Los investigadores japoneses han desarrollado un nuevo método dirigido para perforar membranas celulares con el fin de administrar medicamentos a, o manipular los genes de, células individuales. El artículo se publica en la revista Ciencia y tecnología de materiales avanzados .

El método implica la irradiación con láser de infrarrojo cercano (NIR) de una película delgada de nanotubos de carbono, que actúan como un eficaz absorbente de fotones y como generador de estímulos.

En la investigación de ingeniería celular y biología de tejidos, el uso de láseres pulsados ​​para estimular las células se ha convertido en una técnica poderosa para permitir la transfección selectiva de genes, inyección de drogas o la regulación de la expresión génica. La irradiación de células biológicas mediante láseres pulsados ​​provoca la perforación de sus membranas, que acelera significativamente la transfección de genes o la administración dirigida de fármacos.

Entre la amplia gama de energías fotónicas, la región del infrarrojo cercano es menos dañina para las células biológicas, que absorben muy poca energía en estas longitudes de onda. Los láseres NIR de mayor éxito son los láseres de femtosegundos debido a su fina resolución espacial sin daños térmicos o mecánicos a los materiales circundantes. Pero los instrumentos láser de femtosegundos son costosos y requieren una disposición óptica altamente sofisticada y mucho espacio. por lo que el equipo de investigación optó por un láser de nanosegundos más económico.

En el estudio, Naotoshi Nakashima y sus colegas de la Universidad de Kyushu utilizaron un plato recubierto con nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT), que absorben fuertemente la radiación en la región NIR, como antena para un láser de pulso de nanosegundos. El equipo descubrió que las membranas celulares se alteraban de manera reversible o irreversible después de un pulso NIR, dependiendo de la energía del láser. Cuando un pulso excedió los 17,5 microJoules, la membrana se rompió irreversiblemente y la célula murió. Por el contrario, a unos 15 microjulios por pulso, la membrana se abrió y la célula permaneció viva.

Esto sugiere que se podría usar una fuente de láser económica para preparar una única diana celular para la transfección selectiva de genes. inyección de drogas o regulación de la expresión génica, concluyen los autores.