Los investigadores han utilizado láseres para conectar, organizar y fusionar células artificiales, allanando el camino para las redes de células artificiales que actúan como tejidos.
El equipo dice que al alterar las membranas celulares artificiales ahora pueden lograr que las células se peguen como 'ladrillos pegados', lo que les permite organizarse en estructuras completamente nuevas.
Las células biológicas pueden realizar funciones complejas, pero son difíciles de controlar de forma controlable.
Sin embargo, las células artificiales, en principio, se pueden hacer a pedido. Ahora, los investigadores del Imperial College de Londres y la Universidad de Loughborough han demostrado un nuevo nivel de complejidad con células artificiales al organizarlas en estructuras de tejido básicas con diferentes tipos de conectividad.
Estas estructuras podrían usarse para realizar funciones como iniciar reacciones químicas o mover químicos alrededor de redes de células artificiales y biológicas. Esto podría ser útil para llevar a cabo reacciones químicas en volúmenes ultra pequeños, al estudiar los mecanismos a través de los cuales las células se comunican con unootro, y en el desarrollo de una nueva generación de biomateriales inteligentes.
Las células son las unidades básicas de biología, que son capaces de trabajar juntas como un colectivo cuando se organizan en los tejidos. Para hacer esto, las células deben estar conectadas y deben ser capaces de intercambiar materiales entre sí. El equipo pudo vincularsehasta células artificiales en una gama de nuevas arquitecturas, cuyos resultados se publican hoy en Comunicaciones de la naturaleza .
Las células artificiales tienen una capa similar a una membrana como caparazón, que los investigadores diseñaron para 'pegarse' entre sí. Para que las células se acerquen lo suficiente, el equipo primero tuvo que manipular las células con pinzas ópticas'que actúan como mini' haces de tractor 'arrastrando y soltando celdas en cualquier posición. Una vez conectadas de esta manera, las celdas se pueden mover como una sola unidad.
El investigador principal, el Dr. Yuval Elani, becario de investigación EPSRC del Departamento de Química de Imperial, dijo: "Las membranas celulares artificiales generalmente rebotan entre sí como bolas de goma. Al alterar la biofísica de las membranas en nuestras células, las conseguimos en su lugarpegarse unos a otros como ladrillos de palo.
"Con esto, pudimos formar redes de células conectadas por 'biojunctions'. Al reinsertar componentes biológicos como proteínas en la membrana, podríamos hacer que las células se comuniquen e intercambien material entre sí. Esto imita lo que se veen la naturaleza, por lo que es un gran paso adelante en la creación de tejidos celulares artificiales de tipo biológico ".
El equipo también pudo diseñar una 'atadura' entre dos células. Aquí las membranas no están pegadas, sino que un zarcillo de material de membrana las une para que puedan moverse juntas.
Una vez que habían perfeccionado el proceso de pegado celular, el equipo pudo construir arreglos más complejos. Estos incluyen líneas de celdas, formas 2D como cuadrados y formas 3D como pirámides. Una vez que las celdas están pegadas, puedenreorganizado, y también tirado por el rayo láser como un conjunto.
Finalmente, el equipo también pudo conectar dos células y luego fusionarlas en una célula más grande. Esto se logró recubriendo las membranas con nanopartículas de oro. Cuando el rayo láser en el corazón de la tecnología 'pinzas ópticas' fueconcentradas en la unión entre las dos células, las nanopartículas resonaron, rompiendo las membranas en ese punto. La membrana luego se reforma como un todo.
La fusión de las células de esta manera permitió que cualquier sustancia química que transportaran se mezclara dentro de la célula nueva y más grande, iniciando reacciones químicas. Esto podría ser útil, por ejemplo, para suministrar materiales como medicamentos a las células y para cambiar la composición decélulas en tiempo real, logrando que adopten nuevas funciones.
El profesor Oscar Ces, también del Departamento de Química de Imperial, dijo: "Conectar células artificiales es una tecnología valiosa en el conjunto de herramientas más amplio que estamos ensamblando para crear estos sistemas biológicos utilizando enfoques ascendentes. Ahora podemos comenzar a escalarhasta tecnologías celulares básicas en redes de escala de tejido más grandes, con control preciso sobre el tipo de arquitectura que creamos "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Imperial College de Londres . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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