Antenas que usan luz para monitorizar la comunicación entre células

Como parte de un nuevo dispositivo de biodetección de alta resolución sin cables, unas antenas revolucionarias podrían ayudar a descodificar las complejas señales eléctricas enviadas por las células como parte de su sistema de comunicación intercelular.

La monitorización de las señales eléctricas en sistemas biológicos ayuda a determinar cómo se comunican las células, lo que a su vez puede ayudar en el diagnóstico y tratamiento de afecciones como la arritmia y la enfermedad de Alzheimer.

Pero los dispositivos que registran señales eléctricas en cultivos celulares y otros entornos líquidos suelen utilizar cables para conectar cada electrodo del dispositivo a su respectivo amplificador. La cantidad de cables que pueden conectarse al dispositivo restringe el número de puntos de registro, lo que limita la información que puede obtenerse de las células.

Ahora, un equipo encabezado por Benoit Desbiolles, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Estados Unidos, ha desarrollado una técnica de biodetección que elimina la necesidad de cables. En su lugar, unas diminutas antenas inalámbricas se sirven de la luz para detectar las señales eléctricas.

Los pequeños cambios eléctricos en el entorno líquido alteran la forma en que las antenas dispersan la luz. Utilizando un conjunto de antenas diminutas, cada una de las cuales tiene una centésima parte del grosor de un cabello humano, el equipo de investigación y desarrollo pudo medir las señales eléctricas intercambiadas entre las células, con una resolución espacial extrema.

Los dispositivos, lo bastante duraderos como para registrar señales de forma continua durante más de 10 horas, podrían ayudar a entender cómo se comunican las células en respuesta a los cambios de su entorno.

Las nuevas y diminutas antenas inalámbricas se valen de la luz para detectar las sutiles señales eléctricas de las células en entornos líquidos. (Ilustración: Marta Airaghi y Benoit Desbiolles / MIT. CC BY-NC-ND 3.0)

A largo plazo, los conocimientos científicos obtenidos de esa manera podrían abrir un camino hacia avances en el diagnóstico de ciertas enfermedades, así como estimular el desarrollo de tratamientos específicos contra ellas.

Desbiolles y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nuevo sistema en la revista académica Science Advances, bajo el título “Organic electro-scattering antenna: Wireless and multisite probing of electrical potentials with high spatial resolution”. (Fuente: NCYT de Amazings)