Los científicos están aprovechando las células para producir nuevos tipos de materiales que puedan crecer, repararse e incluso responder a su entorno. Estos "materiales vivos diseñados" sólidos se fabrican incrustando células en una matriz inanimada que se forma con la forma deseada. Ahora, los investigadores informan en ACS Central Science que han impreso en 3D una biotinta que contiene células vegetales que luego fueron modificadas genéticamente, produciendo materiales programables. Las aplicaciones algún día podrían incluir la biofabricación y la construcción sostenible.
Recientemente, los investigadores han estado desarrollando materiales vivos diseñados, basándose principalmente en células bacterianas y fúngicas como componente vivo. Pero las características únicas de las células vegetales han despertado entusiasmo por su uso en materiales vivos vegetales diseñados (EPLM). Sin embargo, los materiales a base de células vegetales creados hasta la fecha han tenido estructuras bastante simples y una funcionalidad limitada.
Ziyi Yu, Zhengao Di y sus colegas querían cambiar eso creando EPLM de formas intrincadas que contengan células vegetales genéticamente modificadas con comportamientos y capacidades personalizables.
Los investigadores mezclaron células de plantas de tabaco con gelatina y micropartículas de hidrogel que contenían Agrobacterium tumefaciens, una bacteria comúnmente utilizada para transferir segmentos de ADN a genomas de plantas. Luego, esta mezcla de biotinta se imprimió en 3D en una placa plana o dentro de un recipiente lleno con otro gel para formar formas como rejillas, copos de nieve, hojas y espirales.
A continuación, el hidrogel de los materiales impresos se curó con luz azul, endureciendo las estructuras. Durante las 48 horas siguientes, las bacterias de los EPLM transfirieron ADN a las células de tabaco en crecimiento.
Luego, los materiales se lavaron con antibióticos para matar las bacterias. En las semanas siguientes, a medida que las células vegetales crecieron y se replicaron en los EPLM, comenzaron a producir proteínas dictadas por el ADN transferido.
En este estudio de prueba de concepto, el ADN transferido permitió a las células de la planta del tabaco producir proteínas fluorescentes verdes o betalaínas, pigmentos vegetales rojos o amarillos que se valoran como colorantes naturales y suplementos dietéticos.
Al imprimir un EPLM en forma de hoja con dos biotintas diferentes, una que creaba un pigmento rojo a lo largo de las venas y la otra un pigmento amarillo en el resto de la hoja, los investigadores demostraron que su técnica podía producir estructuras complejas, multifuncionales y espacialmente controladas. /P>
Estos EPLM, que combinan las características de los organismos vivos con la estabilidad y durabilidad de sustancias no vivas, podrían usarse como fábricas celulares para producir metabolitos vegetales o proteínas farmacéuticas, o incluso en aplicaciones de construcción sostenible, según los investigadores. P>
Más información: Avance de los materiales vivos vegetales diseñados a través del crecimiento y la transfección de células BY-2 del tabaco dentro de andamios de hidrogel granulares personalizados, ACS Central Science (2024). DOI:10.1021/acscentsci.4c00338 en pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscentsci.4c00338
Información de la revista: Ciencia central de ACS
Proporcionado por la Sociedad Química Estadounidense
