Utilizando nanopartículas sensibles al voltaje recientemente desarrolladas, los investigadores descubrieron que los campos eléctricos previamente desconocidos dentro de las células son tan fuertes o más fuertes que los producidos por los rayos. Anteriormente, sólo era posible medir campos eléctricos a través de las membranas celulares, no dentro de la mayoría de las células, por lo que los científicos ni siquiera sabían que las células tenían un campo eléctrico interno.

Este descubrimiento representa un avance sorprendente para los investigadores celulares. Los científicos no saben qué causa estos campos increíblemente fuertes ni por qué están allí. Pero ahora, utilizando nuevas nanoherramientas, como tintes sensibles al voltaje, al menos pueden empezar a medirlos. Los investigadores creen que podrían aprender más sobre enfermedades, como el cáncer, estudiando estos pequeños pero poderosos campos eléctricos.

Investigadores de la Universidad de Michigan, dirigidos por el profesor de química Raoul Kopelman, han encapsulado tintes sensibles al voltaje en esferas poliméricas de sólo 30 nanómetros de diámetro. Al probar estas nanopartículas en el fluido interno de las células tumorales cerebrales, Kopelman descubrió campos eléctricos de hasta 15 millones de voltios por metro, hasta cinco veces más fuertes que el campo encontrado en los rayos. Sin embargo, este descubrimiento va más allá de un interés increíble; El descubrimiento probablemente cambiará la forma en que los investigadores analizan las enfermedades.

"Han desarrollado una herramienta que permite observar los cambios celulares a un nivel muy local", dijo Piotr Grodzinski, director de la Alianza del Instituto Nacional del Cáncer para la Nanotecnología en el Cáncer en Technology Review. Grodzinski cree que muchos avances en la investigación del cáncer, por ejemplo, en los últimos años han sido más "reactivos" que proactivos. A pesar de los avances realizados en los tratamientos contra el cáncer, todavía no se comprende bien cómo progresan el cáncer y otras enfermedades a nivel celular. Con una mejor comprensión, los investigadores podrían mejorar el diagnóstico y el tratamiento. "Este avance representa un intento de comenzar a utilizar herramientas a nanoescala para comprender cómo se desarrolla la enfermedad", dijo Grodzinski.

Kopelman desarrolló colorantes encapsulados sensibles al voltaje que no son hidrófobos y pueden funcionar en cualquier parte de la célula, en lugar de sólo en las membranas. Debido a que es posible colocar tintes encapsulados en una celda con un mayor grado de control, Kopelman los compara con voltímetros. "Los nanovoltímetros no perturban el entorno [celular] y puedes controlar dónde los colocas", afirma.

La existencia de fuertes campos eléctricos a través de las membranas celulares se acepta como un hecho fundamental de la biología celular. Sin embargo, el hecho de que las células también tengan campos eléctricos internos es una revelación completamente nueva. Los científicos no sabían hasta ahora sobre la existencia de campos de energía internos en las células y sólo se encuentran en las primeras etapas de comprensión del fenómeno. Kopelman presentó sus hallazgos en la reunión anual de la Sociedad Estadounidense de Biología Celular este mes. "No hubo escepticismo acerca de las mediciones", afirma Kopelman. "Pero no tenemos una interpretación".

Daniel Chu, de la Universidad de Washington en Seattle, está de acuerdo en que el trabajo de Kopelman proporciona una prueba del concepto de que las células tienen campos eléctricos internos. "Definitivamente será importante, pero nadie lo ha examinado todavía", afirma Chu.