Los investigadores de la Universidad Estatal de Washington han demostrado por primera vez que pueden usar campos eléctricos para obtener información valiosa sobre los pequeños, vesículas flotantes que se mueven en animales y plantas y son de importancia crítica para muchas funciones biológicas.

La nueva técnica podría hacer que sea más fácil y menos costoso para los investigadores obtener información importante sobre muchos procesos biológicos, desde comprender la propagación de la infección en las personas hasta mejorar las técnicas de administración de fármacos. Dirigido por el estudiante de posgrado Adnan Morshed y Prashanta Dutta, profesor de la Facultad de Ingeniería Mecánica y de Materiales, el trabajo fue publicado en Fluidos de revisión física .

En la base de gran parte de la biología se encuentran las células y, a escalas aún más pequeñas, burbujas parecidas a células que flotan en el líquido haciendo trabajos de importancia crítica. Entonces, por ejemplo, Las neuronas se comunican en nuestro cerebro a través de vesículas que transportan información y sustancias químicas de una neurona a la siguiente. El virus del VIH es otra vesícula diminuta. Tiempo extraordinario, la vesícula que lleva el VIH cambia y se vuelve más rígida, lo que indica que el virus se está volviendo más infeccioso.

Pero estudiar las propiedades de estos pequeños y críticamente importantes sacos celulares que viajan a través de organismos en fluidos ha sido difícil, especialmente cuando los investigadores llegan a los flotadores más pequeños que tienen un tamaño de 40-100 nanómetros. Para estudiar procesos biológicos a escalas diminutas, los investigadores utilizan microscopios de fuerza atómica, que requieren retirar las vesículas de sus hogares flotantes naturales. El proceso es caro incómodo, y lento. Es más, sacándolos de su entorno natural, los materiales biológicos tampoco exhiben necesariamente su comportamiento natural, dijo Dutta.

El equipo de investigación de WSU ha desarrollado un sistema que utiliza un sistema basado en microfluidos y campos eléctricos para comprender mejor las vesículas. Similar a un verificador de una tienda de comestibles que identifica los productos cuando se pasan por un escáner, los investigadores aplican campos eléctricos en un líquido cuando la vesícula atraviesa un poro estrecho. Debido al campo eléctrico, la vesícula se mueve, deforma, o reacciona de manera diferente dependiendo de su composición química. En el caso de las vesículas del VIH, por ejemplo, los investigadores deberían poder ver que el campo eléctrico afecta a los más rígidos, vesícula más infecciosa de una manera diferente a una más flexible, vesícula menos infecciosa. Para la entrega de medicamentos, el sistema podría diferenciar una vesícula que contenga más o menos fármaco, incluso si las dos células parecen idénticas al microscopio.

"Nuestro sistema es de bajo costo y alto rendimiento, ", dijo Dutta." Realmente podemos escanear cientos de muestras a la vez ".

Añadió que pueden cambiar la velocidad del proceso para permitir a los investigadores observar con más atención los cambios de propiedad.

Los investigadores desarrollaron un modelo y lo probaron con liposomas sintéticos, sacos diminutos que se utilizan para la administración de fármacos dirigida. Esperan comenzar a probar el proceso pronto con materiales biológicos más realistas.