Un equipo de la Universidad de Nueva York (NYU) ha conseguido un hito científico: gotas microscópicas de aceite en agua son capaces de cambiar de forma y absorber lo que las rodea, un comportamiento que hasta ahora se asociaba únicamente a las células vivas. Lo notable es que en este caso el fenómeno surge solo de la física y la química, sin genes, proteínas ni maquinaria celular activa.
El descubrimiento, publicado en Nature Communications, demuestra que rasgos considerados distintivos de la vida, como la morfogénesis y la captura de material del entorno, pueden aparecer en sistemas sintéticos mucho más simples. Además, el trabajo ofrece una nueva vía para investigar con mayor control cómo las células moldean sus estructuras y forman compartimentos.
La morfogénesis es una de las propiedades fundamentales de los seres vivos. Consiste en la capacidad de células y tejidos para remodelarse, crear compartimentos y envolver material externo, procesos que en organismos vivos requieren de una maquinaria molecular muy sofisticada.
El grupo de investigación se preguntó si ese cambio de forma podría reproducirse en partículas sintéticas para emular características propias de la vida. La respuesta fue afirmativa: con combinar aceite, agua y moléculas similares al jabón fue suficiente.
Las gotas adoptaron formas complejas
Stefano Sacanna, profesor de química en NYU y coautor principal del estudio, lideró el trabajo junto a sus colegas. El sistema consistió en gotas microscópicas de aceite suspendidas en agua y una molécula con propiedades jabonosas denominada copolímero en bloque P123. Al añadir este compuesto a las gotas esféricas, las partículas se transformaron de manera espontánea en estructuras variadas:
- Forma de flor
- Configuraciones dendríticas (con ramificaciones)
- Mancuernas
- Discos
- Copas
“Lo que nos sorprendió es que no se necesita esa maquinaria celular para obtener la misma clase de comportamiento”, afirmó Sacanna.
El proceso, además, fue controlable y reversible. Al variar la concentración de la molécula jabonosa o al calentar y enfriar la muestra, el equipo logró llevar las gotas de una forma a otra y luego regresarlas a su estado anterior, siguiendo la misma ruta morfogenética pero en sentido inverso.
Ese punto marca una diferencia clave con lo que ocurre en las células de casi todos los seres vivos, donde esos cambios no suelen poder revertirse de la misma manera. En el experimento, la transición entre formas dependió de condiciones físicas ajustables, como la temperatura o la concentración del compuesto jabonoso, y no de procesos biológicos internos.
Imitación de la captura celular
Bajo ciertas condiciones, las gotas no solo cambiaron de forma: también se plegaron sobre sí mismas, rodearon el fluido circundante y atraparon en su interior aquello que flotaba cerca. Este comportamiento se convirtió en la evidencia más contundente del estudio y confirmó que las partículas sintéticas pueden engullir su entorno.
Florent Fessler, investigador posdoctoral en NYU y primer autor del trabajo, explicó que las gotas reproducen de manera autónoma una dinámica similar a ciertos mecanismos de incorporación de materia en las células.
“Este comportamiento de deglución refleja de cerca un proceso celular llamado macropinocitosis, a veces descrito como ‘bebida celular’, en el que una célula traga una pequeña parte de lo que la rodea. Nuestras gotas hacen esto por sí solas, sin que intervenga ninguna parte biológica”, resaltó.
Los autores aclararon que sus experimentos no reproducen la bioquímica de una célula ni crean vida artificial. Lo que ofrecen, explicaron, es un sistema modelo para analizar cómo las células adquieren forma y construyen sus estructuras.
Paul Chaikin, profesor Silver de física en NYU y coautor principal, señaló que estos cambios son difíciles de aislar en células vivas. Por ello, un modelo de este tipo permite estudiar de manera más simple y controlada los principios físicos que están detrás del comportamiento celular.
El trabajo también apunta a posibles aplicaciones en materiales adaptativos. Las gotas, según los investigadores, podrían utilizarse como contenedores diminutos capaces de reestructurarse en respuesta al entorno o de capturar carga cuando sea necesario.
Sacanna indicó que, en las condiciones adecuadas, estas gotas pueden reorganizarse y envolver lo que tienen alrededor hasta formar una cápsula o una cubierta protectora. Este pequeño contenedor podría resguardar una carga valiosa, como un fármaco u otra molécula activa. Como se trata de un cambio de forma inespecífico y versátil, el sistema podría tener muchas aplicaciones potenciales.
Fuente: Infobae