Los investigadores de la Universidad de Basilea han logrado desarrollar fábricas moleculares que imitan la naturaleza. Para lograr esto, cargaron orgánulos artificiales dentro de ampollas vesículas naturales del tamaño de micrómetros producidas por las células. Estas fábricas moleculares permanecen intactas incluso después de la inyección en un modelo animaly no demuestran toxicidad, como informa el equipo en la revista científica Ciencia avanzada .
Dentro de las células, se ensamblan las fábricas biológicas reales, las moléculas de la vida. Las líneas de ensamblaje de las células son pequeños compartimentos llamados orgánulos, donde tienen lugar una gran variedad de reacciones químicas dentro o entre ellos. Para aplicaciones médicas, fábricas molecularesactuando como células artificiales se utilizaría idealmente, para producir moléculas o drogas faltantes o requeridas.
Cápsulas blandas y sintéticas
La colaboración entre el Departamento de Química de la Universidad de Basilea, el Instituto Suizo de Nanociencia y la Ingeniería de Sistemas Moleculares del NCCR hizo posible el desarrollo exitoso de tales fábricas moleculares. Primero, los investigadores dirigidos por la profesora Cornelia Palivan y el profesor Wolfgang Meier diseñaron orgánulos artificiales, que son distintos compartimentos de las células. Cargaron estas cápsulas blandas y sintéticas con enzimas y las equiparon con proteínas de membrana que actúan como "puertas". Estas puertas permiten que las moléculas involucradas en la reacción enzimática entren y salgan de la cápsula.
Posteriormente, las células naturales fueron alimentadas con estos orgánulos artificiales. Después de la estimulación, las células produjeron vesículas de tamaño micrométrico natural. Estas poseen una membrana celular natural y citoplasma, encierran los orgánulos artificiales y, por lo tanto, pueden funcionar como una fábrica molecular.
embriones de pez cebra como modelo animal
Investigadores del grupo dirigido por el profesor Jörg Huwyler Pharmazentrum de la Universidad de Basilea inyectaron las fábricas moleculares en embriones de pez cebra. En este modelo animal, produjeron el compuesto deseado, que fue catalizado por la enzima en el artificialorgánulo. La viabilidad del animal no se vio comprometida por la inyección.
"Esta combinación de vesículas naturales y pequeños orgánulos sintéticos es lo que hace que la fábrica molecular: las reacciones que tienen lugar dentro producen un producto final, como también ocurre dentro de las células", explican el Dr. Tomaz Einfalt y la Dra. Martina Garni, primeros autores deel papel.
Dentro de las fábricas moleculares, se pueden fabricar y ensamblar múltiples componentes en el producto final. Las vesículas biosintéticas también pueden transferir componentes de una célula a otra. Se pueden combinar diferentes fábricas moleculares para crear estructuras complejas con alta funcionalidad.- el primer paso hacia la producción de células artificiales en el laboratorio o en organismos vivos.
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Materiales proporcionado por Universidad de Basilea . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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