Investigadores japoneses han desarrollado un método dirigido para abrir las membranas celulares con el fin de administrar medicamentos a, o manipular los genes de, células individuales.

El método, como se informa en la revista Ciencia y tecnología de materiales avanzados , Implica irradiar una fina película de nanotubos de carbono utilizando un láser de infrarrojo cercano (NIR). Los nanotubos actúan como un eficaz absorbente de fotones y como generador de estímulos para las células adyacentes.

En la investigación de ingeniería celular y biología de tejidos, Los científicos a menudo usan láseres pulsados ​​para estimular las células y permitir la transfección de genes (la introducción de material genético). regulación genética o inyección de drogas. La irradiación de células biológicas mediante láseres pulsados ​​hace que sus membranas se pinchen, 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 más exitosos son los láseres de femtosegundos debido a su fina resolución espacial sin daños térmicos o mecánicos a los materiales circundantes. Sin embargo, los instrumentos láser de femtosegundos son caros, voluminosos y requieren una disposición óptica muy sofisticada, 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 prepararon un plato recubierto con nanotubos de carbono de pared simple, que absorben fuertemente la radiación en la región NIR, como antena para un láser de pulso de nanosegundos. El plato también se sembró con células vivas.

Dependiendo de la energía del láser, los investigadores encontraron que las membranas celulares estaban alteradas de forma reversible o irreversible. Cuando un pulso láser excedió los 17,5 microJoules (uJ), las membranas fueron destruidas y las células murieron. Sin embargo, a energías más bajas de aproximadamente 15 uJ por pulso, las membranas se abrieron y las células permanecieron vivas. Esto sugiere que se podría utilizar una fuente láser económica para preparar una diana de una sola célula para la transfección selectiva de genes, inyección de drogas o regulación de la expresión génica, concluyen los autores.