Luis Liz Marzán, director científico del Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales–CIC biomaGUNE, profesor Ikerbasque e investigador principal en el Centro de Investigación Biomédica en Red, Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (Ciber-BBN) ha merecido el Premio Fundación Lilly de Investigación Biomédica 2021 en la categoría de Investigación Preclínica. Leer sobre el campo por el que discurre su carrera científica apabulla: aplicaciones biomédicas de las nanopartículas metálicas con propiedades plasmónicas, mediante técnicas coloidales de fabricación y caracterización. Pero bajo esa intimidante terminología se encuentran conceptos reconocibles, que Liz Marzán desgrana sin escatimar en ejemplos cotidianos.
Para este científico, el objetivo es aportar soluciones desde la química y la nanociencia a problemas biomédicos complejos. Y algo que no se cansa de repetir: “La ciencia es un trabajo colectivo; sin la colaboración de los que trabajan en el laboratorio y sin apoyo financiero, resulta imposible avanzar”.
PREGUNTA. Es uno de los científicos españoles más citado -ha sido nombrado ISI Highly Cited Researcher durante siete años consecutivos (2014-2020)-. ¿Cómo repercute en su trabajo?
RESPUESTA. Tal como funciona el sistema de evaluaciones en ciencia, ahora se atiende más al número de veces que los trabajos son citados; por lo tanto, las evaluaciones pueden ser más positivas, y estoy convencido de que eso facilita el acceso a fondos para investigación y hace el laboratorio más atractivo para que acudan buenos investigadores. También influye en el prestigio internacional. No obstante, para mí, aparecer o no en esa lista tiene una importancia relativa: ni están todos los que deberían estar, ni todos los que están deberían. Para evaluar la relevancia del trabajo de un científico, primero hay que conocer bien sus contribuciones y entenderlas, y valorar todo en conjunto.
P. ¿Es bueno exigir siempre una aplicabilidad en la investigación básica?
R. Este es un tema sobre el que se puede debatir mucho. He conocido a colegas que insisten en que la ciencia es importante en sí misma, con lo que estoy totalmente de acuerdo, y que eso implica que el dinero público debe estar a disposición de los científicos para que hagan lo que quieran. Si alguien tiene argumentos para demostrar que tiene la capacidad para decidir qué temas son más importantes para investigar y en un plazo razonable de tiempo se demuestra que esa libertad ha dado frutos relevantes, aplicables o no, me parece justificado. Pero en general no deberíamos olvidarnos de que estamos trabajando gracias a los impuestos de nuestros conciudadanos y que hay que dirigir la investigación hacia resultados que generen bienestar en la sociedad, y como mínimo tenemos que explicar lo que hacemos.
P. ¿Y a usted le resulta difícil explicar las líneas de investigación de su grupo, en torno a la nanociencia y la química coloidal?
R. Me llama la atención que se ignore tanto lo que es la química coloidal, porque realmente se encuentra en todas partes. Los aerosoles, por ejemplo, de los que tanto se ha hablado con el coronavirus, no son más que dispersiones coloidales de gotas de agua en el aire. Una dispersión coloidal es una mezcla no homogénea donde una de las partes está en un tamaño mucho menor que la otra. Eso confiere propiedades muy especiales y por eso se relaciona con la nanociencia. Las propiedades de los átomos en la superficie son diferentes de los que están en el interior. Si hay mucha superficie en comparación con el volumen, las propiedades globales se parecen cada vez más a las de la superficie. Por otro lado, a las partículas muy pequeñitas que se mueven en un fluido (sea líquido o gas), les afecta muy poco la gravedad: por eso los aerosoles aguantan tanto en el aire.
"Tenemos un proyecto para buscar metabolitos de cáncer, y hacer seguimiento de lo que denominamos tumores artificiales"
P. ¿Cómo llega al campo de investigación en el que trabaja ahora?
R. Una estancia postdoctoral en el departamento de Química física y coloidal de la Universidad de Utrecht (Holanda), en el laboratorio donde se desarrolló la teoría más importante de la estabilidad de los coloides [nanopartículas en dispersión en un medio], me abrió las puertas a la nanoplasmónica, que es un campo científico que entonces [principios de la década de 1990] aún no estaba en boga, y en el que prácticamente nadie trabajaba en España. Yo insistí, primero en la Universidad de Vigo y, desde 2012, en el CIC biomaGUNE, y creo que acerté en las preguntas, en el momento y, quizá, en el lugar.
P. ¿Qué posibilidades ofrecen las nanopartículas metálicas?
R. Al reducir el tamaño de los metales (oro y plata, fundamentalmente) la interacción con la luz es completamente distinta a la que conocemos. Suelo decir que no existe el color dorado ni el plateado, porque oro y plata pueden tener cualquier color. Cambiando el tamaño y, sobre todo, la geometría de las partículas, el color cambia radicalmente. Esto viene definido por una absorción de un color de la luz específico que a su vez provoca efectos específicos en los metales. Cuando la frecuencia de oscilación de la luz (onda electromagnética) coincide con la de la nube de electrones en un metal (plasmón) define qué longitud de onda se absorbe y qué color tiene la nanopartícula de metal. Eso provoca además que en la superficie de la partícula se genere un campo eléctrico muy grande y nos permite pensar en muchas aplicaciones. También parte de la luz que se absorbe se libera en forma de calor de manera muy localizada y de nuevo, abre más posibilidades.
P. ¿En qué objetivos está trabajando en su grupo?
R. Nosotros buscamos explotar ese campo eléctrico que se forma en la superficie de las partículas para hacer espectroscopía extremadamente sensible y selectiva para detectar moléculas en muy baja concentración, incluidos los entornos complejos, como los biológicos, y de forma específica para cada molécula. Es lo que estamos aplicando para buscar metabolitos de cáncer, y hacer seguimiento de lo que denominamos tumores artificiales. Es un proyecto en marcha, en el que queremos generar una especie de moldes para cultivar mezclas de células tumorales y sanas con su ambiente extracelular, de forma que llevan incorporando los nanosensores (partículas de oro, plata) e irradiando con una luz de infrarrojo que no afecta a las células se obtiene las señales características de sus metabolitos y se puede hacer un seguimiento en el tiempo y en el espacio. Así podemos medir variaciones en el metabolismo de los tumores a través de nuestros sensores, y podemos, por ejemplo, mediante la aplicación de un fármaco observar cómo afecta a la velocidad de la muerte celular o a la selectividad de las células cancerígenas frente a células sanas. El objetivo es crear un modelo que permita analizar muestras reales y ver la reacción de ese tumor específico a una batería de fármacos, de forma que se favorezca la medicina personalizada.
"La ciencia es importante en sí misma, pero considero que hay que dirigir la investigación hacia resultados que generen bienestar en la sociedad"
P. ¿Podría ser útil en el tratamiento?
La liberación de calor se podría usar para el tratamiento, mediante la terapia fototérmica. Podríamos inyectar nanopartículas en la zona donde se busca acabar con el tumor. Puesto que las células tumorales comen más partículas que las sanas -por el efecto de retención y penetración amplificado-, se podría acabar selectivamente con estas células.
P. ¿Qué otras posibilidades de diagnóstico de enfermedades aporta este campo de la ciencia?
R. Hemos diseñado otros sistemas que podrían servir para el diagnóstico basados en el efecto de la quiralidad plasmónica, que se estudia desde hace pocos años. Se relaciona con las estructuras quirales, que son aquellas que no se pueden superponer a su imagen especular. Un ejemplo evidente es la mano. En estructuras moleculares y nanométricas, implica que la interacción con la luz, por lo que se llama polarización circular, es distinta si va hacia la derecha o hacia la izquierda. Entonces podemos hacer una detección muy específica si tenemos estructuras quirales de nanopartículas. Eso lo hemos aplicado para mezclar nanopartículas con fibras amiloides en formación, responsables de muchas patologías neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson, y cuando se empiezan a generar aparece esa señal específica.
P. ¿Qué posibilidades hay de que este tipo de proyectos lleguen a la clínica?
R. Las nanopartículas de oro son muy inertes. Siempre se plantea la pregunta de si se eliminan bien del cuerpo, y eso es algo que aún está en investigación. De momento, lo que sabemos es que si tienen un tamaño lo suficientemente pequeño, se pueden excretar a través el riñón y si no, es posible que no sean muy dañinas. Así que dependiendo de para qué se quieran utilizar, pueden merecer la pena. De hecho me consta que el oro coloidal se ha publicitado como medicina alternativa (por supuesto, yo no lo recomiendo) y está el caso documentado de un hombre que tomaba todos los días una bebida de plata coloidal y cuya piel acabó volviéndose azul, pero no le pasó nada más. De todas formas, considero más viables en la clínica las técnicas de diagnóstico ex vivo: extraer una muestra de sangre u otro fluido o una biopsia y efectuar un análisis fuera del cuerpo. De hecho, el objetivo final de nuestro proyecto es desarrollar un sistema fiable para evaluar fármacos a partir de muestras o biopsias, sin que tener que recurrir a la experimentación animal.
Desde la química coloidal y la nanociencia, el científico Luis Liz Marzán busca respuestas a complejos problemas biómedicos. Off Sonia Moreno Offvia Noticias de diariomedico.... https://ift.tt/3goPgK0
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