Esta presión puede variar en función de los cambios del medio, lo que somete a las células a una fuerza mecánica cuya influencia no es del todo conocida. Una investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha diseñado un dispositivo capaz de detectar los cambios de presión en el interior de la célula. El avance ha merecido la portada del último número de Nature Nanotechnology.

El chip mide 4 micras (equivalentes a la millonésima parte de un metro) de ancho, 6 micras de largo y 0,4 micras de alto. Para el investigador del Instituto de Microelectrónica de Barcelona del CSIC José Antonio Plaza, responsable del trabajo, “uno de los mayores logros de la investigación ha sido alcanzar tal nivel de miniaturización que permite introducir al chip en la célula, donde reside sin afectar a su viabilidad”.

La base del chip son dos membranas de silicio de 50 nanómetros (mil millones de veces menores que un metro) de espesor que se deforman por acción de la presión. Ambas están unidas a un resonador óptico que modifica la luz que refleja en función de la fuerza a la que se someten las membranas.

Los experimentos llevados sobre células HeLa (un tipo de célula de cultivo especialmente resistente) demuestran que, al aumentar la presión extracelular, ésta se transmite por el interior de la célula sin que su membrana y su citoesqueleto opongan resistencia.

Por su parte, la investigadora del Centro de Investigaciones Biológicas del CSIC Teresa Suárez, que ha dirigido la parte biológica del trabajo,  explica: “La capacidad de medir los cambios de presión en el interior de la célula es fundamental para estudiar la deformación celular”. Este fenómeno de la mecánica celular está relacionado con otros procesos como el desarrollo, la migración y la enfermedad de las células.

Plaza considera que “esta investigación multidisciplinar es un primer paso en el camino de la fabricación de sofisticados nanochips intracelulares”. El avance de este campo permitirá crear más dispositivos con funciones diversas como la medida de parámetros mecánicos, térmicos, bioquímicos y magnéticos, y el suministro de fármacos. El investigador del CSIC concluye: “Estos chips podrían actuar como centinelas en el interior de las células, siempre alerta para comprobar su estado, informarnos del mismo y repararlas, si fuera necesario”.

 

 Rodrigo Gómez-Martínez, Alberto M. Hernández-Pinto, Marta Duch, Patricia Vázquez, Kirill Zinoviev, Enrique J. de la Rosa, Jaume Esteve, Teresa Suárez and José A. Plaza. Silicon chips detect intracellular pressure changes in living cells. Nature Nanotechnology. DOI: 10.1038/NNANO.2013.118