Hace casi 140 años, Thomas Alva Edison encendía su primera bombilla. El camino hasta esta gran revolución del siglo XIX estuvo iluminado por muchos otros inventores como Alessandro Volta, Joseph Wilson Swan y Alexander Lodygin, entre otros. Edison perfeccionó la bombilla incandescente y la patentó para hacerla comercialmente viable y esa tecnología ha acompañado el progreso mundial durante más de un siglo. Hasta que en 2012 la UE prohibió su fabricación.
La iluminación led tomó el relevo y fue finalmente reconocida con un Premio Nobel de Física en 2014 (aunque su versión en color rojo fuese inventada en 1962). En la actualidad, con un cambio de paradigma hacia una tecnología más eficiente, segura y ecológica, ha llegado el momento de ceder el relevo de nuevo. La clave puede tenerla un español, Rubén Costa Riquelme, el padre del BioLED.
Este doctorado en el Instituto de Ciencia Molecular Universidad de Valencia es jefe del Grupo de Materiales y Dispositivos Optoelectrónicos Híbridos del Instituto IMDEA Materiales en Madrid. Esta semana participa en el Foro Económico Mundial que se celebra en Tianjin, China; donde ha sido nombrado Young Scientist new Champions 2018 a nivel mundial, es decir, uno de los 36 mejores científicos jóvenes del mundo.
Sorprende la cantidad de galardones y reconocimientos que le han sido otorgados con apenas 35 años: el Premio Jóvenes Investigadores 2016 de la Real Sociedad Española de Química o el Spanish Top Talent 2017 del Instituto Tecnológico de Massachusetts, entre otros.
Actualmente, gracias a una de las becas Leonardo que ha otorgado este año la Fundación BBVA, en un período de año y medio, el proyecto español desarrollará un prototipo de la primera ventana solar fabricada con materiales orgánicos. «La base de la investigación es el BioLED», explica a EL MUNDO Rubén Costa. Este material consiste es un dispositivo que incorpora proteínas luminiscentes, presentes en la naturaleza, que permiten generar luz de forma más económica y saludable.
La revolución tecnológica del proyecto seleccionado para la beca está en sustituir el cadmio por material orgánico. El sistema se basa en una ventana formada por dos vidrios, entre los que se encuentra la proteína estabilizada con polímeros. Esta se excita con el sol y su luz es redirigida a los marcos de la ventana, donde se encuentran varias células solares. Estas, a su vez, transforman la luz en energía eléctrica que se volcará al edificio o a un aparato autónomo concreto.
Según relata el propio investigador, «el proyecto empezó cuando en el año 2015 buscamos proteínas fluorescentes, como las encargadas de la bioluminiscencia de las medusas, que se pudieran utilizar para encapsular en ledes». Gracias a una serie de polímeros, los científicos consiguieron contener y estabilizar las proteínas expresadas en bacterias E. coli, como las que se encuentran en el intestino.
Estas proteínas fluorescentes destacan por no necesitar intermediarios para su expresión en cualquier organismo vivo, como demostraron en 2009 un grupo de científicos japoneses que consiguieron expresar esta proteína en monos, mutación que a su vez los animales transmitieron a su descendencia.
Otra de las claves del éxito del proyecto, según señala el investigador, está en la rápida tasa de reproducción que tiene la bacteria E. coli, que la convierte en un ser óptimo para presentar la proteína. «El proceso es el siguiente, coges un aparato similar a una fermentadora, produces la bacteria, cortas la mitad de la producción, extraes la proteína y la estableces en el polímero».
El científico también subraya que uno de los aspectos más interesantes de este material es el poder de regeneración, que ralentiza la degradación y aumenta la vida útil. «Por ahora hemos logrado entre 1.000 y 1.500 horas de uso continuo», afirma el investigador. La clave no está en buscar tecnología que dure para siempre, sino en hacerla eficiente y versátil según las necesidades.
Proyectos de biomedicina y medio ambiente
En esta quinta convocatoria de las Becas Leonardo, el programa de apoyo de la Fundación BBVA a investigadores y creadores, han sido seleccionados proyectos que abordan temas tan dispares como las ventanas orgánicas, la influencia del cambio climático en la selección sexual de especies animales o la recreación en un organismo modelo de ciertas mutaciones de los síndromes mielodisplásicos, una etapa previa de la leucemia.
Pau Carazo Ferrandis, investigador del Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva de Valencia, con más de 30 publicaciones en revistas como Nature a sus espaldas, decidió analizar la repercusión del cambio climático sobre las especies animales. En concreto se decantó por un campo inexplorado, la influencia de las temperaturas extremas sobre el proceso evolutivo de la selección sexual.
«Existen un tipo de adaptaciones que no proceden de la selección natural, como sería el caso de las colas de los pavos reales macho. Estos procesos evolutivos, clasificados como selección sexual, favorecen todas aquellas adaptaciones que permiten a un individuo reproducirse más que otro», explica Carazo. Esta selección es un factor importante para la viabilidad de las poblaciones, favoreciendo su capacidad de adaptación y aumentando su variabilidad genética.
Este proyecto, que verá la luz gracias al aporte de la beca Leonardo, permitirá conocer con mayor profundidad el impacto del cambio climático sobre la biodiversidad de las poblaciones animales.
Por su parte, el proyecto de investigación de Alejandra Sanjuan Pla forma parte de un programa más amplio, cuyo objetivo es desarrollar modelos de leucemia y otros cánceres hematológicos con el fin de definir los tratamientos según sus alteraciones genéticas.
En concreto, el proyecto reproduce en un modelo de ratón ciertas mutaciones que son características de un subtipo de síndromes mielodisplásicos, enfermedad que puede evolucionar a leucemia aguda. La labor de la investigadora es reproducir las alteraciones en el modelo, con la finalidad de entender los mecanismos moleculares que pueden provocar el desarrollo de la enfermedad.
«Hacer la modificación genética en las células hematopoyéticas del ratón implica manipular el genoma murino», relata Sanjuan. Esta tarea se llevará a cabo con la tecnología CRISPR/Cas9, una herramienta molecular que se utiliza para ‘editar’ el genoma de cualquier célula. Este ‘editor’ de ADN funciona con unas tijeras moleculares, enzima Cas9, que de forma precisa son capaces de cortar la molécula de ADN.
En un futuro, gracias a la recreación de enfermedades mediante CRISPR/Cas9 en organismos modelo, se podrán, por ejemplo, testar nuevos fármacos y tratamientos específicos para cada tipo de mutación.
