El desayuno con diamantes de los virólogos
Los radicales libres son moléculas con uno o más electrones desapareados en su parte externa; lo que reduce su estabilidad y aumenta su reactividad. Los radicales libres suelen ser especies reactivas del oxígeno (ERO) y especies reactivas del nitrógeno (ERN) que, en concentraciones bajas, son beneficiosas para distintos procesos celulares como la respuesta inmunitaria. Por ejemplo, los fagocitos liberan radicales libres para destruir patógenos invasores como método de defensa del organismo. El óxido nítrico ejerce de mensajero intercelular en cascadas de señalización celular relevantes y es capaz de modular la circulación sanguínea. No obstante, existe confusión sobre la función de los radicales libres en la patogenicidad vírica. Es por tanto necesario contar con un análisis más preciso y a mayor resolución espaciotemporal de la cinética de la infección vírica y su relación con los radicales libres.
Magnetometría de diamante para medir los radicales libres
El proyecto MagnetoVirology, ejecutado en el marco de las Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA), estudió la interacción entre radicales libres y virus. La investigación trabajó con el virus del bosque Semliki, una infección que suele detectarse en África. «Nuestro objetivo fue medir la carga de radicales libres durante la infección vírica, para lo que usamos la muy prometedora metodología de magnetometría de diamante», explica Romana Schirhagl, encargada del proyecto en el departamento de Ingeniería Biomédica del Centro Médico Universitario de Groninga. La técnica se basa en las propiedades de los diamantes, que están compuestos de átomos de carbono unidos cada uno a otros cuatro átomos en una red cristalina. Cuando un carbono en el cristal se sustituye por un átomo de nitrógeno, y el carbono adyacente falta, se produce un centro nitrógeno-vacante (NV), útil en aplicaciones biomédicas. El centro NV posee unas propiedades ópticas determinadas y puede excitarse con un láser verde para que emita luz roja. La intensidad de la luminiscencia de las partículas de diamante depende de la cantidad de centros NV presentes. Los radicales libres duran poco tiempo y son muy reactivos, por lo que resulta difícil medirlos mediante técnicas convencionales. «La magnetometría de diamante presenta una sensibilidad y resolución sin igual, y la capacidad de realizar mediciones en tiempo real durante mucho tiempo. Permite además visualizar el modo en el que la carga vírica estresa a la célula», apunta Schirhagl.
Evaluación y diagnóstico en células vivas
El equipo científico al cargo midió «in vitro» los radicales libres de células infectadas. Es más, pudieron distinguir los tipos de infección en muestras de fluido sinovial de pacientes con artritis. De cara al futuro se trabajará en la implementación de la magnetometría de diamante para evaluar la gravedad de las infecciones pulmonares víricas. MagnetoVirology demostró, por vez primera, la aplicación de la magnetometría de diamante en el campo de la virología, lo que abre una puerta para su aprovechamiento médico o farmacéutico. Tal y como concluye Schirhagl: «La técnica es relativamente nueva y ha sido todo un logro que funcione en un entorno biológico en el que los sensores están en movimiento». La empresa derivada del proyecto Diamond Sense trabaja en la mejora continua de la tecnología en relación a la velocidad de muestreo, cuyo objetivo es implantar la magnetometría de diamante en el sector del diagnóstico. Además de obtener más datos sobre distintas enfermedades, este método servirá para conocer el efecto de un virus o cómo se reacciona a un fármaco. A las empresas farmacéuticas también les resultará de utilidad aplicado a labores de desarrollo de fármacos para relacionar la eficacia de un medicamento con la carga de radicales libres en células infectadas.
Palabras clave
MagnetoVirology, magnetometría de diamante, virus, vírico, infección, radicales libres
