Cuando en 2020 la pandemia provocó la falta de un gel de laboratorio, Jane Baude y el profesor Ryan Stowers, en UC Santa Barbara, diseñaron una alternativa sintética. Su objetivo fue reproducir en el laboratorio la función de la membrana basal, la delgada malla proteica que rodea a las células epiteliales en el cuerpo. Muchas membranas basales comerciales usadas en estudios del pecho se extraen de tumores de ratón, y el equipo buscó mayor modularidad y capacidad de ajuste en un sistema sintético.
Partiendo de un gel a base de algas ya conocido, probaron numerosas combinaciones de secuencias cortas de péptidos y ajustaron parámetros como el entrecruzamiento y la longitud de las cadenas poliméricas. Con ello cambiaron la rigidez y la respuesta del material a fuerzas externas, lo que permitió separar los efectos mecánicos de los bioquímicos. Ajustando estas señales, encontraron combinaciones que favorecen un desarrollo sano y otras que imitan condiciones que aumentan la probabilidad de transformación cancerosa.
En condiciones adecuadas, las células en el gel produjeron su propia membrana basal; con señales inapropiadas, sintetizaron otras proteínas y no se desarrollaron correctamente. Los autores planean probar hasta qué punto pueden controlar las condiciones iniciales del gel para moldear el desarrollo, incluida la posibilidad de cultivar tejidos complejos u órganos a partir de células de pacientes. Afirman que un enfoque de ingeniería en biología del desarrollo podría revelar maneras de guiar la formación de tejidos funcionales diseñados.
Palabras difíciles
- membrana basal — malla proteica delgada que rodea a las células
- péptido — molécula formada por pocos aminoácidospéptidos
- entrecruzamiento — unión química entre cadenas poliméricas
- modularidad — capacidad de ajustar partes de un sistema
- rigidez — resistencia de un material a deformarse
- transformación — cambio celular que puede causar cáncer
- sintético — creado por métodos artificiales o químicossintética
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Preguntas de discusión
- ¿Qué ventajas y desventajas ves en usar un gel sintético frente a membranas extraídas de tumores de ratón?
- ¿Cómo podría afectar a los pacientes la posibilidad de cultivar tejidos u órganos a partir de sus propias células?
- ¿Qué riesgos éticos o prácticos pueden surgir al controlar las condiciones iniciales del gel para guiar el desarrollo?
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