Un grupo de investigadores del Núcleo Milenio Física de la Materia Activa logró crear micromotores de bacterias, los primeros en el mundo cuyo movimiento podría ser dirigido. Un avance que podría generar aplicaciones médicas a futuro.
Se mueven como un solo organismo colectivo, de forma similar a una bandada de pájaros, un cardumen o una colonia de hormigas. Pero son bacterias, reunidas en sistemas llamados materia activa. Con ellas, un grupo de físicos de la Universidad de Chile pretende utilizar su energía para trasladar objetos de hasta cien veces su tamaño —del porte de una gota de agua— dentro de organismos vivos, lo que podría tener nuevas aplicaciones en biotecnología y medicina.
—La pregunta, en un comienzo, era si podíamos usar esa energía para algo útil —explica el doctor en Física, Rodrigo Soto, director del Núcleo Milenio Física de la Materia Activa—. Si las bacterias lograban mover un objeto grande y nosotros podíamos dirigir ese movimiento, podríamos crear una especie de motor.
Eso hicieron. El físico Gabriel Ramos, para su tesis doctoral, realizó un experimento donde utilizó cúmulos de Magnetospirrillum magneticum, un microorganismo que vive en entornos acuosos y tiene la capacidad de consumir hierro y sintetizar magnetita, un tipo de cristal fuertemente magnético. En lagos u océanos, este fenómeno genera que las bacterias se desplacen hacia el fondo, siguiendo las líneas de los campos magnéticos y alejándose del oxígeno, elemento que rechazan.
Los investigadores María Luisa Cordero, Gabriel Ramos y Rodrigo Soto, del Núcleo Milenio Física de la Materia Activa.
En sus experimentos, el equipo del Núcleo Milenio Física de la Materia Activa colocó Magnetospirrillum magneticum en una gota de agua microscópica, junto a un imán. Entonces, las bacterias comenzaron a girar, convirtiendo a su vez a la gota en un remolino. Ese resultado, que los físicos llama micromotor biológico, cuenta Soto, es el primero en el mundo que logra mover un objeto desde su interior. El hallazgo será publicado en la próxima edición de la revista Nature Communications.
—Fuimos capaces de controlar con qué velocidad giran las bacterias y en qué sentido, cambiando la potencia del imán que estaba afuera. Con esto, ya tenemos un motor que gira y que es controlable —asegura el físico.
También experimentaron con agrupaciones de Escherichia coli, abundantes en el intestino de personas y animales. Éstas, en vez de girar, se movieron como un cardumen, en la misma dirección, y juntas movieron la gota de agua una milésima de milímetro por segundo.
—El siguiente paso es poder dirigir el movimiento de las E. coli —dice el investigador—. Queremos colocar una fuente con oxígeno, que estas bacterias utilizan para su metabolismo, y ver si las bacterias van en esa dirección. Si es así, podríamos controlar su movimiento.
“Si uno aprende cómo funciona la naturaleza, la puede imitar. Estamos aprendiendo cómo funcionan los micromotores de la naturaleza para, ojalá pronto, poder imitarlos en un laboratorio”, dice Rodrigo Soto.
A futuro, un potencial uso de estos micromotores controlados sería trasladarlos a través del torrente sanguíneo hacia ciertos lugares del cuerpo, como un tumor en desarrollo. Con ellos, explica Soto, tal vez se podrían bloquear las venas que alimentan con sangre a la masa cancerígena y detener su crecimiento. Otra posibilidad es que transporten medicamentos y los liberen justo en el área afectada. O intentar tapar un aneurisma. Sus aplicaciones, asegura, podrían ser muy numerosas.
—Si uno aprende cómo funciona la naturaleza, después la puede imitar —dice el físico—. En este momento, estamos aprendiendo cómo funcionan los micromotores de la naturaleza para, ojalá pronto, poder imitarlos en un laboratorio.
