µkiss-and-tell: un nuevo método de administración precisa de nanopartículas y pequeñas moléculas a células individuales
"Como un pincel", fácil y rentable de usar
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El suministro de materiales a células individuales con exactitud y exclusividad ha sido durante mucho tiempo una capacidad muy buscada en biología. Esta capacidad promete descifrar muchos secretos de la célula. Un equipo de investigadores del Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin de Erlangen, dirigido por el profesor Vahid Sandoghdar, ha demostrado ahora cómo pueden aplicarse pequeñas moléculas y nanopartículas individuales directamente sobre la superficie de las células. En el estudio, publicado recientemente en Nature Methods, los científicos describen la técnica como un "μkiss" (microkiss), un nuevo método fácil y rentable que abre nuevas posibilidades en la ciencia unicelular con vistas a aplicaciones terapéuticas de próxima generación.
Los enfoques tradicionales de la biología suelen tener en cuenta las características de poblaciones celulares enteras, pasando por alto las variaciones matizadas de las propiedades de una célula a otra. Para investigar la biología con mayor precisión a nivel unicelular, es imprescindible desarrollar nuevas herramientas y métodos. "Sigue existiendo una laguna crucial en nuestra capacidad para administrar sustancias químicas, etiquetas y fármacos a células individuales con precisión y control, durante periodos cortos y a escalas de longitud microscópicas minúsculas", afirma el profesor Vahid Sandoghdar, Director del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz y del Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin. El profesor Sandoghdar y su equipo han abordado activamente este reto.
"Como un pincel", fácil y rentable de usar
Los investigadores idearon una solución sencilla pero elegante a este problema: utilizando dos micropipetas colocadas muy cerca con una abertura de tan sólo un micrómetro, los científicos pudieron crear una microgota estable de material en los extremos de la micropipeta utilizando una micropipeta para dispensar el material, mientras que la otra lo succiona a una velocidad ligeramente superior. "Es como un pincel", dice Richard W. Taylor, investigador posdoctoral y miembro del equipo, y añade: "Se pueden maniobrar fácilmente las micropipetas y rozar suavemente esta gotita confinada contra la célula elegida, proporcionando un pequeño beso de material".
Esta sencilla aplicación, que utiliza componentes de fácil acceso, permite aplicar la técnica a bajo coste en cualquier microscopio de un laboratorio biológico. "El enfoque rentable y pragmático de nuestra solución es importante para su uso en la práctica", afirma el profesor Sandoghdar, y añade: "La falta de soluciones similares ha retrasado hasta ahora el avance hacia nuevos enfoques terapéuticos a nivel unicelular".
Control total de la ubicación, el tiempo y la escala
El nuevo método otorga al experimentador el control total. "Con μkiss alcanzamos una dimensión completamente nueva en la aplicación precisa de sustancias a las células", explica Cornelia Holler, estudiante de doctorado en Biología y miembro del grupo de investigación. Ahora es posible aplicar con precisión materiales a cualquier célula elegida a nivel subcelular, con un control total sobre el tiempo y la posición en que el material está en contacto con la célula. "Ahora podemos observar procesos biológicos enteros, como la absorción de hierro por la célula, sin perdernos ni un paso, lo que nos permite por fin reconstruir el rompecabezas de las complejas características de cada célula", afirma Holler.
Recientemente, el equipo logró colocar con precisión una sola partícula similar a un virus en una célula viva. Esta capacidad experimental brinda la oportunidad de escudriñar los entresijos de la propagación de la enfermedad, proporcionando un control total sobre la localización, el momento y el alcance de la infección celular. "La capacidad de μkiss abre nuevas vías para los estudios cuantitativos en biología celular y medicina", afirma el profesor Sandoghdar.
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