No se pierda

La manipulación de cristales líquidos podría ayudar al proceso de liberación de fármacos de control

14 de septiembre, 2016
Cristales-liquidos

Los cristales líquidos son sustancias extrañas. Pueden fluir como un líquido, pero tienen la estructura molecular ordenada de un sólido cristalino su estructura interna se puede cambiar mediantes pequeñas señales desde el exterior.

Un grupo de científicos del Instituto de Ingeniería Molecular de la Universidad de Chicago ha encontrado una manera de explotar esta propiedad para convertir a los cristales líquidos en una herramienta para manipular la forma de las membranas celulares sintéticas. La técnica tiene potencial para su uso en biología, medicina, y para el desarrollo de materiales avanzados. El equipo informó de sus hallazgos en la edición del pasado 10 de agosto de 2016 de la revista Science Advances.

Lo que hemos hecho es reproducir el inicio de la división celular en un sistema sintético” dijo Juan de Pablo, el profesor de Ingeniería Molecular en Liew Family, que dirigió el grupo. Cuando una célula se divide, la membrana de la célula esférica se alarga en una forma elíptica, se desarrolla una cintura en el medio, y luego se divide en dos células esféricas. Los científicos construyeron modelos sofisticados que producen este comportamiento en el ordenador y luego se reproducen en el mundo real, poniendo a prueba las predicciones del modelo.

Es la primera vez que se ha hecho esto“, dijo de Pablo. “Es un sistema que ha sido diseñado a nivel molecular utilizando modelos de ordenador“.

Sustitutos Celulares
En los experimentos, las células fueron cápsulas, o “vesículas,” unas pocas micras de diámetro (una fracción del ancho de un cabello humano) hechas de algunos de los mismos fosfolípidos que forman las membranas celulares reales. Éstas se sumergieron en un baño de aceite de cristal líquido cuyas moléculas son ligeramente alargadas en lugar de redondas. A temperaturas superiores a 97 grados Fahrenheit el aceite se comporta como cualquier otro aceite. Pero cuando la temperatura se reduce ligeramente, las moléculas del aceite se apiñan fuertemente una contra la otra como los cigarrillos y se alinean a lo largo de una sola dirección.

Cuando eso sucede, el cristal líquido presiona a la vesícula más en una dirección que en la otra, por lo que la vesícula se alarga“, de Pablo, dijo. “Si se aplasta cada vez más, se convierte en un elipsoide y los dos extremos se convierten cada vez más puntiagudos. Hay un punto en el que las moléculas en torno a esos puntos se separan las unas de las otras y crean un pequeño hueco en la membrana a través del cual podrían expulsarse cosas fuera“.

Las vesículas lipídicas son de uso corriente para la administración de fármacos. De Pablo contempla el uso de la técnica del cristal líquido como una manera astuta de controlar ese proceso.

Lo que encontramos intrigante es que tenemos un mecanismo que nos permite emplear vesículas cargadas con algo interesante y, cambiando la temperatura un poco, podríamos deformar la vesícula para que exprima lo que tiene en su interior sin tocar la vesícula. Y después, a medida que restauramos la temperatura al valor original, se convierte en una vesícula esférica de nuevo“.

Los cálculos indican que apretar más o menos alteraría el tamaño de la brecha, permitiendo la liberación de contenidos de diferentes tamaños. “Pero eso es algo que aún tenemos que demostrar“, dijo de Pablo.
..Susana Calvo