Células artificiais foram projetadas para imitar as características naturais das células biológicas em um novo estudo do Imperial College London.
Cientistas dos Departamentos de Engenharia Química e Química desenvolveram uma maneira de projetar células artificiais que imitam como as células biológicas se comportam em resposta às mudanças ambientais. Isso pode ter implicações significativas para nossa compreensão da biologia, no tratamento de doenças e na entrega de medicamentos.

Produzir essas arquiteturas celulares tem sido um dos objetivos finais da biologia sintética, pois permitiria aos cientistas criar células projetadas com funções específicas que são mais fáceis de controlar e prever do que as biológicas.

A pesquisa foi publicada hoje na ACS Nano .

Características biológicas fundamentais

Uma característica fundamental das células biológicas em todas as formas de vida é a compartimentação das células, que pode mudar em resposta a estímulos ambientais. Por exemplo, quando certas células imunes detectam um vírus, elas liberam subcompartimentos em seu ambiente, que agem como sinal para que outros tipos de células destruam esse vírus.

Esforços anteriores para replicar essa característica dinâmica das células resultaram apenas em compartimentalização estática, o que prejudicou o potencial biomimético e tecnológico das células sintéticas.

Agora, uma equipe de biólogos sintéticos desenvolveu um método para imitar as características dinâmicas de subcompartimentos naturais em células artificiais, que podem existir dentro da célula ou externamente em sua superfície.

Isso pode abrir caminho para desenvolvimentos no tratamento de doenças e doenças e na entrega direcionada de medicamentos.

Células sofisticadas

A equipe da Imperial usou uma abordagem de "montagem de baixo para cima" para desenvolver células artificiais com subcompartimentos, que podem responder a estímulos químicos em seu ambiente, alterando sua organização interna.

Eles podem ser projetados para se dispersar da superfície da célula em resposta a estímulos químicos no ambiente ou mudar para um estado disperso dentro do lúmen da célula após detectar gatilhos mecânicos. Esses rearranjos estruturais podem ser reversíveis e não requerem maquinaria biológica complexa.

O Dr. Yuval Elani, líder acadêmico deste estudo, diz que "as células biológicas são altamente dinâmicas e responsivas, e é por isso que são tão sofisticadas. Elas mudam constantemente a forma como os materiais internos são organizados, em resposta ao seu ambiente. Inspirando-se na biologia e construir esse recurso em sistemas sintéticos tem um grande potencial em biotecnologia e terapêutica, algo que agora estamos procurando explorar."

Próximas etapas

A compreensão de como construir subcompartimentos dinâmicos dentro das células é um primeiro passo essencial na utilização desta tecnologia. Agora os pesquisadores precisarão se concentrar em aumentar sua relevância biológica e tecnológica. Por exemplo, ao projetar essas células sintéticas para fornecer medicamentos encapsulados em subcompartimentos.

A autora principal, Greta Zubaite, acrescentou que “se um alvo de interesse, por exemplo, um tumor, tem um microambiente diferente do das células saudáveis, as células artificiais podem sentir isso e usá-lo como sugestão para liberar subcompartimentos carregados de drogas. Células artificiais que transportam drogas também podem ser projetadas para permitir o tratamento não invasivo de doenças ou enfermidades no local. A pesquisa que realizamos abre caminho para esse tipo de tratamento." + Explorar mais

As células artificiais reagem às mudanças ambientais