Una célula viva está construida con barreras para impedir la entrada de moleculas del exterior y los investigadores están constantemente tratando de encontrar la manera de hacer pasar moléculas hacia dentro. El profesor Giovanni Maglia de la Universidad Católica de Lovaina y su equipo han diseñado unos nanoporos que actúan como unas puertas giratorias selectivas a través de la membrana lipídica de una célula. Los nanoporos podrían ser utilizados en la terapia génica y la entrega de fármacos.
Todas las células vivas están encerradas por una membrana lipídica que separa el interior de la célula del medio ambiente exterior. La afluencia de moléculas a través de la membrana celular está estrechamente regulada por proteínas de membrana que actúan como portales específicos para el tráfico de iones y nutrientes. Las proteínas de membrana también pueden ser utilizadas por las células como armas. Dichas proteínas atacan a una célula haciendo hoyos (nanoporos) en las membranas celulares de los enemigos. Los iones y moléculas escapan desde los agujeros, causando finalmente la muerte celular.
Los investigadores están tratando de utilizar nanoporos para hacer pasar ADN o proteínas a través de las membranas. Una vez dentro de una célula, la molécula de ADN podría reprogramar la célula para una acción particular. El profesor Maglia explica que ahora se es capaz de diseñar nanoporos biológicos, pero la parte difícil es la de controlar con precisión el paso de moléculas a través de los nanoporos. No se quiere que el nanoporo deje pasar todo; por el contrario, se quiere limitar la entrada de información genética específica en células específicas.
El Profesor Maglia y su equipo tuvieron éxito en el diseño de un nanoporo que funciona como una puerta giratoria para moléculas de ADN. Ellos han introducido una puerta giratoria selectiva para ADN en la cima de la nanoporos. Llaves específicas de ADN en solución se hibridan a la puerta de ADN y se transportan a través de la nanoporos. Una segunda llave de ADN en el otro lado de la nanoporos libera luego la información genética deseada. Un nuevo ciclo puede entonces comenzar con otra pieza de ADN siempre y cuando se tenga la llave correcta. De esta manera, el nanoporo actúa simultáneamente como un filtro y una cinta transportadora.
En otras palabras, se ha diseñado un sistema de transporte selectivo que se puede utilizar en el futuro para administrar medicamento en la célula. Esto podría ser de uso particular en la terapia génica, lo que implica la introducción de material genético en células degeneradas con el fin de desactivarlas o reprogramarlas. También podría ser utilizado en la entrega de fármacos, que implica la administración de la medicación directamente en la célula.