Nanotecnología: así aprende la ciencia del 'reino de lo infinitesimal’

Las dos estudiaron física en la Universidad Autónoma de Madrid con unos pocos años de diferencia. Ahora, a 4.000 km de distancia, Sonia Contera y Eva Nogales trabajan buscando, entre los más diminutos elementos, los secretos de la vida y cómo mejorarla. Encuentran en la Naturaleza la inspiración para su ciencia: la nanotecnología.

Contera es catedrática de Física Biológica de la Universidad de Oxford. Fue miembro del consejo de la Global Agenda Council del Foro Económico Mundial en el área de Nanotecnología, y en 2017 la nombraron presidenta de la sección de microscopía de sonda de exploración de la Royal Microscopical Society.

En su libro 'Nano comes to life: how Nanotechnology is transforming medicine and the future of biology', describe con entusiasmo cómo la nanotecnología permite un nuevo tipo de ciencia multidisciplinar que está a punto de darnos control sobre nuestra propia biología, nuestra salud y nuestras vidas.

Nogales trabaja en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, es miembro de la facultad de la División de Bioquímica, Biofísica y Biología Estructural del Departamento Molecular y Biología de la Célula de la Universidad de California en Berkeley, e investigadora en el Instituto Médico Howard Hughes.  

La doctora Nogales, catedrática en Bioquímica, Biofísica y Biología Estructural de la Universidad de Berkeley, utilizó la criomicroscopía electrónica de forma preeminente para las técnicas de laboratorio. Su trabajo ha descubierto aspectos de la función celular que son relevantes en el tratamiento del cáncer y otras enfermedades.

Wake Up Spain! ha unido en un diálogo sobre ciencia a estas dos investigadoras para repasar, a través de videoconferencia, el trabajo de científicos españoles repartidos por todo el mundo, las dificultades que atraviesan por falta de inversión y las grandes ventajas de la nanotecnología.

“Ojalá este diálogo sirva para que cunda el ejemplo y se pongan en marcha muchos más”, señala Contera. “La sociedad necesita del diálogo con la ciencia, del feedback entre los ciudadanos y los investigadores” insiste Nogales.

Las enseñanzas de la pandemia

En el inicio de la conversación sale a relucir su experiencia durante la pandemia. “El virus nos ha enseñado humildad”, señala la doctora Nogales desde Berkeley. “Pero también ha revelado lo importante que es la ciencia en general para la población, la necesidad de una colaboración global. Ha sido un mensaje para la clase política y los que tienen que invertir”.

Desde Oxford, Contera insiste en la idea de la colaboración: “También ha mostrado las debilidades del sistema de investigación, del sistema de ‘explotación de la investigación’. Por desgracia, estamos viendo que no hay mucha colaboración en el desarrollo de las vacunas entre China, Rusia, la Unión Europea, Estados Unidos... La pandemia no se resolverá sin un compromiso de unión por parte de todos”.

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Esa falta de colaboración institucional contrasta, aseguran, con la colaboración científica que se despertó “desde el minuto uno entre los investigadores del genoma. Pero no sólo ellos. Los inmunólogos, los biólogos estructurales, los bioinformáticos… Todos trabajando juntos para entender la estructura entera del virus… ¡Llegó en semanas! Ahora mismo se conocen las mutaciones de una manera muy rápida”, señala la catedrática de Oxford.

“Los científicos pusieron todo su conocimiento, toda la información de la que disponían, los materiales que estaban generando… a disposición de los demás. Lo hicieron todo público. Los chinos nos dieron inmediatamente el genoma del virus y eso facilitó que Pfizer o Moderna pudieran trabajar con las vacunas de ARN mensajero inmediatamente”, insiste Nogales.

Y recuerdan que, además de a la pandemia, “nos enfrentamos a la gran amenaza del cambio climático que es el mayor reto que tenemos que resolver, no sólo los científicos. Necesitamos un diálogo social donde encontrar la solución para un problema global. Espero que esto nos sirva para encontrar caminos para llegar a esa solución”.

Nanotecnología inspirada en la Naturaleza

“Para nosotras la nanotecnología es una manera de aprender cómo funcionan los sistemas naturales desde su propia esencia. Así podemos desde modificarlos para mejorarlos hasta hacer ingenierías y resolver problemas de nuestra vida diaria”, afirma Nogales. “Y para que sirvan de inspiración para nuevos desarrollas o aplicaciones que no existen”, remarca Contera.

En su investigación en la Universidad de Berkeley, Nogales estudia los mecanismos que emplean las bacterias para defenderse ante los virus. “Estudiando su comportamiento hemos creado tecnología que puede tener muchísimas aplicaciones en el futuro. Nos inspiramos, como dice Sonia, al ver cómo responde la naturaleza ante determinadas situaciones".

“Constantemente estamos aprendiendo de la naturaleza, de lo más pequeño”, insiste. Con su investigación no sólo se producen avances en la lucha contra el cáncer, también en el mundo de la agricultura. Se puede conseguir que “las plantas respondan más eficientemente y de forma natural a patógenos e infecciones, o que se sobrepongan a condiciones reducidas de agua y se adapten a distintas condiciones climáticas”.

En su laboratorio de Oxford, Contera trabaja en la investigación de “sensores de virus o sensores de proteínas utilizando grafeno”. La nanotecnología permite aprovechar las cualidades de determinados elementos para el desarrollo de nuevos materiales.

Estudiando cómo las plantas crean sus formas a nanoescala (“para conseguir, por ejemplo, que un cactus no sea derribado por el viento en el desierto”), esta investigadora busca aprovechar las ventajas de la nanoestructura de la celulosa. “Hablé de este tema con un arquitecto amigo, Max Arrocet, y hemos empezado a usar la nanocelulosa, que crea la estructura de la madera, para desarrollar materiales sostenibles, con mejores propiedades mecánicas que el acero y que, además, pueden reaccionar al ambiente”.

“Lo que más me gusta de estos sistemas es cómo responden a lo que tienen a su alrededor. La adaptabilidad de los sistemas biológicos nos enseña muchas cosas”, indica Nogales. “Son ‘inteligentes’ porque son capaces de interpretar el ambiente en el que están”, añade.

“Una de las grandezas de la nanotecnología es que reúne muchas disciplinas: teoría de la información, ciencia de la computación, física, biología, electrónica o medicina", señalan. “Lo que queremos es imitar las propiedades de la materia viva en todo lo que hacemos”.

Mujeres físicas por todo el mundo

Ambas investigadoras apostaron en su momento por salir de nuestro país a desarrollar su trabajo. Buscaron un espacio donde poner a prueba sus conocimientos. Las dos insisten en que España necesita apostar con fuerza por la inversión en investigación. “EEUU, Reno Unido, Alemania… han invertido en ciencia a muy largo plazo”, recuerda Nogales. “Sin inversión no hay laboratorios, no hay ciencia”.

Las dos se muestran orgullosas del trabajo que los científicos españoles realizan en todo el mundo. “Nuestra cultura nos lleva a hacer la ciencia de una manera diferente: somos muy colaborativos, muy apasionados… Son parte de las razones por las que nos buscan. Si vas a un departamento de física de cualquier parte del mundo siempre hay una mujer española”, dice Contera desde Oxford.

“Si hablas con cualquier neurobiólogo del mundo te dirá que su científico favorito, su inspiración, el mejor del mundo, es Santiago Ramón y Cajal. No hay un despacho de un neurobiólogo donde no haya uno de los dibujos de Ramón y Cajal”, asegura Nogales

Físicas de formación, las dos son nanotecnólogas por convicción. Eva Nogales y Sonia Contera están convencidas de que es el momento de la ciencia. “De su trasversalidad y la aplicación de las nuevas tecnologías para avanzar”. Por eso, piden que se repitan eventos como Wake Up Spain! para crear vínculos entre los científicos, los políticos y la sociedad.