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Jueves 2 de marzo de 2006 La demostración de que las células vegetales son capaces de vivir y reproducirse en el interior de un material cerámico transparente abre el camino para la producción de metabolitos de interés farmacológico. Por Susana Gallardo (*)
La combinación de un compuesto biológico con un material inerte, como el metal o la cerámica, ha demostrado su utilidad en el desarrollo de ciertos dispositivos, como los que se emplean para efectuar mediciones de sustancias en sangre. La novedad es que se ha demostrado que las células pueden dividirse en esa situación de inmovilidad que les confiere el material inorgánico. Precisamente, un equipo de investigadores del Departamento de Química Inorgánica Analítica y Química Física logró que diferentes grupos de células vegetales, "prisioneras" en una jaula de vidrio, puedan no sólo replicarse sino también fabricar proteínas. El propósito es la obtención de productos de interés farmacológico, como la insulina o distintos factores de crecimiento. "El problema fue lograr que las células puedan vivir, multiplicarse y producir metabolitos de interés", señala la doctora Sara Aldabe Bilmes, profesora en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA e investigadora del Conicet. La clave está en las características del material, cuya porosidad debe permitir que las células reciban los nutrientes necesarios para vivir y que, a su vez, puedan salir los compuestos generados por ellas. "Pero la importancia de que las células puedan vivir y multiplicarse reside en que algunos productos de interés biotecnológico sólo se generan a partir de células en pleno crecimiento", subraya. Pero ¿cuál es el objetivo de atrapar células en una matriz cerámica? Una ventaja es que este método impide la contaminación con virus o bacterias, lo cual -según la investigadora- no es poca cosa cuando se trata de células vegetales que, por su metabolismo lento, tardan meses en crecer y ser productivas. Esto implica esfuerzo y dinero. Otra ventaja de la matriz cerámica es que permite una rápida y fácil separación de las células del medio de cultivo. De hecho, no es necesario filtrarlas. "Trabajamos con bacterias, levaduras, algas unicelulares y células vegetales, por ejemplo de zanahoria y tabaco. En todos los casos vemos que las células se dividen y crecen, y les llegan los nutrientes y el oxígeno", explica Mercedes Perullini, primera autora del trabajo que se publicó en la American Chemical Society. Por su parte, Aldabe Bilmes destaca que "lo importante en este trabajo es la confluencia de especialidades, algo poco frecuente en la ciencia argentina: un grupo de biotecnología, que sabe manejar células vegetales (dirigido por el doctor Alejandro Mentaberry, profesor en la FCEyN e investigador del Conicet), y un grupo de química inorgánica, con experiencia en síntesis". Este último, dirigido por Aldabe Bilmes, está conformado por Mercedes Perullini y el doctor Matías Jobbagy. Células muy "trabajadoras" En la actualidad, la biotecnología ofrece distintas alternativas a la hora de obtener compuestos de interés farmacológico. Una de ellas es hacer "trabajar" a las bacterias en tambores de fermentación para que realicen su actividad metabólica. Por lo general se les coloca un gen foráneo, en muchos casos humano, para que fabriquen una proteína en particular. Otra posibilidad es que la usina de producción sea un mamífero, por ejemplo la cabra o la vaca, al que se inserta el gen apropiado para que produzca la proteína y ésta pueda extraerse a partir de su leche. Sin embargo, las tendencias más novedosas se inclinan por las células vegetales como fábrica potencial de diferentes compuestos. "Distintos equipos de investigación trabajan en el intento de inmovilizar células, pero no existía la intención de que ellas pudieran crecer en esa situación", dice la doctora Aldabe Bilmes. Para atrapar las células, los investigadores fabrican, en el laboratorio, un material cerámico transparente, que se sintetiza a temperatura ambiente a partir de pequeñas partículas de dióxido de silicio junto con ciertos agentes orgánicos que permiten la formación de polímeros, es decir, moléculas de gran tamaño. Es como una gelatina que se endurece sin necesidad de frío. La matriz de dióxido de silicio debe tener poros del tamaño adecuado como para permitir que lleguen los nutrientes y se difundan los metabolitos al medio de cultivo. Al mismo tiempo, esos poros no deben permitir la entrada de bacterias u otro tipo de contaminantes. La ventaja de estas cerámicas es que su porosidad y el grado de inmovilización de los componentes biológicos pueden ser controlados de acuerdo con los objetivos de los investigadores. Las células se colocan primero en una matriz orgánica y, luego, alrededor de ella se sintetiza el vidrio. "Hay que trabajar muy rápido, porque la síntesis tarda unos pocos minutos", comenta Perullini. Luego, esa matriz, que tiene dos centímetros de diámetro por un centímetro de espesor, se introduce en el medio de cultivo. La bióloga Mercedes Rivero, investigadora del Laboratorio de Agrobiotecnología de la FCEyN, precisa: "Lo interesante es que las matrices permiten conformar módulos que se pueden apilar y, si alguna unidad tiene un problema, o se contamina, puede descartarse sin afectar el resto de las unidades. Y pueden agregarse nuevos módulos con células nuevas o más activas". Incluso se podrían combinar módulos con cepas diferentes, que produjeran distintos tipos de metabolitos. Para producir los compuestos de interés, es imprescindible que las células puedan multiplicarse en el interior de la matriz. Este requisito se debe a que las células vegetales sólo cuando están en comunidad pueden producir metabolitos secundarios, por ejemplo, factores de crecimiento o sustancias con acción antibacteriana. Si bien será necesario mucho trabajo antes de lograr producir compuestos farmacológicos en estas matrices cerámicas, el hecho de haber conseguido que las células vivan y crezcan en su cárcel de vidrio representa un paso importante, sobre todo si se considera que las células vegetales son muy sensibles.
(*) Centro
de Divulgación Científica - SEGBE - FCEyN. |
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