Alejandro Criado, químico: «Tratamos de desarrollar sensores para introducir en compresas y detectar la endometriosis»

A Alejandro Criado se le detecta rápidamente su vertiente investigadora cuando habla. Se nota cuando enumera los pasos que ha seguido en su trayectoria. Cualquier persona, en cualquier otro oficio, se dedicaría, simplemente, a hacer un recorrido cronológico, más o menos preciso, de por dónde le ha llevado la vida. En cambio, Alejandro —dice que, simplemente «Álex», está bien— cita detalladamente el tiempo de estancia que pasó en cada lugar y quienes fueron los responsables de tutelar sus trabajos, como si estuviese referenciando bibliografía científica en un paper. «Hice mi carrera de Química en la facultad de la Universidad de Santiago de Compostela. Allí hice también mi doctorado en el grupo de Enrique Guitián y Diego Peña. En mi etapa postodoctoral, donde más tiempo pasé fue en Italia, en la universidad de Trieste, en el grupo del profesor Mauricio Pratto», explica con detalle. En el año 2021 pasó a formar parte del personal investigador del Centro Interdisciplinar de Bioloxía e Química (CICA) de la Universidade da Coruña (UDC). 

Este químico, que hoy investiga con un contrato Ramón y Cajal, se dedica a identidicar aplicaciones biomédicas que nos puedan aportar los llamados «nanomateriales», especialmente el grafeno. Con paciencia tibetana se para y trata de hacer digerible el lenguaje técnico sobre el que lleva años edificando su trayectoria. Pero no se resiste a rebajar la precisión de su vocabulario, le interesa acercar a la gente lo que hace y lo que busca: por ejemplo, detectar pandemias infecciosas mucho antes de que un futuro virus obligue a encerrar en sus casas a toda la población mundial. ¿Se imaginan que alguien hubiese detectado que ese pangolín, ave o el animal que fuese que trajo el covid, hubiese sido rastreado a tiempo?

—Dice que aquí hacen nanomateriales que, sinceramente, puede sonar a cualquier cosa. 

—Jesús Mosquera, otro investigador Ramón y Cajal, y yo trabajamos con nanomateriales y con moléculas obtenidas a través de ensamblaje molecular en el grupo Nanoself. Cuando me refiero a nanomateriales, hablo de materiales que tienen, al menos una de sus dimensiones, en escala nanométrica; entre diez y cien nanómetros. ¿Por qué es esto interesante te preguntarás?

—Efectivamente, ¿por qué?

—Porque al hacer esa reducción en la escala, tenemos acceso a nuevas propiedades. En la macroescala, en la que estamos nosotros, hay ciertas propiedades que no existían. Tras la escala macro, todavía vienen la mini, la mili y, tras ellas, llegaríamos a la nano; hablamos de diez elevado a la menos nueve. Haciendo una referencia con algo que conozcamos, hablamos de algo cien mil veces más pequeño que el diámetro de un pelo humano. 

—Disculpe la pregunta, ya le adelanto que va a tener que tener mucha paciencia, ¿pero cómo son capaces de ver algo tan pequeño? 

—A día de hoy, existen distintas técnicas y es precisamente el desarrollo de estas técnicas lo que dio lugar a la nanotecnología y a la nanociencia. Poder observar ha sido un primer paso para, a partir de ahí, poder manipular. Las técnicas de referencia son hoy en día de microscopía electrónica, básicamente pasando un haz de electrones a través del material que nos dé una diferencia de contraste y este, a su vez, una imagen. 

—Esas partículas que se encargan de desarrollar a escala nanométrica, ¿para qué?

—Particularmente yo estudio los usos del grafeno, que creo que es un material que forma parte ya de la cultura general. Más o menos. 

—Bueno, sinceramente, no creo que muchos sepan cuál es el aspecto físico del grafeno.

—Viene a ser como una única lámina de grafito. El grafito es un mineral laminado que está formado por la interacción de muchísimas láminas. Cada una de estas láminas está formada por átomos de carbono que se unen fuertemente entre sí. Pero la unión entre estas láminas es muy débil. Siempre pongo el ejemplo de un lápiz. Lo que hay dentro de un lápiz es grafito y nosotros podemos escribir porque, al ejercer presión, separamos esas láminas de grafito. Lo que hacemos es romper esa interacción débil entre las láminas para así poder escribir. Si aislásemos cada una de estas láminas, lo que tendremos es grafeno. Y aquí volvemos a la nanoescala. El grafeno es un nanomaterial porque su espesor es nanométrico. No sus otras dos dimensiones, el largo y el ancho, que sí las podríamos ver, pero su espesor es de un único átomo de carbono. Para que te lo imagnes, piensa en un folio con un espesor demasiado fino que no podríamos ni ver. Ese espesor es lo que no permite que aparezcan nuevas propiedades. Hablo de conductividad, de sensibilidad ante cambios de carga, etcétera. Lo que hacemos aquí es aprovecharnos de algunas de ellas. En concreto, diseñando biosensores basados en dispositivos electrónicos que funcionan en base a esa sensibilidad frente a cambios que te comentaba. El grafeno tiene electrones en su superficie y, debido a su espesor, todos ellos están expuestos al ambiente. No hay otras capas donde esos electrones puedan 'esconderse'. Eso significa que cualquier cambio de carga que pueda haber en su superficie, afectará a todos ellos. Eso es lo que utilizamos para desarrollar biosensores que nos puedan ayudar a detectar, a concentraciones muy bajas, la presencia de una proteína, una bacteria o un virus. 

—Habla de baterias y virus, ¿buscan alguna patología en concreto?

—Sí. Coordinamos un proyecto europeo llamado FluFet donde estamos intentando detectar virus a una escala pequeña. Es algo necesario para estar preparados frente a una futura pandemia. En concreto, estos sensores tratamos de localizarlos en granjas animales. Lo hacemos porque, si recordamos la pandemia de SARS-CoV-2, nos daremos cuenta de cómo funcionan las zoonosis. Las granjas son situaciones ideales para que los virus puedan mutar y campar a sus anchas. 

—Es decir, y disculpe que lo baje tan a la calle, ¿pero si estornuda un pollo el grafeno se iluminaría?

—Vamos a situarnos en una granja de aves, y ahí podríamos poner el ejemplo de la gripe A. Se trata de dispositivos como este —aquí, Alejandro saca un chip con un tamaño similar al de una tarjeta de las que se usan en las cámaras fotográficas digitales—. Este en concreto ha sido producido por un centro de Barcelona con el que colaboramos. En el centro de este dispositivo, aunque casi sea imperceptible a nuestros ojos, hay 48 transistores donde el grafeno es el componente principal. Con esto analizaríamos los residuos líquidos de los animales que se puedan producir en una granja. Ese residuo líquido acabaría posándose sobre esta superficie de grafeno, que encima va a tener una biomolécula capaz de reconocer específicamente el virus que nosotros queramos detectar. Ni siquiera vamos a necesitar una gran cantidad de virus, porque como el grafeno tiene todos sus electrones expuestos y tener una sensibilidad tan alta, podremos detectar bajas concentraciones de virus. La particularidad de este sensor es que, lo que nosotros usamos para detectar los virus, va a ser un receptor celular humano, que es la puerta de entrada del virus a nuestro cuerpo. Por tanto, cuando tenemos un virus en animales capaz de infectar a humanos, van a interaccionar con ese receptor, que tiene naturaleza humana. Eso es lo que va a generar el positivo.

—Y ese positivo, ¿dónde lo veríamos?

—Pues, por ejemplo, en una aplicación del móvil. A día de hoy, estamos en una etapa temprana en el desarrollo del proyecto, pero esa es la idea final. Que en el móvil o en un ordenador recibas esa señal eléctrica de que hay un positivo. 

—Y trabajan también en colocar este mismo nanomaterial en compresas para detectar la endometriosis durante la menstruación. 

—También. Se trata de otro proyecto europeo en el que estamos participando. Tratamos de desarrollar sensores basados también en grafeno para detectar esta patología de forma no invasiva. Para ellos, hemos planteado dos tipos de sensores. El primero sería un sistema de alarma que nos diría si sí o si no. Estará localizado en una compresa, que absorbe el fluido menstrual, y, a través del grafeno y biomoléculas, vamos a poder ver si está presente la proteína objetivo, la que nos hará sospechar que puede haber endometriosis. En paralelo tenemos un dispositivo que se desarrollará en un laboratorio donde podremos analizar, de forma más precisa, ese positivo en la enfermedad: saber de dónde viene, si es fruto o de una mutación, etcétera. Se trata de ofrecer un poquito de luz frente a una enfermedad que, lo cierto, es que no está muy estudiada. 

—Si lo he entendido bien, no se trata de fabricar en masa compresas con grafeno sino que habría que meter un dispositivo reutilizable dentro de cada una de las que se utilicen, ¿cuál sería el aspecto y la forma de este dispositivo?

—Serían una especie de electrodos que iría sobre un sustrato flexible. No sería, electrónicamente, algo tan complejo. 

—¿Oiga, y el grafeno de dónde se extrae? Porque entiendo que no existen minas de grafeno...

—Hablar sobre el grafeno, en general, no es muy preciso. Va a depender de la aplicación que tú busques. Si hablamos de un dispositivo electrónicamente complejo como el que se utilizaría para detectar virus en granjas, vamos a necesitar un grafeno que se obtiene por una deposición química de vapor. Se deposita, por ejemplo, metano, que está compuesto por carbono, sobre una superficie metálica y al crear unas condiciones concretas, el carbono se va uniendo. Se van formando cristalitos y obtenemos una lámina grande. Pero si hablásemos más de un sensor del tipo al que llevaría la compresa, que son electrodos mucho menos complejos electrónicamente, en ese caso utilizaríamos otros tipos de grafeno que podrían ser obtenidos a partir de grafito. Lo exfoliaríamos, lo romperíamos, para obtener el grafeno. Se logra un grafeno de menor calidad pero para un proceso electroquímico como el que buscamos en esa compresa sería más que suficiente. Los grafenos son, en realidad, una gran familia de nanomateriales. 

—Claro, entiendo que no hablamos de dos moléculas de hidrógeno por una de oxígeno.

—No, va a depender mucho de cómo lo obtengas, de sus dimensiones y de cómo esté de definida su estructura tendrá unas propiedades u otras. Y eso es algo que también queremos encarar desde un nivel básico de la ciencia; tanto sus métodos de obtención como el control de sus propiedades. 

—¿Cuándo vamos a estar usando grafeno en granjas y compresas? En otras palabras, esto que ustedes investigan, ¿cuándo lo vamos a tener?

—Nuestro proyecto FluFet para obtener positivos en virus en granjas tiene una duración de tres años y medio. Tres años y medios para desarrollar una idea que ha surgido en el laboratorio y llevarlo a un prototipo. Esto se prolongaría durante tres años y medio si todo va bien. Una vez finalizado esto, entraríamos en más fases en la que haría que lograr una maduración de la tecnología y de prototipado. Un recorrido normal, si todo va a pedir de boca, estaría en torno a los diez años. Pero podría ser más. Evidentemente, con la ciencia y la tecnología hay que ser pacientes. Todo sigue su curso. 

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