N.52 – Células humanas diseñadas para no ser vistas

Diversos organismos vivos disponen de capacidades de invisibilidad adaptativa; por ejemplo, muchos cefalópodos (pulpos, calamares y jibias) pueden camuflarse e incluso “desaparecer” literalmente. Dichos animales pueden alterar dinámicamente la forma en que su piel transmite, absorbe y refleja la luz a través de distintos componentes ópticos naturales: (a) órganos pigmentados (cromatóforos), (b) células reflectoras de banda estrecha (iridóforos), y (c) células reflectoras de banda ancha (leucóforos).

Hasta la fecha no se había logrado desarrollar una transparencia dinámica -controlable y reversible- para las células y tejidos humanos vivos. En el artículo reseñado, investigadores de la California University en Irvine describen cómo –inspirٔándose en las estructuras y funcionalidades de las células adaptativas de la piel de cefalópodos- dotaron a células humanas de transparencia sintonizable y atributos de dispersión de luz. El equipo se inspiró en la forma en que los calamares hembras Doryteuthis opalescens eluden a sus depredadores cambiando dinámicamente -de blanco opaco a blanco casi transparente- una franja en su manto. .Dicha especie dispone de células reflectoras especializadas (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 de proteínas conocidas como reflectinas, que pueden producir camuflaje iridiscente.

Los investigadores tomaron algunas partículas basadas en proteínas intercelulares involucradas en este mecanismo de ocultamiento biológico y las introdujeron en células humanas para probar la transferibilidad de los poderes de dispersión de la luz. De tal manera diseñaron e ingenierizaron células humanas que contienen arquitecturas fotónicas reconfigurables basadas en proteínas y, como resultado, poseen capacidades ajustables de cambio de transparencia y dispersión de luz. Los hallazgos pueden conducir al desarrollo de herramientas biofotónicas únicas para aplicaciones en ciencia de materiales y bioingeniería, abrir la posibilidad de usar reflectinas como un nuevo tipo de marcador biomolecular para aplicaciones de microscopía médica y biológica, así como facilitar una mejor comprensión de una amplia gama de sistemas biológicos.

El proyecto mostró que es posible desarrollar células humanas con propiedades ópticas inspiradas en leucóforos en los celfalópodos, y que las proteínas reflectina pueden mantener sus propiedades en entornos celulares extraños. Este proyecto, que recibió el apoyo de la Agencia de Proyectos de Investigación Aplicada de Defensa y la Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea de EE.UU. También involucró a investigadores de la Universidad de California, San Diego y Hamamatsu Photonics en Japón.