Investigadores del CiQUS y Oxford publican en ACS Nano las conclusiones de un trabajo que analiza el comportamiento de la membrana celular ante la presencia de nanotubos, sirviéndose para ello de distintas técnicas de supercomputación
Cada una de las células de nuestro organismo está protegida por la membrana celular, un tejido orgánico y flexible que rodea su estructura y mantiene aislados todos sus componentes internos. Estas membranas funcionan también como una suerte de aduana biológica, regulando el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior de la célula a través de una serie de proteínas integrales que actúan como poros, mediante las cuales se ejerce el control sobre el transporte de las moléculas que tratan de atravesarlas.
Los avances más disruptivos en nanotecnología en los últimos años han despertado un gran interés entre la comunidad investigadora por emular estos canales biológicos, atrayendo a los científicos hacia el desarrollo de nuevos métodos de síntesis que permitan crear canales análogos a los observados en las membranas celulares. En la práctica, la base fundamental de muchos de estos canales sintéticos (que necesariamente han de contar con una alta eficiencia selectiva en el transporte de iones y moléculas) son los nanotubos, pero por el momento tanto su diseño como su fabricación son aún un reto, ya que además de cumplir con la función asignada, estos nanotubos deben también demostrar que no resultan dañinos para las propias células.
Avanzando a partir del conocimiento
Un futuro de estructuras tubulares nanoscópicas con multitud de aplicaciones sólo se hará realidad en la medida en que se hayan completado con éxito las distintas fases del conocimiento. Sería inviable imaginar un escenario de esas características sin haber obtenido previamente una comprensión detallada no sólo de los efectos que los canales sintéticos producen sobre las bicapas lipídicas, sino también de la influencia que la inserción de los nanotubos puede ejercer en la propia dinámica de la membrana celular.
Ambos estudios apriorísticos son cruciales para mejorar el diseño de nanoporos biomiméticos –es decir, que imitan a los poros naturales- con el objetivo de garantizar que sean estables y reducir sus posibles efectos tóxicos.
Los resultados del trabajo que ahora publica el equipo del CiQUS (link is external), basados en simulaciones computacionales de dinámica molecular y publicados en la reconocida revista ACS Nano, revelan que existen grandes diferencias en los mecanismos de adaptación que activa la membrana celular ante la inserción de diferentes tipos de nanotubos, un comportamiento dispar que se manifiesta especialmente en la superficie exterior de los canales, así como en los lípidos de la membrana que los rodean.
El estudio, dirigido y desarrollado por la investigadora del CiQUS Rebeca García Fandiño y el Profesor M.S.P. Sansom (Director del Departamento de Biofísica de la Universidad de Oxford) con la participación del profesor Ángel Piñeiro (Departamento de Física Aplicada de la USC), ofrece conclusiones de gran importancia de cara al diseño de nuevos canales biomiméticos, contribuyendo de forma significativa a su posible aplicación como futuros fármacos o biosensores.
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