Revelaciones sobre la dinámica intracelular que abren la puerta al desarrollo de nuevos materiales para la industria

Las vesículas celulares son estructuras membranosas que cumplen funciones esenciales dentro de las células. Para realizar funciones específicas, pueden autoensamblarse de manera espontánea y formar estructuras más complejas, denominadas multivesículas.

En una reciente investigación, Luis S. Mayorga y Diego Masone, ambos del Instituto de Histología y Embriología de Mendoza (IHEM), en Argentina, lograron describir el proceso de formación de algunas multivesículas celulares e identificar nuevas formas autoensambladas. El estudio proporciona una visión novedosa sobre esta dinámica y abre nuevas vías para el diseño de nanomateriales y dispositivos inspirados en la naturaleza y sus principios biológicos, con potenciales aplicaciones en la industria biomédica, farmacéutica y biotecnológica.

“Constantemente, dentro de las células hay transporte de material, por ejemplo, de distintas moléculas que van de un lado al otro, incluso de adentro hacia afuera y a la inversa, ¿cómo es posible esto? A través de las vesículas, que son estructuras que cumplen la función de transportar lo que la célula necesita. Estas vesículas por su naturaleza lipídica se autoorganizan y se autoensamblan, adoptando configuraciones diversas y bastante complejas como las multivesículas, muchas de ellas difíciles de estudiar experimentalmente”, comenta Diego Masone, coautor del estudio e investigador en el IHEM, centro dependiente del Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) y de la Universidad Nacional de Cuyo (UNCuyo), en Argentina.

Debido a estos desafíos experimentales, los investigadores recurrieron a simulaciones numéricas, realizadas en la supercomputadora Mendieta del Centro de Computación de Alto Desempeño (CCAD) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC) en Argentina, y pudieron describir el proceso de formación de algunas multivesículas celulares, así como observar nuevas estructuras hasta ahora desconocidas. El estudio proporciona una visión novedosa de la dinámica de estos sistemas y ofrece una comprensión más completa de cómo las moléculas lipídicas, que forman las vesículas, se autoorganizan espontáneamente.

“Fue como abrir una caja de sorpresas. Surgieron muchas formas no observadas previamente que obedecen los principios físicos de la autoorganización multivesicular, dados por las características propias de las moléculas lipídicas individuales que forman las membranas y colectivamente componen estas superestructuras”, dice Masone.

Este conocimiento abre nuevas vías para el desarrollo de materiales y dispositivos biomiméticos a escala nanométrica: “La nanotecnología está revolucionando el diseño de nuevos materiales y podría incluir propiedades bioinspiradas como el autoensamblaje, la respuesta a estímulos del ambiente o los cambios de forma, procesos que ya fueron resueltos en la naturaleza. Estos cuerpos multivesiculares que son transportadores en la célula, tienen múltiples y variadas formas, que podemos usar nosotros también con fines tecnológicos, por ejemplo, para transportar fármacos o para construir nuevos materiales con propiedades bioinspiradas”, concluye el científico.

Recreación artística de un paso en la elaboración de un nuevo material a partir de vesículas celulares. (Imagen: Amazings / NCYT)

El estudio se titula “The Secret Ballet Inside Multivesicular Bodies”. Y se ha publicado en la revista académica ACS Nano. (Fuente: Leonardo Fernández / CONICET. CC BY 2.5 AR)