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Tatuajes a nanoescala, pero al fin y al cabo, tatuajes. No se trata de una nueva moda auspiciada por cantantes de trap, sino del último avance que ha acercado a un equipo de investigadores de la Universidad Johns Hopkins al seguimiento detallado, ya no de los órganos y tejidos del cuerpo humano, si no a la salud de las propias células individuales de un organismo.
Los ingenieros han desarrollado tatuajes a nanoescala (puntos y cables que se adhieren a las células vivas) en un avance que acerca a los investigadores al seguimiento de la salud de las células individuales.
Y es que la nueva tecnología, una serie de puntos y cables como los de un circuito electrónico pero que se adhieren al tejido orgánico, ha permitido por primera vez la colocación de elementos ópticos o electrónicos en células vivas. Las matrices, similares a tatuajes, se adhieren a las células mientras se flexionan y se adaptan a la estructura exterior húmeda, dinámica y fluida de estas.
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“¿Se imagina a dónde podría ir a parar todo esto en un futuro próximo?», expresa el profesor de química e ingeniería biología molecular de la Universidad Johns Hopkins que lideró el estudio, David Gracias. «Nuestro objetivo es diseñar sensores para monitorear y controlar de forma remota el estado de las células individuales y el entorno que rodea a esas células en tiempo real”, responde. «Si tuviéramos tecnologías para rastrear la salud de las células aisladas, tal vez podríamos diagnosticar y tratar enfermedades mucho antes y no esperar hasta que todo un órgano acabe dañado«, añade.
«Son esencialmente como códigos de barras o códigos QR»
Los biosensores desarrollados por el equipo no son tóxicos ni invasivos para el cuerpo, y según expresa el propio Gracias, estos tatuajes llegarán para cerrar la brecha entre las células o tejidos vivos y los sensores y materiales electrónicos convencionales. «Son esencialmente como códigos de barras o códigos QR». “Estamos hablando de poner algo como un tatuaje electrónico en un objeto vivo y diez veces más pequeño que la cabeza de un alfiler”. «Es el primer paso para conectar sensores y componentes electrónicos en células vivas», añade el autor.
Según explican los autores en su artículo, publicado recientemente en la revista especializada Nano Letters, las estructuras pudieron adherirse a las células durante 16 horas, incluso cuando las estas se encontraban en movimiento.
Los investigadores construyeron los tatuajes en forma de matrices con oro, un material conocido por su capacidad para evitar la pérdida o distorsión de la señal en el cableado electrónico, y unieron estas matrices a las células que producen y sostienen el tejido en el cuerpo humano, los llamados fibroblastos. Luego, las matrices se trataron con pegamentos moleculares y se transfirieron a las células utilizando una película de hidrogel de alginato, un laminado similar a un gel que se puede disolver después de que el oro se adhiere a la célula.
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Investigaciones anteriores ya habían demostrado cómo usar hidrogeles para adherir nanotecnología a la piel humana y los órganos internos en los animales, sin embargo, ahora, al mostrar cómo adherir nanocables y nanopuntos en células individuales, el equipo de Gracias está abordando un desafío nunca antes resuelto: el de hacer que los sensores ópticos y la electrónica sean compatibles con la materia biológica a nivel célular.
“Hemos demostrado que podemos adjuntar nanopatrones complejos a las células vivas al mismo tiempo que nos aseguramos de que la célula no muera”, expresa Gracias. «Resulta indispensable que las células puedan vivir y moverse con los tatuajes ya que muy a menudo existe una incompatibilidad significativa entre las células vivas y los métodos que usan los ingenieros para fabricar la electrónica».
Ahora, para utilizar esta tecnología y rastrear la información biológica que podría ser objeto de infinidad de estudios, los investigadores deberán organizar los sensores y el cableado en patrones específicos no muy diferentes a cómo se organizan en los chips electrónicos.
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Para ello, en lo consecutivo el equipo planea tratar de unir nanocircuitos cada vez más complejos que puedan permanecer en su lugar durante períodos cada vez más largos y experimentar también con diferentes tipos de células. Las posibilidades son infinitas. Quizá, en un futuro no muy lejano, podamos acceder en tiempo real y en nuestro propio dispositivo móvil, a la información sobre parámetros esenciales de nuestra salud, como la presión arterial, los niveles de insulina o la saturación de oxígeno en sangre.
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