En qualsevol procés biològic es produeixen múltiples interaccions a nivell molecular que no es poden observar en temps real en cèl·lules vives, ja que els microscopis òptics actuals no poden enfocar la llum a escales inferiors a 350 nanòmetres. No obstant això, nous descobriments en l'àrea de la nanofotònica podrien permetre en poc temps la visualització de processos moleculars amb una resolució òptica de 10 nanòmetres. Així ho explica la investigadora María García-Parajo, que lidera el Laboratori de Bionanofotònica de l'Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC), ubicat al Parc Científic de Barcelona, a l'article «Optical antennas focus in on biology» que s'ha publicat a l'edició electrònica de la revista Nature Photonics (doi:10.1038/nphoton.2008.37).

”

L’article comenta les implicacions que aquests nous desenvolupaments podrien tenir en l’àmbit de la biologia, una línia de recerca en què està treballant el grup de García-Parajo i que podria revolucionar la investigació en biomedicina a causa de les seves múltiples aplicacions. “El nostre objectiu és dissenyar i implementar sistemes que permetin estudiar la dinàmica i l’organització de les molècules en l’àmbit individual i a escala nanomètrica en el seu entorn natural, així com manipular-ne les funcions biològiques. Per tant, una part important dels nostres esforços es concentren en el desenvolupament de la microscòpia òptica” —explica García-Parajo— “això permetrà millorar la comprensió sobre processos biològics que determinen la major part de les funcions i la dinàmica cel·lular, i que són clau per avançar en el desenvolupament de noves estratègies en la lluita contra el càncer o per combatre el virus de la sida i altres malalties d’origen infecciós”, conclou.

Les nanoantenes són un tipus d’eines òptiques avançades que permeten concentrar la radiació òptica i augmentar-la en una àrea molt petita a través d’una antena —de 70 a 100 nanòmetres de longitud—, que exerceix un efecte de ressonància i amplifica el camp de llum augmentant-ne la intensitat en la part final, cosa que permet visualitzar l’activitat cel·lular en una escala de 10 nanòmetres. “Les investigacions que hem dut a terme demostren que el desenvolupament d’aquests sistemes és factible segons les lleis físiques” —indica García-Parajo— “el pas següent és la implementació en l’àmbit de la biologia”.

Les investigacions que duu a terme el grup de Bionanofotònica de l’IBEC centren la seva atenció en l’activitat a nivell molecular que té lloc a la membrana cel·lular i, especialment, en l’estudi dels receptors involucrats en el reconeixement de patògens i l’adhesió cel·lular, així com els mecanismes d’acció que controlen l’agrupació d’aquests receptors.

Les nanoantenes òptiques formen part dels primers resultats que ofereix el projecte Bio-light-Touch, inclòs al VI Programa marc de la Unió Europea. L’objectiu és el desenvolupament d’un nou tipus de microscopi òptic que no només permeti visualitzar la dinàmica intermolecular en cèl·lules vives, sinó també caracteritzar-ne les funcions bioquímiques. En aquest projecte, coordinat per María García-Parajo, participa un equip multidisciplinari de físics, biòlegs i tècnics d’universitats, centres d’investigació i empreses de diversos països europeus, entre els quals, a més d’Espanya, s’inclouen Àustria i Holanda.

Per a més informació