ANN ARBOR, Michigan.— Al igual que el aceite y el agua dos líquidos con base de agua pueden juntarse sin mezclarse en una nueva tecnología de la Universidad de Michigan desarrollada para los experimentos biológicos. El nuevo método de “micropautas” es útil para los estudios de expresión de genes que, esencialmente, activan o desactivan los genes en las células, para ayudar a que los investigadores entiendan la función de estos genes.

“Si tomas un pincel con pintura de acuarela y lo mueves en un jarro de agua, habitualmente la pintura de diluye en el agua y no se puede pintar. Eso es lo que ocurre, también, con reagentes biológicos solubles en agua en los experimentos típicos de cultivo de células. Los reagentes se difunden en todas partes sin localización”, dijo Suichi Takayama, profesor asociado de ingeniería biomédica y de ciencia e ingeniería macromolecular.

“Pero tenemos un sistema en el cual puedes tener soluciones acuosas que no se mezclan una con la otra. En lugar de que tengas un jarro con agua turbia con la pintura, podemos crear imágenes de acuarela en el fondo del jarro con agua. Y cuando la pintura incluye reagentes de expresión y supresión de genes, podemos dibujar los experimentos biológicos directamente sobre una ‘tela’ de células vivas”.

Los reagentes de expresión y supresión de genes son sustancias que, en un experimento, indican a las células cuáles genes se “encienden” o se “apagan”.

En un artículo publicado en Internet el 16 de agosto en Nature Materials, Takayama y sus colegas encabezados por el investigador de post grado Hossein Tayana, demuestran su técnica escribiendo “UMICH” con una solución fluorescente, en base a agua, en las células que crecen en otro medio en base a agua.

También pintaron reagentes sobre células de cáncer de mama para hacer que encendieran y apagaran las proteínas fluorescentes en diferentes pautas, y causaron que un grupo de células en una capa de células que normalmente no son invasivas se tornaran invasivas, como las células de cáncer, activando un gen en particular.

Los científicos ya conocen la secuencia de varios genomas, incluido el de los humanos. Y ya tienen reagentes que expresan o silencian cualquier gen de interés en las células vivientes. Esta técnica que “hace pautas de agua en el agua” responde a la necesidad de un método más eficiente para entender los papeles de genes diferentes.

“Lo que ayudaría es que pudiésemos usar cantidades más pequeñas de reagentes y de células, para incluir más experimentos en la misma área o placa de experimentos, y que pudiésemos estudiar las células en microambientes complejos que imiten los organismos vivos más que los platos y probetas de laboratorio”, dijo Tayana. “Nuestra tecnología, que proporciona la capacidad de localizar gotitas de nanolitro de reagentes sobre las células en ensayos de alta densidad, sin que sean necesarias las segregaciones físicas o los límites de que haya que imprimir sobre un substrato seco, satisface esas necesidades”.

(Un nanolitro es una unidad de volumen equivalente a la millonésima parte de un litro y a 0,001 milímetro cúbico).

La nueva tecnología también permite que los investigadores usen cientos de veces menos reagente que lo usado en experimentos comparables bajo los métodos actuales. Asimismo las células y reagantes permanecen todo el tiempo en un ambiente mojado, lo cual es preferible.

“La vida es acerca de las micropautas”, dijo Takayama. “Los tejidos y los órganos, y aún los organismos vivos, son pautas de células combinadas. Todas las células en nuestros cuerpos tienen, esencialmente, la misma matriz de ácido desoxirribonucleico, pero cuáles son los genes que se expresan o están silenciados hacen que una célula funcione como ojo, mejilla o hígado, o como una célula normal versus una célula cancerosa”.

“La capacidad de establecer la pauta de reagentes de expresión y supresión de genes sobre las células crecidas en superficies similares a su ambiente natural es una manera más eficiente y versátil que nos ayudará a comprender mejor cómo funcionan los organismos vivos, o cómo progresan las enfermedades como el cáncer”.

El artículo se titula “Nanolitre liquid patterning in aqueous environments for spatially defined reagent delivery to mammalian cells”. La investigación recibe fondos de los Institutos Nacionales de Salud y una donación de J. Pasión. Los investigadores del Sistema de Salud y del Instituto de Ciencias de la Vida, de la Universidad de Michigan, contribuyeron asimismo incluidos Stephen Weiss, director de medicina molecular y genética en el Departamento de Medicina Interna, y Gary Luker, profesor asistente de radiología, y de microbiología e inmunología.

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