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Las moléculas que brillan generan optimismo en la medicina

Lunes 29 Febrero, 2016 en  Novedades

El avance podría “iluminar” a los cirujanos.

investigacion

(Clarín/New York Times) Ben Zhong Tang estaba perplejo. El químico, trabajando en la Universidad de Ciencia y Tecnología de Hong Kong, estaba viendo un polvo que resplandecía verde brillante bajo luz ultravioleta. Sin embargo, cuando el polvo era disuelto en una solución clara, el resplandor desaparecía.
Era 2001 y la observación de Tang desafiaba todo lo conocido sobre las moléculas emisoras de luz. “Estaba muy emocionado, pero también molesto porque no sabía lo que estaba sucediendo”, dijo. Más tarde descubriría que lo que tenía eran moléculas que se encendían sólo cuando estaban agrupadas – en forma sólida, por ejemplo. El estudio de Tang ha llevado al desarrollo una clase emergente de pequeños compuestos no metálicos con aplicaciones en diversos ámbitos, desde dispositivos optoelectrónicos, como las televisiones con diodos orgánicos emisores de luz (OLED, por sus siglas en inglés), hasta tecnología fluorescente usada en el cuerpo humano. “Por ejemplo, podrían brindar a loscientíficos mejores formas de visualizar los tumores o permitir su destrucción no invasiva”, dijo Richard Conroy, del Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería en Estados Unidos. Durante años, los científicos que intentaban desarrollar moléculas fluorescentes lidiaron con un problema complicado: la luz de las moléculas se apagaba cuando estaban demasiado juntas. El problema de la desactivación fluorescente, como se conoce a este fenómeno, evitó que muchos compuestos prometedores se convirtieran en aplicaciones. “En el pasado, esperábamos que el medio de contraste fluorescente vaya al sitio del tumor de manera de que pudiéramos ver el tumor, pero al mismo tiempo esperábamos que no fuera demasiada cantidad para que no hubiera desactivación”, explicó Tang. La fluorescencia ocurre cuando los materiales absorben energía y posteriormente la emiten como luz. Las moléculas fluorescentes convencionales son planas y se empalman una sobre otra como panqueques cuando están demasiado próximas unas a otras, apagando la luz. En contraste, la molécula que Tang estudiaba tenía la forma de una hélice, con cinco “aspas” planas conectadas a un anillo central. “Es como un abanico eléctrico”, dijo. Tang infirió que cuando las moléculas estaban en libertad para moverse, desperdiciaban su energía girando sus aspas, produciendo calor en lugar de luz. Pero una vez que el espacio estaba restringido, las moléculas eran incapaces de moverse y por lo tanto se verían forzadas a liberar su energía en la forma de luz. A este fenómeno lo bautizaron como “emisión inducida por agregación”, o AIE por sus siglas en inglés. La primera molécula AIE, bautizada por Tang como “AIE-gen” en honor a los mesógenos, o cristales líquidos, contenía silicio y era difícil de preparar. Para la siguiente AIE- gen, Tang quería algo fácil de elaborar y que tuviera carbono como base. Lo intentó con tetrafeniletileno ( TPE), una molécula de hidrocarburo con la forma de un hueso para perro con dos aspas grandes en cada extremo. Bajo luz ultravioleta, el TPE producía un resplandor celeste lamentablemente débil. Pero lo que el TPE carecía en brillantez lo compensaba con una gran versatilidad. Tang y su equipo pronto vieron que fácilmente podrían hacer al TPE más brillante o cambiar el color de la luz al manipular su estructura o colocarlo en diferentes entornos. “Esta es una molécula estrella”, concluyó Tang. El siguiente avance importante se dio cuando Tang cayó en la cuenta de que los AIE-gens podían ser sujetados a otros materiales como compuestos de detección de metales, proteínas o fragmentos de ADN, y aún retener sus propiedades emisoras de luz. Los AIE-gens no contienen metales. Esto los convierte en uno de los candidatos más prometedores para su uso en humanos, para guiar a los cirujanos o brindar terapia de luz. “Esa probablemente es una de las áreas de investigación más emocionantes para nosotros”, dijo Conroy. Tang y varios de sus colegas dicen que los AIE-gens podrían ser sólo el principio.
“Esto abre enormes oportunidades”, dijo Tang. “Estoy muy optimista.”


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