Microscopios de usar y tirar por menos de un d¨®lar

¡°Lo que cualquier pardillo puede hacer por un d¨®lar, un ingeniero puede hacerlo por un c¨¦ntimo¡¯, reza el dicho. Pensar en el coste como un factor limitador insufla nueva vida a viejas ideas y marca la diferencia entre influenciar a 100 personas o a mil millones¡±. Con esta filosof¨ªa, cient¨ªficos de la Universidad de Stanford, en EE.UU., han ideado un microscopio de papel, que cuesta menos de un d¨®lar, pero magnifica hasta 2.000 veces y cabe en un bolsillo. Han desarrollado adem¨¢s una centr¨ªfugadora de sangre manual de 20 c¨¦ntimos ¡ªtambi¨¦n de papel¡ª que rinde como una de 5.000 d¨®lares. Estos ingenios, desarrollados por el laureado bioingeniero indio de 36 a?os Manu Prakash, cumplen un doble objetivo: permitir el an¨¢lisis de sangre en lugares sin electricidad para diagnosticar enfermedades como malaria, enfermedad del sue?o y tuberculosis, y estimular la curiosidad cient¨ªfica entre millones de ni?os, incluyendo los de pa¨ªses en v¨ªas de desarrollo.

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Las invenciones del Prakash Lab, el laboratorio del bioingeniero, est¨¢n pensadas para hacer diagn¨®sticos bajo un ¨¢rbol. El microscopio plegable y de ultra bajo coste ¡ªconocido como Foldscope¡ª est¨¢ inspirado en el origami o arte japon¨¦s de la papiroflexia y pesa s¨®lo 10 gramos. Sin embargo, es incre¨ªblemente resistente: se puede tirar desde un balc¨®n de tres pisos, pisotearlo y sumergirlo en agua. Todav¨ªa funciona. Del tama?o de un marcador de libro, se ensambla en 10 minutos y permite detectar sin electricidad los microorganismos causantes de males como la esquistosomiasis y chagas. ¡°Quer¨ªa hacer el mejor instrumento de diagn¨®stico posible que pudi¨¦semos distribuir pr¨¢cticamente gratis. Lo que creamos fue un microscopio de usar y tirar¡±, explica Prakash, que ide¨® el ingenio con una beca de la Fundaci¨®n Bill & Melinda Gates y junto con el entonces alumno de doctorado Jim Cybulski. Tras distribuir 50.000 microscopios en 135 pa¨ªses para fines de investigaci¨®n y formativos ¡ªdesde Uganda hasta Mongolia pasando por Per¨²¡ª, han lanzado una spinoff para enviar un mill¨®n m¨¢s, en concierto con centros educativos, entre agosto y diciembre de 2017.

Esta distribuci¨®n masiva no es casual. ¡°Todos los ni?os del mundo deber¨ªan llevar un microscopio en su bolsillo trasero, como quien lleva un l¨¢piz¡±, sostiene Prakash. ?l mismo, que en su infancia se apropi¨® de las gafas de su hermano para fabricar ¡ªsin ¨¦xito¡ª un microscopio casero, y que con s¨®lo 31 a?os ya lideraba su propio laboratorio en una de las universidades m¨¢s prestigiosas de Estados Unidos. ?Y qu¨¦ har¨¢n las masas con una herramienta cient¨ªfica? Pues darle vida con aplicaciones insospechadas y adaptadas a las necesidades de cada lugar. Hasta ahora, este microscopio con una cuenta de cristal a modo de lente ya se ha utilizado para identificar huevos de plagas agr¨ªcolas en India; identificar medicinas y monedas falsas ¡ªesta ¨²ltima idea se le ocurri¨® a un ni?o nigeriano¡ª; detectar bacterias en muestras de agua, y catalogar artr¨®podos en la selva amaz¨®nica, entre miles de otros ejemplos. Usos que abarcan desde las observaciones m¨¢s sencillas hasta complejos estudios cient¨ªficos, y que los usuarios comparten y debaten en comunidades locales y en la web Microcosmos. ¡°Al ampliar el acceso a las herramientas cient¨ªficas, ha emergido una diversidad incre¨ªble de aplicaciones, muchas de las cuales nunca habr¨ªamos podido predecir¡±.

Juego de ni?os

Si el microscopio se inspira en la papiroflexia japonesa, la centr¨ªfugadora de sangre manual Paperfuge lo hace en un juego universal con el que ya se entreten¨ªan los ni?os hace 2.500 a?os: un hilo y un bot¨®n. En 2015, Prakash y su alumno de postdoctorado Saad Bhamla se fijaron el reto de dise?ar una centr¨ªfuga ultra barata y que funcionase sin electricidad. Una herramienta imprescindible para concentrar e identificar pat¨®genos que se portan en sangre, como los causantes de la malaria. La finalidad era interesante, pero supon¨ªa volver a desafiar los l¨ªmites sobre lo que es posible hacer con muy poco dinero y con materiales de uso diario y producci¨®n masiva. Tras semanas investigando modos de convertir la energ¨ªa humana en fuerzas rotatorias, empezaron a fijarse en juguetes inventados antes de la era industrial ¡ªpiezas tan humildes como un yo-yo¡ª. Y entonces ocurri¨® algo extraordinario.

Una noche, Bhamla jugaba con un bot¨®n silbante ¡ªcuando tiras de los extremos del hilo, el bot¨®n suspendido en el centro gira y emite un zumbido¡ª. Por curiosidad, instal¨® una c¨¢mara de alta velocidad para observar con qu¨¦ rapidez giraba. ¡°No pod¨ªa creer lo que ve¨ªan mis ojos: rotaba a hasta 15.000 revoluciones por minuto (rpm)¡±. A partir de aqu¨ª, los cient¨ªficos se pusieron manos a la obra. ¡°Antes de nosotros ¡ªconstata Prakash¡ª, nadie hab¨ªa comprendido c¨®mo funcionaba realmente este juguete¡±. O sea, nadie hab¨ªa descrito de forma matem¨¢tica c¨®mo convierte el movimiento lineal en rotatorio. El resultado, despu¨¦s de probar y optimizar diversos prototipos, es un artilugio extremadamente sencillo de papel, cordel y pl¨¢stico. Una herramienta que separa el plasma sangu¨ªneo de las c¨¦lulas rojas en un minuto y medio. Sin electricidad. Y con sus 125.000 revoluciones por minuto, podr¨ªa ser el objeto giratorio propulsado por energ¨ªa humana m¨¢s r¨¢pido del mundo. ?Y el coste? 20 c¨¦ntimos de d¨®lar.

Una de las ambiciones de Prakash es que estos inventos ¡ªa los que se suma un kit de qu¨ªmica inspirado en una caja musical de papel perforado¡ª permitan llevar un laboratorio completo en la mochila. Un laboratorio al servicio de trabajadores sanitarios, bi¨®logos y ni?os en las zonas m¨¢s remotas del mundo. Este 2017, Prakash Lab se ha aliado con profesionales sanitarios y comunidades de Madagascar para probar la centr¨ªfuga sobre el terreno. El objetivo, una vez superada la validaci¨®n cl¨ªnica, es su distribuci¨®n a gran escala.

Ciencia e igualdad

Lo que hace Prakash se conoce como ciencia frugal. Tal y como remarc¨® la Fundaci¨®n McArthur al entregarle la prestigiosa Beca Genius en 2016, sus invenciones ¡°son tanto de bajo coste como extremadamente poderosas para sacar la ciencia del laboratorio y acercarla a partes del mundo donde las herramientas tradicionales no son viables¡±. La falta de equipamientos cient¨ªficos es una de las grandes lacras a la hora de enfrentar retos en salud global. Combatir esta desigualdad y democratizar el acceso a la experiencia cient¨ªfica es, precisamente, la gran motivaci¨®n de Prakash.

En Tanzania, los escolares utilizan el microscopio para ampliar las bacterias en sus manos y comprender la importancia de lav¨¢rselas para prevenir enfermedades

La ciencia frugal es importante para permitir el diagn¨®stico y tratamiento de enfermedades infecciosas en lugares sin servicios ni infraestructuras. Pero hay otro motivo de peso. Seg¨²n el cient¨ªfico indio, que creci¨® col¨¢ndose en un laboratorio de qu¨ªmica abandonado para fabricar sus propios fuegos artificiales y radio electr¨®nicas, el acceso a la ciencia deber¨ªa ser un derecho fundamental. ¡°Una gran parte de la poblaci¨®n mundial no tiene acceso ni tan siguiera a las herramientas cient¨ªficas m¨¢s b¨¢sicas. Ello significa que buena parte de la humanidad no est¨¢ participando en la creaci¨®n de conocimientos¡±. Este potencial desperdiciado ¡ªpara los individuos y para la comunidad global¡ª incluye el de los centenares de millones de ni?os y ni?as en situaci¨®n de pobreza. Un semillero de fuerzas creativas como la del propio Prakash, pero sin ninguna oportunidad de plantearse la exploraci¨®n cient¨ªfica.

A ra¨ªz del dise?o de su kit de qu¨ªmica para ni?os e investigadores, presentado en 2014, Prakash empez¨® a pensar en la conexi¨®n entre educaci¨®n cient¨ªfica y salud global. ¡°Para ni?os de cinco a 10 a?os, te ves obligado a dise?ar artilugios robustos y muy vers¨¢tiles: exactamente las mismas herramientas que podr¨ªan salvar vidas¡± en entornos remotos y con muy pocos recursos. El kit de qu¨ªmica es otro ejemplo de herramienta barata (cinco d¨®lares) y port¨¢til que se puede utilizar, si cabe, en plena selva. Sus aplicaciones van desde testar la calidad del agua, hasta identificar venenos de picaduras de serpientes y valorar la composici¨®n de los suelos agr¨ªcolas.

Los inventos del Prakash Lab los puede ensamblar y utilizar un ni?o. En el caso del Foldscope, se pasa de un archivo de ordenador ¡ªque se puede imprimir y doblar por las l¨ªneas marcadas¡ª a un microscopio operativo en tan s¨®lo 20 minutos. En Tanzania, los escolares lo utilizan para ampliar las bacterias en sus manos y comprender ¡ªcon su primera observaci¨®n del mundo microsc¨®pico¡ª la importancia de lav¨¢rselas para prevenir enfermedades. Es un ingenio sencillo y, sin embargo, dise?arlo ha supuesto a?os de investigaci¨®n y 35 p¨¢ginas de razonamientos matem¨¢ticos. Un tes¨®n que el Prakash Lab sigue aplicando al dise?o de nuevas soluciones para los retos en salud y educaci¨®n global. Soluciones pensadas, no para un centenar de personas, sino para miles de millones.