Los nanocontenedores introducidos en el núcleo de las células vivas
Un equipo interdisciplinario de la Universidad de Basilea ha logrado crear un camino directo para que los nanocontenedores artificiales entren en el núcleo de las células vivas. Para ello, produjeron vesículas de polímero biocompatible que pueden pasar a través de los poros que decoran la membrana del núcleo de la célula. De esta manera, podría ser posible transportar las drogas directamente al centro de control de la célula.
Para entrar en el núcleo de la célula (gris), los polímeros (rojo) deben translocarse selectivamente a través de la membrana nuclear (azul oscuro) por los complejos de los poros nucleares (huecos en la membrana).
Christina Zelmer, University of Basel, and Evi Bieler, Swiss Nanoscience Institute
Con el fin de combatir las enfermedades, las diferentes terapias se esfuerzan por intervenir en los procesos patológicos que ocurren en el núcleo de la célula. Las quimioterapias, por ejemplo, tienen como objetivo las reacciones bioquímicas que participan en la proliferación de células cancerosas, mientras que el objetivo de las terapias génicas es insertar un gen deseado en el núcleo. Por lo tanto, un desafío en el campo de la nanomedicina es desarrollar un método fiable para introducir sustancias activas específicamente en el núcleo de la célula.
Los investigadores de la Universidad de Basilea han desarrollado pequeños nanocontenedores que hacen precisamente eso en las células vivas. Estos nanocontenedores pueden pasar a través de los complejos de poros nucleares que controlan el transporte de las moléculas dentro y fuera del núcleo de la célula. En el desarrollo de estos llamados polímeros participó un equipo altamente interdisciplinario de científicos del Instituto Suizo de Nanociencia, el Biozentrum y el Departamento de Química.
Ticket de entrada al núcleo
Los investigadores usaron un truco para dirigir los nanocontenedores artificiales a través de los complejos de los poros nucleares: "Estos polímeros, que tienen un tamaño de unos 60 nanómetros, están encapsulados por una membrana polimérica flexible que imita las membranas naturales", explica la profesora química Cornelia Palivan. "Sin embargo, son más robustas que las vesículas lipídicas y pueden ser funcionalizadas según sea necesario".
Además, los investigadores construyeron los polímeros con señales de localización nuclear unidas a ellos, dándoles un boleto de entrada al núcleo, por así decirlo. Las células utilizan estas señales para diferenciar entre las moléculas que deben ser transportadas al núcleo y las que deben mantenerse fuera. De esta manera, las señales de localización nuclear se utilizan para disfrazar los nanocontenedores artificiales como carga permitida.
Inspirado por la naturaleza
"La presencia de señales de localización nuclear permite a los polímeros secuestrar la maquinaria de transporte celular que entrega la carga a través de los complejos de los poros nucleares", explica el Profesor Roderick Lim. Esta propiedad se basa igualmente en la naturaleza: "Esta estrategia también la utilizan algunos virus", dijo el biofísico.
Los investigadores pudieron rastrear el camino de los polímeros hacia el núcleo de la célula llenándolos con diferentes tintes y observándolos mediante diversas técnicas microscópicas. Esto confirmó el éxito del transporte de los nanocontenedores artificiales al núcleo de la célula in vitro e in vivo dentro de las células vivas. Para futuras investigaciones, estos tintes serán reemplazados por agentes terapéuticos.
"Estos hallazgos muestran que los polímeros que hemos desarrollado permiten entregar carga artificial muy específicamente en el núcleo de la célula. De hecho, los nanocontenedores sin señales de localización nuclear no podrían ser detectados en el núcleo de la célula", según la primera autora Christina Zelmer, resumiendo el estudio.
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