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Semana de la Ciencia 2013

Un proyecto español de nanotecnología busca detectar enfermedades de forma precoz

       
  • Buscan diferenciar las células cancerosas de las células sanas
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  • Se aproximan a las propiedades físicas de las células con nanotecnología
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  • Es un equipo del CSIC formado por 12 investigadores con financiación europea

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Un proyecto español de nanotecnología busca detectar enfermedades de forma precoz

Nanoforcells, lo que sería una abreviatura del nombre 'Nanotecnología para las células', es un proyecto del laboratorio de Biomecánica del CSIC cuyo objetivo principal es estudiar las propiedades mecánicas de las células para  diferenciar las células cancerosas de las células sanas a través de sus  propiedades físicas. Es uno de los proyectos que se han dado a conocer con motivo de la Semana de la Ciencia 2013, que se celebra en toda España.

A través de una nueva vía de investigación, un equipo de 12 personas dirigido por la investigadora Montserrat Calleja, usa herramientas de micro y nanofabricación para conseguir información básica de las células y así poder desarrollar en el futuro formas de diagnóstico temprano de enfermedades como el cáncer, entre otras, según ha explicado Calleja a RTVE.es.

Nanoforcells se trata de un proyecto de investigación básica que comenzó en 2011, financiado con 1,5 millones de euros del Consejo Europeo de Investigación, que aspira a proveer a los hospitales de herramientas para diagnosticar enfermedades en unos diez años.

Una nueva aproximación al estudio de células

La física Montserrat Calleja ha explicado que hasta ahora y en general, la investigación estaba centrada en las propiedades químicas de las células. Esta vía de investigación "ha dado resultados muy buenos", a su juicio, y ha permitido inhibir las células malignas a través de una ruta bioquímica.

La investigación de las propiedades físicas de las células a través de nanotecnología es una aproximación científica relativamente nueva que se está desarrollando en todo el mundo y también en este laboratorio perteneciente al Instituto de Microelectrónica (IMM) del CSIC.

La nanotecnología es la ciencia que estudia cómo cambian las propiedades de los materiales cuando sus dimensiones se reducen al tamaño de un nanometro, es decir, la millonésima parte de un milímetro. Para hacerse una idea del minúsculo tamaño, equivaldría a una molécula de ADN.

Las células cancerosas vibran, a diferencia de las sanas, que son más rígidas

"Buscamos poder determinar las propiedades mecánicas de muchas células de forma muy rápida, de manera fiable y consistente", ha destacado Calleja, quien ha subrayado que "es una herramienta  más y puede permitir otro tipo de tratamientos".

Imagen de una célula vista con la instrumentación del Laboratorio de Biotecnología
Una célula vista con la instrumentación del Laboratorio de Biotecnología del CSIC. Imagen: CSIC

La investigadora ha indicado que las células son organismos vivos que pasan por distintos estados que se manifiestan en propiedades físicas diferentes.  Una célula sana y una cancerosa se pueden distinguir por propiedades  como su elasticidad, por ejemplo. 

Así las células cancerosas vibran, a diferencia de las sanas, que son más rígidas, pero para detectar este movimiento en un tamaño extremadamente reducido es necesario el empleo de nanotecnología.

Instrumentos únicos para la investigación celular

El equipo de Nanoforcells, formado por científicos de distintas disciplinas -Biología, Física, Ingeniería o Matemáticas-, estudia con sensores biomecánicos tres tipos de células: sanas, células malignas que no producen metástasis y células malignas que sí la producen.

Uno de los instrumentos fabricados en Nanoforcells
Instrumento para biofuncionalización de los sensores nanomecánicos. Imagen: CSIC

Los sensores, que han fabricado ellos mismos en el laboratorio, son unas varillas nanofabricadas en silicio que se deforman cuando las biomoléculas interaccionan en su superficie, ya que cada proteína tiene un peso diferente. El equipo mide su respuesta física, lo que les permite detectar si una determinada proteína está en una muestra. Ya han detectado más de 50 analitos relevantes diferentes.

Asimismo, según ha revelado Calleja, creen que la vibración podría estar relacionada con la  capacidad de las células de atravesar vasos sanguíneos o poros muy estrechos, alcanzar  órganos distantes y producir metástasis.

Una investigación con retorno a la sociedad

Calleja lleva desde 2005 en el IMM trabajando diferentes líneas de investigación. Empezaron con un equipo de cuatro personas hasta llegar a los 12 científicos -algunos muy jóvenes- de 2011. Se han centrado en desarrollar instrumentación, una línea "fundamental para comprender el mecanismo de transducción de señales mecánicas a través de sensores.

También cuentan con una línea de optomecánica, es decir, óptica y mecánica para poder miniaturizar los sensores al tamaño de un nanohilo de silicio para pesar  proteínas individuales. Por último, se dedican a la caracterización mecánica de células.

En 2008 el equipo creó la empresa Mecwins, en el parque tecnológico de Madrid, con el objetivo de desarrollar y monetizar las herramientas de diagnóstico molecular que crean en el IMM. Se trata de unas herramientas únicas, que responden preguntas relacionadas con la biología y que no existen en el mercado. 

Por otra parte han patentado diferentes métodos y mecanismos a través del CSIC, cuyos beneficios revierten en la bolsa común de la institución, como ha señalado Montserrat Calleja, quien ha destacado los puestos de trabajo que han ido creando estos proyectos.

El futuro de la ciencia

La investigadora también ha indicado que a lo largo de su investigación han ido asumiendo riesgos ya que su trabajo "no tiene garantías" y ha sentenciado que los jóvenes investigadores ahora "lo tienen más difícil". "La competencia  es muy grande y los que estamos establecidos buscamos proyectos europeos. Los jóvenes representan la fuerza creativa de los grupos de investigación", ha manifestado.

Respecto a la reducción de fondos para la ciencia en España desde 2009, la científica del CSIC ha comentado que "no  tener dinero para avanzar puede hacer que un competidor te supere" y ha alertado de que un proyecto al que no llega la financiación puede sufrir retrasos de entre cinco y 10 años.

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