Medusa artificial creada a partir de células de rata

ComparteTweet about this on TwitterShare on FacebookEmail this to someoneShare on Google+Share on RedditShare on LinkedInPin on PinterestShare on TumblrPrint this page

Artículo publicado por de Yong el 22 de julio de 2012 en Nature News

Una forma de vida creada a partir de ingeniería inversa podría usarse para pruebas de medicamentos.

Los bioingenierios han creado una medusa artificial usando silicona y células musculares procedentes del corazón de una rata. La criatura sintética, conocida como medusoide, tiene el aspecto de una flor con ocho pétalos. Cuando se sitúa en un campo eléctrico, late y nada como sus homólogos vivos.

“Morfológicamente, hemos construido una medusa. Funcionalmente, hemos construido una medusa. Genéticamente, es una rata”, dice Kit Parker, biofísico de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, que lideró el trabajo. El proyecto se describe en el ejemplar del 22 de julio de la revista Nature Biotechnology1.
[youtube gfC3eVjmpfo]

El laboratorio de Parker trabaja en la creación de modelos artificiales de tejidos cardiacos humanos para regenerar órganos y poner a prueba medicamentos, y el equipo construyó el medusoide como una forma de comprender las “leyes fundamentales de las bombas musculares”. Es la aproximación de un ingeniero a la ciencia básica: demuestra que has identificado los principios correctos para construir algo sobre ellos.

En 2007, Parker estaba buscando nuevas formas de estudiar las bombas musculares cuando visitó el Acuario de Nueva Inglaterra en Boston, Massachusetts. “Vi el espectáculo de las medusas y me impactó como un rayo”, dice. “Pensé: Sé que puedo construir eso”. Para hacerlo, reclutó a John Dabiri, bioingeniero que estudia la propulsión biológica en el Instituto Tecnológico de California (Caltech) en Pasadena. “Lo agarré y le dije, ‘John, creo que puedo construir una medusa’. Él no me conocía, pero yo estaba bastante excitado y gesticulaba mucho, creo que tuvo miedo de decirme que no”.

Janna Nawroth, estudiante graduada de Caltech, que realizó la mayor parte de los experimentos, empezó cartografiando cada célula del cuerpo de las crías de la medusa común (Aurelia aurita) para comprender cómo nada. La copa de la medusa común consta de una única capa de músculo, con fibras que están estrechamente alineadas alrededor de un anillo central y a lo largo de ocho radios.

Para hacer que la copa bata hacia abajo, las señales eléctricas se expanden a través del músculo en una suave onda, “como cuando lanzas un guijarro en el agua”, dice Parker. “Es exactamente lo que ves en el corazón. Mi apuesta es que para lograr un bombeo muscular, la actividad eléctrica tiene que expandirse como un frente de onda”.

Forma y función

Nawroth creó una estructura con las mismas propiedades, haciendo crecer una única capa de músculo cardiaco de rata en una lámina moldeada de polidimetilsiloxano. Cuando se aplicaba un campo eléctrico a la estructura, el músculo se contraía rápidamente, comprimiendo al medusoide e imitando el potente batir de la medusa. La silicona elástica tiraba entonces del medusoide para volver a su forma original, lista para el siguiente impulso.

Cuando se coloca entre dos electrodos en el agua, el medusoide nada como la medusa real. Incluso produce corrientes de agua similares a las que eliminan las partículas de alimento de las bocas de las medusas. “Pensamos que si lo hacíamos tan bien en esto, podíamos recrear el vórtice, y lo hicimos”, comenta Parker. “Tomamos una rata y la reconstruimos como una medusa”.

“Creo que esto es algo magnífico”, dice Joseph Vacanti, ingeniero de tejidos del Hospital General de Massachusetts en Boston. “Es una potente demostración de ingeniería quimérica de sistemas sobre componentes vivos y no vivos”.

Parker dice que su equipo está llevando a la biología sintética a un nuevo nivel. “Normalmente, cuando hablamos de formas de vida sintética, alguien toma una célula viva y pone nuevos genes en ella. Nosotros hemos construido un animal. No se trata solo de genes, sino de morfología y funcionalidad”.

El equipo ahora planea construir un medusoide usando células cardiacas humanas. Los investigadores han enviado una patente para usar su diseño, o algo similar, como plataforma para poner a prueba medicamentos. “¿Tienes un medicamento para el corazón?”, dice Parker. “Déjame que lo ponga en mi medusa y te diré si puede mejorar el bombeo”.

También esperan hacer ingeniería inversa de otras formas de vida marina, dice Parker. “Tenemos todo un tanque de materia allí, y nos han pedido un pulpo”.


Nature  :10.1038/nature.2012.11046

Artículo de referencia:

1.- Nawroth, J. C. et al. Nature Biotechol. http://dx.doi.org/10.1038/nbt.2269 (2012).

Autor: Ed Yong
Fecha Original: 22 de julio de 2012
Enlace Original

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *