Investigadores de la Universidad Estatal de Carolina del Norte y la Universidad de Duke han desarrollado "parches" a nanoescala que se pueden utilizar para sensibilizar los receptores celulares específicos. haciéndolos más sensibles a las señales que controlan la actividad celular. El hallazgo es prometedor para promover la curación y facilitar la investigación de ingeniería de tejidos.
La investigación aprovecha el hecho de que las células de un organismo vivo pueden comunicarse a través del contacto físico. Específicamente, cuando se activan los receptores específicos en la superficie de una célula, la célula recibe instrucciones para alterar su comportamiento de alguna manera. Por ejemplo, las instrucciones pueden hacer que una célula madre se diferencie en una célula ósea o una célula cartilaginosa.
Estos receptores responden a ligandos específicos, o moléculas diana. Y esos ligandos deben estar presentes en ciertas concentraciones para activar los receptores. Si no hay suficientes ligandos objetivo, los receptores no responden.
Ahora los investigadores han desarrollado parches a nanoescala que están incrustados con pequeños fragmentos de proteínas llamados péptidos. Estos péptidos se unen a un receptor celular específico, haciéndolo más sensible a su ligando objetivo, lo que significa que se necesitan menos moléculas de ligando para activar el receptor y la modificación de su comportamiento resultante.
"Este estudio muestra que nuestro concepto puede funcionar, y hay una gran cantidad de aplicaciones potenciales, "dice el Dr. Thom LaBean, profesor asociado de ciencia de materiales en NC State y autor principal de un artículo que describe el trabajo. "Por ejemplo, si identificamos los péptidos relevantes, podríamos crear parches que sensibilizan las células para promover el crecimiento del cartílago en un lado del parche y el crecimiento óseo en el otro lado. Esto podría usarse para acelerar la curación o para permitir la ingeniería de tejidos de implantes biomédicos ".
"Lo importante de esto es que nos permite ser extremadamente precisos en el control del comportamiento celular y la expresión génica, "dice Ronnie Pedersen, un doctorado estudiante de la Universidad de Duke y autor principal del artículo. "Al controlar qué péptidos hay en el parche, podemos influir en la actividad de la célula. Y manipulando la ubicación del parche, podemos controlar dónde se lleva a cabo esa actividad ".
El parche en sí está hecho de ADN que los investigadores han programado para autoensamblar en forma flexible, hojas bidimensionales. Las propias láminas incorporan moléculas llamadas biotina y estreptavidina que sirven para retener y organizar los péptidos que se utilizan para sensibilizar los receptores celulares.
"Estos péptidos pueden unirse a los receptores celulares y sensibilizarlos, sin bloquear la interacción entre los receptores y sus ligandos objetivo, "Dice Pedersen." Eso es lo que hace que este enfoque funcione ".
