Electroporación

Diagrama dels principals components d'un electroporador en la cubeta dins.

La electroporación o electropermeabilización consistix en provocar un aument significatiu de la conductivitat elèctrica i la permeabilidad de la membrana plasmática celular per mig d'un camp elèctric aplicat externament. És habitual en biologia molecular com a forma d'introducció de diferents substàncies en cèlules, com per eixemple sondes moleculars, un fàrmac que pot canviar les funcions celulars o un fragment d'ADN codificante, com pot ser un plásmido.

Quan el voltage que travessa una membrana plasmática excedix la seua rigidea dielèctrica es formen poros. Si la força del camp elèctric aplicat o la duració de l'exposició al mateix s'elegixen apropiadament, els poros formats pel pols elèctric se sagellen despuix d'un curt periodo, durant el qual els composts extracelulares tenen l'oportunitat d'entrar a la cèlula. No obstant, una exposició excessiva de cèlules vives a camps elèctrics pot causar apoptosis o necrosis, processos que provoquen la mort celular.

En biologia molecular, el procés de electroporación s'usa freqüentment per a la transformació de bactèrias, rents i protoplastos vegetalés. Ademés de membranes lipídicas, les bactèries també tenen una paret celular composta de peptidoglicano i els seus derivats. No obstant, les parets són porosas per naturalea i només actuen com corazas que protegixen a la cèlula d'impactes ambientals severs. Si es mesclen bactèries i plásmidos, estos poden transferir-se a l'interior de les cèlules durant la electroporación. En este procés sol amprar-se un camp elèctric de fins a uns pocs kilovoltios a través d'una distància d'uns pocs milímetros. A continuació, les cèlules deuen manipular-se cuidadosadament fins que tinguen l'oportunitat de dividir-se, produint noves cèlules que contindran còpies del plásmido. Este procés és aproximadament dèu voltes més eficaç que la transformació per métodos químics^{cita requerida}.

Este procediment és també molt eficient per a l'introducció de genés externs en cèlules en cultiu, especialment en les de mamífer. Per eixemple, s'usa en el procés de producció de rates knockout, aixina com en el tractament de tumorés, teràpia gènica i teràpies basades en cèlules. El procés d'introducció d'àcits nucleicos exógenos en cèlules eucariota es coneix com transfección.

El procés

Cubetas per a electroporación. Estes són de plàstic en electrodos d'alumini i tapa de plàstic blau. Poden contindre fins a 400 μL.

La electroporación es porta a terme en un electroporador, un aparat que crea un camp electromagnètic a través de la suspensió celular (típicament bactèries, encara que es pot aplicar a atres tipos de cèlules, com s'ha comentat anteriorment). La suspensió es pipetea en una cubeta de plàstic o vidre en electrodos d'alumini en els costats.

Per eixemple, per a la electroporación de bactèries solen utilisar-se uns 50 μL de suspensió celular. Abans de la electroporación les cèlules es mesclen en els plásmidos en els que es volen transformar. La mescla es pipetea en la cubeta, se selecciona el voltage en el electroporador (uns 240 volts, per eixemple) i la cubeta s'inserta en el electroporador. Immediatament despuix de la electroporación s'afig 1 ml de mig de cultiu a les bactèries (en la pròpia cubeta o en un tubo de microcentrífuga) i es incuban a la temperatura òptima de les bactèries durant una hora o més per a despuix estendre-les en una placa en agar.

L'èxit de la electroporación depén en gran mida de la purea de la dissolució de plásmido, especialment del seu contingut en sales. Les dissolució impuras poden causar una menuda explosió (un arc elèctric), en el cas del qual les cèlules moririen. Si açò ocorre a sovint, podria ser necessària una sedimentación de les cèlules abans d'una nova electroporación.

Aplicacions mèdiques

S'ha descobert que un voltage més alt de electroporación pot destruir cèlules diana en una zona prou reduïda, sense afectar a cèlules veïnes. Açò podria representar un tractament prometedor per al càncer, les cardiopatias i atres malalties que requerixen eliminació de teixit.