Una mente ingeniosa ante un problema com¨²n

Cuando se presentan en los medios de comunicaci¨®n las maravillas de la investigaci¨®n biol¨®gica moderna, casi siempre aparece una imagen: una persona en un laboratorio que sostiene una micropipeta moderna. Este peque?o pero omnipresente artilugio se ha convertido en uno de los iconos de la biotecnolog¨ªa, la biolog¨ªa molecular, la clonaci¨®n, la terapia gen¨¦tica y la tecnolog¨ªa de las c¨¦lulas madre.

La punta extra¨ªble fue la gran innovaci¨®n, ya que evitaba el lavado y las contaminaciones

Schnitger sosten¨ªa que una sola persona es b¨¢sicamente m¨¢s creativa que un equipo

La micropipeta ha logrado una gran notoriedad por motivos evidentes: es, sin exagerar, el instrumento m¨¢s utilizado en aplicaciones biol¨®gicas y m¨¦dicas. La manipulaci¨®n de microlitros de soluciones que contienen productos biol¨®gicos es una pr¨¢ctica muy habitual que actualmente siempre suele realizarse con la micropipeta con punta de pl¨¢stico moderna. Permite un pipeteado conveniente y preciso de vol¨²menes reducidos.

Hoy en d¨ªa, poca gente recuerda lo inc¨®modo que era el pipeteado de microlitros antes de la llegada de la pipeta moderna, cuando se utilizaban varios tipos de capilares de vidrio y succi¨®n con la boca. Un pipeteado preciso requer¨ªa experiencia y depend¨ªa del usuario y de la estructura de la pipeta. Las roturas, la imprecisi¨®n, el peligro de aspiraci¨®n, la esterilidad y la limpieza eran un problema.

La historia de la invenci¨®n de la micropipeta de pist¨®n con punta de pl¨¢stico es un ejemplo extraordinario de c¨®mo una sola mente cr¨ªtica puede transformar radicalmente una actividad habitual.

En 1956, un joven m¨¦dico, Heinrich Schnitger, se incorpor¨® al grupo de Theodor B¨¹cher en el Instituto de Bioqu¨ªmica de la Universidad de Marburgo, en Alemania. Schnitger llevaba en la sangre todos los atributos de un inventor. Su padre era un inventor con varias patentes, y leg¨® a su hijo una concepci¨®n poco convencional de todo tipo de cosas, desde las rutinas de un laboratorio hasta los art¨ªculos dom¨¦sticos m¨¢s comunes, e incluso las convenciones sociales.

Schnitger no estudi¨® medicina para practicarla, como ¨¦l dec¨ªa, sino para protegerse de los m¨¦dicos incompetentes. Durante sus estudios hab¨ªa advertido con desd¨¦n lo mucho que se tardaba en determinar el tiempo de coagulaci¨®n sangu¨ªnea a mano. ?l solo logr¨® crear el primer medidor de tiempo de coagulaci¨®n, algo en lo que hab¨ªan fracasado los equipos de desarrollo de las grandes empresas. El aparato patentado form¨® parte de la disertaci¨®n fin de carrera. Al final, la gran empresa de suministros hospitalarios Becton and Dickinson (EE UU) adquiri¨® los derechos y comercializ¨® una versi¨®n redise?ada de este dispositivo.

En su nuevo trabajo de laboratorio, Schnitger empez¨® inmediatamente a encontrar pegas al micropipeteado. Acab¨® desapareciendo del laboratorio un par de d¨ªas y regres¨® con una jeringuilla de cristal modificada que iba equipada con un pist¨®n accionado por resortes y un tope regulable para establecer el volumen de fluido. La aguja de la jeringuilla fue sustituida por una punta de pl¨¢stico extra¨ªble, obtenida de tuber¨ªas de ese material. Un amortiguador de aire separaba el fluido del pist¨®n de la jeringuilla que confinaba el fluido a la punta de pl¨¢stico. Para pipetear otra soluci¨®n, s¨®lo hab¨ªa que sustituir la punta f¨¢cilmente extra¨ªble por otra, evitando as¨ª el lavado y las contaminaciones. Esta funci¨®n fue una gran innovaci¨®n que acabar¨ªa catapultando a la micropipeta como instrumento de uso mundial. En los meses siguientes, Schnitger desarroll¨® el dispositivo experimental y lo convirti¨® en un prototipo de micropipeta. Se adoptaron medidas para garantizar el movimiento herm¨¦tico del pist¨®n y se a?adi¨® un segundo resorte coaxial, que permit¨ªa empujar el pist¨®n con mayor resistencia y rebasar as¨ª el punto de salida para expulsar el fluido residual de la punta. De este modo se asegur¨® un pipeteado preciso y f¨¢cilmente reproducible de peque?os vol¨²menes. Con el nuevo instrumento, el personal poco experimentado pod¨ªa manejar microlitros de soluciones con facilidad y exactitud.

El supervisor de Schnitger, Theodor B¨¹cher, reconoci¨® de inmediato el enorme potencial de este invento y apoy¨® generosamente a Schnitger durante el resto del desarrollo de la micropipeta moderna. Aunque el propio Schnitger trabaj¨® en partes del prototipo experimental de la micropipeta, sac¨® mucho provecho del excelente taller del instituto. Se fabricaron copias del prototipo y se repartieron por el instituto para varios usos, con el fin de generar reacciones y mejorar m¨¢s las pipetas para que hasta un tonto pudiera utilizarla.

En 1957, s¨®lo seis meses despu¨¦s de haber fabricado el primer prototipo, Schnitger solicit¨® una patente alemana titulada: Dispositivo para un pipeteado r¨¢pido y preciso de peque?os vol¨²menes l¨ªquidos, que se concedi¨® formalmente en 1961. La patente describ¨ªa la funci¨®n esencial al completo, que todav¨ªa se encuentra en versiones recientes de la micropipeta. La patente fue concedida en exclusiva a la empresa de equipos de laboratorio Eppendorf, de Hamburgo, que modific¨® la obra original de Schnitger para su fabricaci¨®n en masa. Fue de especial importancia la mejora de la punta de pl¨¢stico extra¨ªble, que fue el elemento m¨¢s revolucionario de la micropipeta. En una primera fase, Schnitger dise?o las puntas para que se hicieran de tefl¨®n; presentaban una menor retenci¨®n de l¨ªquidos y permit¨ªan un pipeteado muy preciso, pero hab¨ªan de ser limpiadas y reutilizadas debido a su coste. En los a?os sesenta, con la llegada del polipropileno trasl¨²cido, Eppendorf present¨® la punta de polipropileno (PEP). Era barata y desechable, pod¨ªa codificarse por colores para diferentes rangos de volumen, y no tard¨® en convertirse en la punta est¨¢ndar. Como adici¨®n importante, Eppendorf cre¨® las cubetas de centr¨ªfuga de PEP de 1,5 mililitros y 0,75 mililitros con tap¨®n a presi¨®n como recipientes apropiados para transferir fluidos con la micropipeta, lo cual impresion¨® r¨¢pidamente a laboratorios de todo el mundo.

Aunque la nueva micropipeta consigui¨® una aceptaci¨®n generalizada en Europa a finales de los a?os sesenta, tard¨® m¨¢s en convertirse en un equipo est¨¢ndar en EE UU. Eppendorf no logr¨® conquistar este mercado, y finalmente Gilson Inc. se dio cuenta de su enorme potencial y comercializ¨® la micropipeta en EE UU y Europa, explotando algunas lagunas en la ley de patentes. En particular, la pipeta de volumen variable, que ya conceb¨ªa Schnitger en su patente, se populariz¨® r¨¢pidamente. Debido a la indulgente protecci¨®n de las patentes, otras empresas comercializaron micropipetas, basadas siempre en los mismos principios. En consecuencia, los precios eran bajos y las pipetas fabricadas en masa se convirtieron en un equipo corriente en todo el mundo.

No har¨ªa justicia a un inventor como Schnitger el no mencionar sus intereses personales m¨¢s all¨¢ de la creaci¨®n de instrumentos novedosos. Fue un personaje inusual y objeto de numerosas historias, a menudo humor¨ªsticas. Aunque era una persona amable, no ten¨ªa paciencia para las preocupaciones est¨²pidas y defend¨ªa con precisi¨®n sus puntos de vista, con frecuencia extremos. Sin embargo, es m¨¢s importante el hecho de que Schnitger sosten¨ªa que una sola persona es b¨¢sicamente m¨¢s creativa que un equipo. Un solo cerebro que piense de manera independiente, afirmaba, pod¨ªa ser m¨¢s eficaz en la b¨²squeda de soluciones poco convencionales, y pod¨ªa ser m¨¢s creativo que cuando estaba conectado a otros cerebros de un equipo. Hoy en d¨ªa, cuando la investigaci¨®n la llevan a cabo equipos cada vez m¨¢s numerosos, esta postura antigua quiz¨¢ no s¨®lo reviva algunos recuerdos nost¨¢lgicos de los primeros d¨ªas de la biolog¨ªa molecular sino que tambi¨¦n pone de manifiesto que sigue habiendo cabida para que los inventores individuales dejen su revolucionaria impronta en la ciencia y la tecnolog¨ªa.

Martin Klingenberg es catedr¨¢tico em¨¦rito del Instituto de Qu¨ªmica Fisiol¨®gica de la Universidad Ludwig-Maximilians de M¨²nich (Alemania). klingenberg@med.uni-muenchen.de