Investigadores diseñan nanochips de silicio como fármacos mecánicos intracelulares

Investigadores diseñan nanochips de silicio como fármacos mecánicos intracelulares



Un equipo multidisciplinar del CSIC ha insertado chips de silicio de 50 nanómetros de grosor y del grosor de una milésima de cabello en células vivas. Estos dispositivos permiten el estudio de los procesos de división celular e incluso pueden diseñarse para interferir en el ciclo celular, impidiendo la división y provocando la muerte celular. Este estudio abre nuevas líneas de investigación en el campo de la nanomedicina.

El trabajo ha sido liderado conjuntamente por el Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM-CSIC) y el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC) con la participación del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología de la Universidad de Barcelona (IN2UB). Los resultados fueron publicados en la revista Materiales avanzados.

Tradicionalmente, los avances en la comprensión de la función celular y el tratamiento de enfermedades se han basado en el uso de herramientas químicas, pero se ha ignorado la base física del comportamiento celular. En las últimas décadas, la comunidad científica ha confirmado que la parte mecánica que subyace en el comportamiento celular es tan importante como la química para que las células funcionen correctamente.

Este trabajo propone utilizar nanochips como fármaco y estudiar la mecánica celular. Estos dispositivos alteran el funcionamiento normal de las células y, si se diseñan adecuadamente, pueden provocar la muerte de las células que invaden. Al dirigirse a una población celular específica, como las células tumorales, estos nanochips podrían usarse para destruirlas selectivamente sin afectar a las otras células.

“Los dispositivos se pueden diseñar con un alto control de sus formas y dimensiones en el rango de micras y nanómetros. En particular, los dispositivos producidos tienen forma de estrella, con un diámetro de 22 µm y espesores que van desde 50 a 500 nm, están hechos de silicio y su geometría en forma de estrella se asemeja a una malla de nanofibras”. explica José Antonio Plaza, investigador del IMB-CNM-CSIC y coordinador del proyecto.

Estos dispositivos han sido desarrollados en la sala blanca de micro y nanofabricación del IMB-CNM-CSIC, una Infraestructura Científica y Técnica (ICTS) única del Ministerio de Ciencia e Innovación de España. “La capacidad de fabricar millones de chips de silicio con tamaño y forma absolutamente precisos permitirá el desarrollo de nuevas herramientas que facilitarán el estudio de la mecánica celular desde perspectivas innovadoras y contribuirán al conocimiento de los procesos intracelulares”. añade María Isabel Arjona, investigadora del IMB-CNM-CSIC, a las nuevas vías que abre este trabajo.

Esta investigación muestra cómo los objetos físicos interfieren mecánicamente y alteran el ciclo celular. “Prevenir o ralentizar la división celular por un obstáculo mecánico puede provocar la muerte celular y ser un factor clave para futuros tratamientos médicos. Nuestra investigación muestra que estas herramientas podrían ser un punto de partida innovador para la investigación de diversas enfermedades como el cáncer. « dice Teresa Suárez, investigadora del CIB-Margarita Salas.

Esta investigación ha sido íntegramente financiada con ayudas públicas del Gobierno de España a través de los proyectos CELLSKEL (TEC2013-49238-EXP), MINAHE6 (TEC2017-85059-C3) y MINAHE7 (PID2020-115663GB-C3) del Plan Estatal de I+D +i.

Arjona MI, Duch M, Hernández-Pinto A, Vázquez P, Agusil JP, Gómez-Martínez R, Redondo-Horcajo M, Amirthalingam E, Pérez-García L. , Suárez, T., Plaza, JA, Los fármacos mecánicos intracelulares inducen cambios en el ciclo celular y muerte celular. Materiales avanzados. DOI: https://doi.org/10.1002/adma.202109581

Fuente: https://www.imb-cnm.csic.es/es

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