Sensores de procesos de adhesión celular

DIEGO PALLAROLA

Workshop; WorkShop Fronteras en NanoBioTecnología: Del Laboratorio a la Empresa; 2017

La creación de nuevos tipos de superficies conductoras sensibles para la detección y transducción de interacciones célula-célula y célula-matriz extracelular en tiempo real y en ausencia de marcadores es de gran interés en el campo de la investigación biomédica. Para estudiar las funciones celulares se desean materiales capaces de imitar el orden en la nanoescala de las fibras proteicas de la matriz extracelular, y que además presenten una eficiente transferencia de carga eléctrica. Sin embargo, a pesar del progreso alcanzado en este campo, el desarrollo de plataformas de sensado que cumplan estos requisitos no se ha reportado aún. La estrategia empleada para alcanzar este objetivo se basa en el posicionamiento controlado de sitios de unión para células a través de un arreglo cuasi-hexagonal de nanopartículas de oro depositadas sobre un electrodo de óxido de indio y estaño. Los electrodos resultantes exhiben un patrón ordenado de partículas que proporciona no sólo el anclaje de los ligandos adhesivos a la superficie, sino una adecuada transducción de los acontecimientos superficiales en señales eléctricas. La respuesta de adhesión de fibroblastos a ligandos selectivos para las integrinas α5β1 y αvβ3, ambas relevantes en la progresión del cáncer, se investigó simultáneamente mediante espectroscopía de impedancia electroquímica y microscopía óptica. Las células adhesivas sobre nanoarreglos selectivos para la integrina α5β1 mostraron una mayor dinámica de adhesión y una mayor interacción célula-sustrato en comparación con células sobre nanoarreglos selectivos para la integrina αvβ3. La superficie del sensor exhibe una elevada sensibilidad a pequeños cambios en las propiedades superficiales debido a la constitución de interacciones específicas célula-sustrato. Dicha sensibilidad permite la diferenciación entre tipos de células. Esto se ejemplifica analizando distintas características en la lectura electroquímica de células de cáncer de mama MCF-7 frente a células epiteliales mamarias MCF-10A cuando se someten a nanoarreglos adhesivos individuales.