Una tinta 3D hecha de células vivas para crear estructuras vivas

Fig. 1:Esquemas de la estrategia de diseño, producción y aplicaciones funcionales de la tinta microbiana. a E. coli se modificó genéticamente para producir tinta microbiana mediante la fusión de los dominios proteicos α (perilla) y γ (agujero), derivados de la fibrina con el principal componente estructural de las nanofibras curli, CsgA. Tras la secreción, los monómeros CsgA-α y CsgA-γ se autoensamblan en nanofibras entrecruzadas por la interacción de unión del orificio de la perilla. b Los dominios de botón y agujero se derivan de la fibrina, donde juegan un papel clave en la polimerización supramolecular durante la formación de coágulos sanguíneos. c El protocolo para producir tinta microbiana a partir de las nanofibras de proteínas diseñadas implica un cultivo bacteriano estándar, pasos de procesamiento limitados y ninguna adición de polímeros exógenos. La tinta microbiana se imprimió en 3D para obtener materiales vivos funcionales. Crédito:DOI:10.1038/s41467-021-26791-x

Un equipo de investigadores de la Universidad de Harvard y el Hospital Brigham and Women's de la Facultad de Medicina de Harvard ha desarrollado un tipo de tinta viva que se puede utilizar para imprimir materiales vivos. En su artículo publicado en la revista Nature Communications , el grupo describe cómo hicieron su tinta y sus posibles usos.

Durante varios años, los ingenieros microbianos han estado trabajando para desarrollar un medio para crear materiales vivos para su uso en una amplia variedad de aplicaciones, como dispositivos médicos. Pero lograr que dichos materiales se ajusten a las estructuras 3D deseadas ha resultado ser una tarea abrumadora. En este nuevo esfuerzo, los investigadores han adoptado un nuevo enfoque para abordar el problema:diseñar Escherichia coli para producir un producto que pueda usarse como base para una tinta para usar en una impresora 3D.

El trabajo comenzó con la bioingeniería de la bacteria para producir nanofibras vivas. Luego, los investigadores juntaron las fibras y agregaron otros ingredientes para producir un tipo de tinta viva que podría usarse en una impresora 3D convencional. Una vez que encontraron viable el concepto, el equipo diseñó bioingeniería con otros microbios para producir otros tipos de fibras o materiales vivos y los agregó a la tinta. Luego usaron la tinta para imprimir objetos 3D que tenían componentes vivos. Uno era un material que secretaba azurina, un fármaco contra el cáncer, cuando se estimulaba con ciertas sustancias químicas. Otro fue un material que secuestró bisfenol A (una toxina que ha llegado al medio ambiente) sin la ayuda de otros productos químicos o dispositivos.

Los investigadores creen que su concepto sugiere que producir tales tintas podría ser una propuesta de creación propia. Se podría agregar ingeniería a los microbios para empujarlos a producir copias al carbón de sí mismos; la tinta podría crecer literalmente en un frasco. También afirman que parece posible que la técnica pueda usarse para imprimir materiales de construcción renovables que no solo crezcan sino que también puedan curarse a sí mismos, un posible enfoque para construir casas autosuficientes aquí en la Tierra, en la Luna o en Marte. + Explora más