updated 1:27 PM CET, Dec 5, 2016

Crean una medusa artificial a partir de silicona y células del corazón de una rata

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medusoide, medusa artificial

La Franken-medusa, llamada Medusoide, nada igual que las medusas reales

La técnica se podría utilizar para ayudar a crear una nueva generación de marcapasos "biológicos"

Ahora Frankenstein puede tener una medusa mascota. Un equipo de científicos ha cogido células del corazón de una rata, las dispusieron en un pedazo de goma de silicona, agregaron una descarga eléctrica y han creado una "Franken-medusa". Al igual que una medusa real, la medusa artificial nada mediante el bombeo de agua dentro y fuera de su cuerpo en forma de campana. Los investigadores esperan que algún día el avance pueda ayudar a los ingenieros a diseñar corazones artificiales y otros órganos musculares.

 

Los juveniles de medusa luna (Aurelia aurita), que tienen por lo general entre 10 y 12 cm de ancho, nadan rítmicamente. En primer lugar, flexionan sus músculos de forma rápida y, al mismo tiempo, expulsan el agua a medida que adquieren forma de cúpula. Luego, lentamente, su cuerpo se relaja y se aplana, lo que provoca una nueva ronda de las contracciones musculares. Los investigadores ya sabían que las células ayudan a moverse a las medusas, y cómo trabajan juntas para empujar y tirar el agua. Lo que querían saber ahora era la mejor manera de recrear este comportamiento utilizando los materiales disponibles en el laboratorio.

Los bioingenieros John Dabiri, del Instituto de Tecnología de California (Caltech) en Pasadena, California, y Kevin Kit Parker, del Instituto Wyss de Ingeniería Inspirada Biológicamente de la Universidad de Harvard ha adoptado un lema: copiar a la naturaleza, pero no demasiado. "Algunos ingenieros construyen cosas de hormigón, cobre y acero - nosotros construimos cosas a partir de las células", dice Parker.

construcción del medusoide

El dúo y sus colegas dieron a la silicona la forma de una medusa ideal, un material que sería resistente pero flexible, al igual que las propias medusas. A continuación entrenaron células musculares de rata para crecer en bandas paralelas sobre el silicio y encapsularon las células con un material elástico llamado elastómero. Para conseguir que su medusa artificial, o medusoide, nadara, los investigadores la sumergieron en una solución salada y pasaron una corriente eléctrica a través del agua que traspasó las células de rata. La Franken-medusa se impulsó rápidamente en el agua, nadando tan efectivamente como una medusa verdadera, informaron los investigadores en la revista en línea Nature Biotechnology: (A tissue-engineered jellyfish with biomimetic propulsion).

corriente eléctrica inducida al medusoide

El equipo pasó por un montón de prueba y error para que todo saliese bien, según las notas de Parker. La capa de silicona utilizada para imitar el cuerpo de la medusa tenía que ser fuerte pero no tan fuerte que las células musculares la endureciesen, y los lóbulos del cuerpo tuvieron que ser ajustados para asegurarse de que el agua pudiese fluir entre ellos. En un corazón sano, las válvulas abren y cierran herméticamente el conducto. Cuando funcionan mal, puede haber graves consecuencias para la salud. Al estudiar cómo manipulan las medusas los líquidos con su cuerpo, dice Parker, los científicos pueden ser capaces de llegar a formas más precisas para reparar o incluso reemplazar las válvulas cardíacas dañadas.

Joseph Ayers, un neurofisiólogo de la Universidad Northeastern de Boston, quien no participó en el estudio, está impresionado, sobre todo porque los investigadores fueron capaces de utilizar la energía producida por las células musculares y sin aplicar ningún tipo de baterías al medusoide, por lo que es prácticamente independiente. "Esto es en gran medida un documento histórico", dice. "Creo que en el largo plazo, su mayor impacto va a ser en dispositivos médicos implantables".



Enlaces: California Institute of Technology | Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering