El proceso de construcción construye circuitos cerebrales.
Una nueva investigación podría permitir a los científicos utilizar los componentes básicos de la biología, las células, para construir materiales y estructuras dentro de los organismos vivos.Un estudio, publicado en marzo Ciencias Dirigidos por el psiquiatra y bioingeniero de Stanford Karl Deisseroth, muestran cómo se pueden hacer células específicas para producir polímeros cargados (o bloqueados) en su superficie. El trabajo podría algún día permitir a los investigadores construir grandes estructuras dentro del cuerpo o mejorar la interfaz cerebral de las prótesis.
A mediano plazo, la tecnología podría ser útil en medicina bioeléctrica, que consiste en administrar pulsos eléctricos terapéuticos. Los investigadores en el campo han estado interesados durante mucho tiempo en agregar polímeros que puedan conducir o suprimir las corrientes eléctricas sin dañar el tejido circundante. Estimular células específicas, por ejemplo, para interferir con las convulsiones, es mucho más preciso que inundar un organismo completo con medicamentos, lo que puede causar una amplia gama de efectos secundarios. Pero los métodos bioeléctricos actuales, como los que usan electrodos, todavía afectan indiscriminadamente a un gran número de células.
La nueva técnica utiliza un virus para entregar genes a los tipos de células deseados, indicándoles que produzcan una enzima (Apex2) en su superficie. Esta enzima inicia una reacción química entre la molécula precursora y el peróxido de hidrógeno, que se inyecta en el espacio entre las células; esta reacción hace que el precursor se fusione en un polímero en la célula objetivo.»Lo nuevo aquí es unir varios campos emergentes en una sola aplicación», dijo Kevin Otto, ingeniero biomédico de la Universidad de Florida que no participó en el estudio pero fue coautor de uno. Ciencias. «Uso de polímeros conductores ensamblados [inside living tissue] Lograr interfaces específicas de células a través de la biología sintética es muy novedoso. «
Los investigadores probaron el proceso y rastrearon la función celular en células cerebrales de roedores, en modelos de cerebro humano cultivados artificialmente y en gusanos vivos. También inyectaron los ingredientes en el cerebro de ratones vivos para demostrar que no eran tóxicos.
Los autores de la revisión dicen que el trabajo podría allanar el camino para mejores tratamientos para la depresión o la enfermedad de Parkinson al mejorar la precisión con la que se estimulan las neuronas. También podría apuntar con precisión a las células que transmiten información al cerebro, lo que podría permitir que los amputados adquieran sensibilidad en las prótesis.
Deisseroth ve usos más amplios para la investigación. «Hemos podido construir nuevas estructuras dentro de las células a las que nos dirigimos genéticamente, por lo que solo tenemos las células de interés para construir algo para nosotros; eso es muy emocionante y es muy, muy general», dijo. «Es una investigación científica fundamental: ¿Qué podemos hacer? ¿Qué podemos construir en las estructuras biológicas utilizando su complejidad estructural?»
Sin embargo, los obstáculos permanecen. «Hay obstáculos regulatorios en la terapia génica humana», dijo Otto. Agregó que también se debe demostrar la persistencia de los cambios y la factibilidad de la técnica en especies superiores.
