Un equipo de investigadores de la Facultad de Física de la Universidad de St Andrews ha desarrollado diminutos láseres que podrían revolucionar nuestra comprensión y tratamiento de muchas enfermedades. incluido el cáncer.

La investigación, publicado en Comunicaciones de la naturaleza , implicó el desarrollo de láseres minúsculos, con un diámetro de menos de una milésima de milímetro, e insertándolos en células vivas, p.ej. células inmunes o neuronas. Una vez dentro de la celda, los láseres funcionan como balizas y pueden informar sobre la ubicación de las células, o incluso enviar información sobre las condiciones locales dentro de una celda.

En la actualidad, Los biólogos suelen utilizar tintes fluorescentes o proteínas fluorescentes para rastrear la ubicación de las células. Reemplazarlos con láseres diminutos les da a los científicos la capacidad de seguir un número mucho mayor de células sin perder de vista cuál es cuál. Esto se debe a que la luz generada por cada láser contiene solo una longitud de onda. Por el contrario, Los tintes generan luz de múltiples longitudes de onda en paralelo, lo que significa que no se puede distinguir con precisión la luz de más de cuatro o cinco tintes diferentes; el color de los tintes simplemente se vuelve demasiado parecido. En lugar de, los investigadores han demostrado ahora que es posible producir miles de láseres, cada uno de los cuales genera luz de una longitud de onda ligeramente diferente y diferenciarlos con gran certeza.

Los nuevos láseres en forma de pequeños discos, son mucho más pequeños que el núcleo de la mayoría de las células. Están hechos de un material semiconductor de pozo cuántico para proporcionar la emisión de láser más brillante posible y garantizar que el color de la luz láser sea compatible con los requisitos de las células.

Si bien antes se han colocado láseres dentro de las células, demostraciones anteriores han ocupado un volumen mil veces mayor dentro de las células y han requerido más energía para funcionar, que ha limitado su aplicación, especialmente para tareas como seguir a las células inmunitarias en su camino hacia los lados locales de la inflamación o monitorear la propagación de las células cancerosas a través del tejido.

Profesor académico principal Malte Gather, de la Facultad de Física y Astronomía, dijo:"Si bien es emocionante pensar en las células inmunes de cyborg que luchan contra las bacterias con un 'cañón láser a bordo', el valor real de las últimas investigaciones es más probable que permita nuevas formas de observar las células y, por lo tanto, comprender mejor los mecanismos de la enfermedad ".

Dr. Andrea Di Falco, de la Facultad de Física y Astronomía, quién co-supervisó el proyecto, agregó:"Nuestro trabajo está habilitado por nanotecnología sofisticada. Una nueva instalación de nanofabricación aquí en St Andrews nos permite producir láseres que se encuentran entre los más pequeños conocidos hasta la fecha. Estos sensores internalizados, similar a los microchips RFID, Permitir seguir a las células mientras se alimentan, interactuar con sus vecinos y moverse a través de obstáculos estrechos, sin condicionar su comportamiento ".

El estudiante de doctorado Alasdair Fikouras y el Dr. Marcel Schubert, miembro de la Royal Society, quienes probaron conjuntamente los nuevos láseres están muy entusiasmados con las perspectivas de la nueva plataforma láser:"Los nuevos láseres pueden ayudarnos a estudiar tantas preguntas urgentes de formas completamente diferentes a las anteriores. Ahora podemos seguir las células cancerosas individuales para comprender cuándo y cómo volverse invasivo. Es la biología a nivel unicelular lo que la hace tan poderosa ".