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  • Una nueva arruga para el cultivo celular

    Investigadores de la Universidad de Brown han desarrollado nuevas superficies de grafeno, diseñado con pequeñas arrugas, como entornos para el cultivo celular. Las superficies podrían proporcionar una forma de cultivar células en el laboratorio que se aproxime mejor a los entornos complejos en los que las células crecen en el cuerpo. Crédito:Laboratorio Hurt / Universidad Brown

    Usando una técnica que introduce pequeñas arrugas en láminas de grafeno, Investigadores de la Universidad de Brown han desarrollado nuevas superficies texturizadas para cultivar células en el laboratorio que imitan mejor el entorno complejo en el que las células crecen en el cuerpo.

    "Sabemos que las células son moldeadas por su entorno, "dijo Ian Y. Wong, profesor asistente de ingeniería y uno de los autores del estudio. "Hemos demostrado que se pueden crear entornos texturizados para el cultivo celular con bastante facilidad utilizando grafeno".

    Tradicionalmente, El cultivo celular en el laboratorio se ha realizado en placas de Petri y en otras superficies planas. Pero en el cuerpo las células crecen en entornos considerablemente más complejos. La investigación ha demostrado que el entorno físico de una célula puede influir en su forma, fisiología, e incluso la expresión de sus genes. Eso ha llevado a los científicos en la última década a buscar formas de cultivar células en entornos de laboratorio que sean un poco más complejas.

    Hacer superficies con texturas lo suficientemente pequeñas como para ser relevantes a escala celular no es fácil, sin embargo. Así que el equipo de Brown recurrió a un niño mimado del mundo de la nanotecnología:el grafeno, el nanomaterial de carbono.

    Para hacer sus superficies texturizadas, Los investigadores utilizaron óxido de grafeno disperso en una solución y lo aplicaron sobre un sustrato hecho de un material de silicona gomosa. Antes de aplicar el grafeno, Se aplica tensión al sustrato para estirarlo como una banda de goma. Cuando el grafeno se seque, la tensión se libera y el sustrato vuelve a su tamaño normal. Cuando eso pasa, En la capa de grafeno encima del sustrato se forman pequeñas arrugas (crestas de unas pocas micras de alto y separadas por unas pocas micras).

    El tamaño de las arrugas se puede controlar mediante la concentración de la solución de grafeno y el grado de estiramiento del sustrato. Una solución más concentrada aumenta el espacio entre las arrugas. Más estiramiento aumenta la altura de las arrugas.

    Investigadores de la Universidad de Brown han desarrollado nuevas superficies de grafeno, diseñado con pequeñas arrugas, como entornos para el cultivo celular. Un estudio muestra que las células cultivadas en las superficies arrugadas crecieron de manera diferente en comparación con las de las superficies planas. Crédito:Wong Lab / Brown University

    Parte de la belleza de estas superficies es la facilidad con la que se pueden hacer, dice Mehrdad Kiani, estudiante universitario de Brown y miembro del equipo de investigación.

    "Otros métodos son mucho más laboriosos, "Dijo Kiani." Con este método, puede tomar un trozo largo de sustrato de goma, estíralo, y coloque muchas gotas a la vez ". La cinta larga se puede cortar en pequeños rectángulos, que se pueden colocar en placas de pocillos múltiples para experimentos de laboratorio.

    Una vez que tuvieron sus superficies arrugadas, El siguiente paso de los investigadores fue ver si esas arrugas influían en el crecimiento de las células cultivadas en las superficies. En un estudio publicado recientemente en la revista Carbón , el equipo cultivó células de fibroblastos humanos y de ratón (células involucradas en la cicatrización de heridas) en láminas de grafeno planas y arrugadas. El estudio reveló grandes diferencias en cómo crecían las células en cada una de las superficies.

    "En el grafeno plano, las celdas estaban desorganizadas, multipolar y no alineado, "dijo Evelyn Kendall Williams, otro miembro de pregrado del equipo de investigación. "Pero en la superficie arrugada, las células estaban alargadas y muy alineadas a lo largo de las arrugas. Estas características morfológicas son más indicativas de un fenotipo biológicamente relevante ".

    En el cuerpo, los fibroblastos crecen en los rincones y grietas del tejido conectivo. Tienden a tener una larga aspecto delgado similar al aspecto de las células que crecieron en las arrugas de grafeno.

    Habiendo demostrado que su superficie arrugada puede influir en la forma de las células, los investigadores continuarán haciendo experimentos con arrugas de diferentes formas y tamaños. Estas superficies lo hacen posible porque las arrugas en sí mismas se pueden ajustar fácilmente. "Creemos que esta es una forma nueva y fantástica de comprender cómo el entorno físico influye en el crecimiento de las células, "Dijo Wong.

    Las superficies también podrían usarse para probar medicamentos en el laboratorio, Wong dice, o quizás como superficies biomiméticas para andamios de tejido implantables o implantes neurales.

    El trabajo fue el resultado de la colaboración entre el laboratorio de ingeniería biomédica de Wong y el laboratorio de Robert Hurt, profesor de ingeniería en Brown, que se centra en los nanomateriales de carbono.

    "Esta es una nueva aplicación para el grafeno, ", Dijo Hurt." Apenas estamos comenzando a darnos cuenta de todas las formas innovadoras en que se puede usar este bloque de construcción flexible y delgado atómicamente para fabricar nuevos materiales y dispositivos ".


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