Efecto cuello de cisne. La generación espontánea (la idea de que los organismos vivos como los gusanos surgen de la materia muerta) persistió hasta el siglo XIX porque las personas que intentaron probarla tuvieron problemas con el diseño experimental. Estaban particularmente molestos por el aire. ¿Debe incluirse o excluirse aire del frasco que contiene un caldo nutritivo? El aire puede ser necesario para la generación espontánea, como lo es para la combustión, o podría contener microorganismos cuya presencia invalidaría un resultado positivo. Generación tan espontánea una idea familiar para Aristóteles, no fue refutado definitivamente hasta que el científico francés del siglo XIX Louis Pasteur ideó un diseño experimental que separaba las dos funciones del aire. Hirvió caldo en un matraz, luego calentó el cuello del matraz y lo dobló en forma de cuello de cisne. El aire podría entrar en el matraz, pero los microorganismos del aire se asentaron en la curva del cuello. El caldo quedó claro, probando definitivamente que la vida no surge espontáneamente y viene solo de la vida. Yassine Mrabet / Wikimedia Commons
(PhysOrg.com) - Como cualquier científico de banco le dirá, el diseño experimental puede ser el mismísimo diablo. Intente como uno podría puede ser difícil de reconocer, mucho menos eliminar, los muchos factores externos que pueden sesgar un experimento. Y los factores de confusión no reconocidos pueden invalidar años de trabajo.
Entonces los científicos se preocupan. Recientemente, el científico de la Universidad de Washington en St. Louis, Younan Xia, comenzó a preocuparse por los experimentos in vitro que estaba haciendo su laboratorio para estudiar la absorción de nanopartículas por las células vivas.
En el laboratorio, las células se colocaron siempre en placa en el fondo de una placa y el medio de cultivo que contenía nanopartículas se añadió desde la parte superior.
"La gente asumió que si preparaban una suspensión, la suspensión iba a tener la misma concentración en todas partes, incluso en la superficie de las células, "Dice Xia, Doctor, el profesor James M. McKelvey en el Departamento de Ingeniería Biomédica, dice.
Una batería de experimentos en el laboratorio de Xia con configuraciones verticales e invertidas mostró que las nanopartículas por encima de ciertos tamaños y pesos se asentarán. Por lo tanto, las concentraciones de las nanopartículas cerca de las superficies celulares son diferentes de las de la solución a granel y las tasas de absorción celular son más altas.
Este tema es importante porque los científicos están investigando activamente el uso de nanopartículas como vehículos para la administración de fármacos o genes a las células.
Para estas aplicaciones, Los cálculos de la dosis que las partículas transmiten realmente a las células son de vital importancia.
Los experimentos en el laboratorio de Xia compararon la configuración experimental habitual (abajo) con una configuración invertida (arriba). La absorción de nanopartículas en las dos configuraciones difiere solo si la relación entre las fuerzas que impulsan la sedimentación (S) y las que impulsan la difusión (D) es diferente. En la situación que se muestra aquí, las células verticales han absorbido más nanopartículas que las invertidas. IMAGEN:YOUNAN XIA / WUSTL
Como concluyen los científicos en el Nanotecnología de la naturaleza artículo que describe los experimentos, "Los estudios sobre la absorción celular de nanopartículas que se han realizado con células en la configuración vertical pueden haber dado lugar a datos erróneos y engañosos".
Topsies y Turveys
Hasta ahora, se suponía que las nanopartículas estaban bien dispersas en el medio de cultivo porque son lo suficientemente pequeñas como para ser fácilmente elevadas por el movimiento browniano. el movimiento aleatorio de las moléculas en el medio.
Por lo tanto, los científicos sintieron que podían asumir con seguridad que la concentración de nanopartículas en el líquido junto a las células, que impulsa la captación celular, fue la misma que la concentración inicial de nanopartículas en el medio.
"Empezamos a preguntarnos, sin embargo, porque nuestras nanopartículas están hechas de oro, Xia dice. “El oro no es tóxico pero también es muy pesado, por lo que era concebible que se depositaran nanopartículas relativamente grandes ".
Dado que es imposible medir la concentración exacta de nanopartículas de oro en la superficie de una célula, Xia y sus colaboradores diseñaron un experimento simple para ver claramente la diferencia de concentración causada por la sedimentación.
El laboratorio de Xia probó nanoesferas de oro de tres tamaños, nanojaulas de dos longitudes de borde, y nanobarras, algunos con recubrimientos superficiales que recogen proteínas séricas en solución y otros recubiertos con una sustancia química que actúa como agente antiincrustante.
Después de que las células se incubaron en el medio que contiene nanopartículas, La concentración de las nanopartículas se midió espectroscópicamente y luego se calculó el número de partículas que había absorbido cada célula.
En la literatura, Xia dice, hay informes de que la absorción celular de nanopartículas depende del tamaño de las nanopartículas, forma y revestimiento superficial.
Los experimentos de su laboratorio demostraron que estas características son secundarias, relevantes sólo en la medida en que afecten a las velocidades de sedimentación y difusión de las nanopartículas.
Para pequeños, partículas ligeras, no hubo disparidad entre las celdas en la configuración vertical e invertida. En el caso de mayor, partículas más pesadas, sin embargo, sedimentación dominada, y las células verticales absorbieron más nanopartículas que las células invertidas.
“Es posible que sea necesario reevaluar todo el trabajo anterior para tener en cuenta los efectos de la sedimentación en la dosimetría de nanopartículas, ”Concluyen los autores.
“No es diferente de los medicamentos que deben agitarse para suspender un polvo en el agua. Si no agita la botella, "Xia dice, "Terminas con una dosis insuficiente o una sobredosis".
