Luis Liz Marzán, director cientÃfico del Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales-CIC biomaGUNE. (FOTO: LUIS CAMACHO).
Luis Liz Marzán, director cientÃfico del Centro de Investigación Cooperativa en Biomateriales–CIC biomaGUNE, profesor Ikerbasque e investigador principal en el Centro de Investigación Biomédica en Red, BioingenierÃa, Biomateriales y Nanomedicina (Ciber-BBN) ha merecido el Premio Fundación Lilly de Investigación Biomédica 2021 en la categorÃa de Investigación PreclÃnica. Leer sobre el campo por el que discurre su carrera cientÃfica apabulla: aplicaciones biomédicas de las nanopartÃculas metálicas con propiedades plasmónicas, mediante técnicas coloidales de fabricación y caracterización. Pero bajo esa intimidante terminologÃa se encuentran conceptos reconocibles, que Liz Marzán desgrana sin escatimar en ejemplos cotidianos.
Para este cientÃfico, el objetivo es aportar soluciones desde la quÃmica 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 avanzarâ€.
PREGUNTA. Es uno de los cientÃficos 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 mÃ, aparecer o no en esa lista tiene una importancia relativa: ni están todos los que deberÃan estar, ni todos los que están deberÃan. Para evaluar la relevancia del trabajo de un cientÃfico, 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 sà misma, con lo que estoy totalmente de acuerdo, y que eso implica que el dinero público debe estar a disposición de los cientÃficos 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 deberÃamos 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 mÃnimo tenemos que explicar lo que hacemos.
P. ¿Y a usted le resulta difÃcil explicar las lÃneas de investigación de su grupo, en torno a la nanociencia y la quÃmica coloidal?
R. Me llama la atención que se ignore tanto lo que es la quÃmica 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 partÃculas muy pequeñitas que se mueven en un fluido (sea lÃquido 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 QuÃmica fÃsica y coloidal de la Universidad de Utrecht (Holanda), en el laboratorio donde se desarrolló la teorÃa más importante de la estabilidad de los coloides [nanopartÃculas en dispersión en un medio], me abrió las puertas a la nanoplasmónica, que es un campo cientÃfico que entonces [principios de la década de 1990] aún no estaba en boga, y en el que prácticamente nadie trabajaba en España. Yo insistÃ, 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 nanopartÃculas 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 geometrÃa de las partÃculas, el color cambia radicalmente. Esto viene definido por una absorción de un color de la luz especÃfico que a su vez provoca efectos especÃficos 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 nanopartÃcula de metal. Eso provoca además que en la superficie de la partÃcula 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.
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P. ¿En qué objetivos está trabajando su grupo?
R. Nosotros buscamos explotar ese campo eléctrico que se forma en la superficie de las partÃculas para hacer espectroscopÃa extremadamente sensible y selectiva para detectar moléculas en muy baja concentración, incluidos los entornos complejos, como los biológicos, y de forma especÃfica 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 (partÃculas de oro, plata) e irradiando con una luz de infrarrojo que no afecta a las células se obtiene las señales caracterÃsticas de sus metabolitos y se puede hacer un seguimiento en el tiempo y en el espacio. Asà 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 cancerÃgenas frente a células sanas. El objetivo es crear un modelo que permita analizar muestras reales y ver la reacción de ese tumor especÃfico a una baterÃa de fármacos, de forma que se favorezca la medicina personalizada.
"La ciencia es importante en sà misma, pero considero que hay que dirigir la investigación hacia resultados que generen bienestar en la sociedad"
P. ¿PodrÃa ser útil en el tratamiento?
La liberación de calor se podrÃa usar para el tratamiento, mediante la terapia fototérmica. PodrÃamos inyectar nanopartÃculas en la zona donde se busca acabar con el tumor. Puesto que las células tumorales comen más partÃculas que las sanas -por el efecto de retención y penetración amplificado-, se podrÃa 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 podrÃan 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 especÃfica si tenemos estructuras quirales de nanopartÃculas. Eso lo hemos aplicado para mezclar nanopartÃculas con fibras amiloides en formación, responsables de muchas patologÃas neurodegenerativas como la enfermedad de Parkinson, y cuando se empiezan a generar aparece esa señal especÃfica.
P. ¿Qué posibilidades hay de que este tipo de proyectos lleguen a la clÃnica?
R. Las nanopartÃculas 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. Asà 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 dÃas 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 clÃnica 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 quÃmica coloidal y la nanociencia, el cientÃfico Luis Liz Marzán busca respuestas a complejos problemas biómedicos. Off Sonia Moreno Off
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