Una célula viva se construye con barreras para mantener las cosas fuera, y los investigadores están constantemente tratando de encontrar formas de contrabandear moléculas. El profesor Giovanni Maglia (Bioquímica, Biología Molecular y Estructural, KU Leuven) y su equipo han diseñado un nanoporo biológico que actúa como una puerta giratoria selectiva a través de la membrana lipídica de una célula. El nanoporo podría potencialmente usarse en terapia génica y administración de fármacos dirigida.

Todas las células vivas están rodeadas por una membrana lipídica que separa el interior de la célula del entorno exterior. La afluencia de moléculas a través de la membrana celular está estrechamente regulada por proteínas de membrana que actúan como puertas específicas para el tráfico de iones y nutrientes. Las células también pueden utilizar proteínas de membrana como armas. Estas proteínas atacan una célula haciendo agujeros (nanoporos) en las membranas celulares "enemigas". Iones y moléculas se escapan de los agujeros, eventualmente causando la muerte celular.

Los investigadores ahora están tratando de usar nanoporos para pasar de contrabando ADN o proteínas a través de las membranas. Una vez dentro de una celda, la molécula de ADN podría reprogramar la célula para una acción particular. El profesor Maglia explica:"Ahora podemos diseñar nanoporos biológicos, pero la parte difícil es controlar con precisión el paso de moléculas a través de las puertas de los nanoporos. No queremos que el nanoporo deje entrar todo. Más bien, queremos limitar la entrada a información genética específica en células específicas ".

puerta giratoria

El profesor Maglia y su equipo lograron diseñar un nanoporo que funciona como una puerta giratoria para las moléculas de ADN. "Hemos introducido una puerta giratoria de ADN selectiva encima del nanoporo. Las claves de ADN específicas en solución se hibridan con la puerta de ADN y se transportan a través del nanoporo. Una segunda clave de ADN en el otro lado del nanoporo libera la información genética deseada. El nuevo ciclo puede comenzar con otro fragmento de ADN, siempre que tenga la clave correcta. De esta manera, el nanoporo actúa simultáneamente como un filtro y una cinta transportadora ".

"En otras palabras, Hemos diseñado un sistema de transporte selectivo que se puede utilizar en el futuro para administrar medicamentos a la célula. Esto podría ser de especial utilidad en la terapia génica, que implica la introducción de material genético en células degeneradas con el fin de desactivarlas o reprogramarlas. También podría usarse en la administración de medicamentos dirigida, que implica la administración de medicamentos directamente en la célula. Las posibilidades son prometedoras ".

Los hallazgos de los investigadores se publicaron en una edición reciente de Comunicaciones de la naturaleza .