Cient¨ªficos espa?oles lograron en la misi¨®n de Pedro Duque cristales de alta resoluci¨®n

"Los experimentos salieron bien". As¨ª resum¨ªa el investigador Juan Manuel Garc¨ªa los resultados preliminares de los experimentos que su equipo del Laboratorio de Estudios Cristalogr¨¢ficos (LEC) del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra ha llevado a cabo en la misi¨®n STS-95 del transbordador espacial Discovery, en el que, por primera vez, participaba un astronauta espa?ol. Los experimentos, dise?ados para tratar de comprender c¨®mo cristaliza una prote¨ªna en condiciones de microgravedad, han permitido obtener la mejor resoluci¨®n del mundo en la observaci¨®n de cristales proteicos.

El dise?o de nuevos principios activos de inter¨¦s en biomedicina pasa necesariamente por la posibilidad de manipular la estructura ¨ªntima de las mol¨¦culas. Por ello, es imprescindible determinar con precisi¨®nsu estructura at¨®mica o, conocer qu¨¦ ¨¢tomos intervienen, qu¨¦ tipo de enlaces forman y a qu¨¦ distancia se sit¨²an unos de otros. Dado que la mayor parte de mol¨¦culas susceptibles de generar un nuevo f¨¢rmaco son prote¨ªnas y que ¨¦stas s¨®lo pueden observarse adecuadamente con t¨¦cnicas de difracci¨®n de rayos X, la obtenci¨®n de cristales proteicos es paso obligado. Pero, por norma general, los cristales de prote¨ªnas son de mala calidad."El futuro pasa por mejorar la calidad de los cristales", se?ala Garc¨ªa, responsable del dise?o de los experimentos llevados a cabo en el Discovery. Y la mejora pasa por dominar los distintos par¨¢metros que rigen la formaci¨®n de un cristal, especialmente las fuerzas de convecci¨®n, que son las que condicionan la velocidad de transporte y el movimiento de los cristales a medida que precipitan.

Dominar estas t¨¦cnicas no es tarea f¨¢cil, y mucho menos en el espacio. "Ah¨ª arriba", indica el investigador, "cualquier percance puede dar al traste con el experimento". Las propuestas del equipo de Garc¨ªa, remitidas a la Agencia Europea del Espacio (ESA) para su inclusi¨®n en las tareas del Discovery consist¨ªan en tres experimentos para observar el movimiento de los cristales a medida que se van formando, saber si en microgravedad se mantiene un ambiente libre de convecci¨®n y probar una nueva t¨¦cnica basada en el uso de c¨¢maras largas de prote¨ªnas.

Los experimentos se han basado en una prote¨ªna modelo, una lisozima, y han permitido obtener una resoluci¨®n de 0,96 Arrnstrongs, la m¨¢s alta obtenida hasta ahora. Esta distancia, seg¨²n se ha puesto de manifiesto en el sincrotr¨®n de Hamburgo, donde los investigadores han analizado las muestras, permite ubicar con un m¨ªnimo margen de error los ¨¢tomos de la lisozima cristalizada y, por tanto, determinar con precisi¨®n su estructura. La clave para obtener, estos resultados, precisa Garc¨ªa, radica en el dise?o de los biorreactores empleados para cristalizar la prote¨ªna. En especial, la nueva c¨¢mara larga de prote¨ªnas, un instrumento en el que es posible analizar m¨²ltiples condiciones de cristalizaci¨®n en un ¨²nico experimento.

La nueva c¨¢mara, en la que se aplican t¨¦cnicas novedosas ensayadas en tierra. podr¨ªa ser la base de una aplicaci¨®n comercial por la que ya ha mostrado su inter¨¦s la ESA. La aplicaci¨®n, explica Garcia, ser¨ªa un reactor "del tama?o de una caja de zapatos" destinado a cristalizaci¨®n de prote¨ªnas concebido de modo que en un ¨²nico dispositivo en el que actualmente van 30 experimentos, se pudiera dar cabida entre 2000 y 2500. El nuevo kit comercial permitir¨ªa ampliar los experimentos en el espacio.

Prote¨ªnas en el espacio

Los cientificos tratan de elucidar si merece la pena desarrollar determinados experimentos en el espacio. Uno de estos es el crecimiento de cristales en condiciones de microgravedad. "Sabemos que en el espacio se producen movimientos que pueden alterar la calidad de los cristales", explica Juan Manuel Garc¨ªa. Los movimientos de la nave, al atraque de lanzaderas o la manipulaci¨®n por parte de los astronautas pueden ser factores distorsionantes.

Por estas razones, adem¨¢s del elevad¨ªsimo coste de operaci¨®n y la pr¨¢ctica imposibilidad de vuelta atr¨¢s en el proceso experimental, en tierra se desarrollan mecanismos que tratan de emular la ausencia de gravedad. En este medio, el equipo de Garc¨ªa ha logrado resoluciones de hasta 1,3 Armstrongs, pero sin poder evitar una cierta distorsi¨®n. Los resultados obtenidos en el Discovery, apunta Garc¨ªa, demuestran que merece la pena irse al espacio". No s¨®lo se han obtenido cristales de mejor calidad, sino que va a permitir aplicar las nuevas t¨¦cnicas para mol¨¦culas de inter¨¦s farmacol¨®gico en breve. Probablemente, si cristalizan las conversaciones de este grupo granadino con representantes del sector farmac¨¦utico, en un nuevo vuelo previsto para el a?o pr¨®ximo.