Dentro de las células con nanotecnología ultrasónica

Una nueva técnica, que utiliza la nanotecnología y los ultrasonidos, desarrollada por los investigadores de la  Universidad de Nottingham, podría otorgar a los científicos el poder de ver el interior de las células de sus pacientes. Un aparato de estas características podría ser una ayuda invaluable a la hora de  efectuar diagnósticos precisos de algunas enfermedades graves.

Hoy día resulta bastante complicado conocer qué es lo que ocurre en el interior de una célula viva. La mayoría de las técnicas disponibles requieren que el tejido esté muerto e inmovilizado sobre alguna clase de sustrato antes de poder darle una mirada. La nueva técnica, puesta a punto por los investigadores de la Universidad de Nottingham, se basa en la misma tecnología de ultrasonidos que utilizamos para examinar órganos completos (como los escáneres fetales) pero ajustada para poder observar las entrañas de las células que los componen. El secreto de este nuevo tipo de instrumento médico es, cómo no, la nanotecnología. La reducción de tamaño en los componentes individuales -varios miles de veces más pequeños que los tradicionales- es lo que hace posible esta técnica.

Según afirman sus creadores, la tecnología sería lo suficientemente precisa como para poder observar las estructuras de las células vivas y en su “lugar de trabajo”, lo que puede ayudar a detectar anomalías y diagnosticar enfermedades graves como algunos tipos de cáncer. El proyecto, desarrollado por un grupo denominado Ultrasonics Group dentro de la Division of Electrical Systems and Optics, ha sido lo suficientemente innovador como para ser galardonado con una subvención de 850.000 libras esterlinas durante cinco años por la EPSRC (Engineering and Physical Sciences Research Council).

En general, se consideran ultrasonidos a las ondas sonoras que poseen una frecuencia demasiado alta para ser detectada por el oído humano, abarcando a todas las que superan el rango de los 20 kHz. Los equipos de ultrasonidos utilizados por los médicos emplean un transductor eléctrico del tamaño de una caja de fósforos, que puede producir ondas de sonido de frecuencias mucho más altas -de 100 a 1000 veces- y las dirige hacia los órganos bajo análisis. Dada la naturaleza no radioactiva de estas ondas, su empleo no posee contraindicaciones y puede utilizarse sin problemas incluso sobre fetos. Los investigadores de Nottingham desarrollan una versión miniaturizada de esta tecnología, con transductores tan pequeños que pueden colocarse 500 de ellos en una distancia equivalente al grosor de un cabello humano. Las ondas que producen son de frecuencias mil veces más elevadas que los transductores convencionales, y se encuentran en el rango de los GHz.

Matt Clark, miembro del Ultrasonics Group, dice que "al examinar el interior de una célula se puede obtener una enorme cantidad de datos sobre su estructura y cómo funciona. Pero es un gran salto hacia lo desconocido, ya que nunca se ha logrado antes. Una de las razones para ello”, continúa, “es que presenta un enorme desafío técnico. Para producir nano-ultrasonidos tienen que fabricarse nano-transductores, que esencialmente significa reducir algo del tamaño de una caja de fósforos a la nanoescala. ¿Cómo conectar un cable a algo tan pequeño?”. No se trata de algo sencillo, pero tampoco es demasiado diferente a lo que hacen los fabricantes de circuitos integrados todo el tiempo.

La nueva tecnología también puede permitir a los científicos ver los objetos más pequeños que los observables mediante microscopios ópticos, y ser tan sensible como para medir moléculas individuales. Además de aplicaciones médicas, la nueva tecnología tendrá aplicaciones importantes en campos como los ensayos industriales, el análisis de la calidad de los materiales y la detección de   defectos diminutos en estructuras.  De hecho, el ultrasonido se utiliza actualmente en aplicaciones tales como pruebas de los componentes de los trenes de aterrizaje de los aviones, revelando grietas y daños casi invisibles. La implementación de este nanoinstrumento podría hacer mucho más efectivo a este tipo de análisis.