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Suena a ciencia ficción, pero es ciencia pura, la esencia de la investigación que lleva a cabo Remy Ávila Foucat, investigador del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), campus Juriquilla, desarrollando un equipo de pinzas ópticas, o cómo la luz es capaz de mover la materia.
El científico estudia los efectos de la luz en el material biológico. Narra que comenzó estudiando la turbulencia en la atmósfera de la tierra y sus efectos en las observaciones astronómicas. También tiene efectos en comunicaciones ópticas.
Sin embargo, en los últimos años se ha dedicado a la óptica no para ver lo grande, sino para ver lo micro. Hace estudios, en particular, de células, utilizando microscopía confocal, y lo más particular es que hace, junto con su equipo, que son las llamadas pinzas ópticas:
“Es un rayo láser que está enfocado con un objetivo de microscopio. El tamaño de este enfoque es de 500 nanómetros, una micra. Ahí, en ese centro, si este láser se enfoca en una esfera de vidrio, debido a que los rayos de luz cambian su trayectoria al atravesar la esfera, el conjunto de rayos provoca que la esfera se mueva. Uno no esperaría que la luz empuja; y tan empuja que hay proyectos serios estudiados en la NASA de naves empujadas por la luz del sol con velas gigantescas.
“El empuje es pequeñito, por eso no lo sentimos, pero la esfera que es pequeña, que tiene muy poca masa, es suficiente para moverla en un medio acuoso, por ejemplo, y llevarla al centro del haz [de luz]”, explica.
Remy Ávila indica que lo más interesante para la investigación, de cómo pueden ayudar las pinzas ópticas, no como un fin, sino como un método para hacer estudios, es que pueden medir fuerzas.
Por ejemplo, si se agarra una esfera y algo viene y la empuja. Debido a que la esfera ya no está en el centro del haz, se puede medir la fuerza que se ejerce sobre la esfera.
Añade que él y su equipo han trabajado con células de fibroblastos, que están en los músculos y en la piel, aunque también pueden trabajar con otras células, siendo las cancerosas unas que les interesan.
Con las pinzas ópticas también se puede medir la rigidez de la membrana celular. Pone como ejemplo las células de cáncer, que se reproducen mucho y no tienen programada genéticamente la muerte celular y en cierto momento migran, pero para ello se requieren propiedades mecánicas de la célula, pero también del sustrato en el que se mueve.
La rigidez del tumor está relacionada con el grado de metástasis, una manera de determinar el grado del avance es medir la rigidez del tejido con pinzas ópticas. Aquí interviene otro aspecto que están investigando, que es una proteína en particular, abundante cuando va a comenzar esta fase.
Las pinzas ópticas también se pueden utilizar para estudiar la microfluídica. En diversos ámbitos de la ciencia y en distintas aplicaciones se hacen dispositivos con tubos muy pequeños, a nivel de micras, por los cuales pasan líquidos diversos.
En los mismos, con las pinzas ópticas se pueden separar cultivos o sustancias.
Para sus estudios, el investigador y su equipo trabajan en la construcción y adaptación de un microscopio, algo que no es sencillo, pues adentro del mismo ya se tiene una serie de lentes que no se pueden quitar, ya que son para funciones del microscopio en sí.
“Hicimos una adaptación, un diseño óptico especial, particular, para que el haz que inyectemos a la hora que pase por esos lentes salga como un haz de rayos paralelos. Aquí hay un diseño óptico novedoso. Esto puede ser también que dé lugar a una patente”, abunda.
El trabajo no es sencillo, pues se necesita, para la adaptación del microscopio, de mucho trabajo de mecánica de precisión.
“Hay que alinear con precisión, que sea estable, porque no queremos que el láser se mueva si doy un paso. Entonces la mesa óptica es de una masa muy grande, de acero, y está flotada sobre pistones. Gracias a que está flotada puedo caminar a un lado y no vibra”, destaca.
No sólo se tiene que controlar la precisión. Como se trabaja con células, se debe tener bióxido de carbono y una temperatura de 37 grados Celsius en el microscopio.
Remy Ávila conduce hasta el laboratorio de desarrollo donde trabaja con su equipo. Edén Parra Fuentes y Jaime Rolando Pimentel Domínguez, quienes participan en el proyecto, están en el laboratorio, mostrando el trabajo al que le dedican el tiempo. “Es como un lego gigante, pero caro”, dice Remy.
