01/Nov/05

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Logran que células vegetales puedan vivir atrapadas en vidrio

Incluso se reproducen; la técnica podría tener aplicaciones farmacológicas.

(La Nación) - La unión de un compuesto biológico con un material inerte como el metal o la cerámica no es una novedad. De hecho, ciertos dispositivos para medir la glucemia en sangre se basan en este desarrollo. Lo que sí es novedoso es que las células puedan dividirse (reproducirse) en esa situación de inmovilidad que les confiere el material inorgánico.

Pero un equipo de investigadores argentinos logró precisamente eso: que grupos de células vegetales, atrapadas dentro de un vidrio, pudieran no sólo reproducirse, sino también, lo que es más importante, fabricar proteínas. El propósito es obtener productos de interés farmacológico, como la insulina o distintos factores de crecimiento.

"El problema fue lograr que las células pudieran 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 (Universidad de Buenos Aires, Argentina) 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. "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 enjaular 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, de metabolismo lento, que tardan meses en crecer y ser productivas, lo que implica esfuerzo y dinero. También permite una rápida y fácil separación de las células del medio de cultivo (no es necesario filtrarlas, por ejemplo).

"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 acaba de publicarse 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.

Operarias eficientes

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.

Para atrapar las células, los investigadores fabrican en el laboratorio un tipo de vidrio, pero no el que se emplea para fabricar botellas. Se trata de un material cerámico transparente que se sintetiza a temperatura ambiente a partir de pequeñas partículas de dióxido de silicio (arena) junto con ciertos agentes orgánicos que permiten la formación de polímeros; es decir, moléculas de gran tamaño. Es como una gelatina, pero se endurece sin necesidad de heladera.

Una cerámica especial

El material debe tener poros del tamaño justo para permitir que lleguen los nutrientes y se difundan los metabolitos al medio de cultivo. Pero esos poros no deben permitir la entrada de bacterias u otro tipo de contaminantes. Las células son inmovilizadas 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 distintas cepas que produjeran distintos metabolitos.

El hecho de que las células sean capaces de multiplicarse en el interior de la matriz es fundamental para que puedan producir los compuestos de interés, porque las células vegetales sólo cuando están en comunidad pueden producir metabolitos secundarios, aquellos con acción antibacteriana, o factores de crecimiento, por ejemplo.

Si bien resta todavía mucho trabajo para producir compuestos farmacológicos en estas matrices cerámicas, el hecho de haber logrado 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.