Control sintético de la motilidad de las células de mamíferos mediante la ingeniería de quimiotaxis a una señal química bioinerte ortogonal.
Año de publicación:
2014
Identificación de PubMed:
24711398
Subvenciones de financiación:
Resumen público:
La migración dirigida de diversos tipos de células desempeña un papel fundamental en procesos biológicos que van desde el desarrollo y la morfogénesis hasta la respuesta inmune, la cicatrización de heridas y la regeneración. Sin embargo, las técnicas para dirigir, manipular y estudiar la migración celular in vitro e in vivo de una manera específica y sencilla son actualmente limitadas. Concebimos una estrategia para lograr un control directo sobre la migración celular a ubicaciones arbitrarias definidas por el usuario, independientemente de los receptores de quimiotaxis nativos. Aquí, mostramos que la modificación genética de células con un receptor acoplado a proteína G diseñado nos permite redirigir su migración a una pequeña molécula bioinerte similar a un fármaco, el N-óxido de clozapina (CNO). El receptor diseñado y el ligando de molécula pequeña forman un par ortogonal: el receptor no responde a los ligandos nativos y el fármaco inerte no se une a las células nativas. La migración en respuesta a CNO se puede diseñar en una variedad de tipos de células, incluidos neutrófilos, linfocitos T, queratinocitos y células endoteliales. Las células diseñadas migran a lo largo de un gradiente del fármaco CNO y transmigran a través de monocapas endoteliales. Finalmente, demostramos que los linfocitos T modificados con el receptor diseñado pueden migrar específicamente in vivo a perlas liberadoras de CNO implantadas en un ratón vivo. Esta tecnología proporciona una herramienta genética generalizable para perturbar y controlar sistemáticamente la migración celular tanto in vitro como in vivo. En el futuro, este tipo de control de migración podría ser un módulo valioso para diseñar dispositivos celulares terapéuticos.
Resumen científico:
La migración dirigida de diversos tipos de células desempeña un papel fundamental en procesos biológicos que van desde el desarrollo y la morfogénesis hasta la respuesta inmune, la cicatrización de heridas y la regeneración. Sin embargo, las técnicas para dirigir, manipular y estudiar la migración celular in vitro e in vivo de una manera específica y sencilla son actualmente limitadas. Concebimos una estrategia para lograr un control directo sobre la migración celular a ubicaciones arbitrarias definidas por el usuario, independientemente de los receptores de quimiotaxis nativos. Aquí, mostramos que la modificación genética de células con un receptor acoplado a proteína G diseñado nos permite redirigir su migración a una pequeña molécula bioinerte similar a un fármaco, el N-óxido de clozapina (CNO). El receptor diseñado y el ligando de molécula pequeña forman un par ortogonal: el receptor no responde a los ligandos nativos y el fármaco inerte no se une a las células nativas. La migración en respuesta a CNO se puede diseñar en una variedad de tipos de células, incluidos neutrófilos, linfocitos T, queratinocitos y células endoteliales. Las células diseñadas migran a lo largo de un gradiente del fármaco CNO y transmigran a través de monocapas endoteliales. Finalmente, demostramos que los linfocitos T modificados con el receptor diseñado pueden migrar específicamente in vivo a perlas liberadoras de CNO implantadas en un ratón vivo. Esta tecnología proporciona una herramienta genética generalizable para perturbar y controlar sistemáticamente la migración celular tanto in vitro como in vivo. En el futuro, este tipo de control de migración podría ser un módulo valioso para diseñar dispositivos celulares terapéuticos.