Microláseres corporales marcan el camino hacia una mejor vigilancia celular y nuevas terapias
Normalmente los láseres han surgido de los laboratorios de física y se han utilizado para fabricar y producir diversas tecnologías, desde robots industriales hasta reproductores de DVD, por ello no sorprende que se suelan considerar dispositivos de ingeniería. Pero esa percepción no se corresponde con la realidad. A grandes rasgos, en un láser se reúnen tres elementos: una cavidad óptica, una fuente externa de energía y material de ganancia que amplifica la luz. Si se experimenta con esos componentes básicos se abren enormemente las posibilidades de cara a lograr una producción creativa de láseres y su utilizacion, como ha demostrado el proyecto LIVINGLASER, financiado con fondos europeos. La introducción de los bioláseres LIVINGLASER partió de trabajos anteriores en los que ya se habían integrado láseres en sistemas biológicos. De esa manera, los láseres pueden funcionar como sensores y, así, hacer posible una comprensión más precisa de los procesos celulares, sobre todo si se conjugan con tintes fluorescentes. Otra ventaja es que su colocación en el interior de células y tejidos permite la medición y el seguimiento a largo plazo de organismos, para así mejorar las técnicas de diagnóstico. Cabe añadir que la creación de láseres a partir de materiales biocompatibles, biodegradables e, incluso, vivos ayuda a simplificar la implantación en organismos. El equipo del proyecto mostró el funcionamiento de un láser en el interior de una célula humana viva. El láser era diez veces más pequeño que el diámetro de un cabello humano y estaba hecho de cuentas sólidas de poliestireno. Según explicó el coordinador del proyecto, el Dr. Matjaz Humar: «Las cuentas contenían un tinte fluorescente. La superficie de cada cuenta confinaba la luz en el interior de la esfera, creando así la cavidad óptica necesaria. Introdujimos estas cuentas láser en células vivas cultivadas, de modo que los láseres quedaron confinados en cuestión de horas. Seguidamente, accionamos los láseres iluminándolos con luz externa, sin dañar las células». Dado que los láseres de las cuentas del interior de cada célula emiten luz de un modo ligeramente distinto, constituyen un marcador singular que se puede detectar fácilmente y usar para marcaje de células y como un sensor muy preciso. El Dr. Humar profundizó así en el tema: «Medimos el cambio en el índice de refracción, que guarda relación directa con la concentración de los constituyentes químicos en el interior de las células, como el ADN, las proteínas y los lípidos. Si el láser se diseña minuciosamente, se puede hacer un marcaje inequívoco de hasta un billón de células, es decir, de cada una de las células del cuerpo humano». Como alternativa, el equipo utilizó también una micropipeta para injectar una gota de aceite que contenía tintes fluorescentes con el fin de que funcionase como un láser en el interior de las células. La célula deformaba la gota y las fuerzas celulares —causadas por procesos como la división y la migración— se registraron y midieron con gran precisión analizando la luz emitida. El equipo llevó un paso más allá el concepto de bioláser y consiguió, no sin sorpresa, una emisión láser en el interior de células adiposas. El Dr. Humar lo explicó así: «Las células adiposas ya contienen gotas lipídicas que pueden funcionar como cavidades que den lugar a láseres naturales. Por tanto, cada persona ya cuenta con millones de láseres en su tejido adiposo que están en espera de que se activen para que emitan luz láser». Además, ampliando el aprovechamiento de las fuerzas naturales que se hizo en el seno del proyecto, en lugar de añadir tinte a las células adiposas, el equipo consiguió experimentar con células que producen proteínas verdes fluorescentes y emplearon la bioluminiscencia como fuente de luz natural. Rumbo hacia nuevas opciones diagnósticas y terapéuticas Las opciones creadas en LIVINGLASER para implantar, inyectar o adoptar láseres de origen natural en el interior de diversos tejidos proporcionan toda una gama de opciones terapéuticas. A la larga, podrían hacer realidad la teledetección en el interior del cuerpo humano, lo que haría innecesario tomar muestras de tejidos. Podrían usarse también para la administración selectiva de fármacos, empleando láseres para activar medicamentos fotosensibles y, así, aniquilar microbios o células cancerosas. Además, el marcaje de células individuales facilitará el estudio de la migración celular, como ocurre en la metástasis del cáncer. En apoyo de su tecnología, el equipo de LIVINGLASER ha creado un microscopio de super-resolución que es especialmente útil para obtener imágenes profundas de tejidos biológicos. También ha creado fibras ópticas bioderivadas o biocompatibles y biodegradables que pueden usarse para bombear estos láseres hasta lugares muy profundos del cuerpo humano. Ya se ha logrado la unión fotoquímica de tejidos para el cierre de heridas, una prueba de concepto que puede acelerar la curación y reducir las cicatrices.
Palabras clave
LIVINGLASER, terapia láser, bioláser, monitorización celular, sensores biológicos, tinte fluorescente, imagen tisular, fotónico, célula adiposa, gotas de lípidos, índice de refracción, cuentas de poliestireno, diagnóstico, biocompatible, biodegradable
