Inspirados en los huesos, combinan células vivas con sustancias inertes que pueden comunicarse entre sí y cambiar su composición
Parece el inicio de una película de ciencia ficción, pero el anuncio de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) es real. Inspirados en materiales naturales como el hueso, una estructura que combina minerales y otras sustancias, incluidas células vivas, los científicos han inducido células bacterianas para producir biopelículas que pueden incorporar materiales no vivos, como las nanopartículas de oro y puntos cuánticos.
Estos «materiales vivientes» combinan las ventajas de las células vivas, que responden a su entorno y producen moléculas biológicas complejas, con las ventajas de los materiales no vivos, que añaden funciones tales como la realización de la electricidad o la emisión de luz.
Según explican los del MIT en la revista Nature Materials, los nuevos materiales podrían ser utilizados para diseñar dispositivos más complejos como células solares, materiales que se reparen solos o sensores de diagnóstico. «Nuestra idea es poner juntos los mundos vivientes y no vivientes para hacer materiales híbridos que contengan células vivientes y sean funcionales» dice Timothy Lu, profesor asistente de ingeniería eléctrica e ingeniería biológica en el MIT.
Lu y sus colegas eligieron trabajar con la bacteria E. coli, ya que produce naturalmente biopelículas que contienen proteínas amiloides que ayudan a la bacteria a adherirse a las superficies y que pueden ser modificadas mediante la adición de fragmentos de proteína llamados péptidos. Estos péptidos pueden capturar materiales no vivientes tales como nanopartículas de oro, incorporándolos en los biofilms.
Comunicarse y cambiar
Al programar las células, los investigadores fueron capaces de controlar las propiedades de los biopelículas y crear nanocables de oro y películas salpicadas de puntos cuánticos o diminutos cristales que exhiben propiedades de la mecánica cuántica. También crearon células para que pudieran comunicarse entre sí y cambiar la composición de la biopelícula en el tiempo. «En última instancia , esperamos emular cómo se forman los sistemas naturales, como el hueso. Nadie le dice al hueso qué hacer, pero genera un material en respuesta a las señales del medio ambiente».
Los investigadores creen que estos materiales híbridos podrían ser estudiados para su uso en aplicaciones de energía, tales como baterías y células solares. Los investigadores están interesados en el recubrimiento de biopelículas con enzimas que catalizan la descomposición de la celulosa, lo cual podría ser útil para la conversión de residuos agrícolas para biocombustibles. Otras aplicaciones potenciales incluyen dispositivos de diagnóstico e ingeniería de tejidos.
