Una nueva técnica ha permitido a los investigadores tatuar patrones en los diminutos cuerpos de tardígrados vivos. El objetivo no era hacer que los animales microscópicos fueran aún más geniales de lo que ya son, si es que eso es posible. Más bien, podría ayudar a los científicos a crear dispositivos biocompatibles diminutos, como sensores, circuitos integrados e incluso robots vivos a escala nanométrica.
Además, el proceso arroja luz sobre la notable resiliencia de los tardígrados: algunas, pero no todas, las criaturas sobrevivieron a la experiencia y caminaron como pequeños rudos tatuados.
“Con esta tecnología, no solo creamos microtatuajes en tardígrados”, explica el ingeniero óptico Ding Zhao, de la Universidad Técnica de Dinamarca, “sino que extendemos esta capacidad a diversos organismos vivos, incluidas las bacterias”.
La capacidad de grabar patrones en objetos y superficies diminutos es una parte importante del desarrollo de la nanotecnología. Se han logrado grandes avances en la traducción de tecnologías existentes a la nanoescala para la ingeniería de materiales, pero plasmar patrones de alta resolución en organismos vivos diminutos sigue siendo un desafío.
Para tatuar un tardígrado, Zhao y sus colegas adaptaron una técnica de nanofabricación llamada litografía de hielo. Esta es una forma de litografía por haz de electrones, en la que se dispara un haz de electrones a un objetivo para grabar un patrón a escala nanométrica en una superficie.
En superficies con patrones muy finos, la litografía por haz de electrones desnudo puede introducir contaminación o daños. Los científicos descubrieron que colocar una capa muy fina de hielo entre el haz y la superficie evitaba esto, permitiendo el grabado a escalas inferiores a 20 nanómetros.
El cabello humano promedio, para contextualizar, mide entre 80.000 y 100.000 nanómetros de ancho. Los tardígrados miden hasta unos 500.000 nanómetros.
Los tardígrados son famosos por su casi indestructibilidad, y parte de ello se debe a su estado de “tun”. Cuando las condiciones ambientales se vuelven insostenibles, el tardígrado deshidrata su cuerpo y entra en un estado de metabolismo suspendido llamado criptobiosis, para revivir cuando todo vuelve a la normalidad. Un tardígrado en un tun puede sobrevivir a condiciones extremas, como la congelación y la ebullición.
El equipo de Zhao comenzó induciendo este estado de criptobiosis en sus tardígrados, tras lo cual los almacenaron hasta que fue su turno bajo el haz de electrones. Sólo se procesó un tardígrado a la vez para reducir su exposición a las condiciones experimentales. Cada tardígrado se colocó sobre una lámina de papel compuesto de carbono en una cámara de vacío, que posteriormente se enfrió a -143°C.
Se aplicó una capa de anisol (un compuesto líquido incoloro con olor a anís) sobre el tardígrado enfriado para que sirviera como hielo que lo protegiera del haz de electrones. En el punto donde se activó el haz, el anisol reaccionó, formando un nuevo compuesto que se adhirió a la piel del tardígrado.
Cuando el tardígrado se calentó en la cámara de vacío, el patrón finamente grabado permaneció, con detalles de hasta 72 nanómetros. Luego, los científicos extrajeron cada tardígrado, lo rehidrataron e intentaron revivirlo.
El 40% de los tardígrados sobrevivieron al procedimiento y pudieron desplazarse con normalidad, luciendo sus nuevos tatuajes. Las marcas permanecieron en su lugar incluso tras ser expuestas a condiciones como estiramiento, remojo, enjuague y secado.
“Este estudio demuestra con éxito la fabricación in situ de micro/nanopatrones en organismos vivos utilizando litografía de hielo”, escriben los investigadores en su artículo.
Ahora, los tardígrados son más capaces que la mayoría de los organismos de sobrevivir a cualquier adversidad. Otras formas de vida podrían no ser capaces de soportar el proceso. Sin embargo, la investigación es sólo un primer paso. Ahora que los científicos saben que es posible, pueden perfeccionar su técnica para intentar aumentar la tasa de supervivencia.
“Además de los tardígrados, nuestro enfoque también puede ser aplicable a otros organismos con alta resistencia al estrés o aquellos adecuados para la criopreservación”, concluye el equipo.
“Prevemos que la integración de más técnicas de micro/nanofabricación con sistemas biológicamente relevantes a escala micro/nano impulsará aún más campos como la detección microbiana, los dispositivos biomiméticos y los microrrobots vivos”.
La investigación ha sido publicada en Nano Letters.
Fuente: Science Alert.