Biología-Celular

Nanocapas 2D son prometedores para detener las células cancerosas.

Esta nueva clase de nanocapas 2D llamada ¨disulfuro de molibdeno¨ puede adsorber la luz infrarroja cercana (NIR) y modificar el comportamiento celular. Estas nanoshojas son una clase emergente de materiales que han demostrado distintas propiedades físicas y químicas debido a su forma y tamaño únicos. Recientemente, se han explorado algunas nanohojas para aplicaciones biomédicas debido a su capacidad de respuesta a la luz.

Hasta ahora, pocos estudios han investigado su compatibilidad celular y ninguno ha explorado su capacidad para modular las funciones celulares utilizando la luz.

Para explorar la posibilidad de controlar la respuesta celular a través de la luz, el grupo de investigadores han sintetizado una nanocapa atómicamente delgada que puede adsorber la luz NIR y convertirla en calor.

La luz NIR puede penetrar profundamente en el tejido en comparación con otros tipos de luz, incluida la luz ultravioleta y visible  y puede estimular los mecanismos naturales de reparación biológica en el tejido profundo.

Debido a la gran área de superficie de las nano-hojas, pueden adherirse a la membrana externa de las células y transmitir una señal celular al núcleo, controlando así su comportamiento. Algunas de las nanocapas también son comidas por las células y pueden influir en las funciones celulares desde el interior.

Los biomateriales sensibles a la luz tienen un gran potencial para desarrollar la próxima generación de dispositivos médicos no invasivos, precisos y controlables para una gama de aplicaciones biomédicas, que incluyen administración de medicamentos, terapia contra el cáncer, medicina regenerativa e impresión 3D.

En lo que se utilizó una técnica de secuenciación de próxima generación para descifrar el efecto de la luz y/o nanohojas en la regulación genética de las células.

Imagine una celda como un lienzo en blanco y la regulación genética como la pintura que convierte el lienzo en algo único o interesante. Para las células madre, eso significaría determinar qué tipo de célula serán, como músculo, hueso, etc. Las leves agitaciones en la expresión génica, ya sea a partir de la luz o de estas nanohojas, pueden afectar significativamente las funciones de estas células, como el movimiento, la reproducción y expresión.

Los perfiles globales de expresión génica de las células revelan que la estimulación de la luz de la nanoestructura puede tener una influencia significativa en la migración celular y la cicatrización de heridas. Los investigadores demostraron que las células cancerosas tratadas con una nano sábana y luz no pueden moverse libremente, lo cual es una buena noticia. 

Esto es importante ya que el cáncer se propaga en el cuerpo al moverse de un tejido a otro. La combinación de la nanocapa y la luz puede proporcionar nuevos enfoques para controlar y regular la migración y las funciones celulares.

El equipo descubrió que las nanocapas se unen a un receptor de la superficie celular conocido como integrina, una proteína simple con un azúcar unido. Estas proteínas integrinas son importantes en el funcionamiento celular normal al proporcionar información a las células sobre su entorno. Si estas proteínas están cubiertas por nanosheets, no pueden decirles a las células que se muevan, deteniendo efectivamente las células por un tiempo indefinido.

Mayor información: James K. Carrow, Kanwar Abhay Singh, Manish K. Jaiswal, et al.«Photothermal modulation of human stem cells using light-responsive 2D nanomaterials». PNAS, Published: 27 May, 2020.

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