Medicina
Primer uso del grafeno para detectar células cancerosas
Poniendo en contacto células cerebrales con grafeno, unos investigadores han mostrado que pueden diferenciar entre una célula cancerosa individual hiperactiva y otra normal. Este logro abre un camino hacia el desarrollo de una herramienta simple y no invasiva con la que obtener diagnósticos tempranos del cáncer.
Este sistema, desarrollado por el equipo de Vikas Berry y Ankit Mehta, de la Universidad de Illinois en Chicago, Estados Unidos, es capaz de detectar el nivel de actividad de una célula en contacto con la citada superficie de grafeno.
El grafeno es muy sensible a todo lo que pase sobre su superficie. Este nanomaterial está compuesto por una única capa de átomos de carbono enlazados de forma hexagonal, compartiendo todos ellos una nube de electrones que se mueven libremente por la superficie.
El punto de contacto de la célula con respecto al grafeno reorganiza la distribución de cargas en este último, lo cual modifica la energía de la vibración atómica detectada mediante espectroscopia Raman.
La energía de vibración atómica en la red cristalina del grafeno difiere dependiendo de si se halla en contacto con una célula cancerosa o con una normal, porque la hiperactividad de la primera lleva a una carga eléctrica negativa más elevada en su superficie.
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Las células cerebrales normales y cancerosas, en contacto con grafeno, muestran diferentes niveles de actividad cuando se las observa con visualización Raman. A la izquierda, una célula normal (un astrocito). A la derecha, una célula cancerosa. (Foto: UIC/Vikas Berry)
El campo eléctrico alrededor de la célula aparta los electrones en la nube electrónica del grafeno, lo cual cambia la energía de vibración de los átomos de carbono. Dicho cambio puede ser identificado mediante espectroscopia Raman, con una resolución de 300 nanómetros, permitiendo una caracterización bastante clara de la actividad de una célula individual.
El estudio en el que se ha comprobado la utilidad del sistema se hizo sobre un cultivo de células cerebrales humanas, comparando astrocitos normales con sus homólogos cancerosos, los cuales conforman el muy maligno tumor cerebral llamado glioblastoma multiforme. La técnica está ahora siendo estudiada en ratones, con resultados que son muy prometedores, según Berry. Para más adelante quedarían los experimentos con biopsias de pacientes humanos.
