Una micromáquina parecida a una araña, podría navegar a través de los vasos sanguíneos de una persona, para reparar zonas dañadas y administrar medicamentos.
Amiloidosis en un vaso sanguíneo
Fuente | News Science
La micromáquina ha sido diseñada por Sen Ayusman y un grupo de científicos de la Universidad de Pensilvania, creando esferas de un tamaño menor a un micrómetro.( Un micrómetro equivale a una milésima de milímetro). Cada esfera se compone de dos mitades: un hemisferio hecho en oro y el otro de dióxido de silicio.
Para dotar a la máquina de propulsión propia, han convertido las esferas en motores. Esto se ha hecho añadiendo un catalizador de Grubbs (una molécula que genera largas cadenas de moléculas más pequeñas) junto al hemisferio de la esfera de dióxido de silicio. Cuando se dejan caer las esferas en un disolvente químico que contiene norborneno (un polímero) el catalizador hace girar las moléculas del polímero.
Con el efecto del giro, se acumulan más moleculas sin polimerizar alrededor del hemisfero dorado de la microesfera, que en el lado de la del dióxido de silicio, creando así un gradiente osmótico. Ested efecto hará que el fluído vaya siempre de una zona con gran cantidad de partículas a otra con menos. Por lo tanto, el disolvente químico se apresurará hacia el lado dorado de la esfera, causando un movimiento de giro autopropulsado.
Los investigadores fueron capaces de controlar la dirección del movimiento de las esferas mediante la colocación de grumos de gel empapado en norborneno, en una de las esquinas del tanque del disolvente donde se llevó a cabo el experimento.
El siguiente paso estriba en desarrollar versiones de estas diminutas máquinas que se puedan autopropulsar en los fluídos químicos del cuerpo humano, como la glucosa. La idea en un futuro es conectar éstas esferas a nanorobots, para detectar y reparar las zonas dañadas en las paredes de los vasos sanguíneos. Podrían navegar a través del sistema sanguíneo, detectando tumores, recorriendo las paredes de los vasos y ayudando al sistema inmunológico a combatir infecciones.
Joseph Wang, un nano-ingeniero de la Universidad de California en San Diego dijo:
“La microaraña –como la llaman los investigadores del proyecto– representa un nuevo modelo de nanomáquinas basadas en la química. Es el primer micromotor que funciona con la polimerización química. El proyecto es aún muy prematuro, pero estamos seguros que cuando se mejore y perfeccione, será una herramienta muy poderosa para el tratamiento de enfermedades”______________________________________________________________
Fuente | News Science
Cita: Pavlick, R. A., Sengupta, S., McFadden, T., Zhang, H. and Sen, A. (2011), A Polymerization-Powered Motor. Angewandte Chemie International Edition. doi: 10.1002/anie.201103565. This research was supported by Penn State MRSEC (NSF-DMR-0820404) and by the Air Force Office of Scientific Research (FA9550-10-1-0509).
Un nuevo método de control de células cancerígenas, ha sido reveleado por un equipo de investigadores conjunto, de la Universidad de California en y la Universidad de Roma Tor Vergata, publicado en la "Journal of the American Chemical Society"
Un estructura de conmutación de un
Fuente | Journal America Chemical Society
Se trata de nanosensores a medida, fabricados a partir de moléculas de ADN. Estos sensores se podrían utilizar para personalizar los tratamientos del cáncer y controlar la calidad de las células madre.
nanosensor a partir del ADN (azul y púrpura)
Los nuevos nanosensores pueden detectar rápidamente una amplia clase de proteínas llamadas “factores de transcripción". Éstos factores controlan el destino de nuestras células a través de miles de proteínas.
Alexis Vallée-Bélisle, un investigador del Departamento de UCSB de Química y Bioquímica, quien dirigió el estudio, comentó:
"El papel de estas proteínas es la lectura del genoma y su posterior traducción en instrucciones para sintetizar las diferentes moléculas, de las cuales se componen y tomar el control de la célula. Los factores de transcripción actúan como la "configuración" de nuestras células, al igual que la configuración de nuestros teléfonos u ordenadores. Lo que nuestros sensores hacen es leer los valores de la configuración e interpretarlos"
Cuando los científicos toman células madre y las convierten en células especializadas, lo hacen porque alteran los niveles de algunos de esos factores de transcripción. Este proceso se denomina reprogramación celular.
"Nuestros sensores de seguimiento de las actividades en factor de transcripción, se podría utilizar para asegurarnos de que las células madre han sido debidamente reprogramadas. También se podrían utilizar para determinar qué factores de transcripción son activados o reprimidos en las células cancerosas de un paciente, lo que permitiría a los médicos utilizar la combinación correcta de medicamentos para cada paciente."
Muchos laboratorios han desarrollado maneras de leer los factores de transcripción, sin embargo, el enfoque de esta nueva técnica es muy rápida y conveniente.
Este esfuerzo de investigación comenzó cuando Francesco Ricci se dio cuenta de que toda la información necesaria para detectar la transcripción las actividades de los factores, estaba cifrada en el genoma humano, y podría ser utilizado para construir sensores. Una vez activados, estos miles de diferentes factores de transcripción se unen a su propia secuencia específica de ADN. Utilizan estas secuencias como punto de partida para construir nuevos nanosensores.
El descubrimiento clave que subyace a esta nueva tecnología vino a partir de estudios de los biosensores naturales dentro de las células. "Todas las criaturas, desde las bacterias hasta los seres humanos, controlan su entorno con" interruptores biomoleculares. Cambiar de forma a partir de moléculas de ARN o proteínas".
Inspirados por la eficiencia de estos nanosensores naturales, el grupo de investigación, han utilizando el ADN, en lugar de proteínas o ARN para construir nanosensores sintéticos de conmutación.
Los investigadores creen que esta estrategia en última instancia, puede permitir a los biólogos controlar la activación de miles de factores de transcripción, lo que conlleva a una mejor comprensión de la división celular y los mecanismos subyacentes al desarrollo. Por otra parte, ya que estos nanosensores trabajan directamente en muestras biológicas, también creen que se podrían utilizar para detectar y probar nuevos medicamentos que podrían, por ejemplo, inhibir la actividad del factor de transcripción vinculante responsable del crecimiento de las células tumorales.
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Cita: Alexis Vallée-Bélisle, Andrew J. Bonham, Norbert O. Reich, Francesco Ricci, Kevin W. Plaxco. Transcription Factor Beacons for the Quantitative Detection of DNA Binding Activity. Journal of the American Chemical Society, 2011; 133 (35): 13836 DOI: 10.1021/ja204775k
Referencias: University of California - Santa Barbara. AAAS
