Transferencia y divulgación científica

Fuente: La Opinión de Murcia

La luz es un fenómeno que ha cautivado al ser humano desde siempre y que lo ha acompañado para superar su miedo innato a la oscuridad. Esta ha servido de guía al conocimiento humano a lo largo de la historia, hasta el punto de que, en la actualidad, ha permitido a los científicos una observación mucho más precisa de las células gracias al uso de las moléculas fluorescentes, «haciendo visible lo invisible». Esto les ha permitido «comprender y combatir» mejor enfermedades como el cáncer.

Así lo explica el investigador predoctoral de la Universidad de Murcia (UM) Enrique Ortega Forte en un artículo de divulgación científica llamado ‘Hacer visible lo invisible: la luz y la vida íntima de las células’, que obtuvo el segundo premio en la III edición del certamen de divulgación joven organizado por la Fundación Lilly y The Conversation España. Un trabajo que se impuso a otras ochenta y nueve candidaturas.

Cuenta Ortega que fue Charles Darwin quien, durante una noche de 1832, mientras se encontraba a bordo del Beagle, observó en la oscuridad del mar «una espuma que emitía una luz pálida» que lo fascinó y para la que no encontró explicación. Hoy la ciencia sabe que se trataba de criaturas microscópicas produciendo luz.

Tal y como desgrana Ortega en su investigación, la identificación de los actores responsables de la bioluminiscencia ha permitido avanzar en la comprensión de los tumores malignos. La bioluminiscencia es aquel proceso por el cual un organismo vivo emite luz propia. Esta reacción química está presente, por ejemplo, en el fitoplancton marino o en las luciérnagas, que la usan para atraer a sus parejas. Algunos escarabajos también contienen esta proteína y pueden emitir luz. Asimismo, existen hongos, algas y otros seres microscópicos con esta capacidad, según cuenta Ortega. Las reacciones químicas de todos estos seres vivos están gobernadas por la misma proteína: la luciferasa.

«Mediante ingeniería genética, hoy es posible obtener en el laboratorio células cancerígenas que expresan el gen de la luciferasa», asegura el investigador de la UM en su artículo. Cuando estas células se implantan en modelos de ratón, generan tumores que pueden ser fácilmente detectados gracias a la señal luminosa originada por la proteína. Esa bioluminiscencia permite monitorizar la progresión del cáncer, el tamaño del tumor o su migración hacia otros tejidos (metástasis). Los investigadores pueden utilizar la información para determinar cuándo debe iniciarse un tratamiento, cuándo ocurre la metástasis o cuál es la eficacia de un fármaco dado.

La proteína que brilla en verde

Otro de los seres vivos que ha permitido que se produzca un importante avance en la visualización de procesos biológicos que antes resultaban sencillamente imposibles de observar es la medusa de la especie Aequorea Victoria. Este animal no emite luz a través de una reacción química, sino que lo hace mediante fluorescencia, que consiste en la absorción de luz de un determinado color (o longitud de onda) y la liberación de la energía absorbida en forma de luz de otro color (con una longitud de onda mayor). Dicha fluorescencia se debe a una molécula que albergan en su interior: la proteína fluorescente o GFP, por sus siglas en inglés, que emite una distintiva luz verde.

Esta proteína, cuyo descubrimiento fue merecedor de un Premio Nobel de Química, se puede fusionar prácticamente con cualquier proteína invisible de una célula u organismo y hacerla visible. Esto permite visualizar su funcionamiento: cómo se mueve, a dónde se dirige, cómo se degrada o cómo se sintetiza.

Así se ha conseguido revelar cómo las proteínas conectan las neuronas durante la sinapsis o la manera en que se acumulan para provocar enfermedades como el alzhéimer o el párkinson, asegura Ortega. Esta tecnología también fue utilizada para crear un virus de la covid-19 modificado genéticamente para expresar GFP, permitiendo a los investigadores conocer el recorrido que sigue el virus fluorescente por el aparato respiratorio hasta causar la infección.

Pero, según el investigador de la UM, las proteínas fluorescentes como la GFP también tienen sus limitaciones. No pueden utilizarse para marcar moléculas pequeñas como la glucosa o iones como el calcio, ya que, como son tan grandes en comparación, bloquearían su función al unirse.

A parte de la proteína verde o GFP presente en la medusa de la especie Aequorea Victoria, en los últimos años la comunidad científica ha descubierto y desarrollado una docenas de moléculas presentes en la naturaleza que brillan con distintos colores. Esta amplia paleta de colores fluorescentes ha permitido hacer visibles estructuras y procesos biológicos nunca antes vistos. Un ejemplo de ello es el llamado Brainbow, una técnica mediante la cual se pueden «colorear», según explica el investigador de la UM Enrique Ortega las neuronas del sistema nervioso de un ratón usando diferentes proteínas fluorescentes. El mosaico multicolor que genera esta técnica revela cómo se conectan las neuronas entre sí, desvelando así las relaciones entre células vecinas dentro de un cerebro en funcionamiento. Visualizar este proceso ha sido posible gracias a los avances tecnológicos en microscopía, que «han logrado ya traspasar la barrera de los 0,2 micrómetros para alcanzar el nanomundo y poder verlo a todo color».

Pie de foto: Ratones transgénicos que expresan la proteína GFP