Investigadores del ETH Zurich han presentado un innovador método que permite la regulación electromagnética inalámbrica de la expresión de transgenes en mamíferos, a través de la interfaz entre nanopartículas y células. Esta técnica, publicada en la prestigiosa revista Nature Nanotechnology, promete revolucionar el tratamiento de enfermedades crónicas como la diabetes, además de abrir nuevas posibilidades en biología sintética y medicina regenerativa.
El estudio, liderado por el profesor Martin Fussenegger, busca superar los desafíos actuales en biomedicina relacionados con el control preciso y no invasivo de la expresión genética terapéutica en organismos vivos. Fussenegger señala que los métodos convencionales suelen ser complicados, ya que requieren procedimientos invasivos o carecen de la precisión deseada. Por ello, el equipo optó por utilizar campos magnéticos para el control inalámbrico, aprovechando su capacidad para penetrar tejidos biológicos de manera segura y eficaz.
Nanopartículas y control preciso
El enfoque desarrollado se basa en el uso de nanopartículas compuestas por materiales multiferroicos, recubiertas con un polímero biocompatible llamado quitosano. Cuando estas nanopartículas son estimuladas por un campo magnético de baja frecuencia, generan niveles seguros de especies reactivas de oxígeno (ROS) en el citoplasma celular. Este mecanismo activa una vía genética sensible a las señales de ROS, la cual permite la producción de proteínas terapéuticas como la insulina.
Una de las ventajas clave de esta interfaz nanopartícula-célula es la capacidad de controlar de manera precisa cuándo y dónde se expresa un gen específico. Además, este método es suave y no invasivo, ya que evita procedimientos complejos o estímulos de alta energía. En comparación con otros métodos propuestos anteriormente, el enfoque del equipo es altamente biocompatible, requiere dosis menores de nanopartículas y minimiza efectos no deseados.
El equipo de investigación realizó pruebas en un modelo murino de diabetes, donde expuso a los ratones a un débil campo electromagnético durante solo tres minutos al día. Los resultados mostraron un control efectivo sobre la secreción de insulina y un mantenimiento de niveles normales de glucosa en sangre durante todo el estudio.
Fussenegger destacó que este avance permite conectar de forma inalámbrica el control electromagnético con la expresión genética natural en células mamíferas mediante nanopartículas como receptores magnéticos intracelulares. Este sistema podría tener aplicaciones médicas valiosas, permitiendo el manejo de enfermedades crónicas de manera remota y dinámica, eliminando la necesidad de inyecciones repetidas o implantes invasivos.
De cara al futuro, los investigadores planean explorar la aplicación de este método en campos como la oncología, neurología y medicina regenerativa, mientras trabajan en mejorar la sensibilidad y eficiencia de su sistema basado en nanopartículas. También tienen como objetivo optimizar el equipo de estimulación electromagnética para facilitar su uso en entornos clínicos.
Este enfoque innovador refleja el potencial de la investigación biomédica contemporánea y su capacidad para transformar el tratamiento de enfermedades, ofreciendo alternativas más seguras y efectivas en la atención médica.
