“Con la nanotecnología se consume menos energía”

¿Cómo se trabaja con el ADN en la nanotecnología?

La nanotecnología es hablar de distancias del orden de milésima de micra. Es un trabajo muy complejo, considerando que una micra es una millonésima de milímetro, lo que aproximadamente mide una célula.

El ADN forma moléculas lineales que constituyen dos cadenas en forma de hélice. Nuestro trabajo consiste en diseñar y componer las moléculas que tiene el ADN mediante un sintetizador, es decir, con métodos químicos, porque modificando la estructura de las moléculas del ADN se obtienen resultados novedosos en la superficie de los materiales donde se aplica esta operación. Todo esto se puede aplicar de igual manera a las proteínas.

¿Cómo es el proceso de creación de estructuras?

En realidad, no deberíamos de hablar de creación, ni de manipulación, sino de ordenación. En esta operación introducimos grupos químicos en los sitios del ADN que nos interesan. Estos grupos pueden ser de dos tipos: hidrofóbicos o hidrofílicos, que se puede explicar como “les gusta el agua o no les gusta”. Al juntar un trozo de ADN de un tipo junto con el de otro tipo se produce una función de autoensamblaje, es decir, que las moléculas de juntan solas y se quedan adheridas. Encajan muy bien una al lado de la otra formando una estructura de geometría o dimensiones predictiva, que acaba conformando la hélice. Los elementos hidrofóbicos quedan dentro de ellas y las hidrofílicas fuera.

¿Funciona este autoensamblaje como la atracción y repulsión de cargas eléctricas?

No exactamente. Las moléculas ordenadas no se atraen por las cargas positivas o negativas, que son fuerzas iónicas. El tipo de atracción hidrofílicas e hidrofóbicas se llama interacción de “puentes de hidrógeno”. Para predecir el resultado, las moléculas de ponen a una distancia definida por la longitud del propio ADN, que a su vez está definida por el númeno de moléculas que contiene, con esta fórmula: cada unidad ocupa un tercio de nanómetro, o sea, que si tenemos 21 unidades, ocupa 7 nanómetros.

¿Cuáles son los beneficios reales de este trabajo de nanotecnología?

Con nuestro trabajo se obtienen estructuras definidas, ordenadas, en los que los materiales ocupan una geometría definida. Si yo quiero que unos materiales estén a cierta distancia, genero trozos de ADN y bajo la manipulación hago que los materiales se ensamblen solos con la geometría querida y una superficie y se forman unos circuitos.

Las estructuras con funciones definidas por el diseño ADN que nosotros investigamos se aplican al ámbito de la salud, por ejemplo para sensores de metabolitos, muy pequeños, que son capaces de detectar el nivel de glucosa. Hay otros sensores que miden constantes fisiológicas. Hay que pensar que todo esto existe, pero en grande, y se pueden hacer más pequeño, pues el principio de la nanotecnología es que en el mismo espacio se pueden poner más unidades medidoras.

¿Se puede entonces crear todo lo imaginable con un tamaño diminuto?

De momento se intenta que todo sea más pequeño, ser capaces de meter en la misma unidad de espacio más cantidad de unidades funcionales. Por ejemplo, en la analítica de sangre, un sensor bien ordenado hace el mismo análisis pero con mil veces menos de reactivos, es decir, mucha menos cantidad de sangre. De hecho, la nanotecnología es buena porque se hacen los mismos trabajos con menos consumo de todo: menos sangre, menos materiales, menos electricidad… Se desperdicia menos, es mejor para el medio ambiente. Una vez que cargas una pieza creada dura durante mucho tiempo. Eso sí, los productos son caros y hay que tener en cuenta su rentabilidad.

Han llegado a crear mediante nanotecnología moléculas de ADN que se mueven. ¿Para qué se podría utilizar realmente esto?

Yo creo que todo esto se hace como un reto, un “mira qué bien que sé hacer esto”. Se puede hacer que giren las moléculas dentro del ADN, pero no lo veo tanta aplicación, porque al moverse se gastan. Esto sucede porque las moléculas se unen con un sustrato que hace que la giren pero cuando acaba este sustrato ya no gira más.

¿Pero cómo es posible ver cosas tan pequeñas para comprobar los resultados?

Se utilizan microscopios de fuerza atómica. Más que ver moléculas, “las palpan”. Es decir, hay un cursor que rastrea la superficie y cuando detectan algo se levantan. Por eso las fotografías de nanotecnología tienen una apariencia en relieve. Es resultado es la altura y el volumen de lo detectado.

¿En España se investiga suficiente nanotecnología?

Nos hemos puesto las pilas, hay gente muy buena y competitiva. Las instituciones han puesto los instrumentos necesarios para comprar la infraestructura y poner los medios. Lo peor es la creación de un tejido empresarial. Todo es muy caro y por eso hay poquísimas iniciativas, tal vez sólo en la administración de medicamentos.