Un equipo de investigadores en el que participa la Universidad de Granada ha fabricado unos chips que ha introducido dentro de células vivas, concretamente en óvulos, para detectar los cambios mecánicos que se producen en las etapas tempranas del desarrollo embrionario.
El trabajo está liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) en el Instituto de Microelectrónica de Barcelona e incluye la participación de María Isabel Arjona Hidalgo, investigadora del departamento de Electrónica y Tecnología de Computadores de la Universidad de Granada.
Los científicos han inyectado el chip en el interior de un óvulo de ratón junto con un espermatozoide para estudiar las etapas iniciales de la fertilización, según ha informado la Universidad de Granada.
El dispositivo, que funciona como sensor mecánico, es minúsculo, mide apenas 22 por 10,5 micrómetros, tiene un grosor de 25 nanómetros y una longitud 3 veces más pequeña que el diámetro de un cabello humano.
Con el chip dentro, los científicos han podido medir las fuerzas que reorganizan el interior del óvulo, es decir, su citoplasma, desde que se introduce el espermatozoide hasta que se divide en dos células.
Parte de la fabricación de los chips y el análisis de estos datos y su traducción a fuerzas ha centrado la contribución de la investigadora de la Universidad de Granada a este trabajo.
"El embrión realiza una coreografía de movimientos durante su desarrollo", explican los investigadores, que se han percatado de que "no solo el movimiento es importante sino también la intensidad del mismo".
En cuanto a las mediciones, José Antonio Plaza, investigador del CSIC que lidera este trabajo, señala que ellos ven a través de microscopia óptica cómo el chip se dobla dentro de la célula.
"Dado que conocemos perfectamente qué fuerza hay que aplicar para que se doble el dispositivo de una determinada manera, y lo hemos modelizado, visualizar la curvatura nos permite inferir qué fuerzas mecánicas se están dando en el interior de la célula", añade.
La investigación es novedosa porque la detección de estas fuerzas se ha realizado de manera directa, es decir, desde el interior del embrión y a lo largo de todo el proceso inicial de fertilización.
Los científicos han hecho una medida preliminar de las fuerzas que se obtienen en la reprogramación del ADN del espermatozoide, algo que sucede justo tras la inyección del espermatozoide.
"Aunque es muy difícil de comparar, hemos visto que estas fuerzas son mayores que las que otros grupos han medido en células musculares", señalan.
También se ha observado que el efecto de la membrana del embrión, que es más rígida que su interior, es la responsable de que los pronúcleos (núcleos que transportan el material genético de la hembra y del macho) converjan en el centro del embrión para fusionarse.
Durante la fusión no se han detectado fuerzas, lo que podría deberse, dicen los científicos, a que de esa forma se facilita la reorganización de los cromosomas.
La siguiente etapa es la división de la primera célula en dos, y aquí los científicos han visto cambios en la rigidez del citoplasma.
Según la Universidad, este trabajo de investigación básica es un trabajo conceptual que demuestra la viabilidad del sensor mecánico en el interior de una célula.
