"Enfermedades como el alzhéimer o el párkinson, se pueden detectar con sensores similares al nuestro"


Ramón Álvarez Puebla (Palencia, 1974) es investigador del Departamento de Química - Física de la Universidad de Vigo, unidad asociada al Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Sus investigaciones se engloban en el campo de la nanotecnología, tratando en concreto la nanofotónica, la nanofabricación y la mejora de las técnicas de espectroscopia para la obtención de estructuras moleculares. Los conocimientos en este campo los aplica en el desarrollo de nuevos sensores. Estudió química, pero su doctorado en física de superficies, realizado en el 2003 en la Universidad Pública de Navarra, provoca que él mismo dude entre si es físico o químico. Tras cuatro años en Canadá (dos como Postdoc en la Universidad de Windsor y dos como Científico Titular en el National Institute for Nanotechnology en Edmonton) regresó a España con un contrato de reincorporación Ramón y Cajal. Es co-autor de más de 80 artículos en revistas de alto impacto y tiene tres patentes internacionales.  

Su trabajo más reciente, publicado en el último número de la revista Proceedings de la Academia Nacional de Estados Unidos (PNAS) el 3 de mayo, es un sensor capaz de detectar la presencia de proteínas infecciosas llamadas priones, en la sangre. El sistema está basado en un cristal formado por nanopartículas de oro, en el que se genera un campo magnético que permite identificar la estructura de los priones porque su presencia genera vibraciones. Estas vibraciones son características de cada partícula, de manera que se crea una “huella dactilar” de las moléculas que se interpongan en el campo magnético. Además, el cristal actúa como una antena al amplificar la vibración, permitiendo una mayor señal para la detección precoz de enfermedades causadas por priones, como la de las vacas locas, llamada de Creutzfeldt-Jakob si se desarrolla en humanos. Tras dos encuentros con su buzón de voz, Ramón suena al otro lado del teléfono. Se disculpa por la espera y me pide un minuto. «Llevo dos días de locos», confiesa.

A: Ha realizado un sensor que detecta priones por las vibraciones que generan en los campos magnéticos. Discúlpeme, pero no lo entiendo muy bien.
R: Bueno, no sé si sabe qué son los plasmones.
A: No.
R: Los plasmones son partículas muy pequeñas que resultan de excitar con un fotón al plasma. Cuando eso sucede, los plasmones generan un campo eléctrico que se acopla a la manera que tienen las partículas de vibrar, aumentando millones de veces estas vibraciones, que percibimos como señal.
A: Los plasmones se unen a las partículas que vibran en el campo magnético y generan aún más vibración. ¿Es eso?
R: Sí. Entonces, hace dos o tres años se vio que estos plasmones no se distribuyen homogéneamente en la partícula, sino que se distribuyen en unos sitios o en otros dependiendo de la forma que tenga. Esto implica que cada partícula tenga una “huella dactilar vibracional” única, según su estructura.   
A: ¿Cómo se aplica esto que me ha explicado al sensor?
R: Aprovechamos el hecho de que las proteínas tienen una señal muy baja, es decir, que vibran muy poco. Y además, como te he dicho antes, cada proteína tiene una “huella dactilar” única, por la distribución irregular de los plasmones. Pues hemos identificado la “huella dactilar” de los priones, de los malos, y hemos utilizado el supercristal para aumentar la señal y así, poder detectarla.
A: ¿Cómo aumenta la señal el supercristal?
R: El supercristal es una estructura totalmente organizada, formada por nanovarillas de oro capaces de transmitir un campo eléctrico de una punta de la varilla a la otra. Como tenemos muchas nanovarillas, se genera al final del cristal un campo eléctrico gigante, resultando una señal cien mil veces más intensa de la que hubiéramos obtenido. Funciona como una antena.
A: El proyecto es una colaboración con investigadores estadounidenses. ¿Qué parte ha realizado cada uno?
R: En la universidad de Rice, en Houston, hicieron las partículas de oro, de tal manera que fueran lo suficientemente homogéneas como para hacer el supercristal. En la Universidad de Michigan hicieron el supercristal. Y nosotros hicimos toda la caracterización del supercristal, el sensor y la detección de los priones.
A: Ha hablado de los priones malos. ¿Son muy distintas sus estructuras de las de los buenos?
R: Los priones son moléculas biológicas cuya estructura molecular es una hélice. Pero el prion mutado, el malo, tiene una estructura completamente distinta: una lámina. Las láminas son tan estables que cuando se encuentran con hélices, las convierten en láminas. Producen una reacción en cadena como si fueran… virus. Por eso las enfermedades priónicas son tan peligrosas. Y por eso somos capaces de discriminar entre los priones buenos y los malos.
A: ¿Y porque decidieron detectar priones? ¿Porqué no otras moléculas?
R: Porque queríamos buscar un problema real en el cual tuviéramos que detectar algo que estuviera a muy poquita concentración. Queríamos que tuviera una aplicación y no había ningún método de detección de priones anterior. Bueno, había uno pero se tardaba más de una semana en realizarlo y además no era el habitual. Con este método, la detección es en pocos segundos. Si tenemos en cuenta la preparación de la muestra de sangre, son cinco minutos en total. 
A: ¿Cuál era el método habitual?
R: Era y es, de momento. El post-mortem. Se sabe que un individuo está infectado porque ha muerto. Y además, en la enfermedad de las vacas locas, cuando se detecta a una vaca contagiada en una explotación ganadera, se mata al resto de vacas por el posible contagio. Incluso se matan a las de las explotaciones colindantes. En los últimos diez años se han matado más de 4 millones de vacas, simplemente porque se ha detectado algún caso de vaca loca. Eso se podría solucionar analizando la sangre con el sensor. Solamente se tiene que poner la sangre, con una pequeña preparación, en contacto con el supercristal.
A: ¿Cuál es el límite de detección?
R: De 10 priones por litro de sangre que, créeme, es bastante diluido. Es una concentración muy por debajo de la concentración necesaria para ser psicosomática.
A: ¿Sus futuras investigaciones van a seguir por este camino?
R: Esto es una de las muchas cosas que hacemos pero por supuesto que sí, seguiremos investigando también por esta vía. Muchas de las enfermedades de origen priónico o por proteínas mutadas, como el alzhéimer o el párkinson, se pueden detectar mediante métodos similares. O también se podría usar para detectar trazas de priones en bancos de sangre. Como ves, hemos llegado a un punto interesante. Así que seguiremos por este camino y por otros.
A: ¿Se va a comercializar el sensor?
R: Bueno, aquí nos dedicamos a la investigación básica. No nos dedicamos a la comercialización de los materiales que hacemos. Hacemos muchos sensores y si alguien está interesado, por supuesto que podemos llegar a un acuerdo con su comercialización pero en principio, no nos dedicamos a eso.
A: Vi que había hecho también sensores antidoping.
R: En el 2007 hice un antidoping. En el 2009 publiqué un detector exclusivamente de cocaína.
A: ¿Se utiliza alguno de ellos en la actualidad?
R: No.
A: No se lo tome a mal, pero cuando vi que había hecho sensores antidoping, creí que se utilizaban. Y que debía ser usted… no sé. Rico.
Ramón: Piensa que somos funcionarios públicos que trabajamos en un centro público y que nuestra investigación está pagada con fondos públicos. No me parece muy justo que yo me forre sin que el resto de la gente que está soportando esta investigación obtenga alguna ganancia. Mira, todo el mundo termina preguntando lo mismo, ¿lo vais a comercializar? Pero es que es lo que te dije antes. Yo no voy a comercializar nada porque no me dedico a ello. No tengo experiencia en comercializar y además para hacerlo necesitas una infraestructura bastante potente. Tienes que meterte en marketing, en estudios de mercado... Y entonces claro, la opción que nos queda a los científicos es crear un spin-off.
A: ¿Spin-off?
R: Una empresa concepto. Pero eso significa que tú tienes que desvincularte totalmente de lo que te gusta y haces bien, que es la investigación, para hacer algo que ni te gusta ni sabes hacer.
A: Pero supongo que habrá patentado este último sensor del que hemos hablado.
R: Sí. Estamos en fase de patentarlo.
A: Por si acaso llegase una empresa con la infraestructura para comercializarlo…
R: El problema fundamental es que una empresa, generalmente una multinacional, siempre huye de las patentes. Lo que tú haces tiene que ser muy bueno y muy único para que si está patentado, alguien lo quiera comercializar. Y actualmente lo que hacen es comprar patentes a precio barato, pero muy barato, o diseñar algo muy parecido pero que no entre dentro de tu patente. Un plagio legal.
A: Y dejando de lado el mundo empresarial, ¿qué otros proyectos, independientes al sensor de priones, tiene?
R: Esta publicación que acaba de salir es un sumario de todo en lo que estoy. No hago proyectos alejados de los sensores. Me dedico a la búsqueda de aplicaciones biológicas o biomédicas derivadas de los conocimientos en fotones, en campos magnéticos y en plasmones. Así como alejado, pero no porque no tenga nada que ver, sino porque es la base del funcionamiento de los sensores, estoy metido en la nanofotónica. Es física pura y me encanta.
A: ¿Puede explicarme qué hace cuando dice que está metido en nanofotónica?
R: Genero propiedades cuánticas en materiales macroscópicos que puedo manejar después. Dicho de una manera así un poco…
A: Complicada.
R: Iba a decir sencilla. (Ríe)
A: ¿Y qué aplicaciones tiene?
R: Pues generar sensores ultrasensibles, transmisión de datos en ordenadores con circuitos ópticos, la capa de invisibilidad que se inventó en el 2006…
A: ¿Cómo?
R: Una capa que te la pones y te vuelves invisible.
A: Parece una broma.
R: No, no. Nada de esto es ciencia ficción. Ya se está haciendo. La nanotecnología lleva mucho tiempo entre nosotros, aunque no sea hasta ahora cuando se empieza a oír hablar de ella.