Biotecnología

Crean células artificiales que imitan la función vital de las células biológicas.

En la naturaleza, los organismos vivos necesitan una forma de transportar moléculas y productos químicos a donde se necesitan en el cuerpo. 

Las células han desarrollado sistemas elaborados para hacerlo y, hasta ahora, ha sido muy difícil para los científicos e ingenieros recrear sistemas similares.

Recientemente, lo científicos de la Universidad de Chicago y de la Universidad de Nueva York han creado células artificiales que imitan ciertas propiedades de las células vivas.

Por ejemplo, pueden tomar materiales del entorno y realizar procesos biológicos simples, para luego expulsarlos.

La creación de estas células sintéticas, tendría aplicaciones potenciales que van desde la administración de medicamentos hasta aspectos relacionados con las ciencias ambientales.

Cuando se despliegan en mezclas de diferentes partículas, estas células pueden transportar de forma autónoma una carga microscópica, acercándose al funcionamiento vital de las células vivas.

Además de poder transportar fármacos hacia lugares específicos del cuerpo humano o funcionar como «agentes microscópicos de limpieza», los imitadores de células podrían aplicarse en robótica o nanotecnología, para construir máquinas o robots a escala microscópica.

Para diseñar las células sintéticas, los investigadores crearon una membrana esférica del tamaño de un glóbulo rojo utilizando un polímero, como sustituto de la membrana celular que controla lo que entra y sale de una célula viva. 

Perforaron un agujero microscópico en la membrana esférica creando un nanocanal a través del cual se puede intercambiar materia, imitando el canal de proteínas de una célula. 

Al no contener materiales biológicos, el diseño utiliza coloides huecos que sirven como imitadores de la membrana celular esférica, con un microporo único bien definido.

Con el fin de realizar las tareas necesarias para el transporte activo, los investigadores agregaron un componente químicamente reactivo dentro del nanocanal que, cuando se activa con la luz, actúa como una bomba. 

Cuando la luz incide en la bomba, desencadena una reacción química que convierte la bomba en un pequeño vacío y arrastra la carga hacia la membrana.

Cuando la bomba se desactiva, la carga queda atrapada y se procesa en el interior de la célula. Y cuando se invierte la reacción química, la carga se expulsa a demanda.

De esta forma, los científicos sostienen que han creado el primer sistema artificial que puede imitar el proceso de transporte activo de las células naturales, una de las funciones por las cuales se destacan como perfectas y complejas «micromáquinas biológicas».

Mayor información: Zhe Xu, Theodore Hueckel, William TM Irvine and Stefano Sacanna. «Transmembrane transport in inorganic colloidal cell-mimics». Nature. Published: 08 September 2021.

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