Crean células humanas transparentes
Desde hace siglos, la humanidad ha sentido fascinación hacia el concepto de la invisibilidad, y las características que deberían permitirla, como la transparencia.
En esta línea de investigación y desarrollo, obtener células humanas transparentes o translúcidas no responde a un intento de dotar de invisibilidad al cuerpo humano sino de avanzar en el conocimiento de otras áreas de la biología, algunas con utilidad médica directa. La imagen en blanco y negro, obtenida mediante microscopio, ayudó a los investigadores de la Universidad de California en Irvine a identificar dónde estaban presentes las nanoestructuras de la proteína reflectina del calamar en células humanas (regiones oscuras, con algunas indicadas por flechas blancas). La imagen en color muestra la trayectoria asociada para la luz que viaja a través de un área dada (el rojo corresponde a trayectorias más largas y el azul a trayectorias más cortas). / Atrouli Chatterjee / UC
Esta fascinación ha propiciado reflexiones filosóficas, obras de ciencia-ficción e investigaciones académicas. Un nuevo y fascinante proyecto científico está dedicado a obtener sistemas y tejidos celulares con propiedades controlables en lo que se refiere a transmitir, reflejar y absorber la luz. Dicho de modo simple, el proyecto se centra en células transparentes, o más específicamente, translúcidas.
Los pulpos, calamares y otras criaturas marinas pueden realizar un “truco de ilusionismo” que, esencialmente, les permite desaparecer de la vista de otros animales. Para lograrlo utilizan tejidos especializados en sus cuerpos con los que manipulan la transmisión y la reflexión de la luz. Los mecanismos incluyen células transparentes. Ahora el equipo de Atrouli Chatterjee, ingeniera química de la Universidad de California en Irvine (Estados Unidos), ha modificado células humanas para que tengan capacidades similares de transparencia y por tanto una cierta “invisibilidad”.
Chatterjee, Alon Gorodetsky de la universidad citada y sus colaboradores se inspiraron en el modo en que las hembras de calamar Doryteuthis opalescens pueden evadir a los depredadores cambiando dinámicamente en su manto entre el color blanco opaco y una transparencia casi total. Los investigadores trabajaron con algunas de las partículas intercelulares basadas en proteínas que participan en esta técnica de camuflaje biológico y encontraron un modo de introducirlas en células humanas para comprobar si esos poderes de dispersión de la luz son transferibles a otros animales y por tanto sus células, o al menos las de algunos tipos, pueden adquirir transparencia (o translucidez).
La especie mencionada de calamar tiene células reflectoras especializadas llamadas leucóforos que pueden alterar la forma en que dispersan la luz. Dentro de estas células se encuentran los leucosomas, partículas unidas a la membrana que están compuestas por proteínas conocidas como reflectinas, que pueden producir un camuflaje iridiscente.
En sus experimentos, los investigadores cultivaron células embrionarias de riñón humano y las manipularon genéticamente para expresar reflectina. Descubrieron que la proteína es capaz de ensamblarse en partículas en el citoplasma de las células siguiendo un patrón desordenado. También vieron, a través de espectroscopio y microscopio ópticos que las estructuras basadas en la reflectina causaban que las células cambiaran su dispersión de la luz. Las células humanas adquirieron un grado notable de transparencia.
“Nos sorprendió encontrar que las células no solo expresaban la reflectina sino que también empaquetaban la proteína en nanoestructuras esferoidales y las distribuían por toda la célula”, explica Gorodetsky. Los investigadores consiguieron determinar que las estructuras proteicas tenían diferentes características ópticas en comparación con el citoplasma dentro de las células; en otras palabras, se comportaban ópticamente de un modo muy similar a como lo hacen en los leucóforos de sus cefalópodos de origen.
Este proyecto de investigación ha contado con el respaldo de la DARPA (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa, dependiente del Departamento de Defensa de Estados Unidos), y también con el de la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea estadounidense.
