¿Qué relación existe entre el color rubí intenso de una vidriera, un imán, la capacidad de la hydra para regenerarse y el tratamiento del cáncer? Todas estas cosas tienen relación entre sí gracias a las nanopartículas, el campo de investigación en el que trabaja nuestra invitada en Hablando con Científicos, María Moros Caballero, investigadora del Instituto de Ciencia de los Materiales de Aragón.

Desde tiempo inmemorial, los artesanos del vidrio que construían los sorprendentes vidrieras de las catedrales, conocían la sorprendente interacción que existe entre el oro y la luz, cuando éste se disgrega en pequeñísimas partículas dispersas en el vidrio. Dependiendo del tamaño y la concentración de estas partículas, los vidrieros antiguos lograban obtener un material transparente, que al ser atravesado por la luz, presentaba coloraciones que iban desde le rojo intenso (oro rubí) hasta otros colores más difuminados como el “vidrio arándano”.

Aquella vieja tecnología, que permitía aprovechar la interacción entre partículas pequeñísimas de oro con la luz, encuentra ahora una aplicación directa en la biomedicina. María Moros cuenta cómo las partículas de oro, cuando tienen tamaños de unas pocas millonésimas de milímetro, al interaccionar con la luz de determinadas frecuencias, no solamente son capaces de reaccionar mostrando un color determinado sino que pueden absorber la energía luminosa convirtiéndola en calor. Es esta propiedad, conocida como hipertermia, la que abre el camino para ser utilizada como arma contra el cáncer.

Se sabe que un tumor es una amalgama de células que crece sin control invadiendo tejidos, de tal manera que ponen en peligro a la persona o animal que lo sufre. Pero ese crecimiento desmedido tiene también sus puntos débiles y, uno de ellos es una mayor sensibilidad a los cambios de temperatura. Una posibilidad que se está investigando consiste en inyectar nanopartículas de oro en el paciente, que se concentran en mayor medida en el tumor, y activar esas partículas proyectando luz láser de la frecuencia adecuada para que las partículas eleven su temperatura y destruyan a las células tumorales.

Las nanopartículas ofrecen todo un mundo de posibilidades y aplicaciones. Existen nanopartículas de muchas clases y tamaños. Atendiendo a los materiales de los que están hechas, además de las partículas de oro, ya mencionadas, existen nanopartículas magnéticas, liposomas, nanopartículas poliméricas, puntos cuánticos (Quantum dots)… Cada una de estas partículas tiene su campo de aplicación en biomedicina y sus posibilidades se van ampliando continuamente.

María Moros investiga con nanopartículas magnéticas, formadas por compuestos de hierro, níquel, cobre o magnesio, que tienen la propiedad de ofrecer una respuesta cuando se encuentran sumidas en campos magnéticos variables.

Para investigar distintos campos de aplicación de las nanopartículas magnéticas a la biomedicina, María Moros ha utilizado un organismo simple pero sorprendente: la hidra de agua dulce. A pesar de ser un pequeño organismo de unos pocos milímetros de tamaño, su habilidad para regenerarse es tan sorprendente que, desde antiguo, recordaba a la criatura de la mitología griega del mismo nombre. Cuenta la mitología que Hydra era un animal terrible de múltiples cabezas y que, cuando un atacante cortaba una de ellas, en su lugar crecían dos. La hidra de agua dulce tiene una forma de tubo con múltiples tentáculos urticantes con los que atrapa sus presas. Lo que llama la atención es su poder de reproducción, mucho mayor que el de su antecesora mitológica, porque, cuando se trocea es capaz de regenerar animales completos a partir de cada uno de los pedazos. Este poder de regeneración ha intrigado siempre a los científicos que se preguntan por qué nosotros, y la mayoría de los seres vivos, hemos perdido el poder de regenerar nuestros miembros perdidos.

Utilizando nanopartículas magnéticas, capaces de unirse a las células de la hidra, María Moros y sus colaboradores estudian cómo activar su capacidad de reproducción presionando la pared celular mediante impulsos magnéticos, un proceso conocido como mecanotransducción. Estos estudios son de gran utilidad en la medicina regenerativa.

El Consejo Europeo de Investigación ha concedido a María Moros una ayuda de la categoría de Starting Grants para desarrollar la línea de investigación SIROCCO centrado en el desarrollo de una herramienta basada en nanopartículas magnéticas capaz de controlar vías intracelulares relacionadas con la mecanotransducción de manera remota y con un alto nivel de precisión.

Os invito a escuchar a María Moros Caballero, doctora en Química e investigadora del Instituto de Ciencia de los Materiales de Aragón, un organismo que depende de la Universidad de Zaragoza y del CSIC.