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Estudiar la física de la sangre, la labor de Aurora Hernández Machado

Yanine Quiroz
11/abr/2019

Cada año mueren alrededor de 445 mil personas en el mundo por la malaria, según la Organización Mundial de la Salud. Y en México, por ejemplo, 45 personas murieron por dengue tan solo en 2018. Ambas enfermedades tienen en común que la ruta de transmisión es la sangre. Por eso estudiar las propiedades de la sangre podría ayudar a entender y disminuir la letalidad de estos padecimientos.

El estudio de la física de la sangre mediante modelos matemáticos y teóricos representa buena parte del trabajo de Aurora Hernández Machado, investigadora española de la Facultad de Física de la Universitat de Barcelona, quien el pasado 22 de marzo fue nombrada miembro de la Academia Mexicana de Ciencias (AMC).

La ceremonia estuvo encabezada por los investigadores del Instituto de Física de la UNAM (IFUNAM): Cecilia Noguez Garrido y Rafael Barrio, así como por el presidente de la Academia Mexicana de Ciencias, José Luis Morán López.

Además de sus estudios sobre la sangre, Hernández Machado es reconocida por sus aportaciones teóricas en el campo de la física de la materia condensada, sistemas complejos, biofísica y nanociencias, así como por su interés en impulsar la colaboración en el estudio de la física en México.

Ceremonia para nombrar a Aurora Hernández miembro de la AMC. Foto: Pedro Zaldívar.

Como líder de un grupo experimental de dinámica de interfaces en nanotecnología, fluídica y biofísica en la Universitat de Barcelona, Aurora Hernández Machado ha propuesto el concepto: “Microreología de Frentes”, un método para estudiar ciertas propiedades de la sangre mediante la observación de su flujo en microcanales.

Aurora y sus colaboradores estudiaron la fluctuación, viscosidad y elasticidad de la sangre. La elasticidad, por ejemplo, hace que la membrana de un glóbulo rojo se vuelva deformable porque “una célula de glóbulo rojo tiene que ser elástica para poder viajar alrededor de microvasos sanguíneos, por ejemplo, en el cerebro esta célula necesita deformarse para entrar en los vasos, porque de otro modo puede romperlos y ocasionar un derrame cerebral”, explicó la investigadora.

Esa elasticidad de los glóbulos rojos también es importante en el caso de la malaria grave, pues cuando un insecto vector infecta a una persona, los glóbulos rojos humanos se infectan, cambian su forma y se vuelven más rígidos, dijo Aurora Hernández.

“Leyendo” las propiedades físicas de la sangre

Lo que hace Aurora es usar la física y la matemática para estudiar la presencia de alguna enfermedad en las células de la sangre.

Para observar el movimiento de la sangre, la científica diseñó un microcanal para fluidos hecho de vidrio y un tipo de silicón. Entonces, calculó la velocidad de la sangre, lo que le permitió conocer su viscosidad, que es la velocidad en la que el fluido pierde energía al desplazarse.

¿Pero por qué es importante la viscosidad de la sangre? “La viscosidad depende de la membrana de los glóbulos rojos, pero también de la concentración y la forma de este tipo de células sanguíneas. Diferentes enfermedades cambian la viscosidad de la sangre en diferente manera. Así que medir la viscosidad permite detectar la presencia de una enfermedad”, detalló Rafael Barrio, investigador del Instituto de Física, quien ha colaborado con Aurora Hernández en distintas investigaciones.

Ceremonia para nombrar a Aurora Hernández miembro de la AMC. Foto: Pedro Zaldívar.

Aurora ha estudiado el comportamiento de un solo tipo de célula: el glóbulo rojo. “Con un modelo matemático puedo describir su forma, oscilación y así saber si es más rígida y si tiene alguna enfermedad”, señaló. Algunos de los padecimientos, añadió, se relacionan con la coagulación de la sangre, como la trombosis.

Pero también ha analizado grupos de otras células sanguíneas. Por ejemplo, ha analizado muestras de glóbulos blancos con el objetivo de hacer un diagnóstico más simple y rápido del cáncer de sangre o leucemia.

Esto lo logró junto con la investigadora mexicana Angeles Ivón Rodríguez Villareal y otros especialistas. Juntos crearon el microreómetro, un dispositivo pequeño y portable que estudia la dinámica de la sangre en microcanales usando un microscopio óptico y electrodos. Con este dispositivo, los investigadores pueden estudiar las propiedades de la sangre, como su movilidad o viscosidad.

El aparato es tan único que Hernández Machado y su equipo lo lograron patentar en la Unión Europea y en Estados Unidos, lo que la hace una de las pocas investigadoras que también ha incursionado en el terreno de la innovación y la vida empresarial ya que creó su propia compañía, RheoDx, para vender estos dispositivos.

“Nuestro objetivo es hacer la vida y los diagnósticos más simples. Actualmente estamos estudiando el diagnóstico de otras enfermedades, no solo de leucemia sino también anemia, malaria, trombocitosis o daños por radiación”, mencionó la investigadora.

Al respecto, Rafael Barrio comentó: “En el caso de la malaria, aunque hay cura, actualmente ésta no llega a las selvas tropicales. La malaria tiene un tiempo de incubación de varios días, donde no se presentan síntomas. Si uno detecta que está enfermo antes de los síntomas, entonces puede salvar su vida con tratamiento. La importancia de ese microreómetro es que se puede guardar en el bolsillo, llevarlo a la selva de Malasia, por ejemplo, y ahí con una gotita de sangre del dedo de cada persona se puede saber si está infectado”.

Ceremonia para nombrar a Aurora Hernández miembro de la AMC. Foto: Pedro Zaldívar.

Aurora para México

Aurora Hernández Machado ha desarrollado buena parte de su trabajo con colegas mexicanos. Desde 2002 la investigadora ha establecido diversas colaboraciones con estudiantes y científicos mexicanos de la UNAM como Eugenia Corvera, de la Facultad de Química, y Rafael Barrio, del Instituto de Física, así como con investigadores de otras latitudes, desde España, Alemania o Reino Unido hasta Portugal, Finlandia y Brasil.

Estas colaboraciones ya han dado resultados. Los grupos en los que participa la investigadora han publicado cerca de 115 artículos científicos en revistas de alcance internacional, como Nature Materials, Nature Communications y Physical Review Letters.

“Es necesario tener una diversidad de mentes para construir la ciencia, pues las leyes de la física son universales. Es muy importante estar abiertos a otras comunidades y que esto tienda los puentes necesarios entre nuestras diferentes instituciones”, dijo en la ceremonia Cecilia Noguez.

El presidente de la Academia Mexicana de Ciencias fue quien entregó a la física española el diploma de ingreso a la AMC. “Es un gusto estar en este Instituto de Física que cumple 80 años y darle el ingreso a la investigadora Aurora Hernández Machado como miembro correspondiente de esta Academia. Es una científica a quien le gusta resolver problemas complejos. Y la relación con México ha sido notable, ha formado gente para nuestro país”, destacó.

José Luis Morán también mencionó que actualmente 2 mil 779 miembros conforman la Academia Mexicana de Ciencias en todas las áreas: ciencias, humanidades e ingenierías. De ellos, 109 son miembros correspondientes que han contribuido al desarrollo de la investigación en México pero no residen en el país. “Nuestra obligación es ofrecer apoyo y mantener los estándares de la ciencia internacional”, señaló.

Ponentes que participaron en la ceremonia para nombrar a Aurora Hernández miembro de la AMC. Foto: Pedro Zaldívar.