Los investigadores han diseñado dispositivos mecánicos de las mismas dimensiones que las células que una vez en el interior de las mismas impiden su división.
Un equipo multidisciplinar del CSIC ha introducido chips de silicio de 50 nanómetros de espesor —la milésima parte de un cabello humano—, dentro de células vivas, lo abre una nueva vía de exploración en el campo de la nanomedicina.
Estos dispositivos permiten el estudio de los procesos de división, e incluso pueden diseñarse para interferir con el ciclo celular, impidiendo la división y provocando la muerte de las células.
El trabajo, codirigido por el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC) y el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC), ha sido publicado en la revista Advanced Materials y ha contado con la participación del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología de la Universitat de Barcelona (IN2UB),
Tradicionalmente, el estudio del funcionamiento de las células y el tratamiento de enfermedades se ha apoyado en el uso de herramientas químicas, y se han ignorado las bases físicas del comportamiento celular; un enfoque que, en los últimos tiempos, ha cobrado relevancia.
En este sentido, este nuevo estudio propone el uso de nanochips para analizar la mecánica celular, y también explora su uso como fármacos.
Mediante un diseño específico, estos dispositivos microscópicos pueden modificar el comportamiento normal de las células, e incluso provocar la muerte selectiva de un grupo concreto, lo que los haría muy útiles para tratar tumores.
“Los chips se pueden diseñar con formas y dimensiones controladas a la escala de las micras y los nanómetros. En particular, los dispositivos fabricados tienen forma de estrella, un diámetro de 22 µm y espesores que van desde los 50 a los 500 nm”, explica José Antonio Plaza, investigador del IMB-CNM-CSIC y coordinador del proyecto.
Estos nanochips se han desarrollado en la Sala Blanca de Micro y Nanofabricación del IMB-CNM-CSIC, y están fabricados en silicio. Su geometría en forma de estrella los asemeja a una malla de nanofibras.
“La fabricación de este tipo de chips de silicio permitirá el diseño de nuevas herramientas que explorarán la mecánica celular desde ángulos innovadores, y nos ayudarán a conocer más sobre los procesos intracelulares”, explica sobre las nuevas vías que abre el trabajo María Isabel Arjona, investigadora del IMB-CNM-CSIC.
Con esta investigación, se demuestra cómo objetos físicos interfieren mecánicamente en el ciclo celular y lo alteran.
“Impedir la división celular o retardarla gracias a un obstáculo mecánico puede ocasionar la muerte celular y ser clave en futuros tratamientos en medicina”, constata Teresa Suárez, investigadora del CIB-Margarita Salas.
Suarez indica que la investigación demuestra que “estas herramientas podrían constituir un punto de partida novedoso para el estudio de distintas enfermedades, entre ellas el cáncer”, concluye la investigadora.
Referencia: Arjona, M. I., Duch, M., Hernández-Pinto, A., Vázquez, P., Agusil, J. P., Gómez-Martínez, R., Redondo-Horcajo, M., Amirthalingam, E., Pérez-García, L., Suárez, T., Plaza, J. A., “Intracellular Mechanical Drugs Induce Cell-Cycle Altering and Cell Death”. Advanced Materials. DOI:https://doi.org/10.1002/adma.202109581
Un estudio de IrsiCaixa señala que esta disminución se relaciona con la introducción de fármacos inhibidores de la integrasa, que evitan la inserción del virus en el ADN celular. Esta estrategia ha permitido reducir el número de células con virus “escondidos” en el organismo.
El equipo de investigación expuso la bacteria E. coli a estreptomicina y kasugamicina, dos fármacos que tratan infecciones bacterianas. Ambos antibióticos alteran la capacidad de las bacterias para producir nuevas proteínas.
