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VALÈNCIA, 19 Ago. (EUROPA PRESS) -
Investigadores del Instituto Interuniversitario de Investigación de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) de la Universitat Politècnica de València (UPV) han realizado un "exhaustivo análisis" sobre el auge y las aplicaciones emergentes de las cajas moleculares --Molecular Cages en inglés, y también conocidas como Jaulas Moleculares--, estructuras supramoleculares altamente versátiles que están revolucionando campos como la catálisis, el medio ambiente y la biomedicina.
El trabajo, liderado por el investigador Vicente Martí-Centelles, ha sido publicado en la prestigiosa revista 'Trends in Chemistry'. Además, el trabajo ha sido seleccionada como portada de la revista para el número del mes de agosto 2025.
Esta revisión científica se centra en los avances de los últimos tres años y pronostica un crecimiento exponencial del uso de estas estructuras en aplicaciones cada vez más sofisticadas.
Las cajas moleculares son estructuras tridimensionales capaces de encapsular selectivamente moléculas en su interior. Gracias a sus cavidades bien definidas, permiten el aislamiento, transporte y liberación controlada de compuestos químicos o biológicos. Su diseño puede adaptarse para otorgar funcionalidades específicas, lo que abre un enorme abanico de posibilidades.
Las cajas moleculares se obtienen con procesos sintéticos y permitiendo obtener una gran variedad de estructuras para diferentes aplicaciones. "Como analogía, es un proceso similar en el que los aminoácidos sirven como los bloques de construcción de las proteínas", tal y como señala el investigador Eduardo Ortiz Gómez.
El estudio pone de relieve cómo estas estructuras están empezando a incorporarse a soluciones reales en sectores clave, ofreciendo oportunidades " únicas" en aplicaciones de detección, catálisis, ambientales y biológicas, entre otras.
En el ámbito biomédico, las cajas moleculares funcionan como vehículos inteligentes para la entrega controlada de fármacos. "Pueden encapsular y transportar medicamentos directamente a las células objetivo, reduciendo así los efectos secundarios", explica el investigador Ramón Martínez Máñez. Permiten proteger y liberar principios activos sólo en condiciones específicas, como cambios de pH en tejidos tumorales y otras sustancias químicas sobreproducidas en tumores.
Asimismo, las cajas moleculares actúan como sensores químicos capaces de cambiar de color o fluorescencia al detectar una molécula concreta de forma selectiva en medios complejos, como por ejemplo la detección de esteroides.
Por tanto, inciden desde la politècnica valencianas, las cajas moleculares "podrían revolucionar el mundo de los sensores por su potencial selectividad, a menudo comparada con la especificidad de unión de las enzimas".
Otra aplicación se basa en acelerar reacciones químicas al encapsular reactivos en su interior de forma análoga a la catálisis enzimática. De este modo, abren la puerta al diseño de catalizadores más eficientes y selectivos, incluso para procesos industriales sostenibles.
Finalmente, las cajas moleculares también están empezando a usarse en el ámbito medioambiental, especialmente en la eliminación de contaminantes del agua. Gracias a su capacidad para encapsular sustancias de forma selectiva, estas cajas ofrecen el potencial para la eliminación de contaminantes específicos.
Además de los usos más establecidos, la revisión destaca aplicaciones no convencionales de estas estructuras, como su uso para imitar funciones biológicas complejas o para desarrollar nuevos materiales con propiedades a medida.
"El campo está en plena expansión. Gracias a su diseño modular, las cajas moleculares permiten crear soluciones personalizadas para problemas muy diversos", señala Vicente Martí-Centelles, investigador del IDM y coautor del estudio. "Prevemos que su implantación en sistemas reales crecerá exponencialmente en los próximos años", apunta.
El grupo de investigación ya trabaja activamente en nuevos diseños de cajas para liberación controlada de fármacos y el desarrollo de sensores moleculares para compuestos de interés clínico o medioambiental. El trabajo ha contado con la participación de investigadores del IDM UPV, la Universitat de València, el CIBER BBN (Instituto de Salud Carlos III) y unidades mixtas con el Centro de Investigación Príncipe Felipe y el Instituto de Investigación Sanitaria La Fe, entre otros.
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