Exosomas sintéticos fotoactivados para la comunicación basada en ARN entre células artificiales y células vivas

Área de la Ciencia:

• Biología sintética
• Ingeniería de Biomateriales
• Comunicaciones celulares

Sus antecedentes:

• Las células naturales se comunican a través de mecanismos complejos, incluida la transferencia mediada por vesículas de moléculas bioactivas como el ARN.
• La investigación de células artificiales tiene como objetivo replicar las funciones celulares, pero la comunicación entre especies sigue siendo un desafío.
• La comunicación actual de células vivas artificiales se basa principalmente en el intercambio de moléculas pequeñas.

Objetivo del estudio:

• Para diseñar células artificiales capaces de comunicación de ARN con las células de mamíferos.
• Desarrollar una plataforma modular para la transferencia de ARN intercelular basada en vesículas.
• Para demostrar la regulación de la expresión de proteínas en las células naturales por las células artificiales.

Principales métodos:

• Construcción de células artificiales utilizando coacervados complejos basados en amilosa y membranas terpolímeras.
• Encapsulación de ARN dentro de los polimerosomas que contienen grupos de superficie fotoclasificables.
• Inducción del cambio de carga y la expulsión de vesículas mediante la modificación de la superficie desencadenada por la luz.
• Experimentos de cocultivo con células de mamíferos artificiales y naturales para evaluar la transferencia de ARN y la modulación de la expresión génica.

Principales resultados:

• Se han ensamblado con éxito células artificiales capaces de encapsular y liberar ARN.
• Se ha demostrado la liberación inducida por la luz de vesículas que contienen ARN de células artificiales.
• Se ha confirmado la transferencia de ARN de células artificiales a células naturales in vitro.
• Mostró la capacidad de las células artificiales para regular la expresión de proteínas celulares de mamíferos a través de la comunicación de ARN.

Conclusiones:

• Las células artificiales se pueden diseñar para la comunicación de ARN mediada por vesículas con células naturales.
• Este enfoque imita la función natural del exosoma, avanzando las capacidades de las células artificiales.
• El sistema desarrollado representa un paso significativo hacia la creación de células artificiales más parecidas a la vida y sistemas de comunicación intercelular.