romina-newsDomingo, 25 de septiembre de 2016

Ediciones Especiales: El Mercurio

Este método, entre otras cosas, brinda la posibilidad de caracterizar moléculas una a una dentro de un conjunto sometido a las mismas condiciones externas y de realizar ensayos comparativos cuando varían estas condiciones.

Las técnicas para estudiar moléculas individuales han cobrado gran interés durante la última década, ya que permiten, entre otras cosas, analizar el comportamiento mecánico de sistemas biológicos -comúnmente biopolímeros, como ADN y proteínas-, ensayando sobre una molécula a la vez, lo que permite evidenciar comportamientos que son silenciados en otro tipo de ensayos, como los que se realizan en la bioquímica convencional que solo reflejan el comportamiento promedio. Esto entrega una perspectiva más amplia y completa sobre la variabilidad en que operan estas biomoléculas frente a estímulos externos, los que generalmente modifican su función biológica.

En esa línea, en el Departamento de Física de la Facultad de Ciencia de la Universidad de Santiago de Chile, un equipo de físicos experimentales, que se ha dedicado principalmente a la investigación básica, inventó un instrumento que permite testear las propiedades mecánicas en moléculas únicas, realizando con ello un valioso aporte al área de la biología moderna. Este desarrollo cuenta con una solicitud de patente en Chile y se evalúa otros países en los cuales protegerlo.

Click magnético

El Dr. Francisco Melo, director del Soft Matter Research and Technology Center (SMAT-C), quien encabeza este grupo, cuenta que para realizar esta tarea, hasta ahora, se han utilizado pinzas ópticas y magnéticas, pero que el sistema que elaboraron logra mejores resultados al estar compuesto por una micropalanca con propiedades magnéticas capaz de efectuar un “click magnético” atrapando una única molécula.

El experto asegura que este método tiene mejor resolución temporal, pues permite ver cambios o fluctuaciones rápidas en la elasticidad de la molécula, y una mejor resolución en fuerza, que hace que los datos obtenidos sean más certeros en determinadas aplicaciones.

“Otras de sus fortalezas es que da la posibilidad de estirar muchas moléculas al mismo tiempo y que permite además someter una misma molécula a distintas condiciones”, destaca.

La Dra. Romina Muñoz, integrante del equipo investigador, explica que, en su estado natural, las moléculas se encuentran muy enrolladas y que por eso la forma en que responden a una tensión -como sucede en los procesos de transcripción o de replicación celular, por ejemplo- es crucial en el correcto desarrollo de su función biológica.

“Son muchos los factores que pueden cambiar la forma en que las moléculas responden a la tensión. En mi tesis de doctorado, dirigida por el Dr. Melo, estudiamos la interacción del ADN con algunas moléculas pequeñas, que normalmente son fármacos. Estas logran atravesar la membrana celular, llegan al núcleo e interactúan con el ADN. Se unen a él y hacen que el ADN cambie su respuesta elástica y, de paso, su función biológica. Por lo mismo, esos fármacos son utilizados en terapias anticancerígenas o en antibióticos. El invento que realizamos permite testear los cambios en estas moléculas de ADN al interactuar con los fármacos, fuera de la célula. Para eso se extrae ADN y se ve cómo cambia esa respuesta, dándonos una idea de cómo actúa el fármaco in vivo”, afirma la especialista.

El Dr. Melo cuenta que con trabajos como estos han podido demostrar el valor del trabajo interdisciplinario y también que la ciencia básica genera de manera natural un ambiente innovador. Señala que el proyecto ha contado desde el comienzo con el apoyo sostenido de especialistas del área biológica, donde destaca el profesor Christian Wilson de la Universidad de Chile. 

El Dr. Felipe Aguilar, también miembro del equipo, señala que este tipo de tecnología necesita de nueva instrumentación, agregando que “en nuestro caso fue necesario diseñar un interferómetro capaz de medir las deflexiones de las micro palancas con precisión sin precedentes”. Este desarrollo pudo lograrse con la ayuda del Dr. L. Bellon de la Ecole Normale Supérieure de Lyon.

“Con nuestro proyecto estamos aportando un granito de arena para una visión más cuantitativa de los problemas biológicos. Ahora junto con el Dr. Wilson estamos interesados en detectar dónde se generan los cambios en las moléculas al momento de la tensión, esperando que más adelante un fabricante de instrumentos de fuerza atómica o de pinzas magnéticas pueda incorporar nuestro ‘click magnético’ a sus productos o que el trabajo sostenido nos lleve a un start up que lo pueda comercializar”, concluye el Dr. Melo.