¿Cómo las Nanopartículas entran en las células?

Blog original en inglés por Jennifer Ortiz
Traducido por Fredy Aquino
Editado por Gustavo A. Dominguez

Hay un fármaco para tratar el cáncer al ovario llamada DOXIL que es introducida en las células por medio de una nanopartícula hecha de moléculas lipídicas. Pero, ¿cómo la nanopartícula es introducida en la célula?

De acuerdo con un estudio reciente que usa computadoras para modelar este proceso, hay principalmente tres maneras por las cuales los científicos piensan que una nanopartícula puede entrar a una célula: penetración, endocitosis, y semi-endocitosis.

Para entrar a una célula, la nanopartícula tiene que atravesar la membrana celular, la cual separa los componentes internos de la célula del exterior.

Endocitosis y Semi-Endocitosis

cells-fig1

Endocitosis ocurre cuando la membrana comienza a cubrir lentamente la nanopartícula hasta que ésta es totalmente introducida en la célula. Esto a menudo ocurre con la ayuda de diferentes componentes ubicados afuera de la membrana celular, conocidos como receptores. Cuando esto ocurre, la nanopartícula es envuelta por la bicapa lipídica de la membrana celular, y forma un pequeño saco intracelular conocido como vesícula. En el caso de la semi-endocitosis, la nanopartícula es lentamente cubierta pero nunca está totalmente dentro de la célula, parte de esta permanecerá en la superficie.

Penetración

cells-fig2Cuando la partícula es suficientemente pequeña, los científicos creen que esta puede simplemente deslizarse a través de la membrana en un proceso conocido como penetración. Estamos activamente investigando a nivel molecular los detalles de cómo este proceso podría ocurrir, la mayor parte de este proceso es aun un misterio. Este proceso es distinto de la endocitosis porque la penetración no forma una partícula cubierta en una vesícula.

Adhesión

cells-fig3Cuando la partícula empieza el proceso de entrar en una célula, pero que no termina de entrar, es conocido como adhesión. La adhesión es un término que se refiere a las nanopartículas que se pegan a la membrana. Durante la adhesión, este estudio predice que la membrana celular se curva un poco, pero para de curvarse y permite que la nanopartícula sea envuelta como en el caso de la endocitosis. Esto ocurre porque energéticamente no es favorable que la membrana continúe curvándose. Algunos factores que contribuyen a esto pueden ser la baja interacción electrostática, o las interacciones con nanopartículas vecinas.

Hay pocas publicaciones que describen el mecanismo de entrada de diferentes nanopartículas en la célula. En estos estudios se describen los receptores, si hay alguno, de ser los responsables de la semi-endocitosis o la endocitosis regular, etc.

Todos las posibilidades discutidas aquí han sido estudiadas a través de simulaciones computacionales. Nosotros en el Centro estamos activamente investigando experimentalmente lo que ocurre cuando las nanopartículas interactúan con los componentes de la membrana celular. Hay mucho trabajo por hacer para llegar a una conclusión final que diga que en efecto estas son las tres formas por las cuales las nanopartículas entran a la célula y descubrir exactamente cómo esto ocurre.

Parte de mi proyecto de verano en el Centro para la Nanotecnología Sostenible a través del programa de Experiencia de Investigación para Pre-graduados (REU por sus siglas en inglés) es hacer un seguimiento a estas interacciones nanopartículas-membranas usando una variedad de técnicas científicas. Espero que pueda contribuir a encontrar la respuesta a esas preguntas.


Para leer el blog original en inglés, presione aquí.

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