Las c¨¦lulas gritan bajo el microscopio

Con un gran bagaje cient¨ªfico a sus espaldas y muchas ganas de hacer cosas nuevas, James Gimzewski, prestigioso investigador en nanotecnolog¨ªa, se ha empe?ado en analizar de otra manera la informaci¨®n que ahora se puede extraer de las c¨¦lulas, a trav¨¦s de instrumentos como el microscopio de fuerzas at¨®micas. Gimzewski y su estudiante de doctorado Andrew Pelling, de 24 a?os, ponen c¨¦lulas vivas de levadura bajo el microscopio para medir la lev¨ªsima vibraci¨®n de su membrana y esta vibraci¨®n se amplifica y traduce a sonidos, como sucede en un altavoz. Entrar en el laboratorio de estos investigadores en la Universidad de California en Los ?ngeles es una experiencia ins¨®lita, como se describe en el interesante reportaje dedicado recientemente a Gimzewski en la revista LA Weekly, en la que el qu¨ªmico e ingeniero escoc¨¦s explica sus experimentos. El inter¨¦s de esta l¨ªnea de investigaci¨®n no es tanto estudiar los sonidos de las c¨¦lulas sino utilizar este lenguaje o firma citol¨®gico -sonocitolog¨ªa, lo llama Gimzewski- como medio de diagn¨®stico del estado de cada c¨¦lula: para saber si est¨¢ sana o enferma.

Para empezar, las c¨¦lulas de levadura chillan m¨¢s que gritan. Los sonidos son muy agudos, y todav¨ªa m¨¢s cuando se meten las c¨¦lulas en alcohol (en un caso el arm¨®nico principal es de alrededor de 1.000 hercios, un do agudo). Las c¨¦lulas resultan ser sopranos en miniatura. El estudio de estas unidades de los seres vivos es por ahora muy laborioso, como lo es estudiar cualquier cosa con el microscopio de fuerzas at¨®micas, un instrumento tan complicado de utilizar como su padre, el de efecto t¨²nel, principal impulsor de la nanotecnolog¨ªa.

Gimzewski estuvo 18 a?os (hasta el a?o 2001) en el prestigioso laboratorio de IBM en Z¨²rich, donde naci¨® el microscopio de efecto t¨²nel, cuyos inventores obtuvieron el premio Nobel de F¨ªsica de 1986, y es uno de los mayores especialistas en esta t¨¦cnica. All¨ª, entre otras cosas, fabric¨® el ¨¢baco m¨¢s peque?o del mundo (con fulerenos) y el primer rotor molecular, as¨ª como diminutas palancas basadas en el mecanismo de reconocimiento del ADN. Por eso no es de extra?ar que su trabajo con las c¨¦lulas haya suscitado inter¨¦s, aunque todav¨ªa no haya publicado resultados.

En sus charlas, este investigador explica que las posibilidades del microscopio de fuerzas at¨®micas se han ampliado recientemente a la exploraci¨®n de las propiedades mec¨¢nicas de mol¨¦culas y c¨¦lulas individuales en un amplio rango de ambientes, desde el ultravac¨ªo hasta in vivo. La posibilidad de medir peque?as fuerzas y amplitudes, recuerda, permite explorar como nunca se ha hecho antes los procesos nanomec¨¢nicos, como los de las c¨¦lulas, que vibran en el rango de los nan¨®metros (milmillon¨¦simas de metro).

El investigador quiere pasar a trabajar con c¨¦lulas de mam¨ªfero, las que resultar¨ªan m¨¢s ¨²tiles en medicina, y todav¨ªa no sabe si le dar¨¢n tan buen resultado como las de levadura. La membrana celular es m¨¢s fina en los mam¨ªferos que en las levaduras y es de esperar que las c¨¦lulas emitan tambi¨¦n sonidos. Sin embargo, tambi¨¦n es posible que la punta del microscopio, la que sirve de sensor, destruya las c¨¦lulas sin permitir su estudio. El ¨²nico experimento conocido de este tipo, aunque sin traducir la vibraci¨®n a sonidos, la realizaron investigadores de la Universidad de Chicago en 1995 con c¨¦lulas cardiacas de rata y se public¨® en el American Journal of Physiology

Gimzewski cuenta que empez¨® con levadura por una casualidad. Hab¨ªa entrado en contacto con el italiano Carlo Ventura, que trabaja precisamente con c¨¦lulas madre cardiacas, que laten espectacularmente como el coraz¨®n en un platillo de laboratorio, y ¨¦ste le remiti¨® uno de sus cultivos para que intentara escucharlo. El atentado del 11 de septiembre retras¨® la llegada del env¨ªo, las c¨¦lulas murieron y Gimzewski, a la desesperada, pidi¨® a un laboratorio pr¨®ximo cualquier cultivo con tal de aprovechar el complicado montaje que ten¨ªa preparado.