Un equipo de investigadores ha desarrollado una nueva manera de crear membranas celulares—unos paquetes celulares que pueden ser utilizados como pequeños terrarios para estudiar el funcionamiento interno de la célula e incluso crear nuevas moléculas—de tamaño uniforme.

Sandro Matosevic y Brian Paegel del Instituto de Investigación Scripps en Jupiter, Florida, han desarrollado un método basado en chips que crea vesículas de tamaño uniforme de una forma que recuerda a una cadena de montaje. De un tamaño entre 20 y 70 micrómetros de diámetro, las vesículas son lo suficientemente grandes para ser cargadas con el ADN y la maquinaria bioquímica necesaria para actuar como células sintéticas. El envase sintético ayudará a los investigadores a estudiar las proteínas en las membranas celulares, las cuales juegan un papel importante como protectores de la célula. Muchos fármacos, por ejemplo, actúan sobre estas proteínas de membrana o las utilizan para acceder al interior de las células con el fin de realizar su trabajo.

Paegel y sus colegas quieren utilizar el sistema para crear proteínas de membrana con nuevas y útiles funciones. "Desde el punto de vista evolutivo, sólo se trata de una clase de moléculas muy jugosas a las que apuntar para desarrollar nuevas funciones, porque llevan a cabo toda una química muy interesante", comenta Paegel. Tradicionalmente, ha resultado difícil trabajar con las moléculas de este tipo, ya que requieren una bicapa lipídica—la capa doble de moléculas grasas que forma la membrana celular—para poder funcionar. Una membrana celular sintética, como la creada en el estudio, permite a los científicos almacenar un solo gen, así como otros componentes bioquímicos para sintetizar esa proteína de membrana.

El enfoque basado en un chip construye sobre investigaciones previas en las que los científicos crearon membranas celulares a granel en una centrifugadora. En el dispositivo de microfluidos del equipo de Scripps, las gotas de agua suspendidas en el aceite viajan por una rama de un canal en forma de Y. El agua fluye por la otra rama, creando una interfaz aceite-agua cuando los dos líquidos se encuentran. Entonces, el dispositivo empuja las gotas a través de la interfase aceite-agua, donde quedan revestidas de una capa de lípidos para formar la membrana bicapa. Los investigadores publicaron su trabajo el mes pasado en la versión en línea del Journal of the American Chemical Society.

"El aspecto nuevo es la capacidad de crear estas vesículas celulares liposómicas gigantes que son totalmente uniformes en su tamaño y su contenido. Hasta el momento, nadie ha sido capaz de demostrar esto en un sistema sólido", destaca Wyatt Vreeland, investigador con formación de ingeniero químico en la división de ciencias bioquímicas del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, con sede en Gaithersburg, Maryland. "Esto nos permite empezar a mirar a la reconstitución de los sistemas celulares in vitro de forma controlada a fin de investigar cómo operan los diferentes componentes dentro de célula."