Es, sin duda, uno de los santos griales de la medicina: rastrear la saluda nivel celular para detectar cualquier problema. Y dos equipos de científicos están trabajando en ello de forma paralela mediante una tecnología innovadora: nanotatuajes.
El primero de ellos está formado por dos expertos de la Universidad de Estambul, Onur Ergen y Kristen D. Belcastro. Se trata de un sensor de nano-tatuaje que permite la transferencia de datos inalámbrica pasiva sin la necesidad de fuentes de energía externas, como baterías, utilizando el principio de retrodispersión. Los sensores convierten la energía mecánica en energía eléctrica mediante los movimientos corporales y se comunican mediante algoritmos de inteligencia artificial con dispositivos cercanos. Estos sensores brindan una ventaja importante, ya que transfieren datos en un rango de banda amplio en lugar de las frecuencias limitadas permitidas por la tecnología de etiquetas RFID utilizada para propósitos similares. Por ejemplo, gracias a ellos sería posible contar con un electrocardiograma inalámbrico e inteligente. Los avances se han descrito en Electron Device Letters.
El otro equipo centrado en esta tecnología es el liderado por David Gracias, de la Universidad Johns Hopskins. Su equipo ha desarrollado tatuajes a nanoescala capaz de adherirse a células vivas. Los tatuajes responden a los movimientos de las células mientras estas se desplazan y se adaptan a la estructura exterior húmeda y fluida de las células.
«Si imaginamos hacia dónde irá todo esto en el futuro, nos gustaría tener sensores para monitorear y controlar de forma remota el estado de las células individuales y el entorno que rodea a esas células en tiempo real – explica Gracias en un comunicado -. Si tuviéramos tecnologías para rastrear la salud de células aisladas, tal vez podríamos diagnosticar y tratar enfermedades mucho antes y no esperar hasta que todo el órgano esté dañado».
El avance se ha publicado en Nano Letters y describe los tatuajes o sensores como no tóxicos ni invasivos y capaces de cerrar la brecha entre las células o tejidos vivos y los sensores y materiales electrónicos convencionales. Son esencialmente como códigos de barras o códigos QR.
“Estamos hablando de poner algo así como un tatuaje electrónico en un objeto vivo decenas de veces más pequeño que la cabeza de un alfiler – añade Gracias -. Es el primer paso hacia la instalación de sensores y componentes electrónicos en células vivas”.
Las estructuras desarrolladas por el equipo de Gracias pudieron adherirse a las células durante 16 horas, incluso cuando las células se movían. Los tatuajes se construyeron en forma de matrices con oro, un material conocido por su capacidad para prevenir la pérdida de señal o la distorsión en el cableado electrónico. Adjuntaron las matrices a células que producen y sostienen tejido en el cuerpo humano, llamadas fibroblastos. Luego, las matrices se trataron con pegamentos moleculares y se transfirieron a las células utilizando una película de hidrogel de alginato, un laminado similar a un gel que se puede disolver después de que el oro se adhiere a la célula.
“Hemos demostrado que podemos unir nanopatrones complejos a células vivas, garantizando al mismo tiempo que la célula no muera – concluye Gracias-. Es un resultado muy importante que las células puedan vivir y moverse con los tatuajes porque a menudo hay una incompatibilidad significativa entre las células vivas y los métodos que utilizan los ingenieros para fabricar productos electrónicos”.
El próximo paso es conectar nanocircuitos más complejos que puedan permanecer en su lugar durante períodos más largos. También quieren experimentar con diferentes tipos de células y ver las respuestas.
