Una mente ingeniosa ante un problema común

Cuando se presentan en los medios de comunicación las maravillas de la investigación biológica moderna, casi siempre aparece una imagen: una persona en un laboratorio que sostiene una micropipeta moderna. Este pequeño pero omnipresente artilugio se ha convertido en uno de los iconos de la biotecnología, la biología molecular, la clonación, la terapia genética y la tecnología de las células madre.

La punta extraíble fue la gran innovación, ya que evitaba el lavado y las contaminaciones

Schnitger sostenía que una sola persona es básicamente más creativa que un equipo

La micropipeta ha logrado una gran notoriedad por motivos evidentes: es, sin exagerar, el instrumento más utilizado en aplicaciones biológicas y médicas. La manipulación de microlitros de soluciones que contienen productos biológicos es una práctica muy habitual que actualmente siempre suele realizarse con la micropipeta con punta de plástico moderna. Permite un pipeteado conveniente y preciso de volúmenes reducidos.

Hoy en día, poca gente recuerda lo incómodo que era el pipeteado de microlitros antes de la llegada de la pipeta moderna, cuando se utilizaban varios tipos de capilares de vidrio y succión con la boca. Un pipeteado preciso requería experiencia y dependía del usuario y de la estructura de la pipeta. Las roturas, la imprecisión, el peligro de aspiración, la esterilidad y la limpieza eran un problema.

La historia de la invención de la micropipeta de pistón con punta de plástico es un ejemplo extraordinario de cómo una sola mente crítica puede transformar radicalmente una actividad habitual.

En 1956, un joven médico, Heinrich Schnitger, se incorporó al grupo de Theodor Bücher en el Instituto de Bioquímica de la Universidad de Marburgo, en Alemania. Schnitger llevaba en la sangre todos los atributos de un inventor. Su padre era un inventor con varias patentes, y legó a su hijo una concepción poco convencional de todo tipo de cosas, desde las rutinas de un laboratorio hasta los artículos domésticos más comunes, e incluso las convenciones sociales.

Schnitger no estudió medicina para practicarla, como él decía, sino para protegerse de los médicos incompetentes. Durante sus estudios había advertido con desdén lo mucho que se tardaba en determinar el tiempo de coagulación sanguínea a mano. Él solo logró crear el primer medidor de tiempo de coagulación, algo en lo que habían fracasado los equipos de desarrollo de las grandes empresas. El aparato patentado formó parte de la disertación fin de carrera. Al final, la gran empresa de suministros hospitalarios Becton and Dickinson (EE UU) adquirió los derechos y comercializó una versión rediseñada de este dispositivo.

En su nuevo trabajo de laboratorio, Schnitger empezó inmediatamente a encontrar pegas al micropipeteado. Acabó desapareciendo del laboratorio un par de días y regresó con una jeringuilla de cristal modificada que iba equipada con un pistón accionado por resortes y un tope regulable para establecer el volumen de fluido. La aguja de la jeringuilla fue sustituida por una punta de plástico extraíble, obtenida de tuberías de ese material. Un amortiguador de aire separaba el fluido del pistón de la jeringuilla que confinaba el fluido a la punta de plástico. Para pipetear otra solución, sólo había que sustituir la punta fácilmente extraíble por otra, evitando así el lavado y las contaminaciones. Esta función fue una gran innovación que acabaría catapultando a la micropipeta como instrumento de uso mundial. En los meses siguientes, Schnitger desarrolló el dispositivo experimental y lo convirtió en un prototipo de micropipeta. Se adoptaron medidas para garantizar el movimiento hermético del pistón y se añadió un segundo resorte coaxial, que permitía empujar el pistón con mayor resistencia y rebasar así el punto de salida para expulsar el fluido residual de la punta. De este modo se aseguró un pipeteado preciso y fácilmente reproducible de pequeños volúmenes. Con el nuevo instrumento, el personal poco experimentado podía manejar microlitros de soluciones con facilidad y exactitud.

El supervisor de Schnitger, Theodor Bücher, reconoció de inmediato el enorme potencial de este invento y apoyó generosamente a Schnitger durante el resto del desarrollo de la micropipeta moderna. Aunque el propio Schnitger trabajó en partes del prototipo experimental de la micropipeta, sacó mucho provecho del excelente taller del instituto. Se fabricaron copias del prototipo y se repartieron por el instituto para varios usos, con el fin de generar reacciones y mejorar más las pipetas para que hasta un tonto pudiera utilizarla.

En 1957, sólo seis meses después de haber fabricado el primer prototipo, Schnitger solicitó una patente alemana titulada: Dispositivo para un pipeteado rápido y preciso de pequeños volúmenes líquidos, que se concedió formalmente en 1961. La patente describía la función esencial al completo, que todavía se encuentra en versiones recientes de la micropipeta. La patente fue concedida en exclusiva a la empresa de equipos de laboratorio Eppendorf, de Hamburgo, que modificó la obra original de Schnitger para su fabricación en masa. Fue de especial importancia la mejora de la punta de plástico extraíble, que fue el elemento más revolucionario de la micropipeta. En una primera fase, Schnitger diseño las puntas para que se hicieran de teflón; presentaban una menor retención de líquidos y permitían un pipeteado muy preciso, pero habían de ser limpiadas y reutilizadas debido a su coste. En los años sesenta, con la llegada del polipropileno traslúcido, Eppendorf presentó la punta de polipropileno (PEP). Era barata y desechable, podía codificarse por colores para diferentes rangos de volumen, y no tardó en convertirse en la punta estándar. Como adición importante, Eppendorf creó las cubetas de centrífuga de PEP de 1,5 mililitros y 0,75 mililitros con tapón a presión como recipientes apropiados para transferir fluidos con la micropipeta, lo cual impresionó rápidamente a laboratorios de todo el mundo.

Aunque la nueva micropipeta consiguió una aceptación generalizada en Europa a finales de los años sesenta, tardó más en convertirse en un equipo estándar en EE UU. Eppendorf no logró conquistar este mercado, y finalmente Gilson Inc. se dio cuenta de su enorme potencial y comercializó la micropipeta en EE UU y Europa, explotando algunas lagunas en la ley de patentes. En particular, la pipeta de volumen variable, que ya concebía Schnitger en su patente, se popularizó rápidamente. Debido a la indulgente protección de las patentes, otras empresas comercializaron micropipetas, basadas siempre en los mismos principios. En consecuencia, los precios eran bajos y las pipetas fabricadas en masa se convirtieron en un equipo corriente en todo el mundo.

No haría justicia a un inventor como Schnitger el no mencionar sus intereses personales más allá de la creación de instrumentos novedosos. Fue un personaje inusual y objeto de numerosas historias, a menudo humorísticas. Aunque era una persona amable, no tenía paciencia para las preocupaciones estúpidas y defendía con precisión sus puntos de vista, con frecuencia extremos. Sin embargo, es más importante el hecho de que Schnitger sostenía que una sola persona es básicamente más creativa que un equipo. Un solo cerebro que piense de manera independiente, afirmaba, podía ser más eficaz en la búsqueda de soluciones poco convencionales, y podía ser más creativo que cuando estaba conectado a otros cerebros de un equipo. Hoy en día, cuando la investigación la llevan a cabo equipos cada vez más numerosos, esta postura antigua quizá no sólo reviva algunos recuerdos nostálgicos de los primeros días de la biología molecular sino que también pone de manifiesto que sigue habiendo cabida para que los inventores individuales dejen su revolucionaria impronta en la ciencia y la tecnología.

Martin Klingenberg es catedrático emérito del Instituto de Química Fisiológica de la Universidad Ludwig-Maximilians de Múnich (Alemania). klingenberg@med.uni-muenchen.de