La luz que cuenta los secretos ¨ªntimos de la materia

El mayor microscopio de Espa?a est¨¢ en el campus de Cerdanyola del Vall¨¦s, de la Universidad Aut¨®noma de Barcelona. Visto desde el aire tiene un aspecto futurista y atractivo, como una especie de platillo volante o un donut gigante de acero. El interior parece m¨¢s prosaico, como el de una nave industrial circular con sus andamios y su maquinaria indescifrable para el no iniciado. Pero las apariencias enga?an.

El sincrotr¨®n Alba, como es conocido, es un acelerador de part¨ªculas no muy diferente al LHC de Ginebra, con el que se descubri¨® el bos¨®n de Higgs. La nave industrial es en realidad un espacio tremendamente sofisticado en el que ¡°maquinaria de dos toneladas se mueve con una precisi¨®n de micras¡±, seg¨²n explica Joan Casas, jefe de ingenier¨ªa de Alba. Esos equipos tienen como objetivo acelerar electrones a una velocidad cercana a la de la luz. Para lograrlo, es necesario colocarlos en un conducto circular por el que son acelerados siguiendo una trayectoria curva a la que les empujan los imanes que rodean el circuito. El objetivo de esta parafernalia descomunal es la producci¨®n de fin¨ªsimos haces de rayos X de alta intensidad capaces de penetrar la materia sin da?arla para iluminar su interior y desentra?ar sus secretos.

La radiaci¨®n sincrotr¨®n era un defecto de los aceleradores hasta que se descubrieron sus posibilidades

La radiaci¨®n sincrotr¨®n se observ¨® por primera vez en un acelerador de General Electric, en EE UU, en 1947. Entonces se consider¨® un inconveniente, porque hac¨ªa que las part¨ªculas perdiesen energ¨ªa. Sin embargo, en los sesenta se descubrieron sus posibilidades como generador de rayos X de alta intensidad. Hoy, este tipo de m¨¢quinas son reclamadas por cient¨ªficos de todas las disciplinas, desde la ciencia de materiales a la biolog¨ªa. En Alba, construido con una inversi¨®n de 200 millones de euros aportados por la Generalitat catalana y el Estado, los cient¨ªficos que quieran poner a prueba sus hip¨®tesis bajo la luz de sus rayos deben pasar por una comisi¨®n que juzga su m¨¦rito.

Para saber, por ejemplo, la forma en que los pat¨®genos atacan a las c¨¦lulas, es fundamental conocer su estructura y c¨®mo encajan unos con otras. Conociendo la forma de ese rompecabezas, es posible dise?ar f¨¢rmacos que funcionen como una pieza que sirva para bloquear el encaje del pat¨®geno y su efecto nocivo. ¡°En primer lugar, podemos estudiar la estructura de una prote¨ªna, y despu¨¦s se a?aden los ligandos, como un f¨¢rmaco u otras mol¨¦culas para ver c¨®mo interact¨²an con la prote¨ªna¡±, explica Jordi Juanhuix, jefe de la l¨ªnea de cristalograf¨ªa de rayos X Xaloc ¡°A veces vemos que una parte se une y otra no, y eso facilita que pueda haber un redise?o de esa mol¨¦cula¡±, a?ade.

Sincrotrones como Alba han reducido de una forma excepcional el tiempo necesario para obtener informaci¨®n sobre la estructura de las biomol¨¦culas. Cuando en los a?os 50 se descubri¨® la estructura del ADN gracias a los rayos X, eran necesarias horas o d¨ªas para obtener la informaci¨®n. Ahora, un cristal se puede analizar en dos minutos. Despu¨¦s, eso s¨ª, los investigadores pueden pasar d¨ªas, meses o incluso a?os trabajando sobre la informaci¨®n que el sincrotr¨®n les proporcion¨® en tan poco tiempo.

Con una de las l¨ªneas de Alba, la Mistral, ha sido posible realizar el primer mapa en tres dimensiones de c¨¦lulas infectadas por el virus de la hepatitis C. En otras l¨ªneas, con una luz de distintas caracter¨ªsticas, se prueba la composici¨®n de los materiales con los que se elaboran bater¨ªas para mejorar su eficiencia.

El Alba permiti¨® dibujar el mapa en tres dimensiones de c¨¦lulas infectadas por la hepatitis C

El sincrotr¨®n espa?ol es la mayor infraestructura cient¨ªfica del pa¨ªs. Para Caterina Biscari, directora de Alba, contar con una m¨¢quina de este calibre es esencial para que el pa¨ªs sea competitivo en el ¨¢mbito cient¨ªfico y tenga mejores perspectivas econ¨®micas. En su opini¨®n, la existencia de otro acelerador similar pero m¨¢s grande como el ESRF de Grenoble, en el que Espa?a tambi¨¦n participa como pa¨ªs asociado, no excluye el valor de la m¨¢quina espa?ola sino que la incrementa, porque hace m¨¢s competitivos a los investigadores espa?oles en el acelerador europeo.

Por el momento, Alba ha funcionado a medio gas. Aprobado en 2002 y construido durante los a?os de bonanza econ¨®mica, entre 2006 y 2010, estaba pensado para albergar hasta 32 l¨ªneas de luz, pero por el momento solo ha puesto en marcha siete. Durante los a?os de crisis, se ha mantenido el presupuesto de funcionamiento, de 15,5 millones de euros anuales, pero no ha habido posibilidad de que la infraestructura crezca al ritmo planeado inicialmente. Ahora, hay dos l¨ªneas m¨¢s en construcci¨®n que entrar¨ªan en funcionamiento durante los pr¨®ximos a?os. Con esas cifras, los cient¨ªficos que requieren este tipo de infraestructura en Espa?a, unos 1.200, han llegado a cuadruplicar con sus peticiones la capacidad de Alba para satisfacerlas. Para Biscari, ¡°hay que concienciarse de que aunque haya crisis econ¨®mica hay que invertir m¨¢s en ciencia¡± y de que ¡°es necesario que se pueda hacer ciencia del m¨¢ximo nivel dentro de Espa?a¡±, porque ¡°eso es lo que define el progreso de los j¨®venes y la sociedad¡±.