Es, sin duda, uno de los santos griales de la medicina:
rastrear la salud a
nivel celular para detectar cualquier problema. Y dos equipos de
científicos están trabajando en ello de forma paralela mediante una tecnología
innovadora: nanotatuajes.
El primero de ellos está formado por dos expertos de la
Universidad de Estambul, Onur Ergen y Kristen D. Belcastro. Se trata de un sensor
de nano-tatuaje que permite la transferencia de datos inalámbrica pasiva sin la
necesidad de fuentes de energía externas, como baterías, utilizando el
principio de retrodispersión. Los sensores convierten la energía mecánica en
energía eléctrica mediante los movimientos corporales y se comunican mediante
algoritmos de inteligencia artificial con dispositivos cercanos. Estos sensores
brindan una ventaja importante, ya que transfieren datos en un rango de banda
amplio en lugar de las frecuencias limitadas permitidas por la tecnología de
etiquetas RFID utilizada para propósitos similares. Por ejemplo, gracias a ellos sería posible contar con un
electrocardiograma inalámbrico e inteligente. Los avances se han descrito en Electron
Device Letters.
El otro equipo centrado en esta tecnología es el liderado por
David Gracias, de la Universidad Johns Hopskins. Su equipo ha desarrollado
tatuajes a nanoescala capaz de adherirse a células vivas. Los tatuajes responden
a los movimientos de las células mientras estas se desplazan y se adaptan a la
estructura exterior húmeda y fluida de las células.
“Si imaginamos hacia dónde irá todo esto en el futuro,
nos gustaría tener sensores para monitorear y controlar de forma remota el
estado de las células individuales y el entorno que rodea a esas células en
tiempo real – explica Gracias en un comunicado
-. Si tuviéramos tecnologías para rastrear la salud de células aisladas, tal
vez podríamos diagnosticar y tratar enfermedades mucho antes y no esperar hasta
que todo el órgano esté dañado”.
El avance se ha publicado en Nano
Letters y describe los tatuajes o sensores como no tóxicos ni invasivos y
capaces de cerrar la brecha entre las células o tejidos vivos y los sensores y
materiales electrónicos convencionales. Son esencialmente como códigos de
barras o códigos QR.
“Estamos hablando de poner algo así como un tatuaje
electrónico en un objeto vivo decenas de veces más pequeño que la cabeza de un
alfiler – añade Gracias -. Es el primer paso hacia la instalación de sensores y
componentes electrónicos en células vivas”.
Las estructuras desarrolladas por el equipo de Gracias
pudieron adherirse a las células durante 16 horas, incluso cuando las células se
movían. Los tatuajes se construyeron en forma de matrices con oro, un material
conocido por su capacidad para prevenir la pérdida de señal o la distorsión en
el cableado electrónico. Adjuntaron las matrices a células que producen y
sostienen tejido en el cuerpo humano, llamadas fibroblastos. Luego, las
matrices se trataron con pegamentos moleculares y se transfirieron a las
células utilizando una película de hidrogel de alginato, un laminado similar a
un gel que se puede disolver después de que el oro se adhiere a la célula.
“Hemos demostrado que podemos unir nanopatrones complejos a
células vivas, garantizando al mismo tiempo que la célula no muera – concluye Gracias-.
Es un resultado muy importante que las células puedan vivir y moverse con los
tatuajes porque a menudo hay una incompatibilidad significativa entre las
células vivas y los métodos que utilizan los ingenieros para fabricar productos
electrónicos”.
El próximo paso es conectar nanocircuitos más complejos que
puedan permanecer en su lugar durante períodos más largos. También quieren
experimentar con diferentes tipos de células y ver las respuestas.
