Un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM-CSIC) ha desarrollado una innovadora técnica que permite “palpar” células a escala nanométrica, combinando la microscopía de fuerza atómica (AFM) con inteligencia artificial para explorar cómo las propiedades mecánicas celulares se relacionan con enfermedades.
La investigación, liderada por el físico Ricardo García, sitúa al grupo español entre los referentes mundiales en medicina molecular. Utilizando un microscopio cuya sonda termina en unos pocos átomos, los científicos pueden interactuar directamente con las células, midiendo con precisión su rigidez, viscoelasticidad y respuesta a estímulos mecánicos.
“La palpación médica ha sido siempre externa y cualitativa. Nosotros hemos desarrollado una nanopalpación con resolución y datos cuantificables sobre el estado mecánico de la célula”, explica García.
Una tecnología única en el mundo
Este “dedo molecular” desarrollado por el equipo del ICMM-CSIC permite medir cómo las células reaccionan al tacto con una exactitud sin precedentes. Gracias a modelos físicos propios y a algoritmos de machine learning, los investigadores han conseguido una evaluación más rápida y precisa de las células, algo clave para detectar alteraciones que dan lugar a patologías.
Los métodos son únicos a nivel mundial: “Nadie más pregunta a las células como lo hacemos aquí”, afirma García.
Avances recientes con impacto clínico
Este enfoque ha contribuido a una serie de hallazgos publicados en revistas de alto impacto. En el más reciente, aparecido en Nature, se identificó el papel de los neutrófilos en la cicatrización de la piel, en colaboración con centros como el CNIC, la Universidad de Yale, y otras instituciones internacionales. Se descubrió que una proteína clave permite a estas células inmunitarias modificar mecánicamente su entorno para facilitar la reparación de tejidos.
Otro estudio demostró cómo los adipocitos (células de grasa) se adaptan mecánicamente a medida que se expanden, lo que podría ofrecer nuevas claves sobre la obesidad. También se ha revelado cómo la viscoelasticidad de los tejidos influye en la agresividad de ciertos tumores y en la funcionalidad celular general.
Además, el equipo ha contribuido a entender los mecanismos detrás de la enfermedad cardiovascular en el síndrome de Progeria de Hutchinson-Gilford, en una investigación publicada en The Journal of Clinical Investigation.
Una nueva forma de entender las enfermedades
El enfoque desarrollado en el ICMM-CSIC permite, por primera vez, observar cómo las células responden de forma activa a estímulos mecánicos, un canal que muchas veces se encuentra alterado en patologías graves.
“Las células siempre responden mecánicamente; si ese canal está dañado, surge la enfermedad. Ahora podemos verlo y medirlo”, concluye Ricardo García.
Este avance representa un paso decisivo en la integración de la física, la inteligencia artificial y la biomedicina, con el potencial de revolucionar tanto el diagnóstico como el tratamiento personalizado en diversas enfermedades.
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