Sensores de silicio dentro de células vivas

El día 21 de Diciembre de 2009, se publicó en la revista científica [1] SMALL el artículo
titulado 'Intracellular silicon chips in living cells' ('Chips de silicio dentro de células vivas'). El
logro ha sido llevado a cabo por un grupo de 12 científicos españoles del Instituto de
Microelectrónica de Barcelona (IMB) que pertenece al Centro Nacional de Microelectrónica
([2] CNM) del CSIC.
Fundamentalmente lo que han logrado es implantar sensores de silicio en células vivas. De
modo que este hecho innovador será el precursor de avances en la detección y
monitorización de sucesos que pueden darse en las propias células, además nos permitirán
por ejemplo detectar precozmente ciertas enfermedades o incluso la propia reparación de
las células enfermas. Digamos que estos sensores de silicio podrían advertirnos de lo que
está sucediendo en la célula de forma directa, sin destruirla y sin cambiar sus propiedades y
funciones.
Los chips usados como sensores, son el elemento por excelencia en electrónica; el silicio, y
están fabricados industrialmente por un proceso bastante frecuente llamado fotolitografía. El
tamaño de estos chips puede variar, y seguro serán cada vez más diminutos. De hecho se
prevé que dentro de diez años se podrían inyectar unos 2500 transistores (ver gráfica de la
imagen) en una célula viva típica (el tamaño medio de las células humanas es del orden de
las micras).
En una entrevista realizada a dicho grupo, D. José Antonio Plaza que es uno de los
investigadores, explica que existen varias maneras de introducir los chips en la célula viva.
Una es la [3] lipofección (encapsulamiento del chip en una vesícula llamada liposoma que
luego entra a la célula por endocitosis), otra es la [4] fagocitosis (la membrana de la célula
crea una cápsula para el chip con su propia 'piel' y después se la introduce así misma) y la
[5] microinyección (haciendo uso de microagujas que inyectan el chip directamente en la
célula).
Las biólogas del grupo, Dña. Patricia Vázquez y Dña. Teresa Suárez, explican que primero
incubaron [6] células humanas de HeLa con chips de [7] silicio policristalino, pero este
método daba rendimientos muy bajos y por ello optaron por la técnica de lipofección
explicada anteriormente. Tras una semana descubrieron que más del 90% de las células que
contenían chips aún seguían vivas. Basándose en éste y otros experimentos, concluyeron
que los chips que habían fabricado, podían interactuar con el citoplasma celular sin cambiar
su viabilidad y funcionalidad como sensor.
Lo que este equipo ha permitido es dar un primer paso en la innovación para la integración
de los chips de silicio basados en [8] MEMS (MicroElectroMchanical Systems; dispositivos
con al menos uno de los elementos que lo componen del orden de las micras y que han sido
fabricados utilizando tecnologías de microfabricación) dentro de las células. Y prevén que en
un futuro los chips internos en las células puedan realizar un seguimiento in vivo y a tiempo
real de cada evento celular. Pero evidentemente indican que aunque las observaciones que
se han llevado a cabo son muy prometedoras, es necesario realizar las pruebas de toxicidad
y compatibilidad pertinentes.
"Cómo van a interactuar en el futuro estos dispositivos con las células vivas, no lo
sabemos con exactitud, pero seguro será algo nuevo y fascinante" concluye J. A.
Plaza.

CRF
Jesus Castillo
C.I. 15430564