Las células sintéticas (producidas artificialmente) pueden imitar ciertas funciones de las células biológicas. Estas células sintéticas podrían abrir nuevas posibilidades médicas en el futuro. En los laboratorios, estas células ya pueden ayudar en procesos químicos a escala en miniatura como "minirreactores". Los científicos del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros han desarrollado ahora un método para controlar el curso de estos procesos químicos con la ayuda de la luz. Su trabajo se publica en Angewandte Chemie International Edition .

Los procesos que tienen lugar en las células biológicas son complejos:las reacciones químicas contribuyen, por ejemplo, a la producción de ciertas sustancias requeridas por el cuerpo, ya sea para suministrar energía o para defenderse de enfermedades. Para ello, las células biológicas regulan a través de su membrana celular qué sustancias son absorbidas por la célula y cuáles son excretadas de nuevo.

Células producidas artificialmente con un tamaño de aproximadamente 20-50 millonésimas de metro (20-50 µm) ya pueden reproducir tales funciones en el laboratorio. Un componente activo se empaqueta en una cubierta hecha de polímeros, el "compartimento", que permite una reacción enzimática, por ejemplo.

"Una célula biológica puede morir; con células artificiales podemos construir reactores en miniatura que se pueden usar durante un período de tiempo mucho más largo", explica Lucas Caire da Silva, quien investiga estas células en el departamento de Katharina Landfester. "Sin embargo, el problema con estos minirreactores hasta ahora ha sido cómo controlar el transporte de sustancias al interior de la célula. En general, las cubiertas de estas células artificiales son difíciles de penetrar".

El equipo de investigadores dirigido por da Silva y Landfester ahora ha cambiado este comportamiento:han diseñado moléculas especiales que responden a la luz, que pueden integrarse en las membranas de polímero para producir canales. Como resultado, la permeabilidad de la cubierta aumenta cuando se irradia con luz ultravioleta. Si el caparazón se vuelve a irradiar con luz visible, este proceso también se puede revertir.

"Podemos usar este enfoque para controlar con precisión cuándo una sustancia ingresa al compartimento, lo que nos permite iniciar una reacción química en un momento y lugar específicos", dice da Silva.

The scientists hope that in future they will be able to use their mini-reactors to control reactions that actually take place in biological cells on a microscale and see many applications for this technology, for example in medicine.