Por primera vez, los científicos han inyectado los láseres en las células, por lo que se iluminan desde el interior, un avance que podría algún día ayudar resolver muchos problemas en el interior del cuerpo humano, como el cáncer, dicen los investigadores.
Los rayos láser se crean a partir de reacciones en cadena en la que los átomos energizados estimulan mutuamente. Estas reacciones en cadena a menudo requieren cámaras forradas de espejos, en el que la luz puede rebotar alrededor, y de ida y vuelta, para estimular los átomos dentro de esas cámaras.
Ahora, los científicos han descubierto la manera de crear cámaras esféricas miniatura de espejos que se pueden colocar en las células – ya sea cámaras blandas hechas de gotitas de aceite o cámaras duras hechas de perlas sólidas de poliestireno, el mismo plástico usado en la espuma de poliestireno. Las interacciones entre las superficies de estas gotas y los granos hacen sus paredes interiores actúan como espejos a ciertas frecuencias de luz. [ Fotos increíbles: las pequeñas cosas de la vida ]
En el nuevo estudio, los investigadores cargan estas cámaras microscópicas con moléculas de colorante fluorescente, y cuando los científicos utilizaron pulsos cortos de luz para energizar los tintes, las cámaras emitían luz láser. En los experimentos, estos “microláseres intracelulares” hechas de piel de cerdo y humanos células tumorales se iluminan.
Cada cámara genera cantidades insignificantes de calor – menos de 1,8 grados Fahrenheit (1 grado Celsius), lo que sugiere que los láseres podrían utilizarse de manera segura en las células, dijeron los investigadores.
“Durante mucho tiempo hemos estado interesados en la toma de rayos láser a partir de materiales biológicos”, dijo el autor principal del estudio Andy Seok-Hyun Yun, un científico biomédico en la Escuela de Medicina de Harvard. “Ahora, tenemos algo que podemos poner en las células, que se puede inyectar o implantados en el cuerpo “.
Los láseres son utilizados a menudo en terapias – por ejemplo, para hacer estallar las drogas activadas por la luz sólo cuando y donde los láseres son brillaba, y no en otros momentos o en otros lugares en el cuerpo. Los láseres también se utilizan a menudo para escanear el cuerpo para los problemas , tales como cavidades o cáncer.
Una limitación importante de este tipo de aplicaciones médicas, sin embargo, “es que sólo se pueden utilizar donde la luz puede penetrar”, dijo Yun Ciencia Viva. Por el contrario, la nueva técnica coloca el láser en las células, permitiendo así que el láser para “llegar a más lugares dentro del cuerpo”, añadió Yun.
Los investigadores también observaron que la luz que emiten las gotitas de aceite era muy sensible a las condiciones dentro de las células. Al analizar cuidadosamente los cambios en las longitudes de onda de estos láseres en miniatura emiten, los científicos “puede decir lo que está pasando dentro de las células “, dijo Yun. Por ejemplo, por primera vez, que “podrían medir las fuerzas ejercidas por el celular” esqueleto “, el citoesqueleto”, dijo Yun.
Condiciones Vigilancia dentro de las células podría ser útil para la investigación del cáncer , Yun señaló. “En las últimas etapas de cáncer, se puede propagar a través del cuerpo – un proceso conocido como metástasis”, dijo Yun. “Tiene que penetrar en los tejidos, entrar en los vasos sanguíneos, viajar a otro lugar, salir de los vasos sanguíneos y permanecer en lugares distantes en el cuerpo. Durante este proceso, las respuestas mecánicas de las células cambian, tales como la forma en que exprimen a través de ambientes , la cantidad de fuerza que ejercen en el tejido.
“Ser capaz de medir las propiedades mecánicas de las células cancerosas en diferentes etapas que podrían dar una idea de cómo prevenir la metástasis “, dijo Yun.
Los investigadores también encontraron que los colores de la luz que emiten las cuentas de plástico podrían variar considerablemente en función de su diámetro y qué combinación de colorantes que llevaban.Los científicos dijeron que podrían desarrollar alrededor de 200 millones de etiquetas únicas basadas en láser para células, cada una formada por tríos de bolas de diferentes tamaños y colorantes.
Estas etiquetas podrían ayudar a los investigadores a estudiar las enfermedades como el cáncer. “Hay miles de millones de células en los tumores”, dijo Yun. “Podría ser interesante para etiquetar células en tumores y ver lo que pasa con ellos cuando los tumores se extienden – lo que las células en el interior de los tumores dejan, cuando salen y dónde se van a Eso podría decirnos mucho sobre cómo los cánceres se extienden, y tal vez. cómo detener su propagación “.
La investigación futura puede investigar cámaras de espejo de diferentes formas – tales como cilindros, anillos y discos -, así como las hechas de materiales biodegradables que pueden ser más compatible con el cuerpo de los materiales utilizados en este estudio.
Yun y su colega Matjaž Humar detallaron sus hallazgos en línea hoy (27 de julio) en la revista Nature Photonics .
Fuente : http://nature.com/articles/doi:10.1038/nphoton.2015.129