Soffiando bolle estremamente piccole, i ricercatori del Kavli Institute of Nanoscience della Delft University of Technology (TU Delft) hanno trovato un modo efficiente per produrre i cosiddetti liposomi:strutture molto piccole simili a bolle spesso utilizzate per somministrare medicinali, ma anche chiave per generare cellule artificiali. Gli scienziati pubblicano i loro risultati nell'edizione online di Comunicazioni sulla natura venerdì 22 gennaio.

Divisione cellulare

Una delle più grandi sfide nelle scienze della vita oggi è l'assemblaggio di una cellula artificiale da un insieme di singoli componenti, uno sforzo guidato dall'urgenza di migliorare la nostra comprensione di come funzionano le cellule biologiche. Uno dei primi passi sulla strada per generare tali cellule artificiali è la capacità di produrre liposomi. Questi sono molto piccoli, strutture simili a bolle con una parete lipidica e riempite d'acqua. Nel rispetto, assomigliano molto a celle "reali" vuote. I liposomi sono già utilizzati per vari scopi, compresa la somministrazione di farmaci nel corpo umano.

Laboratorio su un chip

I ricercatori della TU Delft sono ora riusciti a produrre liposomi in modo molto efficiente. Usano una tecnica microfluidica "lab-on-a-chip" per generare le strutture assistite da piccoli flussi di liquidi, in un processo non dissimile dal soffiare bolle di sapone (vedi video). "Modi per fare i liposomi esistevano già, "dice Siddharth Deshpande, un ricercatore post-dottorato nel team guidato da Cees Dekker, "ma questi avevano notevoli inconvenienti per i nostri scopi. Erano troppo lenti e, soprattutto, non abbastanza puro."

1-ottanolo

Il nuovo metodo 'bolle-soffiaggio' utilizza un tipo di alcol come solvente. Uno dei problemi con le tecniche precedenti era che lasciavano un residuo oleoso di solvente nei liposomi. Alla ricerca di un'alternativa migliore, Deshpande ha invece provato a usare 1-ottanolo. E i risultati hanno superato ogni aspettativa, perché i ricercatori hanno osservato che questa sostanza si muove rapidamente e spontaneamente su un lato del liposoma appena formato, dove forma una gocciolina di 1-ottanolo che si separa spontaneamente dalla struttura ospite del suo accordo, entro pochi minuti.

"Cosa rimane, "Deshpande spiega, "sono liposomi puri con le dimensioni di una cellula biologica, 5-20 micrometri, e una parete lipidica. Da allora siamo stati in grado di dimostrare che questo muro è molto simile a quello di una cellula "reale" - da un batterio, Per esempio."

proteine

Il nuovo metodo è stato soprannominato assemblaggio di liposomi assistito da ottanolo, o OLA. Come spiega Dekker:"OLA offre una piattaforma flessibile per produrre le cellule artificiali del futuro. Vogliamo utilizzare i liposomi come materiale di base per quelle cellule. Il nostro prossimo obiettivo è farli dividere aggiungendo proteine ​​speciali come FtsZ e ZipA , che formano anelli attorno all'equatore del liposoma. Stiamo già conducendo esperimenti con questa tecnica. Se ci riescono, potremmo creare "bolle di sapone" in grado di produrre bolle figlie autonome. Questo dovrebbe darci una visione spettacolare dei meccanismi utilizzati dalle cellule batteriche per dividersi".