El primer láser vivo fabricado con una célula humana

Durante los últimos 50 años los láseres se han fabricado mediante materiales inanimados (sólidos, líquidos o gases), pero nada impide que una célula viva actúe como un láser. Se ha publicado en Nature Photonics la fabricación del láser biológico utilizando células humanas del riñón en las que se ha incorporado la proteína fluorescente verde (GFP). ¿Para qué sirve un láser biológico? La cirugía basada en células láser permitirá integrar estos láseres en tejidos vivos y usarlos para matar células de tumores cancerígenos. Los láseres biológicos se insertarán en la cercanía del tumor y lograrán destruirlo con un daño mínimo para el resto del cuerpo. Por otro lado, nada impide crear neuronas láser para interfaces hombre-máquina; un discapacitado podrá controlar su silla de ruedas automática con su propio cerebro, o comunicarse con un teclado de ordenador, etc. Un poco de futurología nos lleva a pensar en múltiples formas de comunicación mental basada en neuronas láser, incluyendo la lectura y transmisión de la mente. Nos lo han contado Zoë Corbyn, “Human cell becomes living laser. Jellyfish protein amplifies light in first biological laser,” News, Nature, Published online 12 June 2011. El artículo técnico es Malte C. Gather, Seok Hyun Yun, “Single-cell biological lasers,” Nature Photonics, Published online 12 June 2011.

¿Cómo funciona un láser? Un sistema eléctrico, químico u óptico excita los átomos o las moléculas en un gas, un líquido o un sólido para que alcancen un estado de mayor energía que acaba decayendo al estado fundamental acompañado de la emisión de un fotón con una energía (longitud de onda) bien definida. En una población de muchos átomos excitados, este fotón provoca que otros átomos también decaigan y se produce un torrente de nuevos fotones (un efecto tìpo bola de nieve) todos de características similares. Si se confinan todos estos fotones entre dos espejos podemos amplificar y emitir un haz bien colimado a través de un pequeño agujero. Todo este procedimiento se puede emular dentro de una célula viva utilizando proteínas GFP. Esta proteína emite luz verde, luego basta enfocarla y amplificarla para que una célula se convierta en un láser. Los investigadores han utilizado células de riñón en la que han insertado GFP. Tomando una pareja de estas células y excitando con un láser azul una de ellas se logra que las moléculas GFP se exciten. Colocando esta pareja de células en una cavidad pequeña rodeada de espejos, se observa que la célula excitada logra excitar a la otra célula y ambas se ponen a emitir fotones verdes; la población de fotones se amplifica y gracias a un agujero se logra producir un haz láser verde. Se ha logrado un láser biológico.

Anuncios