¿Cómo instalar nuevas capacidades en las células sin interferir con sus procesos metabólicos? Un equipo de la Universidad Técnica de Munich TUM y el Helmholtz Zentrum München han alterado las células de mamíferos de tal manera que formaron compartimentos artificiales en los que las reacciones secuestradas podríantener lugar, permitiendo la detección de células profundas en el tejido y también su manipulación con campos magnéticos.
Prof. Gil Westmeyer, profesor de imágenes moleculares en TUM y jefe de un equipo de investigación en el Helmholtz Zentrum München, y su equipo logró esto al introducir en las células humanas la información genética para producir proteínas bacterianas, llamadas encapsulinas, quese ensamblaron en nanoesferas. Este método permitió a los investigadores crear espacios pequeños y autónomos compartimentos celulares artificiales dentro de las células de los mamíferos.
Áreas protegidas con nuevas propiedades
La gran fuerza de las pequeñas esferas es que no son tóxicas para la célula y pueden producirse reacciones enzimáticas dentro de ellas sin alterar los procesos metabólicos de la célula. "Una de las ventajas cruciales del sistema es que podemos controlar genéticamente qué proteínas,por ejemplo, las proteínas o enzimas fluorescentes están encapsuladas en el interior de las nanoesferas ", explica Felix Sigmund, el primer autor del estudio." De este modo, podemos separar espacialmente los procesos y dar a las células nuevas propiedades ".
Pero las nanoesferas también tienen una propiedad natural que es especialmente importante para el equipo de Westmeyer: pueden absorber átomos de hierro y procesarlos de tal manera que permanezcan dentro de las nanoesferas sin interrumpir los procesos de la célula. Esta biomineralización de hierro secuestrada hace que las partículasy también las células magnéticas. "Hacer que las células sean visibles y controlables de forma remota haciéndolas magnéticas es uno de nuestros objetivos de investigación a largo plazo. Los nanocompartimentos que incorporan hierro nos están ayudando a dar un gran paso hacia este objetivo", explica Westmeyer.
magnético y práctico
En particular, esto hará que sea más fácil observar las células utilizando diferentes métodos de imagen: las células magnéticas también se pueden observar en capas profundas con métodos que no dañan el tejido, como las imágenes por resonancia magnética MRI. En colaboración con el Dr.Philipp Erdmann y el profesor Jürgen Plitzko del Instituto de Bioquímica Max Planck, el equipo también podría demostrar que las nanoesferas también son visibles en microscopía crioelectrónica de alta resolución. Esta característica los hace útiles como reporteros genéticos que pueden marcar directamente la identidad celular.o el estado celular en microscopía electrónica, similar a las proteínas fluorescentes comúnmente utilizadas en microscopía óptica.Además, hay ventajas adicionales: las células que son magnéticas se pueden guiar sistemáticamente con la ayuda de campos magnéticos, lo que les permite ser clasificadas y separadas de otrascélulas.
Uso en terapia celular concebible
Un posible uso futuro de los compartimentos celulares artificiales es, por ejemplo, las inmunoterapias celulares, donde las células inmunes se modifican genéticamente de tal manera que pueden destruir selectivamente las células cancerosas de un paciente. Con los nuevos nanocompartimentos dentro de las células manipuladas, las célulaspodría en el futuro ubicarse más fácilmente a través de métodos de imagen no invasivos ". Utilizando los nanocompartimentos equipados de forma modular, también podríamos dar a las células genéticamente modificadas nuevas vías metabólicas para hacerlas más eficientes y robustas", explica Westmeyer.Por supuesto, hay muchos obstáculos que deben superarse en los modelos preclínicos primero, pero la capacidad de controlar genéticamente los vasos de reacción modulares en las células de mamíferos podría ser muy útil para estos enfoques ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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