Gracias a un nuevo invento nanotecnológico se han descubierto señales químicas que algunas células del sistema inmunitario utilizan para comunicarse con otras a corta distancia.
Las señales descubiertas se originaron en las células dendríticas -los centinelas que se encargan de la detección inicial de invasores microscópicos- y fueron recibidas por células-T próximas, que también tienen un papel fundamental en el sistema inmunológico, incluyendo la coordinación de ataques sobre los agentes que causan enfermedad o infección.
El intercambio de señales químicas que se establece cuando las células entran en contacto físico ha sido estudiado a conciencia, pero la comunicación que se establece entre células que no están en contacto directo nunca ha podido ser estudiado debido a que las señales paracrinas están muy localizadas y se producen a niveles hasta ahora indetectables. Una nueva tecnología conocida como nanofisiómetro multi-trampa (MTN) ha permitido comprobar la existencia de esta comunicación sin contacto y es de hecho uno de los primeros aparatos nanotecnológicos que se aplica con éxito al estudio de las señales inmunológicas. La descripción detallada del funcionamiento del MTN ha sido publicada por el diario en línea Lab on a Chip. El nuevo invento ha sido desarrollado por un equipo de investigadores del Instituto Vanderbilt para la Investigación y Educación de Biosistemas Integradores liderado por John P. Wikswo, profesor de la Universidad Fordon A. Cain en Vanderbilt.
Según Derya Unutmaz, profesora asociada de microbiología del Colegio de Medicina de la Universidad de Nueva York, se trata de un importante y potencialmente útil avance tecnológico, ya que la habilidad de estudiar el comportamiento de células aisladas no es relevante en el estudio de órganos o músculos, pero sí resulta crucial a la hora de estudiar el sistema inmunológico. La gran vigilancia que ejercen estas células sobre el cuerpo requiere de una comunicación continua entre ellas. Esto se debe a que las células dendritas, células-T y células-B en el sistema inmunológico, que tienden a concentrarse en los ganglios linfáticos, funcionan como células sueltas e individuales. Si las células dendritas detectan invasores en el cuerpo, rápidamente migran a los ganglios linfáticos y deben encontrar y alertar a las correspondientes células-T. Pero cómo las células dendritas atraen a las T-células correctas entre las millones de células que pueblan los ganglios linfáticos sigue siendo un enigma.
Desde hace años los científicos han intentado desarrollar sistemas de análisis para células sueltas. Debido a la dificultad de mantener células normales vivas se han visto forzados a utilizar células genéticamente alteradas con el fin de cultivarlas de forma indefinida. Aunque esta alteración «inmortaliza» la célula, también limita significativamente su utilidad. El MTN es el primer sistema que monitoriza cambios bioquímicos en un elevado número de células normales o primarias durante el estudio aislado y prolongado. El invento consiste en una serie de canales de tamaño capilar moldeados en un plástico especial el cual está pegado al fondo de una lámina de vidrio. Una bomba del tamaño de una caja de zapatos bombea fluido a través de un canal que se abre en una cámara llena de cientos de minúsculos pozos triangulares tan pequeños que atrapan una sola célula. Cuando las células son empujadas río arriba quedan depositadas en los pozos sosteniéndose solo por un hilo de fluido que proviene de agujeros aún más pequeños practicados en el fondo de cada pozo. El control del fluido permite a los científicos mantener las células con vida durante más de 24 horas.
La monitorización de las células la lleva a cabo una cámara digital incorporada a un microscopio, normalmente realizando una fotografía cada 30 segundos. El software añadido permite analizar los movimientos y reacciones de cada célula. Puede grabarse el comportamiento de varias células inyectándose diferentes tintes fluorescentes a cada una de ellas. Por ejemplo, cuando a unas ingenuas células-T se les riega para una respuesta inmunológica, la concentración de calcio en su citoplasma se dispara, de modo que cuando el citoplasma contiene un tinte que se torna fluorescente al entrar en contacto con el calcio, éste brilla lo suficiente como para ser detectado.