Nanotecnologia

Célula híbrida mistura artificial e biológico

Célula híbrida artificial e biológica funciona como fábrica química
"Esta é uma mudança de paradigma na forma como pensamos sobre maneiras de criar células artificiais." [Imagem: Yuval Elani et al. - 10.1038/s41598-018-22263-3]

Células artificiais vivas

Células vivas e não-vivas foram, pela primeira vez, fundidas de uma maneira que lhes permite trabalhar em conjunto.

O sistema encapsula células biológicas dentro de uma célula artificial, aproveitando a capacidade natural das células biológicas para processar produtos químicos, enquanto a célula artificial as protege do meio ambiente.

Este sistema pode levar a aplicações que incluem baterias celulares alimentadas por fotossíntese, síntese de medicamentos dentro do corpo e sensores biológicos capazes de suportar condições severas.

Até agora, o projeto de células artificiais envolvia pegar partes da maquinaria das células biológicas - como as enzimas que dão suporte às reações químicas - e colocá-las em recipientes artificiais. Esta nova demonstração vai um passo adiante ao encapsular células inteiras em recipientes artificiais.

Células híbridas sintético-biológicas

Para criar as células híbridas sintético-biológicas, Yuval Elani e seus colegas do Imperial College de Londres usaram microfluídica, direcionando líquidos através de pequenos canais no interior de biochips. Usando água e óleo, que não se misturam, eles conseguiram produzir gotículas de um tamanho definido contendo as células e as enzimas biológicas. Elani então aplicou um revestimento artificial às gotículas para fornecer proteção, criando um ambiente celular artificial.

As células artificiais também encapsulam enzimas que funcionam em conjunto com as células biológicas para produzir novos compostos químicos. No experimento de demonstração, as células artificiais produziram um composto químico fluorescente que permitiu que os pesquisadores confirmassem que tudo estava funcionando conforme esperado.

Célula híbrida artificial e biológica funciona como fábrica química
Microfotografia das células híbridas biológico-artificiais. [Imagem: Yuval Elani et al. - 10.1038/s41598-018-22263-3]

Biomimetismo

"As células biológicas podem desempenhar funções extremamente complexas, mas podem ser difíceis de controlar quando tentamos aproveitar um aspecto específico. As células artificiais podem ser programadas mais facilmente, mas nós ainda não conseguimos construir muita complexidade.

"Nosso novo sistema supera o hiato entre essas duas abordagens fundindo células biológicas inteiras com células artificiais, de modo que a maquinaria de ambas trabalha em conjunto para produzir o que precisamos. Esta é uma mudança de paradigma na forma como pensamos sobre maneiras de criar células artificiais, o que ajudará a acelerar a pesquisa em aplicações nos cuidados de saúde e além," disse o professor Oscar Ces, coordenador da equipe.

Para melhorar a funcionalidade das células artificiais híbridas, o próximo passo será ajustar o revestimento artificial para que ele funcione de forma mais parecida com uma membrana biológica, mas com funções especiais ajustáveis.

Bibliografia:

Constructing vesicle-based artificial cells with embedded living cells as organelle-like modules
Yuval Elani, Tatiana Trantidou, Douglas Wylie, Linda Dekker, Karen Polizzi, Robert V. Law, Oscar Ces
Nature Scientific Reports
Vol.: 8, Article number: 4564
DOI: 10.1038/s41598-018-22263-3




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