Manípulación de células vegetales con nanotecnología

Se ha estudiado el uso de los nanotubos de carbono (CNTs) como portadores de fármacos en células de mamíferos. En comparación con las nanopartículas, los CNT tienen un mayor volumen interior, pudiendo albergar más moléculas del fármaco; y este volumen es más accesible, debido a que se pueden retirar fácilmente las tapas de los extremos.

Además, la investigación en ciencias vegetales centrada en el estudio del genoma vegetal y la función génica, así como en la mejora de las especias de cultivo se ha convertido en una de las fronteras de la nanotecnología.

Hasta qué punto se pueden utilizar los nanomateriales para liberar una carga útil en el interior de las células vegetales es un tema que todavía no ha sido muy estudiado. Las células vegetales difieren de las animales en varios aspectos; unos de los principales, es que además de la membrana celular, tienen una pared a su alrededor que les proporciona soporte estructural y mecánico. La pared de las células vegetales está hecha generalmente de polisacáridos y celulosa, lo que proporciona a la célula un entorno fuerte y rígido en el que vivir, pero también constituye una barrera adicional que las moléculas que transportan la carga deben superar para acceder al interior de las células. Así, por ejemplo, muchos reactivos para la formación de imágenes intracelulares (como el tinte de calcio), cuyo uso está muy extendido en las células de mamíferos, no se pueden aplicar a las células vegetales intactas.

En una nueva investigación, científicos chinos han investigado la capacidad de los nanotubos de carbono de pared única (SWCNT) para penetrar a través de la pared de la célula y la membrana celular de células vegetales intactas, con el fin de averiguar si se pueden utilizar como transportadores moleculares.

En su trabajo, Xiaohong Fang, profesora de química del Laboratorio Principal de Nanotecnología y Nanoestructura Molecular de la Academia de las Ciencias de Pekín, y sus colegas presentan la primera prueba de que los materiales se pueden introducir en el interior de células vegetales intactas sin ayuda externa ni tratamientos previos. Además, demostraron que es posible transportar los SWCNT conjugados con pequeñas moléculas de tinte o ADN hasta el interior de las células, lo que muestra el potencial de los SWCNT como nanotransportadores para células vegetales. Es más, el equipo mostró que con los SWCNT es posible incluso liberar distintas cargas en diferentes compartimentos del interior de una célula vegetal.

El equipo informó de sus resultados en la revista Nano Letters ("Carbon Nanotubes as Molecular Transporters for Walled Plant Cells").

En comparación con los métodos de entrega existentes para las células vegetales con pared –como la pistola génica, la electroporación y la microinyección–, una estrategia de entrega basada en nanopartículas tiene sus ventajas debido a la facilidad de intervención y a su amplia aplicabilidad.

El estudio del equipo de Fang abre un nuevo enfoque de entrega de cargas en células vegetales con pared, Por ejemplo, se podrían enviar moléculas de ADN/ARN para la manipulación o transformación genética de las células vegetales. Por otra parte, la entrega de agentes de formación de imágenes intracelulares u otros reguladores podría permitir la obtención de imágenes o el estudio en tiempo real de procesos celulares, lo que conduciría a un mejor entendimiento de la biología de las células vegetales.

Fuente: Nanowerk