La luz que cuenta los secretos íntimos de la materia

El mayor microscopio de España está en el campus de Cerdanyola del Vallés, de la Universidad Autónoma de Barcelona. Visto desde el aire tiene un aspecto futurista y atractivo, como una especie de platillo volante o un donut gigante de acero. El interior parece más prosaico, como el de una nave industrial circular con sus andamios y su maquinaria indescifrable para el no iniciado. Pero las apariencias engañan.

El sincrotrón Alba, como es conocido, es un acelerador de partículas no muy diferente al LHC de Ginebra, con el que se descubrió el bosón de Higgs. La nave industrial es en realidad un espacio tremendamente sofisticado en el que “maquinaria de dos toneladas se mueve con una precisión de micras”, según explica Joan Casas, jefe de ingeniería de Alba. Esos equipos tienen como objetivo acelerar electrones a una velocidad cercana a la de la luz. Para lograrlo, es necesario colocarlos en un conducto circular por el que son acelerados siguiendo una trayectoria curva a la que les empujan los imanes que rodean el circuito. El objetivo de esta parafernalia descomunal es la producción de finísimos haces de rayos X de alta intensidad capaces de penetrar la materia sin dañarla para iluminar su interior y desentrañar sus secretos.

La radiación sincrotrón era un defecto de los aceleradores hasta que se descubrieron sus posibilidades

La radiación sincrotrón se observó por primera vez en un acelerador de General Electric, en EE UU, en 1947. Entonces se consideró un inconveniente, porque hacía que las partículas perdiesen energía. Sin embargo, en los sesenta se descubrieron sus posibilidades como generador de rayos X de alta intensidad. Hoy, este tipo de máquinas son reclamadas por científicos de todas las disciplinas, desde la ciencia de materiales a la biología. En Alba, construido con una inversión de 200 millones de euros aportados por la Generalitat catalana y el Estado, los científicos que quieran poner a prueba sus hipótesis bajo la luz de sus rayos deben pasar por una comisión que juzga su mérito.

Para saber, por ejemplo, la forma en que los patógenos atacan a las células, es fundamental conocer su estructura y cómo encajan unos con otras. Conociendo la forma de ese rompecabezas, es posible diseñar fármacos que funcionen como una pieza que sirva para bloquear el encaje del patógeno y su efecto nocivo. “En primer lugar, podemos estudiar la estructura de una proteína, y después se añaden los ligandos, como un fármaco u otras moléculas para ver cómo interactúan con la proteína”, explica Jordi Juanhuix, jefe de la línea de cristalografía de rayos X Xaloc “A veces vemos que una parte se une y otra no, y eso facilita que pueda haber un rediseño de esa molécula”, añade.

Sincrotrones como Alba han reducido de una forma excepcional el tiempo necesario para obtener información sobre la estructura de las biomoléculas. Cuando en los años 50 se descubrió la estructura del ADN gracias a los rayos X, eran necesarias horas o días para obtener la información. Ahora, un cristal se puede analizar en dos minutos. Después, eso sí, los investigadores pueden pasar días, meses o incluso años trabajando sobre la información que el sincrotrón les proporcionó en tan poco tiempo.

Con una de las líneas de Alba, la Mistral, ha sido posible realizar el primer mapa en tres dimensiones de células infectadas por el virus de la hepatitis C. En otras líneas, con una luz de distintas características, se prueba la composición de los materiales con los que se elaboran baterías para mejorar su eficiencia.

El Alba permitió dibujar el mapa en tres dimensiones de células infectadas por la hepatitis C

El sincrotrón español es la mayor infraestructura científica del país. Para Caterina Biscari, directora de Alba, contar con una máquina de este calibre es esencial para que el país sea competitivo en el ámbito científico y tenga mejores perspectivas económicas. En su opinión, la existencia de otro acelerador similar pero más grande como el ESRF de Grenoble, en el que España también participa como país asociado, no excluye el valor de la máquina española sino que la incrementa, porque hace más competitivos a los investigadores españoles en el acelerador europeo.

Por el momento, Alba ha funcionado a medio gas. Aprobado en 2002 y construido durante los años de bonanza económica, entre 2006 y 2010, estaba pensado para albergar hasta 32 líneas de luz, pero por el momento solo ha puesto en marcha siete. Durante los años de crisis, se ha mantenido el presupuesto de funcionamiento, de 15,5 millones de euros anuales, pero no ha habido posibilidad de que la infraestructura crezca al ritmo planeado inicialmente. Ahora, hay dos líneas más en construcción que entrarían en funcionamiento durante los próximos años. Con esas cifras, los científicos que requieren este tipo de infraestructura en España, unos 1.200, han llegado a cuadruplicar con sus peticiones la capacidad de Alba para satisfacerlas. Para Biscari, “hay que concienciarse de que aunque haya crisis económica hay que invertir más en ciencia” y de que “es necesario que se pueda hacer ciencia del máximo nivel dentro de España”, porque “eso es lo que define el progreso de los jóvenes y la sociedad”.