Un estudio publicado en Nature Chemistry revela un salto notable en la síntesis de células artificiales utilizando materiales sintéticos, que fue logrado por un equipo internacional dirigido por el Dr. Andrea Belluati, el Prof. Nico Bruns (ambos TU Darmstadt) y el Dr. Sètuhn Jimaja (Universidad de Friburgo).
Estas células, elaboradas mediante un proceso llamado autoensamblaje inducido por polimerización biocatalítica (bioPISA), representan un avance significativo en el campo de la biología sintética.
Las células artificiales son estructuras microscópicas que emulan las propiedades de las células vivas. Representan microrreactores importantes para mejorar reacciones químicas y para la ingeniería de sistemas moleculares, actúan como anfitriones de vías de biología sintética y son herramientas importantes para estudiar el origen de la vida.
El equipo desarrolló una síntesis enzimática de microcápsulas poliméricas y las utilizó para encapsular el contenido soluble (es decir, el citosol) de células bacterianas, creando así células artificiales con la capacidad de producir una variedad de proteínas en su interior, incluida una proteína fluorescente, la la proteína estructural actina para crear una estructura similar a un citoesqueleto y la enzima fosfatasa alcalina para imitar el proceso de biomineralización que se encuentra en los huesos humanos.
La expresión de proteínas no sólo imita una de las propiedades fundamentales de las células vivas, sino que también muestra el potencial de estas células artificiales en diversas aplicaciones, desde la administración de fármacos hasta la ingeniería de tejidos.
"Nuestro estudio cierra una brecha crucial en la biología sintética, fusionando el mundo de los materiales sintéticos con procesos enzimáticos para crear células artificiales complejas, como las células reales", dice Belluati. "Esto abre nuevos horizontes en la creación de células imitadoras que no sólo sean estructuralmente similares a las células biológicas, sino que también sean funcionalmente competentes".
Bruns añade:"Las polimerizaciones radicales enzimáticas son la clave para crear estas células artificiales. Las enzimas sintetizan polímeros que se autoensamblan durante la polimerización en cápsulas de polímeros de tamaño nano y micro. Esta es una forma muy simple pero eficiente de preparar las células artificiales. En trabajos futuros, nuestro objetivo es utilizar proteínas expresadas en células artificiales para catalizar polimerizaciones adicionales, imitando así el crecimiento y la replicación de las células naturales".
Más información: Andrea Belluati et al, Síntesis de células artificiales mediante autoensamblaje inducido por polimerización biocatalítica, Nature Chemistry (2023). DOI:10.1038/s41557-023-01391-y
Información de la revista: Química de la naturaleza
Proporcionado por Technische Universitat Darmstadt
