Un equipo de científicos del CIBER-BBN ha desarrollado en colaboración un método simple basado en nanoestructuras que permite el control de la adhesión celular a nivel local. El control de la adhesión ejercido en las primeras etapas de la diferenciación celular ha servido para el pre-acondicionamiento in vitro de células mesenquimales en el proceso de condrogénesis, y se espera que pueda servir como tratamiento de terapia celular para enfermedades relacionadas con el cartílago como es la osteoartritis (OA).

El proyecto Intramural ChondronanoNet-2, coordinado por la científica Anna Lagunas del IBEC (CIBERBBN), cuenta además con la colaboración con otros grupos del CIBER: uno liderado por Josep Samitier, otro por Pau Gorostiza en el IBEC, el tercero por Cristina Ruiz en el Complejo Hospitalario Universitario A Coruña, y también por José Becerra en la Universidad de Málaga, perteneciente, asimismo, al Centro Andaluz de Nanomedicina y Biotecnología (BIONAND).

La adhesión celular y la diferenciación están condicionadas por la disposición de los componentes de la matriz extracelular (ECM), con concentraciones locales que tienen un efecto importante.

En este artículo los investigadores presentan un método para obtener nanopatrones desiguales a gran escala de dendrímeros funcionales con ligandos arginina-glicina-aspártico (RGD) que permiten el control a nanoescala de la densidad de superficie RGD local. Esta secuencia es común en muchas proteínas de la matriz extracelular responsables del proceso de adhesión celular.

Los nanopatrones se forman mediante la adsorción superficial de dendrímeros a partir de soluciones a diferentes concentraciones iniciales y se caracterizan por el ángulo de contacto del agua (CA), espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) y métodos de sonda como son la microscopia de efecto túnel (STM) y microscopia de fuerza atómica (AFM).

La densidad de superficie local de RGD se mide utilizando imágenes AFM por medio de mapas de contornos de probabilidad de distancias mínimas entre partículas y luego se correlaciona con la respuesta de adhesión celular y la diferenciación.

El método de nanopatrón presentado es un procedimiento simple que podría escalarse de manera directa a grandes superficies. Por lo tanto, es totalmente compatible con los protocolos de cultivo celular y se puede aplicar a otros ligandos que ejercen efectos dependientes de la concentración sobre las células, gracias a la versatilidad sintética que ofrecen los dendrímeros.

Investigación original: Dendrimer-based Uneven Nanopatterns to Locally Control Surface Adhesiveness: A Method to Direct Chondrogenic Differentiation. Ignasi Casanellas et al. J. Vis. Exp. (131), e56347, doi:10.3791/56347 (2018).

Foto: National Cancer Institute, National Institutes of Health.
Autores: Dra. Brenda Melendez, Dra. Rita Serda.