Crean láser basado en células vivas

Según aparece publicado en la revista Nature Photonics, por primera vez en la historia una célula viva ha sido inducida a producir luz láser. El trabajo, elaborado por un grupo de investigadores de Estados Unidos, utiliza una sola célula humana y un poco de proteína de medusa para crear un rayo láser de débil intensidad. La luz producida tiene un espectro de emisión único, que depende tanto de la estructura de la célula como de las proteínas que se encuentran en su interior. Las células emiten rayos láser direccionales, visibles a simple vista, sin que su estructura sufra daño alguno.

Un equipo de científicos estadounidenses, pertenecientes al  Centro Wellman de Fotomedicina del Hospital General de Massachusetts, liderado por Malte Gather y Seok-Hyun Yun, consiguieron por primera vez que una célula viva emitiese luz láser. Los investigadores utilizaron una proteína verde fluorescente (GFP, por green fluorescent protein) como “medio activo” del láser, es decir, el sitio en el que tiene lugar la amplificación de la luz.  La GFP es una molécula conocida y bien estudiada, que fue aislada por primera vez en las medusas. El trabajo, que ha sido publicado en la revista Nature Photonics, tiene el potencial de revolucionar la biología, ya que proporciona una suerte de “linterna” que permite iluminar un sistema vivo desde su interior.

Pero ¿como es posible que una célula viva emita luz láser? La técnica empleada por este equipo parte del desarrollo de células de riñón modificadas genéticamente para que sean capaces de producir la mencionada proteína proveniente de las medusas incandescentes que emite luz. Luego, las células se colocaron entre dos minúsculos espejos, de unas 20 millonésimos de metro de ancho, para que hiciesen las veces de “cavidad láser“. Dentro de esa cavidad la luz rebotó, atravesando repetidamente cada célula. Al bañar cada célula con luz azul se la vio emitir un haz intenso de láser color verde.  El procedimiento no dañó las células, que  se mantuvieron vivas durante y luego del experimento. Los autores del trabajo explicaron que si durante el proceso de la emisión de luz láser las proteínas emisoras de luz resultan destruidas, la célula simplemente se “autorepara”, produciendo más GFP. “Esto nos posibilitará observar procesos intracelulares con una precisión sin precedente“, dijeron los científicos al referirse a las implicaciones que puede tener su investigación en el campo de la medicina.

En general se buscan mecanismos para hacer que un haz láser generado en el exterior pueda penetrar profundamente el tejido, para mejorar terapias, diagnóstico y técnicas de imagen basadas en luz. A partir de ahora, podremos resolver este problema de otra forma, amplificando la luz que se encuentra en el propio tejido”. La luz láser se diferencia de la luz común en que su espectro de colores es muy reducido y sus “ondas” oscilan todas en forma sincronizada. “La tecnología láser comenzó en la física, y son vistos como dispositivos de ingeniería“, dice Seok-Hyun. “Es la primera vez que utilizamos materiales biológicos para construir un láser y generar luz a partir de algo vivo”, agrega. Las células provienen de los riñones de embriones humanos, y aunque la luz que emiten es mucho más débil que la de un láser basado en semiconductores, su intensidad es al menos 10 veces mayor que la luz que emite la fluorescencia natural de las medusas.

El procedimiento no dañó las células, que se mantuvieron vivas durante y luego del experimento.