La nanotecnología guiará la diferenciación de células madre

10 Septiembre 2004

Un proyecto europeo coordinado desde el Parque Científico de Barcelona trabaja en el desarrollo de superficies nanométricas que actúen como incubadoras celulares. En ellas las células troncales recibirán todos los estímulos necesarios para iniciar su proceso de diferenciación, lo que permitirá ampliar en un futuro las aplicaciones de la terapia celular.

Desarrollar una superficie de estructura nanométrica que incorpore factores de crecimiento y diferenciación para derivar de forma externa y controlada líneas celulares a partir de células troncales es el objetivo que persigue el proyecto CellProm, dirigido por el Laboratorio de Investigación en Nanobioingeniería del Parque Científico de Barcelona, en el que participan 27 centros de investigación pertenecientes a doce países europeos. La iniciativa pretende alcanzar este fin en un plazo de cuatro años. Para ello, el VI Programa Marco de Investigación y Desarrollo de la Unión Europea ha concedido una financiación de 17 millones de euros.

Como ha explicado Josep Samitier, director del Laboratorio de Nanobioingeniería y subdirector del Parque Científico de Barcelona, una primera fase del proyecto pretende identificar y aislar las señales moleculares que inducen el proceso de diferenciación en células madre adultas de la médula ósea. "Cuando se planteó el proyecto, ningún país europeo había legislado a favor de la utilización de células madre embrionarias en investigación; de ahí que optáramos por las adultas, que además presentan la ventaja de ser más estables, con lo que se puede llevar un mejor seguimiento y control".

Rugosidad

En una segunda etapa, los factores se incorporan a una superficie que ha de tener una estructura que permita que la célula se sienta cómoda. "Es importante no sólo el material con el que se fabrica sino también la rugosidad a escala nanométrica de la superficie, un aspecto que según estudios de crecimiento de células en diferentes entornos también afecta al proceso de diferenciación".

En el interior del cuerpo humano la diferenciación se lleva a cabo en un medio en el que se producen interacciones célula-célula o célula-tejido. La célula está rodeada de un entorno biológico que posibilita su trabajo. "Nuestro proyecto trata de desarrollar una especie de incubadora que aporte a las células troncales todo lo necesario para que la diferenciación se realice de forma controlada. De este modo se podrá generar una ingeniería de tejidos a la carta en función de las necesidades del médico".

Uno de los principales retos al que se enfrentan los grupos de investigación que participan en el proyecto es idear el modo de incorporar los factores de diferenciación a la nanoestructura. No sirve crear una superficie uniformemente cubierta por un único tipo de molécula, ya que las células nunca se encuentran con un entorno bioquímicamente uniforme a su alrededor. Hay que elaborar una especie de mosaico nanométrico utilizando moléculas y proteínas, con las que se ha de cubrir un área de varias micras.

"Hay un salto de escala importante entre las 10-20 micras que mide la superficie de una célula y los 5 ó 6 nanómetros que puede tener una proteína. Es necesario por tanto colocar miles de moléculas en el lugar adecuado", ha señalado Samitier. "Estamos ante un proceso que tiene que realizarse con gran precisión, pero a la vez a una escala industrial".

Microscopía

El grupo de investigación intenta trabajar con el menor número posible de factores de crecimiento y diferenciación. "Menos de 10 factores pueden bastar para establecer fases de diferenciación y poder almacenar las células hasta el momento de su utilización. Estos elementos han de ir combinándose, ya que no puede haber grandes extensiones con un único factor".

Esta distribución se hace con microscopía de fuerzas atómicas, una técnica que consiste en colocar una aguja muy afilada en el extremo de una palanquita. "El método puede personalizarse y ser utilizado por ejemplo como si se tratara de un pluma estilográfica que permite distribuir las moléculas línea a línea sobre una superficie. Otra posibilidad consiste en la utilización de nanohilos impregnados en una disolución, con los que se puede crear una especie de tejido sobre la superficie que facilita la fabricación del mosaico de factores".

Samitier está convencido de que la nanotecnología va a proporcionar las herramientas más adecuadas para conseguir que la diferenciación celular se lleve a cabo de forma controlada. "Es un paso necesario para poder extender la implantación de las terapias con células madre".

Interés industrial

Los bancos celulares obtenidos de este modo podrán ser utilizados por la industria farmacéutica para la investigación de nuevos medicamentos. La participación de varias compañías biotecnológicas en el proyecto CellProm es una prueba clara de este interés.

Aunque la iniciativa es pionera en este ámbito, ya hay en marcha proyectos más antiguos que tratan de aplicar las nanotecnologías a la medicina, muchos de ellos integrados en la red europea Nano2Life. Estas investigaciones suelen estar dirigidas al desarrollo de sensores o dispositivos de diagnóstico a escala nanométrica.

Imagen cedida por el Parque Científico de Barcelona

Fuente: http://www.diariomedico.com/edicion/noticia/0,2458,531857,00.html