Los organismos altamente complejos pueden surgir de una sola célula, que es uno de los verdaderos milagros de la naturaleza. Las sustancias conocidas como morfógenos tienen un papel importante en este desarrollo, es decir, al indicar a las células dónde deben ir y qué deben hacer.Las moléculas de señal guían procesos biológicos como la formación de ejes corporales o el cableado del cerebro. Para investigar estos procesos con más detalle, los investigadores deben poder colocar las moléculas de señal entre las células vivas en un espacio tridimensional. Esto fue posiblepor un nuevo método desarrollado por Nicolas Broguiere y sus colegas en el grupo de investigación encabezado por Marcy Zenobi-Wong. Su trabajo se publica hoy en la revista Materiales avanzados .
Dibujo con luz
"Nuestro enfoque hace posible distribuir moléculas bioactivas en un hidrogel con un alto grado de precisión", dice Zenobi-Wong, profesor de ingeniería de tejidos y biofabricación en el Departamento de Ciencias y Tecnología de la Salud en ETH Zürich. Cuando las células vivas sonencapsulados en el hidrogel, pueden detectar estas señales bioquímicas. Una de esas señales, el factor de crecimiento nervioso, determina la dirección en la que crecen las fibras nerviosas. En un método llamado patrón de dos fotones, los investigadores utilizaron un láser para dibujar un patrón 3D de estemolécula en el hidrogel.
"Dondequiera que la luz se enfoque en el material, desencadena una reacción química que ancla el factor de crecimiento nervioso al hidrogel", explica Broguiere. "Optimizamos cuidadosamente el diseño del hidrogel fotosensible para que las moléculas de señal se unan solo en eláreas expuestas al láser, y en ningún otro lugar ". Su nuevo enfoque puede crear" pinturas "de morfógenos con detalles mil veces más pequeños que un milímetro, el tamaño de una sola fibra nerviosa. Los investigadores pudieron observar a través de un microscopio cómolas neuronas siguen el patrón trazado. "Con este nuevo método, ahora podemos guiar a las neuronas de manera eficaz en 3D, utilizando su propio lenguaje bioquímico", dice Broguiere.
Cuando las fibras nerviosas se rompen
Muchos biólogos han soñado durante mucho tiempo con instruir a las células para que crezcan en una dirección particular. El nuevo enfoque desarrollado por el grupo de investigación ETH las acerca un paso más a cumplir ese sueño. Zenobi-Wong y Broguiere creen que su innovación también ofrece beneficios potenciales para la medicina- por ejemplo, si se corta un nervio durante un accidente, la reconexión ocurre al azar y no se restaura la función completa. "No quiero dar la impresión de que estamos listos para comenzar a tratar a los pacientes con este método", Zenobi-Wong dice, "pero en el futuro, una versión refinada de nuestro enfoque podría ayudar a mostrar a las neuronas el camino correcto directamente en el cuerpo, mejorando así la recuperación de lesiones neuronales".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por ETH Zúrich . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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