Tras las pistas del SIDA y el ZIKA

Javier Tamayo: "Hacen falta físicos, con ideas locas, para abordar de otra manera las enfermedades incurables"

Ha desarrollado un microchip que detecta el virus del SIDA solo una semana después del contagio. Y ahora está tras el del ZIKA. Este investigador del Instituto de Micro y Nanotecnología-CNM del CSIC  y miembro de la nueva Selección Española de la Ciencia 2017, estudia las propiedades mecánicas de virus y bacterias y cree posible que, algún día, un físico pueda vencer enfermedades como el cáncer.

Lorena Sánchez - 18/09/2017

Imagen Javier Tamayo

Sobre la mesa del laboratorio en el que trabaja Javier Tamayo hay un espectrómetro de masas. Es un artilugio tipo Transformer plateado y enrevesadísimo. Es una sofisticada herramienta que detecta espectros, y un espectro, aquí, no es una bola de plasma que llega del más allá, se trata del espectro de frecuencias característico de un movimiento ondulatorio. En este caso, del movimiento ondulatorio de una mini cuerda cuando la golpea una bacteria, o virus, o lo que sea que le caiga encima. Y, cuando decimos pequeña, hablamos de escalas nanométricas, el grosor de un pelo es una autopista en comparación. El Transformer tiene un pequeño recipiente donde se introduce la muestra de sangre. En otro receptorio se “destila”. Van cayendo gotas y gotas hasta que llegamos a una cantidad de sustancia que solo sabes que está porque crees en la ciencia. Y, lo que queda ahí, en esa muestra nanométrica, son bacterias que caen... una, dos, treinta... Caen sobre la cuerda, al caer varía la ondulación, y ese cambio en la ondulación es posible contarlo. La caída de estas bacterias sobre los sensores que han desarrollado se “nota”, varía el espectro. De ese modo puedes saber cuántas bacterias hay en una muestra muy muy muy pequeña. ¿Qué permite esto? Pues diagnosticar una enfermedad en los primerísimos momentos.

Contando bacterias, el equipo de Tamayo ha desarrollado un micro chip que permite detectar el virus del SIDA solo una semana después del contagio. Y ahora están detrás de detectar el ZIKA. Su equipo también busca diferenciar mecánicamente células tumorales de células sanas, y hacerlo muy pronto, mucho antes de lo que se consigue ahora. Estos sistemas de diagnóstico híper temprano cambiarán el mundo de la salud. Si consigue identificar propiedades mecánicas de algunas bacterias, virus o tumores de los que nos hacen daño, también podrá encontrar nuevos caminos para tratarlos. Por ejemplo, saben ya que los virus se hacen más blandos cuando van a invadir células, y que las células tumorales también se hacen más blandas que las células sanas. Esta propiedad mecánica de la la biología permitirá detectarlos mejor, pero también es posible que les permita tratarlos desde una perspectiva desde la que hasta ahora no se ha abordado nunca. Por eso es tan sumamente desafiante la propuesta de Javier Tamayo.

¿Cómo pensasteis en un chip para detectar SIDA?
Existe una tecnología que se usa para acelerómetros, sensores químicos, microscopias etc y pensamos que podría usarse para detección biológica de un modo ultrasensibles. El concepto me atraía, el concept mecánico era muy llamativo...

“Hemos creado un  trampolín a escala nanométrica que oscila cuando cae un virus. Así los detectamos”.

¿Concept mecánico en biología? 
La mecánica es algo que se ha aplicado para ver las propiedades de puentes, edificios, estructuras... A escala muy pequeña permite desarrollar dispositivos mecánicos que se alteran fácilmente con la presencia de un ente biológico. Imagina un trampolín de piscina, a tamaño virus. Ese trampolín tiene una frecuencia de oscilación, y en cuanto cae el virus o la bacteria, altera esa frecuencia de oscilación. Como un trampolín se altera cuando cae un niño. Y eso es lo que hemos desarrollado. 

¿Qué ventajas tienen vuestros detectores?
Actualmente es posible detectar nanogramos por mililitro. Nosotros podemos detectar cantidades un millón de veces menos concentradas. Esto es una revolución. Los médicos no saben qué hay en  sangre a bajas concentraciones. Y ahora sí podremos saberlo.  Esto es la mina de los marcadores del futuro. Un cáncer, desde que empieza hasta que lo detectas, han podido pasar 10 o 15 años. Sin embargo, si detectas las primeras proteínas que llegan al torrente sanguíneo, hablarías de detección ultra temprana, y esto cambiaría el mundo.

¿Estas trabajando en la detección precoz del cáncer?
Sí. La Asociación Española contra el Cáncer colabora en la financiación de un proyecto con el CNIO que nos facilita biomarcadores que se pueden buscar. Vamos a hacer una prueba de concepto con una leucemia muy común, y después seguiremos con cáncer de pulmón.

¿Empezasteis con SIDA?
No, empezamos con cáncer. La tecnología fue desarrollada y alguien del la SPIN OFF nos propuso detectar virus. Hicimos prueba con SIDA y salio bien. Tuvo una enorme repercusión con expertos alrededor del mundo que quieren trabajar con nosotros para desarrollar dispositivos donde hay ZIKA, EBOLA, SIDA... En recién nacidos la esperanza de vida mejora muchísimo si se detecta pronto.

"Podemos detectar virus y bacterias un millón de veces menos concentradas que con los métodos usados actualmente"

¿Sirve para detectar todo?
Nuestra propuesta es un método universal basado en propiedades físicas que permitan distinguir los virus. Es una idea primigenia, pero ahora tenemos 7 millones de euros de Europa, y hay varios laboratorios de ingeniería para hacer el instrumento, gente que tiene en óptica los instrumentos más sensibles del mundo... 

¿Qué hace un físico detectando virus?
Como físico, abordo la biología según sus propiedades mécanicas. Me interesa cuales son las propiedades de un virus, de una bacteria....Hay muchas cosas muy bonitas de la mecánica. Y es que hay muchas cosas en biología que se manifiestan a nivel mecánico. El tacto, por ejemplo. Si yo presiono en tu cuerpo, se transmite a través de los músculos, llega una señal al cerebro... Eso es mecánica. Hay evidencias en los últimos años de que muchas enfermedades producen cambios en estas propiedades mecánicas. Hemos descubierto, por ejemplo que las células tumorales son más blanditas que las sanas. Es una idea bella. Esto le facilita mucho la vida al tumor. Le permite crecer rápidamente y hacer metástasis. Gracias a que es blandito puede crecer rápidamente, colarse en zonas más estrechas, entrar en el torrente sanguíneo y llegar a otras zonas lejanas. Lo mismo ocurre con el virus del SIDA. Se sabe que cuando está inactivo está mas duro y cuando va a invadir está más blandito para entrar mejor en las células.

Que haya un principio mecánico universal para detectar enfermedades también podría permitir a futuro una terapia nueva, desarrollar una tecnología terapéutica desde otro lugar.
¿Serviría para tratar el cáncer?
Sí. Si sabemos que una célula tumoral se hace más blanda,   podríamos investigar cómo destruirlas desde ahí. Especulamos con esto. Estoy pidiendo dinero para que me financien esto. No deja de ser una idea bastante loca. Pero a veces las ideas locas funcionan. Es que lo del cáncer... Había un físico que proponía reunir muchos físicos para investigar el cáncer. Se ha invertido mucho en cáncer, estudiado mucho... y lo cierto es que no se ha avanzado demasiado. Hacen falta físicos, con ideas un poco locas, para abordarlo de otra manera. No es que se haya invertido poco, es que hay que mirar quizá desde otro sitio.

No trabajas solo. Ya nadie en ciencia trabaja solo.
Hoy, cualquier hallazgo relevante requiere de investigadores de muchas disciplina. Nuestro grupo nació pequeño pero se ha ido enriqueciendo con gente muy especializada en distintas materias. Por ejemplo, la doctora  Priscila Kosaca expeta en química de superficies, su trabajo ha sido fundamental para detectar virus. Contamos con expertos en el desarrollo de modelos matemáticos para interpretar las señales, físicos para diseñar los instrumentos con los que observarlos...

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