a este tipo de entornos.

Los investigadores han descubierto que la molécula de la cocaína es capaz de adaptarse tanto a entornos hidrofílicos como hidrofóbicos cambiando sus propiedades según el contexto, con o sin agua, en el cual se encuentra.

«Es decir, cuando se encuentra en un ambiente hostil a las moléculas de agua, pliega sus anclajes químicos con el agua de forma que se hace pasar por una molécula hidrofóbica. Lo que los investigadores han descubierto es que para enganchar entre sí estos anclajes químicos la cocaína utiliza precisamente una molécula de agua», afirman.

Para obtener esta conclusión, el investigador Luis Carlos Pardo, de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería Industrial de Barcelona (ETSEIB) de la UPC, ha diseñado el programa informático Angula , con el que ha analizado millones de datos generados a partir del experimento de difracción de neutrones. Los investigadores han utilizado técnicas numéricas que permiten analizar con el ordenador las moléculas utilizadas. Si la estructura generada en el ordenador es capaz de describir los resultados experimentales se considera correcta.