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Los mini rayos tractores ayudan a crear células artificiales que actúan como tejidos

Colegio Imperial de Londres

En el Colegio Imperial de Londres han utilizado láseres para conectar, organizar y fusionar células artificiales, allanando el camino para redes de células artificiales que actúan como tejidos.

El equipo dice que al alterar las membranas celulares artificiales ahora pueden hacer que las células se adhieran entre sí como «ladrillos pegajosos», lo que les permite organizarse en estructuras completamente nuevas.

Las células biológicas pueden realizar funciones complejas, pero son difíciles de controlar.

Ahora, los investigadores del Colegio Imperial de Londres y la Universidad de Loughborough han demostrado un nuevo nivel de complejidad con las células artificiales al organizarlas en estructuras tisulares (tejidos) básicas con diferentes tipos de conectividad.

Estas estructuras podrían usarse para realizar funciones como iniciar reacciones químicas o mover productos químicos alrededor de redes de células artificiales y biológicas.

Esto podría ser útil para llevar a cabo reacciones químicas en volúmenes ultrapequeños, para estudiar los mecanismos a través de los cuales las células se comunican entre sí, y en el desarrollo de una nueva generación de biomateriales inteligentes.

Las células son las unidades básicas de la biología, que son capaces de trabajar juntas como un colectivo cuando se organizan en tejidos. Para hacer esto, las células deben estar conectadas y ser capaces de intercambiar materiales entre sí. El equipo pudo vincular las células artificiales en una gama de nuevas arquitecturas, cuyos resultados se publican en Nature Communications.

Las células artificiales tienen una capa similar a la membrana celular, que los investigadores diseñaron para ‘pegarse’ entre sí. Para que las celdas se acerquen lo suficiente, el equipo primero tuvo que manipular las celdas con «pinzas ópticas» que actúan como mini «rayos tractores» arrastrando y soltando celdas en cualquier posición. Una vez conectadas de esta manera, las celdas se pueden mover como una unidad.

El investigador principal, el Dr. Yuval Elani, becario de investigación de EPSRC del Departamento de Química de Imperial, dijo: «Las membranas celulares artificiales usualmente rebotan unas sobre otras como bolas de goma. Al alterar la biofísica de las membranas en nuestras células, conseguimos que se peguen entre sí como ladrillos pegajosos».

Como en el siguiente vídeo donde se muestra una célula arrastrada por el rayo láser hacia otra celda, y las membranas de ambas células se unen.

El siguiente vídeo muestra una celda fluorescente (contorno blanco más brillante) arrastrado hacia una celda no fluorescente, y una correa colgada entre ellos. La celda no fluorescente se arrastra hacia la izquierda, tirando de la celda fluorescente con ella.

Una vez que perfeccionaron el proceso de adhesión celular, el equipo pudo construir arreglos más complejos. Estos incluyen líneas de células, formas 2D como cuadrados y formas tridimensionales como pirámides. Una vez que las celdas están pegadas, se pueden reordenar y también pueden ser tiradas por el rayo láser como un conjunto.

Como se muestra en el siguiente vídeo, cuatro células artificiales unidas primero como una línea, luego un cuadrado, luego una pirámide con una celda en la parte superior. Toda la estructura luego es arrastrada por el láser.

Finalmente, el equipo también pudo conectar dos celdas y luego fusionarlas en una celda más grande. Esto se logró recubriendo las membranas con nanopartículas de oro.

Cuando el rayo láser en el corazón de la tecnología de «pinzas ópticas» se concentró en la unión entre las dos células, las nanopartículas resonaron, rompiendo las membranas en ese punto. La membrana luego se reforma como un todo.

 

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