El campo de la ingeniería de tejidos está progresando
rápidamente, en gran parte gracias a los andamios de hidrogel que proporcionan
un hogar confortable para nuevas células. Un problema importante con el que se
topan los investigadores es rastrear qué tan bien llega el oxígeno a las células
recién crecidas dentro de tales andamios, lo que puede indicar qué tan bien
están funcionando las nuevas células en general.
Ahora, los investigadores de la Universidad de Rice han
desarrollado micropartículas especiales, que son suaves y no tóxicas para las
células vivas, que brillan en relación con la oxigenación de su entorno. Estas
micropartículas son particularmente adecuadas para medir oxígeno dentro de
estructuras tridimensionales, como los hidrogeles porque son relativamente
brillantes y se pueden ver desde el exterior de tales construcciones.
Las partículas incluyen una molécula fluorescente, que
contiene paladio y un fluoróforo de referencia, que funciona en presencia de
oxígeno. También tienen una buena cantidad de colorante agregado, ya que las
moléculas fluorescentes no son lo suficientemente brillantes como para obtener
imágenes a través del tejido. "El problema con el uso de fluoróforos
sensibles al oxígeno en cultivos tridimensionales es que su señal no es lo
suficientemente brillante como para medir de manera confiable", dijo Reid
Wilson, autor principal del estudio que aparece en la revista ACS Biomaterials
Science & Engineering."Así que cargamos las micropartículas con altas
concentraciones de colorante, lo que permitió mediciones más reproducibles de
la concentración de oxígeno".
Cuando los investigadores colocaron las nuevas
micropartículas junto con las células vivas dentro de las estructuras de
hidrogel, mostraron que las células no se vieron afectadas y continuaron
prosperando. Cuando probaron las propiedades de medición de oxígeno de las
micropartículas, el equipo pudo detectar su brillo fluorescente a una
profundidad de hasta dos milímetros debajo de la superficie, un logro
impresionante. "Eso es pequeño, pero los límites de difusión de oxígeno
suelen ser pequeños", dijo Jane Grande-Allen, en cuyo laboratorio se
realizó la investigación. “Algunas células están bastante cerca de un
suministro de sangre, con un alto nivel de oxígeno que ingresan las células
sanguíneas con hemoglobina. Pero algunas bacterias en el microbioma son
normalmente anaeróbicas y sobreviven mejor sin oxígeno ”. Las micropartículas
pueden permanecer estables dentro de los hidrogeles y continuar trabajando
durante largos períodos de tiempo.
