La revolució de la fotobiologia: com la llum ajudarà a tractar càncer i altres malalties

Protegir-se de la radiació solar, deixar de cremar combustibles fòssils, activar de forma precisa fàrmacs contra el dolor... Són tres temes ben diferents, però tots tenen el punt de trobada en el congrés "Llum i vida", que fins divendres reuneix a Barcelona els millors especialistes mundials en fotobiologia.

Com explica el president del congrés, Santi Nonell, catedràtic de Química Física de l'Institut Químic de Sarrià (IQS), un dels elements destacats és que, per primer cop, coincideixen la reunió del congrés internacional de fotobiologia i la de la Societat Europea, que se celebraven per separat. Això significa que Barcelona es converteix, de debò, en la capital mundial de la relació entre llum i éssers vius, amb més de 700 especialistes de 49 països.

Es tracta d'un àmbit molt ampli, que permet posar molts exemples. Inclou des de l'estudi de la fotosíntesi, procés pel qual les plantes obtenen energia a partir de la radiació solar i el diòxid de carboni, fins al tractament de malalties diverses.

Llum per als pulmons

Un gran camp d'aplicacions és el de la fotomedicina. La utilitat de la llum en medicina està demostrada abastament. Però no es tracta només d'aplicar-la com a tractament, sinó de fer-la servir perquè els fàrmacs actuïn quan toca i on toca. Es tracta d'administrar un fàrmac i després enviar un pols de llum per activar-lo i desactivar-lo a voluntat. Aquesta disciplina s'anomena fotofarmacologia i al novembre es va celebrar a Vic el segon simposi internacional sobre aquesta nova branca de la ciència.

Però un dels problemes és com fer arribar la llum a l'interior de l'organisme. Es pot fer amb catèters, inserint fibres òptiques, però en segons quins casos es tracta d'una tècnica invasiva i molt molesta o fins i tot inviable. L'alternativa és fer us de les nanotecnologies per desenvolupar fonts emissores de llum que es puguin interioritzar de manera còmoda i segura.

Aquest estiu s'ha signat un projecte europeu de recerca que liderarà l'IQS i pretén exactament això. Es tracta de Light for Lungs (L4L), que està inclòs en el programa de la Unió Europea FET (Future and Emerging Technologies), que promou recerques visionàries que obrin nous camps en tecnologia.

En aquests cas, l'objectiu és tractar certes malalties pulmonars. La llum ha d'arribar a tots els racons dels pulmons, fins i tot als petits alvèols on es produeix l'intercanvi d'oxigen i diòxid de carboni. Per evitar catèters de fibra òptica, el projecte pretén investigar una font de llum que es pugui interioritzar i activi i desactivi fàrmacs. I que fins i tot el pacient pugui utilitzar tot sol a casa seva.

Cèl·lules que produeixen llum

Les teràpies contra el càncer es basen sobretot en llum vermella, que és la que més penetra. Tot i així, penetra massa poc per tractar tumors molt interns. Per això s'utilitzen raigs X, que penetren molt més. No es tracta de l'habitual tractament radiològic, sinó de fer servir els raigs X com activadors del fàrmac que ha d'actuar en el lloc concret del tumor.

En això pot haver-hi alguna presentació espectacular. Andy Yun, investigador principal del Centre Wellmann de l'Hospital General de Massachusetts, parlarà de les seves recerques enfocades a generar llum dintre mateix de les cèl·lules. Ell i el seu equip ha creat un làser diminut, fet amb un material semiconductor amb un revestiment especial. Introduït en les cèl·lules, aquests brillen amb un color especial quan se situen sota un microscopi.

Això permet investigar de manera molt precisa i fer tractaments selectius. En un tumor pot haver-hi fins a mil cèl·lules diferents, amb els seus subtipus. Es podria aconseguir que un fàrmac actuï sobre un tipus de cèl·lules i només sobre aquestes, no sobre les altres. Seria un tractament molt selectiu.

També seria molt útil en recerca, perquè permetria diferenciar molt bé el treball de cèl·lules individuals. Tindria implicacions en càncer, però també en tots els processos biològics.

L'aplicació mèdica, però, encara trigarà a arribar. De moment s'han fet proves en animals i cal establir que és una tècnica totalment segura abans d'assajar-la en humans. Yun preveu que d'aquí uns vint anys serem capaços de programar una cèl·lula perquè produeixi el seu propi làser i quedi marcada com si portés un codi de barres.

Protecció solar: les lliçons de les algues

El congrés estudia un altre tema important: com s'ho fan alguns organismes contínuament sotmesos a la llum solar per no tenir cremades? Concretament s'estan estudiant un tipus d'algues que viuen en llacs dels Andes a gran alçada, on arriba molta radiació ultraviolada. Conèixer el seu mecanisme de defensa podria portar protectors solars més eficients i segurs, sobretot per al medi marí, que pateix perquè alguns dels components d'aquests cremes acaben contaminant les aigües i perjudicant els ecosistemes.

Imitar les plantes per obtenir energia

Portem més d'un segle i mig cremant de manera accelerada combustibles fòssils com el petroli, que es va formar fa milions d'anys per la descomposició d'éssers vius. Si es pogués produir la fotosíntesi artificial, seria factible fer com les plantes, però de forma accelerada: capturar CO₂ de l'atmosfera i convertir-lo en combustible.

Això no solucionaria un dels problemes dels combustibles fòssils, que és l'emissió de CO₂, que causa l'escalfament global. Però almenys s'assolirien dos objectius. Un: retirar CO₂ ja emès de l'atmosfera. Dos: dedicar el petroli a la síntesi de productes, en comptes de malbaratar-lo cremant-lo.

Són alguns dels exemples d'una disciplina que pot revolucionar diversos camps de la ciència i la tecnologia.