Nanocirugía de las células
El campo de la bioingeniería celular emplea técnicas de ingeniería específicas para investigar los sistemas biológicos. Para ello, es a menudo necesario romper orgánulos en células o tejido vivos sin afectar la viabilidad de las células o el organismo. Para superar los retos tecnológicos de estas investigaciones a escala microscópica, se empleó un láser ultrarrápido y técnicas emergentes de nanociencia. El equipo del proyecto LIGHT2NANOGENE (Cellular bioengineering by plasmonic enhanced laser nanosurgery), financiado con fondos europeos, optimizó una técnica novedosa de nanocirugía de células vivas, llamada nanocirugía láser con amplificación de plasmones para introducir material exógeno a través de la membrana de las células madre de cáncer de mama. El propósito era silenciar la expresión de genes clave implicados en el comportamiento agresivo de estas células y reducir las metástasis del cáncer de mama. El método diseñado en LIGHT2NANOGENE combinaba láseres plasmónicos y ultrarrápidos para obtener una nanocirugía de alto rendimiento, mientras que una fibra óptica integrada en la herramienta de nanocirugía facilitaba las aplicaciones in vivo. Se creó por primera vez una técnica de imagen avanzada para el estudio de las interacciones nanopartícula-láser ultrarrápido y nanoburbujas. Además de la detección, la técnica desarrollada permitía la caracterización de estos transportadores de energía dinámica. Los datos recogidos para nanopartículas individuales contribuyeron a elaborar un modelo teórico destinado a optimizar las propiedades de las nanoburbujas para aplicaciones médicas. Las nanopartículas de oro generaron nanoburbujas transitorias y muy reducidas para utilizarlas in vivo con una citotoxicidad y una inmunogenia mínimas. Junto con múltiples irradiaciones con pulsos láser, estas nanoburbujas fueron capaces de perforar la membrana de las células de cáncer de mama humanas. Se obtuvo una eficacia de perforación del 80 % con una citotoxicidad menor del 10 %. Las nanopartículas de oro actuaron también sobre el tejido donde produjeron una nanocavitación sin dañar esta estructura. El sistema de láser de fibra óptica portátil diseñado en LIGHT2NANOGENE resulta muy económico y constituye una herramienta ideal para la nanocirugía. El uso de la radiación láser junto con nanopartículas permite ampliar las aplicaciones de bioingeniería celular para fines tanto terapéuticos como de investigación.
Palabras clave
Nanocirugía, LIGHT2NANOGENE, células madre del cáncer de mama, nanoburbujas, nanopartículas de oro
