Durante miles de millones de años, las bacterias se mueven usando cilios. Estos orgánulos propulsores son ubicuos e incluso se encuentran en casi cualquier célula humana. Siguiendo al modelo natural, los científicos de la Universidad de Kiel construyeron moléculas que imitan a estas diminutas, estructuras similares a pelos. Los orgánulos artificiales en movimiento autónomo y una producción más eficiente de compuestos químicos podrían estar ahora al alcance. Los investigadores publicaron recientemente sus resultados en la revista científica Revista europea de química orgánica .

Cilios, o epitelios ciliados, cubrir nuestro tracto respiratorio como un césped. En nuestra faringe y mucosa nasal son las encargadas de transportar continuamente la mucosidad y las partículas incrustadas en ella hacia nuestra garganta. (excepto para fumadores empedernidos, cuyos cilios fueron destruidos por la nicotina y el alquitrán). Tobias Tellkamp y el profesor Rainer Herges han dado un paso más hacia su objetivo de reproducir artificialmente este sistema de transporte biológico con moléculas intercambiables.

Las moléculas que se mueven cuando se exponen a la luz se conocen desde hace mucho tiempo. Pero el movimiento dirigido no había sido posible hasta ahora porque el movimiento de ida y vuelta se cancela entre sí. Para lograr un desplazamiento neto, los cilios deben batir solo hacia un lado. Aplicando un truco dentro de la construcción molecular, los químicos del Centro de Investigación Colaborativa 677 de la Universidad de Kiel "Función por conmutación" resolvieron este problema:Además, para poner esos cilios moleculares en funcionamiento, los científicos los fijaron en una superficie. "Colocamos una especie de ventosa molecular en los interruptores", el líder del proyecto, Herges, explica.

Los estudios han demostrado que esta ventosa se adhiere muy bien a las superficies doradas. El equipo de científicos observó que las moléculas se autoensamblan de forma autónoma en la superficie, densamente compactada, una al lado de la otra como naranjas en un estante. "Las ventosas se adhieren a la superficie pero siguen siendo móviles y se atraen entre sí, "explica el candidato a doctorado Tellkamp. De esta manera, se forma un epitelio artificial.

El siguiente paso lógico es averiguar si el epitelio artificial funciona de la misma forma que nuestra mucosa nasal. En colaboración con el profesor Olaf Magnussen del Departamento de Física de la Universidad de Kiel, se utilizará microscopía de fuerza atómica (AFM) para visualizar la luz impulsada por la luz. transporte dirigido de partículas nanoscópicas.

Los hallazgos recientes son particularmente interesantes, no solo con respecto a la investigación fundamental. Con epitelios artificialmente ciliados, parece posible una nanofabricación molecular:máquinas de tamaño molecular construirían otras máquinas colocando productos químicos de manera específica y precisa. Así, plantas de producción enteras podrían caber en un pequeño chip. Otros campos de aplicación concebibles incluyen orgánulos artificiales equipados con cilios moleculares controlados por un estímulo externo; o en un futuro más lejano, podrían operar de forma autónoma dentro del torrente sanguíneo y transportar medicamentos al sitio de una enfermedad.