En el instituto IMDEA Nanociencia de la Comunidad de Madrid, los investigadores trabajan en diversas áreas que han sido premiadas este año con el Nobel de Medicina, Física y Química: la attoquímica, los puntos cuánticos y las moléculas activas basadas en ARN
El prefijo nano- se refiere a un tamaño extraordinariamente pequeño: un nanómetro es una millonésima parte de un milímetro, que es el tamaño de un grupo de unos pocos átomos. La nanociencia es una ciencia interdisciplinar, dedicada a manipular los átomos para conocer más de su naturaleza y cómo sacarles provecho. La nanotecnología no se trata simplemente de hacer objetos cada vez más pequeños, sino de comprender y aprovechar el hecho de que lo pequeño es diferente. Por debajo de un cierto tamaño (del orden de unos pocos nanómetros), la materia tiene propiedades completamente diferentes a las de su contraparte macroscópica. Todas sus propiedades cambian, de hecho, de forma drástica.
Este año, La Real Academia Sueca de las Ciencias ha otorgado todos los Premios Nobel de ciencias naturales en áreas que celebran la nanotecnología y la capacidad de estudiar procesos en esa escala: la Nanociencia.
Premio Nobel de Medicina
El Premio Nobel de Fisiología o Medicina 2023 ha sido otorgado a Katalin Karikó y Drew Weissman “por los descubrimientos sobre las modificaciones de las bases nucleótidas que permitieron desarrollar vacunas eficaces de ARNm contra la COVID-19.” Los descubrimientos de los galardonados fueron fundamentales durante la pandemia de 2020 y han cambiado radicalmente nuestra comprensión del modo en que el ARNm interactúa con nuestro sistema inmunitario.
El Grupo de “Nucleic Acids and Nanoparticles in Nanomedicine” liderado por Álvaro Somoza en IMDEA Nanociencia, estudia la utilización de oligonucleótidos y fármacos modificados para desarrollar nanoestructuras avanzadas con fines terapéuticos y de diagnóstico, por ejemplo, para desarrollar un test para COVID-19, o para ser usados en tratamientos contra el cáncer.
Premio Nobel de Física
El Premio Nobel de Física ha sido concedido a Pierre Agostini, Ferenc Krausz y Anne L’Huilier por “los métodos experimentales que general pulsos de luz de attosegundos para el estudio de la dínamica de los electrones en la materia.” Gracias a sus experimentos, los galardonados de este año idearon y crearon pulsos de luz lo bastante cortos como para tomar instantáneas de los rapidísimos movimientos de los electrones.
Un grupo de investigadores españoles e italianos, liderados por Fernando Martín (director científico de IMDEA Nanociencia y catedrático del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias UAM) y Mauro Nisoli (director del Centro de Investigación en Attosegundos del Instituto Politécnico de Milán), sentaron las bases de la attoquímica en 2017. La attoquímica es una nueva disciplina que estudia el movimiento de los electrones durante las reacciones químicas utilizando pulsos de luz de attosegundos. En la actualidad, Fernando Martín y Mauro Nisoli están inmersos en un ambicioso proyecto científico coordinado por IMDEA Nanociencia, que pretende capturar la dinámica ultrarrápida de los electrones con el objetivo de mejorar la eficiencia de conversión de la energía solar, junto Nazario Martín, vicedirector de IMDEA Nanociencia y catedrático del Departamento de Química Orgánica en la Facultad de Ciencias Químicas UCM.
Premio Nobel de Química
Los galardonados este año con el Premio Nobel de Química han sido Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus y Alexei I. Ekimov “por el descubrimiento y desarrollo de puntos cuánticos”. Una vez que el tamaño de la materia empieza a medirse en millonésimas de milímetro, comienzan a producirse fenómenos extraños -efectos cuánticos- que desafían nuestra intuición, y dan a la tabla periódica una tercera dimensión. A principios de la década de 1980, Louis Brus y Alexei Ekimov consiguieron crear -de forma independiente- puntos cuánticos, que son nanopartículas tan diminutas que los efectos cuánticos determinan sus características. En 1993, Moungi Bawendi revolucionó los métodos de fabricación de los puntos cuánticos, consiguiendo que su calidad fuera extremadamente alta, requisito indispensable para su uso en la nanotecnología actual.
Los puntos cuánticos ya se encuentran en productos comerciales y se utilizan en muchas disciplinas científicas, desde la física y la química hasta la medicina. En IMDEA Nanociencia, el Grupo de “Biosensors in Neuroscience” liderado por la Dra. Valle Palomo, se centra en el estudio de nanopartículas y química biológica para entender los mecanismos biológicos en condiciones patológicas, como es la esclerosis lateral amiotrófica. Entre otros materiales, utilizan puntos cuánticos como partículas luminiscentes para visualizar las dianas moleculares y monitorizar su actividad enzimática. Los puntos cuánticos ofrecen un gran potencial de estudio de los sistemas biológicos, por sus óptimas propiedades luminiscentes y por su versatilidad para ser conjugados con diferentes biomoléculas.
Los Premios Nobel se celebran en IMDEA Nanociencia
Cada año desde 2016, en IMDEA Nanociencia se organiza el Simposio de los Ganadores del Premio Nobel, en el que investigadores de áreas cercanas al campo de investigación de los galardonados con el Premio Nobel en Medicina, Física y Química ese año, dan su visión sobre el Premio con un pequeño recorrido histórico y los fundamentos científicos tras el descubrimiento. Este año, el simposio se celebrará el 1 de diciembre y contará como ponentes con los investigadores de IMDEA Nanociencia Valle Palomo, Fernando Martín y Álvaro Somoza. El evento es abierto al público y se transmitirá también en forma de teleconferencia.
Fotografía de portada:
EFE/Mauricio Dueñas Castañeda
