Imagen SEM de la FND utilizada en este estudio. Crédito: Pequeña (2021). DOI:10.1002 / smll.202006421
Tan extraño como suena muchos científicos han intentado colocar diamantes extremadamente pequeños dentro de células vivas. ¿Por qué? Porque los nanodiamantes son constantemente brillantes y pueden brindarnos un conocimiento único sobre la vida interna de las células durante mucho tiempo. Ahora, los investigadores de física de la Universidad de Lund en Suecia han logrado inyectar una gran cantidad de nanodiamantes directamente en el interior de la célula.
Los diamantes no solo se buscan por su belleza, sino también por sus propiedades luminiscentes únicas, al menos entre los científicos. A diferencia de otros materiales fluorescentes, no blanquean.
"De hecho, pensamos en ellos como un tinte. Además, son biocompatibles, "dice Elke Hebisch, investigador en física del estado sólido en la Universidad de Lund.
Junto con la profesora Christelle Prinz, ella ha "inyectado" diamantes fluorescentes de tamaño nanométrico en células vivas.
Como investigador, tener un informador de este tipo desde el interior de una célula tiene muchas ventajas:obtener nuevos conocimientos sobre la célula, así como monitorear lo que sucede dentro de la celda a lo largo del tiempo.
"Especialmente este último sería un gran paso adelante, ya que actualmente es posible tomar instantáneas de, por ejemplo, proteínas en una célula, pero es difícil seguir los cambios a lo largo del tiempo, "explica Elke Hebisch.
¿Qué querrían saber los investigadores? Podría tratarse de separar las células sanas de las enfermas, dirigirse a proteínas que causan enfermedades y otras proteínas dentro de una célula específica, o monitorear las variaciones en la temperatura y los niveles de pH. El conocimiento adquirido podría ser pura investigación básica, pero también se puede utilizar para comprender enfermedades y desarrollar medicamentos.
Entrega intracelular rápida y de alta eficiencia de FND a través de una inyección asistida por nanobarras, en comparación con la entrega de FND de bajo rendimiento por incubación. a) Panel superior:esquemas del suministro intracelular de FND mediante incubación. Panel medio e inferior:imágenes de microscopía de fluorescencia confocal (xy, xz, y escaneos yz) de células A549 vivas después de 1 y 24 h de incubación en medio que contiene FND. b) Panel superior:esquemas de inyecciones de FND asistidas por nanobarras. Panel inferior:imagen de microscopía de fluorescencia confocal de células vivas en nanocartas obtenidas 5 minutos después de la entrega de FND. En todas las imágenes, la señal FND se muestra en verde-amarillo-rojo, dependiendo de la intensidad de los píxeles, y la señal del núcleo celular se muestra en azul. Todas las imágenes son proyecciones 2D de la máxima intensidad de píxeles obtenida de escaneos de muestra 3D (XYZ). Para todas las imágenes, el ruido de fondo corresponde a tres recuentos. c) Cuantificación de la señal de FND internalizada:Intensidad de píxel de FND integrada normalizada al área de la celda (± S.E.M.) evaluada para los dos métodos de entrega de FND presentados en (a) y (b). n.s .:p> 0,05; ****:p ≤ 0,0001, Prueba U de Mann-Whitney-Wilcoxon de dos caras. Crédito: Pequeña (2021). DOI:10.1002 / smll.202006421
Otros investigadores han intentado anteriormente hacer lo mismo, pero los diamantes fueron luego atendidos por los "limpiadores de la celda, "los llamados lisosomas, que rápidamente encapsuló la sustancia extraña.
"En ese escenario, no son útiles porque están atrapados en lisosomas y no pueden interactuar con los componentes celulares. Otros han logrado introducir los diamantes en la celda una celda a la vez, pero eso requiere demasiado tiempo para convertirse en una alternativa realista, "dice Christelle Prinz.
Recuperación de membranas celulares en nanobarras tras la aplicación de pulsos de electroporación. Micrografías STED de la membrana de células A549 vivas en la parte superior de nanorrejas antes, durante, 5, 30, y 60 min después de la aplicación de EP de bajo voltaje a través de los nanobarros. Los poros de la membrana comienzan a cerrarse después de 30 minutos y se cierran completamente 60 minutos después de apagar el EP. Crédito:
La misma técnica podría eventualmente usarse para transportar otras moléculas con el fin de alterar las células o curar las células enfermas.
En una nota final:¿Es caro usar nanodiamantes? No, Elke Hebisch explica:las cantidades necesarias son extremadamente pequeñas. Se compran en una botella donde se suspenden en agua, y cuestan lo mismo que los anticuerpos normales.
