Próxima generación: Infiltrarse en una célula
Una imagen SEM en falso color del BIT-FET superpuesta con una imagen de un grupo de células de cardiomiocitos, que ilustra cómo el dispositivo registra los potenciales de acción intracelulares L. ROBLES, OPUS DESIGN &erio; X. DUAN, CM LIEBER, UNIVERSIDAD DE HARVARD
EL DISPOSITIVO: No es fácil registrar las señales eléctricas que pasan fugazmente por las neuronas y los cardiomiocitos. Pero con un novedoso dispositivo a nanoescala desarrollado por Charles Lieber y sus colegas de la Universidad de Harvard, los científicos pueden registrar estos potenciales de acción sin dañar las células e incluso sondear estructuras subcelulares como las dendritas, según un informe publicado el mes pasado (18 de diciembre) en . Nanotecnología de la naturaleza.
El transistor de efecto de campo de nanotubos intracelulares ramificados, o BIT-FET, une un nanocable y un nanotubo en una estructura delgada en forma de T que se puede insertar en una célula de hasta cinco veces en el mismo lugar sin interrumpir el potencial de acción ni dañar la célula. El minúsculo nanotubo hueco, 50-100 nanómetros…
Dispositivos BIT-FET acoplados a células de cardiomiocitos de pollo X. DUAN & CM LIEBER, UNIVERSIDAD DE HARVARD
NOVEDADES: La técnica de pinzamiento de parche comúnmente utilizada para registrar los potenciales de acción se basa en voluminosas pipetas de vidrio que a menudo dañan las células que se examinan. En agosto de 2010, Lieber y sus colegas anunciaron una sonda a nanoescala, doblada como una horquilla, que podía penetrar una célula sin causar demasiado daño. El BIT-FET mejora la nano-horquilla porque es aún más pequeño, dijo Xiaojie Duan, un postdoctorado en el laboratorio de Liebers que dirigió el proyecto BIT-FET. Es solo un diminuto nanotubo, por lo que no daña la célula. Y debido a su tamaño y forma, el dispositivo eventualmente podría usarse en una matriz de alta densidad para que los investigadores puedan medir los potenciales de acción de una red completa de células al mismo tiempo. El BIT-FET también es robusto: después de su uso, simplemente se puede lavar con agua y volver a usar, dijo Duan.
IMPORTANCIA: El BIT-FET es tan pequeño que puede sondear estructuras subcelulares como dendritas individuales, informaron los autores, a las que es difícil, si no imposible, acceder con los métodos existentes, y podría proporcionar información sobre la comunicación neuronal. Además, se pueden insertar dos BIT-FET en la misma celda, donde registran de forma independiente el mismo potencial de acción. Es probable que los resultados tengan un impacto destacado en la comprensión de la transducción de señales entre las células, dijo en un correo electrónico Zhong Lin Wang, investigador de nanociencia del Instituto de Tecnología de Georgia que no participó en el trabajo. El trabajo es un gran ejemplo de la integración de la nanotecnología y la biología a nivel celular.
La señal del potencial de acción intracelular registrada por un BIT-FET X. DUAN & CM LIEBER, UNIVERSIDAD DE HARVARD
NECESITA MEJORAR: Para que la tecnología sea práctica, los investigadores necesitarán fabricar una serie de dispositivos para facilitar las mediciones del potencial interno de muchas células, dijo Wang. El equipo también espera mejorar la relación señal-ruido del dispositivo, que puede degradar los datos y actualmente es peor que la de las micropipetas de vidrio utilizadas en la técnica de abrazadera de parche, dijo Duan. Finalmente, el equipo está implementando una función de estimulación al dispositivo para que, además de registrar la actividad eléctrica, también pueda servir para activar las células, dijo Duan. Cada tecnología tiene espacio para mejorar, añadió.
X. Duan, et al., Registros intracelulares de potenciales de acción por un transistor de efecto de campo a nanoescala extracelular, Nanotecnología natural, doi: 10.1038/nnano.2011.223, 2012.
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