Unos científicos cultivan electrodos en tejido vivo

VIERNES, 24 de febrero de 2023 (HealthDay News) -- Unos científicos suecos afirman que han cultivado electrodos en tejido vivo, lo que prepara el camino para la formación de unos circuitos electrónicos completamente integrados en organismos vivos.

El desarrollo, que desdibuja las fronteras entre la biología y la tecnología, podría algún día conducir a terapias para los trastornos neurológicos.

"Durante varias décadas, hemos intentado crear componentes electrónicos que imiten a la biología. Ahora, permitimos a la biología que cree componentes electrónicos para nosotros", comentó en un comunicado de prensa de la Universidad de Linköping, en Suecia, el investigador Magnus Berggren, profesor del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la universidad.

Es difícil, sino imposible, combinar la bioelectrónica convencional con los sistemas de señalización biológicos vivos.

Para resolverlo, los investigadores desarrollaron un método para crear unos materiales suaves y conductores electrónicos en el tejido vivo.

Inyectaron un gel que contenía enzimas como las "moléculas de fabricación", y entonces pudieron cultivar electrodos en el tejido de peces cebra y sanguijuelas medicinales.

"El contacto con las sustancias del cuerpo cambia la estructura del gel y lo convierte en un conductor eléctrico, algo que no era antes de la inyección. Dependiendo del tejido, también podemos ajustar la composición del gel para activar el proceso eléctrico", comentó Xenofon Strakosas, uno de los líderes del estudio. Strakosas también es investigador del Laboratorio de Electrónica Orgánica de Linköping y de la Universidad de Lund, en Suecia.

Las mismas moléculas endógenas del cuerpo son suficiente para desencadenar la formación de los electrodos, aclararon los investigadores.

No se requieren ni una modificación genética ni señales externas, por ejemplo luz o energía eléctrica, que habían sido necesarios en experimentos anteriores.

Los investigadores afirmaron que este trabajo prepara el camino para una nueva evolución en la bioelectrónica.

Este método puede dirigir el material conductor electrónico a estructuras biológicas específicas. Con esto, pueden crear una interfaz para la estimulación nerviosa.

Algún día, quizá sea posible fabricar circuitos electrónicos completamente integrados en organismos vivos, según el estudio.

En la Universidad de Lund, un equipo logró con éxito la formación de electrodos en el cerebro, el corazón y las aletas caudales de peces cebra, y alrededor del tejido nervioso de las sanguijuelas medicinales.

El gel inyectado no hizo daño a los animales, según el estudio. La formación de los electrodos no los afectó de ninguna otra forma.

Los autores apuntaron que una de las muchas dificultades de estos ensayos fue tomar en cuenta el sistema inmunitario de los animales.

"Al realizar cambios inteligentes en la química, pudimos desarrollar unos electrodos que fueran aceptados por el tejido cerebral y el sistema inmunitario. Los peces cebra son un excelente modelo para el estudio de los electrodos orgánicos en el cerebro", aseguró el investigador Roger Olsson, profesor de biología y terapias químicas de la Universidad de Lund.

Olsson inició el estudio tras leer sobre una rosa electrónica que se desarrolló en la Universidad de Linköping en 2015.

Una diferencia importante entre las plantas y los animales fue en la estructura celular. Las plantas tienen unas paredes celulares rígidas que permiten la formación de electrodos. Las células animales son más como una masa blanda.

Crear un gel con suficiente estructura y la combinación adecuada de sustancias para formar electrodos en ese entorno conllevó varios años, anotaron los autores.

"Nuestros resultados plantean formas del todo nuevas para pensar sobre la biología y la electrónica. Todavía tenemos que resolver una variedad de problemas, pero este estudio es un buen punto inicial para investigaciones futuras", aseguró Hanne Biesmans, estudiante doctoral de la Universidad de Linköping y una de las líderes del estudio.

Aunque las investigaciones con animales no siempre producen los mismos resultados en los humanos, estos hallazgos podrían ayudar a comprender unas complejas funciones biológicas, a combatir enfermedades en el cerebro y a desarrollar interfaces futuras entre humanos y máquinas, según el estudio.

Los hallazgos se publicaron en una edición reciente de la revista Science.

Más información

La Organización Mundial de la Salud ofrece más información sobre los trastornos neurológicos.

Artículo por HealthDay, traducido por HolaDoctor.com

FUENTE: Linköping University, news release, Feb. 23, 2023