Los liposomas son pequeñas vesículas esféricas con paredes que comprenden dos capas de lípidos y contienen un núcleo acuoso. Estas estructuras artificiales se han desarrollado para la administración de fármacos o como portadores de sustancias activas en productos cosméticos. Otra posible aplicación implica la encapsulación de nanopartículas magnéticas en liposomas para utilizarlas en la transmisión de señales.

Esta posibilidad es discutida en un artículo publicado por un grupo de investigadores brasileños apoyados por la Fundación de Investigación de São Paulo — FAPESP en Ciencia Abierta de la Royal Society .

"Nuestra investigación pertenece al ámbito de la ciencia básica, pero tiene aplicaciones potenciales en campos como la transmisión de señales computacionales, por ejemplo. Construimos un modelo con dos juegos de liposomas. Un tipo era nanométrico, con un tamaño de unos 100 nanómetros, y el otro era un grupo de 'gigantes' que medían de 10 a 20 micrómetros, ", dijo Iseli Lourenço Nantes Cardoso.

Cardoso es Catedrático de la Universidad Federal de la ABC (UFABC) en Santo André, Brasil y fue co-investigador principal del estudio. El otro investigador principal fue Frank Nelson Crespilho, profesor del Instituto de Química São Carlos de la Universidad de São Paulo (IQSC-USP).

Los liposomas nanométricos y gigantes utilizados en el modelo se diseñaron para imitar las células y los portadores de fármacos, respectivamente, y fusionarse entre sí. En lugar de entregar drogas, sin embargo, los liposomas nanométricos transportaban nanopartículas de magnetita con fluoróforos (moléculas fluorescentes) o lípidos cargados eléctricamente. Los fluoróforos y los lípidos cargados se utilizaron para transmitir señales, mientras que las partículas magnéticas se utilizaron para controlar la transmisión mediante imanes.

"En la situación inicial, las vesículas gigantes no tenían fluoróforos, cargas o nanopartículas de magnetita. Al fusionarse con los liposomas nanométricos, que contenía información luminosa o eléctrica, las vesículas gigantes incorporaron esta información. También incorporaron las partículas magnéticas y, por lo tanto, podrían ser atraídas por un imán a la estación de recepción de señales. Esto creó la posibilidad de un mecanismo de encendido / apagado. Cuando el imán mueve la vesícula hacia la estación receptora, tenemos el estado "encendido". Cuando es en la dirección opuesta, tenemos el modo 'apagado', y la señal está bloqueada, "Explicó Cardoso.

"En el caso de la señal luminosa, las vesículas gigantes fueron conducidas por un tubo capilar a una conexión de fibra óptica y de allí a un espectrofluorímetro, que registró el espectro de fluorescencia. Para la señal eléctrica, utilizamos un sistema de transmisión de señales magneto-electroquímicas. Cuando las moléculas cargadas eléctricamente son conducidas a un electrodo por un imán, se produce una señal alta. Si se quita el imán, la señal es muy baja, " él dijo.

Según los investigadores, estos dispositivos se pueden usar para realizar operaciones lógicas booleanas en las que las variables y funciones tienen valores solo de 0 y 1. Estos se combinarían en pares para crear cuatro díadas:0-0, 0-1, 1-0 y 1-1. La primera díada (0-0) sería la vesícula gigante sin fluoróforos, cargas o partículas de magnetita. Con fluoróforos pero sin magnetita, el dispositivo produce pero no transmite una señal luminosa (0-1). Con magnetita pero sin fluoróforos, la vesícula gigante puede transportarse pero no transmite una señal luminosa (1-0). Con fluoróforos y magnetita, transmite una señal luminosa (1-1).

El estudio se realizó como parte del Proyecto Temático "Interfaces en materiales:electrónicos, magnético, propiedades estructurales y de transporte ", del cual el profesor Adalberto Fazzio es el investigador principal, y demostró por primera vez que las nanopartículas magnéticas se pueden utilizar en la interfaz de los liposomas para transmitir señales luminosas o eléctricas.