Los científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Washington han demostrado que pueden convencer a las células a moverse por medio de la adición de una proteína sensible a la luz y dirigiéndolas con un rayo láser. La hazaña es un primer paso hacia la manipulación de células para controlar la secreción de insulina o la frecuencia cardíaca utilizando la luz.
“Hemos tenido éxito en el uso de la luz como una especie de encendido y apagado para controlar el comportamiento de células”, dice el investigador principal N. Gautam, PhD y profesor de anestesiología.
“Es lo que ocurre de manera natural cuando una célula inmune detecta algo fuera de lugar en su entorno y luego migra hacia ese problema potencial, tal vez una infección bacteriana o inflamación”, agrego.
Los investigadores utilizaron técnicas de ingeniería genética para introducir una proteína sensible a la luz, llamada opsina, en las células inmunes.
Las opsinas son proteínas heptahelicales que se encuentran en los ojos y que se combinan con el retinol para formar la rodopsina o un pigmento visual en las células fotorreceptoras de la retina, proviendo de un ambiente propicio para la absorción de luz en una longitud de onda particular. En el estudio se introdujo varios tipos de opsinas tanto a células inmunes como nerviosas con la idea de engañarlas para hacerlas creer que la opsina es una proteína receptora obligándolas a migrar.
La opsina pertenece a la familia de receptores G, que además de ser importantes para la visión también juegan un papel clave en el olfato, comportamiento, estado de ánimo, la regulación del sistema inmune, la frecuencia cardíaca y de la propagación de algunos tumores.
Actualmente el equipo de investigación trabaja con células cardíacas para probar si las señales de luz pueden acelerar o ralentizar la velocidad de los latidos, usando dos longitudes de onda para controlar la frecuencia cardíaca. Además de que en futuros estudios, los investigadores planean utilizar el mismo tipo de estrategia para saber si la luz puede influir en la secreción de insulina y la regeneración de las células nerviosas.
“Esta estrategia puede ser útil”, dice Gautam. “Podemos controlar la migración de las células, lo que es importante no sólo para el sistema inmune, sino también durante el desarrollo embrionario o la metástasis del cáncer, cuando un las células tumorales migran a otras partes del cuerpo. Estamos entusiasmados por las posibilidades. ”
Referencia: PNAS