Salud Viernes, 1 de marzo de 2019

Criomicroscopía electrónica: un fotógrafo de seres invisibles en Mendoza

El próximo 7 de marzo, en medio de los festejos por la Fiesta de la Vendimia, nuestra provincia recibirá la visita de una personalidad.

Es que fotografiar seres invisibles puede sonar a ciencia ficción o ilusionismo. Sin embargo, Joachim Frank es un reputado científico alemán que en 2017 obtuvo el Premio Nobel de Química como pionero de la técnica de Criomicroscopía electrónica. Y sus estudios son cosa seria, tanto que metáfora mediante, podríamos decir que su técnica funciona algo así como la “cámara 3D de fotos con más megapíxeles que existe, para capturar imágenes de estructuras biológicas de tamaño infinitesimal”.

Joachim Frank llegará a Mendoza para participar como disertante del II Simposio de Medicina Traslacional, que organizan las facultades de Ciencias Médicas y Ciencias Exactas y Naturales de la UNCuyo.

Cómo fotografiar algo que no se ve

Pues en ciencia, observar cosas que no se ven a simple vista, invisibles a los ojos de las personas comunes, es una costumbre de larga data. El microscopio electrónico, sin ir más lejos, está a poco de cumplir cien años.

Pero antes de Frank y su técnica revolucionaria, existía una limitación importante: los microscopios electrónicos requerían que los objetos de observación se presentaran al vacío. Por tanto, no era posible estudiar moléculas biológicas en su entorno natural. Entonces, Frank formuló una técnica que llevaría a la bioquímica a una nueva era.

Valiéndose de avances de dos científicos con quienes luego compartiría el Nobel, Jacques Dubochet y Richard Henderson, Frank accedió a la resolución de aquel problema congelando la muestra a analizar por medio de gases como el nitrógeno líquido o el propano, con cuidado de que no se formaran cristales de hielo que pudieran distorsionar la imagen. Así fue posible obtener una captura: biomoléculas congeladas en pleno movimiento, con lo que se logra visualizar procesos que nunca antes se habían visto. Entonces, Frank dio un nuevo giro de tuerca a los descubrimientos de sus socios (sí, la ciencia es un tarea asociada y solidaria) y desarrolló una herramienta informática para potenciar los instrumentos de observación existentes.

Dr. Joachim Frank.

Sucede que los microscopios electrónicos tienen un gran poder de resolución, que permite observar con todo detalle una célula y su contenido, incluso hasta las hebras de ADN. Superando esa instancia, podrían ir más allá aún, al punto de ver los átomos que forman una proteína. El problema es que siempre las imágenes a ese nivel de detalle están afectadas por “ruido”. Aquí es donde Frank frotó la lámpara y diseñó un método de procesamiento de imágenes que permite alinear y promediar miles de imágenes 2D muy borrosas de moléculas individuales, y transformarlas en estructuras tridimensionales de resolución atómica, logrando para ello que la inteligencia artificial incluso aprenda a deducir cómo son las caras ocultas de una imagen bidimensional y completarlas. ¿Qué tenemos enfrente, entonces? Nada más y nada menos que, prácticamente, un tour virtual por una biomolécula. Así, un investigador puede moverse como un espía, y en el caso de un virus por ejemplo, es posible entender aspectos claves de su ciclo de vida, cómo es la unión a receptores en la superficie de las células que se infectan, la mecánica de traspaso de la membrana celular, cómo opera la replicación, ensamble y salida de las nuevas partículas virales de la célula hospedadora, etc. Y ya se sabe… conociendo al dedillo al enemigo se multiplican las posibilidades de prevenir o generar vacunas o fármacos antivirales de forma eficiente.

La Criomicroscopía electrónica es fruto de un trabajo de investigación de 11 años de Joachim Frank y un grupo de científicos de distintas partes del mundo, que producen conocimiento de la mejor manera que puede hacerse: de manera colaborativa y transdiciplinaria. Ante esto, la “traslacionalidad de la ciencia” no es más que “subir la apuesta”. En el caso de la medicina, lo traslacional está dado por la asociación de esfuerzos para formar redes que permitan la rápida traducción de hallazgos de ciencias básicas (biología, bioquímica, física, matemáticas, etc.) en mejores tratamientos preventivos y curativos.

El II Simposio Internacional de Medicina Traslacional se llevará adelante en la Facultad de Ciencias Médicas de la UNCuyo, los días 7 y 8 de marzo próximos, convocando a un nutrido grupo de conferencistas nacionales e internacionales, quienes ofrecerán 30 charlas en torno a los ejes Oncología, Cardiología, Inmunología, Fertilidad, Biofísica y Nanotecnología, e Imagenología.

En la oportunidad, los doctores Joachim Frank, Roland Mertelsmann y Christoph Borner serán distinguidos por la UNCuyo con el título de Doctor Honoris Causa.