Tatuajes a nanoescala adheridos a células vivas podrían permitir diagnóstico temprano de enfermedades

Por primera vez, esta novedosa tecnología ofrece la capacidad de colocar componentes ópticos y electrónicos en células vivas utilizando matrices similares a tatuajes. Estas matrices poseen la notable capacidad de adherirse a las células mientras se adaptan de manera flexible a su estructura externa fluida y húmeda.

Investigadores de la Universidad Johns Hopkins (Baltimore, MD, EUA) construyeron estos "tatuajes" en forma de matrices elaboradas con oro, un material reconocido por su capacidad para evitar la pérdida o distorsión de la señal en el cableado electrónico. Estas matrices se adhirieron a fibroblastos, células responsables de generar y mantener el tejido corporal. Para lograr esto, las matrices se trataron con adhesivos moleculares y luego se transfirieron delicadamente a las células utilizando una película de hidrogel de alginato, un laminado similar a un gel adaptable que se puede disolver después de que el oro se adhiere a la célula. El adhesivo molecular de la matriz se une a la matriz extracelular de las células, una película secretada por las células. Investigaciones anteriores habían demostrado cómo los hidrogeles podrían usarse para adherir la nanotecnología a la piel humana y a órganos internos de los animales. Sin embargo, la investigación actual se distingue por mostrar la aplicación de la técnica al unir nanocables y nanopuntos a células individuales. Esto aborda el desafío de larga data de hacer que los sensores ópticos y la electrónica sean compatibles con el material biológico a nivel de una sola célula.

Estos "tatuajes", similares a códigos de barras o códigos QR, cierran efectivamente la brecha entre las células vivas o el tejido y los sensores y materiales electrónicos tradicionales. El logro del equipo de investigación en la organización de puntos y cables en un formato de matriz también es vital. Para que esta tecnología se emplee en el seguimiento de la bioinformación, es esencial que los investigadores organicen los sensores y cables en patrones específicos, similar a cómo se organizan en los chips electrónicos. Los objetivos futuros del equipo incluyen unir nanocircuitos más complejos que puedan permanecer adheridos durante períodos más largos y experimentar con varios tipos de células para ampliar las aplicaciones de esta tecnología innovadora.

"Si se imagina adónde irá todo esto en el futuro, nos gustaría tener sensores para monitorear y controlar de forma remota el estado de las células individuales y el entorno que rodea a esas células en tiempo real", dijo David Gracias, profesor de química e ingeniería biomolecular en la Universidad Johns Hopkins que lideró el desarrollo de la tecnología. "Si tuviéramos tecnologías para rastrear la salud de células aisladas, quizás podríamos diagnosticar y tratar enfermedades mucho antes y no esperar hasta que todo el órgano esté dañado".

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Universidad Johns Hopkins