Un equipo dirigido por investigadores de la Universidad
Carnegie Mellon acaba de publicar el artículo Remote
nongenetic optical modulation of neuronal activity using fuzzy graphene (PNAS-Proceedings of the
National Academy of Sciences, 23/05/20) en el cual se presenta una nueva tecnología tendiente a mejorar la capacidad de los científicos para comunicarse, utilizando la
luz, con las células neurales. El
grafeno es un nanomaterial (nanoplaca) abundante, barato y biocompatible.
Mediante técnicas especialmente desarrolladas lo han sintetizado en topologías
tridimensionales denominadas de grafeno "difuso".
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| Interfase NT-3DFG con neuronas DGR. Crédito: Tzahi Cohen-Karni y col. Universidad Carnegie Mellon |
Al cultivar estos copos de grafeno bidimensionales (2-D) con nanocables de silicio, crearon una estructura tridimensional (NT-3DFG) con absorción óptica de banda ancha y una eficiencia fototérmica sin igual. Estas propiedades lo hacen ideal para la modulación electrofisiológica celular utilizando la estimulación fototérmica remota no genética con energías láser muy bajas sin generar estrés celular. El nanomaterial puede prepararse con fácilidad en suspensión, aislándose NT-3DFG individual para lograr interfaces subcelulares con neuronas, haciendo posible el estudio de la señalización dentro y entre los sistemas de células 2-D y 3-D tales como los organoides presentes en las células humanas. La absorción de banda ancha de estos nanomateriales tridimensionales permite utilizar luz de longitudes de onda que pueden penetrar profundamente en el tejido para excitar de forma remota las células nerviosas. El método se puede utilizar en toda una gama de aplicaciones, desde el diseño de terapias no invasivas hasta estudios científicos básicos. Los hallazgos del equipo son significativos tanto para nuestra comprensión de las interacciones celulares como para el desarrollo de terapias que aprovechen el potencial de las propias células del cuerpo. Las nanoestructuras creadas con NT-3DFG pueden tener un gran impacto en el futuro de la biología y la medicina humana.
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