Un revolucionario sistema es capaz de vigilar la actividad eléctrica dentro de cada una de las células cardíacas escogidas para la monitorización

Versión de mayor tamaño del sistema, para pruebas con muestras de tejidos fuera del cuerpo. (Imagen: Yue Gu)

El sistema vigila la actividad eléctrica en el interior de células individuales del corazón, utilizando diminutos sensores que se introducen en las células sin dañarlas.

El dispositivo mide directamente la velocidad de las señales eléctricas que viajan dentro de la célula cardíaca, así como entre múltiples células cardíacas. También es capaz de medir estas señales intracelulares en tejidos 3D, o sea como los del interior del cuerpo y no solo en capas delgadas como las de los cultivos celulares de laboratorio tradicionales.

Este avance tecnológico es obra de un equipo que incluye, entre otros, a Yue Gu y Sheng Xu, de la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos.

El dispositivo permitirá conocer mejor los trastornos y enfermedades del corazón, como la arritmia (ritmo cardíaco anormal), el infarto y la fibrosis cardíaca (endurecimiento o engrosamiento del tejido del corazón).

Observar cómo se propaga una señal eléctrica entre diferentes células puede ser de gran ayuda para conocer mejor los detalles del funcionamiento celular normal así como los que preparan el escenario para el surgimiento de un problema cardíaco, tal como subraya Gu.

Con el nuevo dispositivo, es posible examinar el corazón a nivel celular y obtener una imagen de muy alta resolución de lo que ocurre en él. Y también ver qué células funcionan mal, qué partes no están sincronizadas con las demás y en qué puntos la señal es débil.

El dispositivo consta de un conjunto tridimensional de transistores de efecto de campo (FET) microscópicos, que tienen forma de púas afiladas. Estos diminutos FETs atraviesan las membranas celulares sin dañarlas y son lo bastante sensibles como para detectar señales eléctricas, incluso algunas muy débiles, directamente en el interior de las células. Para evitar ser tratados por el cuerpo como un objeto extraño y poder así permanecer dentro de las células durante largos periodos de tiempo, los FETs están recubiertos de una bicapa de fosfolípidos. Los FET pueden vigilar las señales de varias células al mismo tiempo. Incluso pueden monitorizar señales en dos sitios diferentes dentro de la misma célula.

Gu y sus colegas exponen los detalles técnicos de su dispositivo y de las pruebas realizadas con él en la revista académica Nature Nanotechnology, bajo el título “Three-dimensional transistor arrays for intra- and inter-cellular recording”.