Fabricadas las primeras células animales alimentadas con energía solar

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Científicos combinan cloroplastos, orgánulos encargados de realizar la fotosíntesis, de algas con células de hámster.

Un primer paso hacia la creación de «células planimales», con una parte vegetal y otra animal.

Científicos han conseguido insertar cloroplastos de algas en células de hámster, lo que permite a las células animales realizar la fotosíntesis a partir de la luz, según una nueva investigación realizada en Japón.

Recordemos que un cloroplasto es un orgánulo celular encontrado en las células de plantas y algas.

Su función principal es realizar la fotosíntesis, un proceso que convierte la luz solar en energía química, produciendo glucosa y oxígeno a partir de dióxido de carbono y agua.

Los cloroplastos contienen clorofila, el pigmento responsable de absorber la luz solar, y tienen su propio ADN, lo que sugiere que tienen un origen endosimbiótico.

Antes se pensaba que no era posible combinar cloroplastos con células animales, y que los cloroplastos no sobrevivirían ni funcionarían dentro de una célula animal.

Sin embargo, los resultados de este ensayo han demostrado que la acción fotosintética continuó durante al menos dos días después de la inserción de los cloroplastos.

Esta técnica podría ser útil para la ingeniería de tejidos artificiales.

Los tejidos pueden tener dificultades para crecer debido a la falta de oxígeno, pero la adición de células infundidas con cloroplastos podría permitir el suministro de oxígeno y energía mediante la exposición a la luz y la fotosíntesis.

Puede parecer ciencia ficción, pero algunos animales ya han aprovechado este ingenioso truco.

Las almejas gigantes, por ejemplo, viven en una relación simbiótica con las algas.

Estas contienen cloroplastos, por lo que pueden fotosintetizar la luz y convertirla en alimento y oxígeno.

Mientras que las almejas proporcionan un hogar a las algas, estas aportan energía para que sus amistosos huéspedes prosperen.

Sin embargo, a diferencia de las plantas y las algas, las células animales no contienen cloroplastos. Ahora, los investigadores han demostrado que es posible combinarlos funcionalmente.

«Por lo que sabemos, es la primera vez que se detecta el transporte fotosintético de electrones en cloroplastos implantados en células animales», afirma Sachihiro Matsunaga, profesor de la Universidad de Tokio, en Japón, y autor del artículo.

El transporte fotosintético de electrones genera energía química, y es necesario para numerosas funciones celulares en plantas y algas.

«Pensábamos que los cloroplastos serían digeridos por las células animales a las pocas horas de ser introducidos.

Sin embargo, lo que descubrimos fue que seguían funcionando hasta dos días después y que se producía el transporte de electrones de la actividad fotosintética».

El equipo japonés insertó cloroplastos de algas rojas en células cultivadas derivadas de hámsters.

Los investigadores examinaron la estructura de los cloroplastos dentro de las células mediante varias técnicas de imagen, como la microscopía confocal, la microscopía de superresolución y la microscopía electrónica.

También midieron y confirmaron que se estaba produciendo el transporte de electrones de la actividad fotosintética mediante pulsos de luz (una técnica denominada fluorometría de modulación de amplitud de pulsos).

«Creemos que este trabajo será útil para la ingeniería de tejidos celulares, afirma Matsunaga.

Y añade:

Los tejidos cultivados en laboratorio, como órganos artificiales, carne artificial y láminas de piel, están hechos de múltiples capas de células.

Sin embargo, existe el problema de que no pueden aumentar de tamaño debido a la hipoxia (bajos niveles de oxígeno) dentro del tejido, que impide la división celular».

En palabras de este investigador, «mezclando células implantadas con cloroplastos, se podría suministrar oxígeno a las células a través de la fotosíntesis, mediante irradiación de luz. Esto mejoraría las condiciones en el interior del tejido para permitir su crecimiento».

El equipo sigue investigando la creación de células planimales que puedan aportar a los animales las características beneficiosas de las plantas.

En este estudio, descubrió que las células animales que contenían cloroplastos experimentaban una mayor tasa de crecimiento celular, lo que sugiere que los cloroplastos proporcionaban una fuente de carbono (combustible) a las células huésped.

Los investigadores sugieren que estudios futuros podrían investigar los procesos implicados en el intercambio de sustancias entre la célula huésped y los cloroplastos, así como qué sustancias adicionales se producen.

«Esperamos que las células planimales sean células que cambien las reglas del juego, que en el futuro puedan ayudarnos a conseguir una transformación verde hacia una sociedad más neutra en carbono, comenta Matsunaga.

Y añade:

Seguiremos desarrollando biotecnologías innovadoras con el objetivo de hacer realidad una sociedad sostenible y la reducción de las emisiones de dióxido de carbono».

Fuente: UTokyo