El hombre invisible: la invisibilidad del calamar utilizada para hacer transparentes las células humanas

invisibilidad del calamar

Proyecto de investigación bioinspirado, un primer paso hacia el tejido intrínsecamente translúcido

De todos los superpoderes en el reino animal, la capacidad del calamar para volverse invisible es uno de los más geniales. Y ahora los científicos de la Universidad de California, Irvine, han logrado recrear eso por primera vez en las células humanas, otorgándoles una transparencia sintonizable.

El camuflaje activo es una estrategia de supervivencia utilizada por muchos cefalópodos, incluidos pulpos, calamares y sepias. Los animales logran esta hazaña con la ayuda de células que cambian la forma en que se dispersa la luz, permitiéndoles cambiar de color o volverse transparentes. Comprensiblemente, esto podría ser muy útil para los nuevos materiales de camuflaje.

¿Pero podría esta capacidad transferirse a nuestras propias células? Eso fue lo que el nuevo estudio se propuso investigar.

Los investigadores se centraron en una especie particular de calamar llamada Doryteuthis opalescens, que puede cambiar una franja a lo largo de su cuerpo de blanco a transparente.

Esta franja está compuesta de células reflectantes llamadas leucóforos, que a su vez contienen partículas llamadas leucosomas que están formadas por proteínas llamadas reflectinas. En conjunto, esta estructura es lo que permite a los calamares dispersar la luz, produciendo camuflaje iridiscente.

Para el nuevo estudio, el equipo de la UC Irvine intentó introducir esa capacidad en las células humanas. Para hacerlo, diseñaron genéticamente células de riñón embrionario humano para expresar reflectina, y efectivamente funcionó. En una inspección más cercana, se observó que las proteínas se reunían en partículas dentro de las células, alterando la forma en que dispersaban la luz.

investigación de la invisibilidad de las células

"Nos sorprendió descubrir que las células no solo expresaban reflectina sino que también empaquetaban la proteína en nanoestructuras esferoidales y las distribuían por los cuerpos de las células", dice Alon Gorodetsky, coautor del estudio. “Mediante la microscopía de fase cuantitativa, pudimos determinar que las estructuras de las proteínas tenían características ópticas diferentes en comparación con el citoplasma dentro de las células; en otras palabras, se comportaron ópticamente casi como lo hacen en sus leucóforos nativos de cefalópodos".

En otra prueba, el equipo investigó cómo se podía controlar esta habilidad. Las células se colocaron entre dos placas de vidrio recubierto y se expusieron a diferentes cantidades de cloruro de sodio. Descubrieron que bajo niveles más altos de sodio, las células parecían dispersar más luz y destacarse mejor de su entorno que aquellas expuestas a niveles más bajos de sodio.

células con reflectina

Imagen: La imagen de microscopio de fase en blanco y negro de arriba ayudó a los investigadores de la UCI a identificar dónde estaban presentes las nanoestructuras de proteínas de reflectina de calamar en las células humanas (regiones oscuras, algunas indicadas con flechas blancas). El panel en color muestra la longitud de ruta asociada para la luz que viaja a través de un área determinada (el rojo corresponde a longitudes de ruta más largas y el azul corresponde a longitudes de ruta más cortas). Atouli Chatterjee / UC

Como era de esperar, las células que carecían de las partículas de reflectina no pudieron ajustar cómo dispersaron la luz. Parece obvio, pero el método científico requiere que se verifiquen estas cosas, solo para estar seguros.

"Este proyecto demostró que es posible desarrollar células humanas con propiedades ópticas de respuesta a estímulos inspiradas en leucóforos en cefalópodos, y muestra que estas increíbles proteínas reflectina pueden mantener sus propiedades en entornos celulares extraños", dice Gorodetsky.

La investigación fue publicada en la revista Nature Communications: Cephalopod-inspired optical engineering of human cells

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