Células humanas (verde) en las nanoagujas (naranja), que tiene ADN inyectado en los núcleos de las células (azul). La imagen fue tomada por los investigadores mediante microscopía óptica. Crédito:Imperial College London
Los científicos han desarrollado diminutas 'nanoagujas' que han impulsado con éxito partes del cuerpo a generar nuevos vasos sanguíneos. en un ensayo en ratones.
Los investigadores, del Imperial College London y el Houston Methodist Research Institute en los EE. UU., Espero que su técnica de nanoagujas pueda finalmente ayudar a los órganos y nervios dañados a repararse y ayudar a que los órganos trasplantados prosperen.
Las nanoagujas funcionan mediante la entrega de ácidos nucleicos a un área específica. Los ácidos nucleicos son los componentes básicos de todos los organismos vivos y codifican, transmitir y expresar información genética. Actualmente, los científicos están investigando formas de utilizar ácidos nucleicos para reprogramar células para que lleven a cabo diferentes funciones.
Las nanoagujas son estructuras porosas diminutas que actúan como una esponja para cargar significativamente más ácidos nucleicos que estructuras sólidas. Esto los hace más efectivos a la hora de entregar su carga útil. Pueden penetrar la celda, pasando por alto su membrana exterior, para entregar ácidos nucleicos sin dañar o matar la célula. Las nanoagujas están hechas de silicio biodegradable, lo que significa que se pueden dejar en el cuerpo sin dejar un residuo tóxico. El silicio se degrada en unos dos días, dejando solo una cantidad insignificante de una sustancia inofensiva llamada ácido ortosilícico.
En un ensayo descrito en Materiales de la naturaleza , el equipo demostró que podían administrar el ADN de los ácidos nucleicos y el ARNip en células humanas en el laboratorio, usando las nanoagujas. También demostraron que podían administrar ácidos nucleicos a los músculos de la espalda en ratones. Después de siete días hubo un aumento de seis veces en la formación de nuevos vasos sanguíneos en los músculos de la espalda del ratón, y los vasos sanguíneos continuaron formándose durante un período de 14 días. La técnica no provocó inflamación ni otros efectos secundarios dañinos.
Célula humana única (marrón) sobre un lecho de nanoagujas (azul). Esta imagen fue tomada por los investigadores mediante microscopía electrónica. Crédito:Imperial College London
La esperanza es que algún día los científicos puedan ayudar a promover la generación de nuevos vasos sanguíneos en las personas, usando nanoagujas, para proporcionar órganos trasplantados o futuros implantes de órganos artificiales con las conexiones necesarias con el resto del cuerpo, para que puedan funcionar correctamente con una mínima posibilidad de ser rechazados.
"Este es un salto cuántico en comparación con las tecnologías existentes para la entrega de material genético a células y tejidos, "dijo Ennio Tasciotti, Copresidente, Departamento de Nanomedicina del Instituto de Investigación Metodista de Houston y coautor correspondiente del artículo. "Al obtener acceso directo al citoplasma de la célula, hemos logrado una reprogramación genética con una eficiencia increíblemente alta. Esto nos permitirá personalizar los tratamientos para cada paciente, dándonos infinitas posibilidades en la detección, diagnóstico y terapia. Y todo esto gracias a estructuras diminutas de hasta 1, 000 veces más pequeño que un cabello humano ".
Profesora Molly Stevens, coautor correspondiente de los Departamentos de Materiales y de Bioingeniería del Imperial College de Londres, dijo:"Todavía es muy temprano en nuestra investigación, pero nos complace que las nanoagujas hayan tenido éxito en este ensayo en ratones. Hay una serie de obstáculos que superar y aún no hemos probado las nanoagujas en humanos. pero creemos que tienen un enorme potencial para ayudar al cuerpo a repararse a sí mismo ".
Los investigadores ahora tienen como objetivo desarrollar un material como un vendaje flexible que pueda incorporar las nanoagujas. La idea es que esto se aplicaría a diferentes partes del cuerpo, interna o externamente, para entregar los ácidos nucleicos necesarios para reparar y restablecer la programación celular.
Dr. Ciro Chiappini, primer autor del estudio del Departamento de Materiales, agregó:"Si podemos aprovechar el poder de los ácidos nucleicos y motivarlos a realizar tareas específicas, nos dará una forma de regenerar la función perdida. Quizás en el futuro sea posible que los médicos apliquen vendajes flexibles a la piel gravemente quemada para reprogramar las células para curar esa lesión con tejido funcional en lugar de formar una cicatriz. Alternativamente, Es posible que veamos a los cirujanos aplicando primero los vendajes de nanoagujas dentro de la región afectada para promover la integración saludable de estos nuevos órganos e implantes en el cuerpo. Estamos muy lejos pero nuestras pruebas iniciales parecen muy prometedoras ".
