Un equip de la Universitat Politècnica de València (UPV) i del Centre d'Investigació Biomèdica en Xarxa de Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN) ha demostrat, per primera vegada, el potencial de l'ús de nanopartícules “traductores” per a facilitar la comunicació entre diferents tipus de cèl·lules o microorganismes. El seu estudi podria tenir aplicació en múltiples àmbits: el mèdic (per a la prevenció i el tractament del càncer), l'agrari (per al desenvolupament de noves estratègies de protecció enfront de plagues) o el mediambiental. Els seus resultats han sigut publicats en la revista Nano Letters.
“Hem demostrat que és possible comunicar microorganismes de diferents regnes usant nanopartícules com a traductors. Les nanopartícules processen un missatge produït pel primer tipus de cèl·lules (bacteris) i el transformen en un missatge comprensible per al segon tipus de cèl·lules (llevats) que hi responen. D'aquesta forma, la informació flueix des de les cèl·lules emissores (els bacteris) al nanodispositiu i des d'aquest a les cèl·lules receptores (llevats), la qual cosa permet la comunicació entre dos microorganismes que d'una altra manera no interactuarien. Això és un avanç en el disseny de sistemes de comunicació en la nanoescala i obri la porta per al desenvolupament de futures aplicacions”, assenyala Ramón Martínez Máñez, investigador de l'Institut de Reconeixement Molecular i Desenvolupament Tecnològic (IDM) a la UPV i director científic del CIBER-BBN.
Entre aquestes futures aplicacions, l'equip UPV - CIBER-BBN destaca la possible regulació de les interaccions entre bacteris i cèl·lules humanes, per exemple, per a prevenir infeccions, matar bacteris o modular el nostre microbioma intestinal, i per al tractament de malalties com el càncer. “En aquest cas, ajudaria al fet que cèl·lules del nostre sistema immune pogueren reconèixer de forma més eficient cèl·lules canceroses, i regulant les interaccions entre les unes i les altres”, assenyala Antoni Llopis, investigador del CIBER-BBN a l'institut IDM.
També podria ser útil per al disseny de partícules que facen possible que les plantes i els fongs es comuniquen entre si, cosa que podria ajudar a desenvolupar noves estratègies de protecció de les plantes. “Podríem establir una comunicació entre cèl·lules de plantes amb altres microorganismes del seu entorn per a, així, prevenir plagues o utilitzar-les com a tractament per a millorar el rendiment de les plantes”, apunta Ángela Morellá, investigadora també de l'Institut de Reconeixement Molecular i Desenvolupament Tecnològic (IDM) i coautora de l'estudi.
En qualsevol cas, l'equip de la UPV i el CIBER-BBN incideix en què els resultats obtinguts són incipients (“és una prova de concepte”, remarquen), si bé obrin una via amb un gran potencial per al camp de la microtecnologia/nanotecnologia i la biologia sintètica.
“Potser el major desafiament serà llegir si la comunicació entre aquests dos regnes ha sigut reeixida o no. En el nostre estudi, hem utilitzat l'expressió de proteïna fluorescent per part de les cèl·lules receptores, la qual cosa ha facilitat el seguiment del procés. El desenvolupament de futures aplicacions requerirà metodologies més avançades per a permetre el monitoratge dels processos de comunicació química en entorns biològics complexos”, conclou Ramón Martínez Máñez.
Beatriz de Luis, Ángela Morellá-Aucejo, Antoni Llopis-Lorente, Javier Martínez-Latorre, Félix Sancenón, Carmelo López, José Ramón Murguía i Ramón Martínez-Máñez. “Nanoprogrammed Cross-Kingdom Communication Between Living Microorganisms”, Nano Letters 2022 22 (5), 1836-1844. DOI: 10.1021/acs.*nanolett.1c02435
Notícies destacades