Los científicos tienen grandes sueños para las células artificiales. Estas réplicas de células biológicas en el laboratorio podrían ayudar a comprender cómo funcionan los organismos vivos. Si bien se ha avanzado mucho en cómo construir células artificiales, los fenómenos detrás de su comunicación y su comportamiento permanecen en gran parte inexplorados. Investigadores de TU / e y Radboud University han desarrollado comunidades de células artificiales que se comunican entre sí con un poder sin precedentes. Sus estudios avanzan en el desarrollo de células artificiales que, al estar 'interconectado', podrían usarse, por nombrar algunos, para administrar medicamentos con mayor precisión a sus objetivos, derrotar a las células cancerosas, o incluso mejorar la precisión de las pruebas de diagnóstico. Los resultados se publican hoy en Comunicaciones de la naturaleza .

Las células biológicas utilizan una variedad de procesos de señalización para intercambiar información entre sí y para "sentir" su entorno. Para comprender cómo las células coordinan sus comportamientos a través de la comunicación entre sí, Los investigadores de todo el mundo han logrado grandes avances en las células de "ingeniería" y en la recreación de sus redes de comunicación en el laboratorio. Hasta hace muy poco, sin embargo, la atención se ha centrado en el diseño de células artificiales que funcionan de forma aislada.

Comunidades

"Los sistemas vivos generalmente no operan de forma aislada. Más bien, a menudo están íntimamente conectados como cooperadores o competidores ", explica Jan Van Hest, profesor de los departamentos de Ingeniería Biomédica e Ingeniería Química y Química, y director del Instituto de Sistemas Moleculares Complejos de TU / e. Por esta razón, él, junto con el dr. Bastiaan Buddingh, comunidades desarrolladas de células artificiales en lugar de individuales. Para construir esos, utilizaron vesículas gigantes compuestas de fosfolípidos, los constituyentes principales de la capa más externa de células animales.

Remitente y receptor

Para estudiar la comunicación intercelular, los investigadores desarrollaron dos comunidades:una que produce una señal química ('emisores') y otra programada para percibir la señal química ('receptores'). Específicamente, los emisores responden a un disparador externo y lo procesan en una molécula de señalización que se libera. Esta molécula de señalización se difunde a través del entorno extracelular hasta que llega a un receptor, que reconoce la señal química y se activa en respuesta a la información transmitida por el remitente.

Amplificación de señal

"Dependiendo de la distancia entre remitentes y receptores, la concentración de moléculas de señalización puede ser extremadamente baja al llegar a un receptor ", ellos explican. "Por lo tanto, la amplificación de la señal es importante para la activación de los receptores. Cargamos los receptores con una enzima específica que puede procesar concentraciones bajas de moléculas de señalización, resultando así en una amplificación de la señal en el receptor. Esto también facilita la propagación de señales a largas distancias. Un día podemos crear redes donde varios tipos de células artificiales con función especializada cooperen en comunidades, tal como sucede en los tejidos biológicos ".

Este estudio fue publicado el 3 de abril en Comunicaciones de la naturaleza bajo el título "Comunicación intercelular entre células artificiales por amplificación alostérica de una señal molecular".