Las células sintéticas emulan la comunicación celular natural
Los investigadores han creado dos tipos de protocélulas sintéticas que pueden comunicarse entre sí
Un equipo de investigadores de la Universidad de Basilea ha logrado sintetizar células sencillas, sensibles al medio ambiente y dotadas de orgánulos artificiales. Por primera vez, los investigadores también han logrado emular la comunicación natural célula-célula utilizando estas protocélulas, basadas en el modelo de los fotorreceptores del ojo. Esto abre nuevas posibilidades para la investigación básica y las aplicaciones en medicina.
La vida es comunicación: desde las bacterias hasta los organismos pluricelulares, los seres vivos dependen de la capacidad de sus células para enviar, recibir y procesar señales. Por primera vez, un equipo de investigadores ha conseguido emular la comunicación celular natural utilizando células sintéticas. Un equipo de investigadores dirigido por la profesora Cornelia Palivan, de la Universidad de Basilea, y el premio Nobel Ben Feringa, de la Universidad de Groninga, informa de estos hallazgos en la revista científica Advanced Materials.
Palivan y sus colegas investigan diminutos contenedores de polímeros que pueden cargarse con moléculas específicas y abrirse de forma selectiva. En su proyecto actual, el equipo va un paso más allá: "Construimos microcontenedores del tamaño de una célula repletos de nanocontenedores especializados", explica Palivan. Este método permite a los investigadores simular células con orgánulos celulares, creando una forma de célula sintética muy simplificada también conocida como protocélula.
En su publicación, los investigadores describen un sistema de protocélulas hechas de polímeros, biomoléculas y otros nanocomponentes que sigue el modelo de la transmisión de señales en la retina del ojo. Este sistema se compone, por un lado, de protocélulas que responden a la luz (los "emisores") y, por otro, de protocélulas receptoras.
Luz encendida
Dentro de las células emisoras hay nanocontenedores -esencialmente orgánulos artificiales- cuyas membranas contienen moléculas especiales sensibles a la luz conocidas como motores moleculares. Cuando la luz llega a la célula emisora, las moléculas fotosensibles abren los nanocontenedores y liberan su contenido -llamémoslo sustancia A- en el interior de la célula emisora.
A continuación, la sustancia A puede abandonar la célula emisora a través de los poros de su cubierta polimérica antes de llegar a la célula receptora a través del fluido que rodea las protocélulas. A continuación, la sustancia A entra en las células receptoras, también a través de los poros, donde se encuentra con orgánulos artificiales que albergan una enzima. A su vez, esta enzima convierte la sustancia A en una señal fluorescente, y el brillo resultante indica a los investigadores que la transmisión de la señal entre el emisor y el receptor ha funcionado.
Iones de calcio para atenuar la señal de fluorescencia
En los fotorreceptores de la retina que sirvieron de modelo, los iones de calcio también desempeñan un papel importante, amortiguando la transmisión de estímulos a las células postsinápticas para que el ojo pueda acostumbrarse a la luz brillante. Del mismo modo, los investigadores diseñaron los orgánulos artificiales de las células receptoras de forma que reaccionaran a los iones de calcio y se pudiera amortiguar la conversión de la sustancia A en una señal de fluorescencia.
Base del tejido sintético
"Utilizando un pulso externo de luz, conseguimos desencadenar una cascada de señales basada en orgánulos y modularla con iones de calcio. Producir un sistema controlable temporal y espacialmente basado en el modelo de comunicación celular natural es una novedad", afirma Palivan.
El desarrollo de los investigadores sienta las bases para emular sintéticamente redes de comunicación más complejas de células vivas y, así, comprenderlas mejor. También existe la posibilidad de crear redes de comunicación entre células sintéticas y naturales y, por tanto, de desarrollar una interfaz entre ellas. A largo plazo, esto podría allanar el camino a aplicaciones terapéuticas con vistas a tratar enfermedades, por ejemplo, o a desarrollar tejidos con células sintéticas.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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