Se creó la primera célula artificial automóvil

tế bào - Ảnh 1. — Además de su valor científico fundamental, el éxito en la creación de células artificiales autopropulsadas abre un amplio abanico de aplicaciones potenciales en biomedicina y construcción. - Foto: IA

En el trabajo publicado en la revista Science, un grupo de científicos de El Instituto de Biotecnología de Cataluña (IBEC) , la Universidad de Barcelona, el University College de Londres, la Universidad de Liverpool, el Instituto Biofisika y la Fundación Científica Ikerbasque afirman que la célula artificial es una de las estructuras más simples jamás creadas: consta únicamente de una membrana lipídica, una enzima y un poro. Sin embargo, tiene la capacidad de orientarse y moverse mediante reacciones químicas, de forma muy similar a como los espermatozoides encuentran los óvulos o los glóbulos blancos detectan los signos de una infección.

Este fenómeno se denomina quimiotaxis, la capacidad de moverse en función de las concentraciones químicas, una importante habilidad de supervivencia en el mundo biológico. Lo especial de esta célula artificial es que no necesita estructuras complejas como flagelos o receptores.

"Recreamos toda esta movilidad con solo tres elementos: una membrana, una enzima y un poro nuclear. Sin complicaciones. Y entonces emergieron las reglas ocultas de la vida", compartió el profesor Giuseppe Battaglia (IBEC).

Las células artificiales están compuestas de liposomas, microesferas grasas que imitan las membranas celulares reales. Al colocarlas en un entorno con un gradiente de concentración de glucosa o urea, las enzimas dentro de los liposomas reaccionan con estas moléculas, creando una diferencia de concentración.

Ese desequilibrio crea un flujo microscópico a través de la superficie celular, empujándola hacia el lado de mayor concentración. Los poros de la membrana actúan como una compuerta controlada, creando la asimetría necesaria para generar empuje, de forma similar a como un barco se propulsa con la corriente del agua.

En sus experimentos, el equipo examinó más de 10 000 células artificiales en canales microfluídicos bajo condiciones de gradiente estrictamente controladas. Los resultados mostraron que las células con mayor número de poros nucleares se movían con mayor vigor en la dirección de la quimiotaxis; las células sin poros se movían solo pasivamente, posiblemente por simple difusión.

En la naturaleza, la motilidad es una estrategia de supervivencia vital que ayuda a las células vivas a encontrar nutrientes, evitar toxinas y coordinar su crecimiento. La simulación precisa de este fenómeno con tan solo tres componentes mínimos ha acercado a los científicos a descifrar cómo pudo haber comenzado a moverse la vida en sus inicios evolutivos.

Además de su valor científico fundamental, la investigación también abre numerosas aplicaciones potenciales en biomedicina y construcción. Por ejemplo, se pueden diseñar células artificiales para administrar fármacos en el lugar preciso de la lesión en el cuerpo, detectar cambios químicos en el microambiente o crear sistemas autoorganizados programables en la industria de la construcción.

Debido a que estos componentes celulares son omnipresentes en biología, pueden ampliarse o adaptarse para crear microrobots biomiméticos blandos que no requieren estructuras metálicas ni circuitos electrónicos.

«Observen con atención el movimiento de una célula artificial. En su interior reside el secreto: cómo susurra la célula, cómo transporta sustancias vitales. Pero la biología natural es demasiado compleja, demasiado detallada. Así que hacemos un pequeño "truco". Y entonces todo se vuelve fluido, hermoso, una pura música química», comparó el profesor Battaglia.

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