Vehículos de transporte de células recién desarrollados y bioinspirados
Un equipo de investigación dirigido por el químico Bart Jan Ravoo y el bioquímico Volker Gerke ha diseñado unos nanocontenedores formados por componentes de azúcar y proteínas. Estos contenedores son absorbidos por las células a través de procesos naturales y, por tanto, pueden transportar al interior de las mismas sustancias que normalmente no pueden penetrar en la membrana celular, como fármacos o sustancias etiquetadas para la investigación de las funciones celulares. El estudio se ha publicado en "Advanced Science".
Célula cancerosa humana viva en cultivo celular, con su esqueleto de actina teñido con faloidina fluorescente. Esta sustancia tóxica sólo pudo entrar en la célula por medio de los nanocontenedores recién desarrollados.
Kudruk & Pottanam Chali et al./Adv Sci 2021 (modified colours)
Los nanocontenedores pueden transportar sustancias al interior de las células, donde pueden surtir efecto. Este es el método utilizado, por ejemplo, en las vacunas de ARNm que se emplean actualmente contra el Covid-19, así como en ciertos medicamentos contra el cáncer. En el ámbito de la investigación, también se pueden utilizar transportadores similares para introducir sustancias marcadas en las células con el fin de estudiar las funciones celulares básicas. Para aprovechar todo su potencial, los científicos están investigando intensamente cómo interactúan los nanocontenedores con los entornos biológicos y cómo deben construirse químicamente para introducir la carga en las células de la forma más suave y controlable posible.
Los científicos de la Universidad de Münster han desarrollado recientemente un nuevo tipo de nanocontenedor construido íntegramente con componentes biológicos. A diferencia de otros transportadores de carga, éstos no se basan en lípidos, sino en compuestos de azúcar que se sellan con una cáscara de estructuras proteicas -los llamados polipéptidos- cuyo grosor se ajusta con precisión. "Producimos los componentes de nuestros nanocontenedores de forma sintética, pero las células los absorben y, debido a la estructura general que hemos desarrollado, también los degradan al igual que las sustancias naturales", explica el químico Bart Jan Ravoo. "Para la degradación de la envoltura del contenedor dentro de la célula, utilizamos dos mecanismos naturales; como resultado, las sustancias transportadas se liberan rápidamente, tan pronto como llegan a la célula", añade el profesor bioquímico Volker Gerke.
Los científicos quieren utilizar los minúsculos nanocontenedores, de unos 150 nanómetros de diámetro, para cargar las células con lípidos biológicamente relevantes etiquetados que puedan utilizarse para estudiar los procesos de transporte que se producen dentro de la membrana celular. Además, tienen previsto seguir desarrollando el diseño químico de los contenedores de forma que, por ejemplo, sólo sean captados por determinados tipos de células o sólo liberen su carga cuando sean estimulados por una luz externa. En el futuro, los sistemas de transporte construidos a partir de componentes de azúcar y proteínas también podrían ser adecuados para aplicaciones en organismos vivos con el fin de suministrar fármacos específicamente en determinados tejidos y células. El estudio se ha publicado en la revista "Advanced Science".
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