Este artículo es uno de los proyectos finales del curso Narrar la Ciencia en el Siglo XXI, dictado por la Fundación Persea en colaboración con la Universidad El Bosque, Bogotá, Colombia.

Por Maria Clara Avendaño Monsalve

Hace algunos meses mi tía terminó un ciclo de quimioterapias para enfrentar un cáncer de ovario. Todos en la familia estábamos felices por su progreso y pensábamos que era un buen momento para celebrar. Mi hermana y yo decidimos enviarle un regalo para hacerla sentir acompañada junto con un mensaje hermoso, situación que mi hermana y yo hablamos ampliamente. Yo sugerí un fragmento bonito, pero ella dijo que parecía un informe común de secretaria; de vuelta, ella sugirió uno más simbólico y terminó diciendo «cierto que usted es la centrifugadora y yo la comunicadora».

Yo soy la primera de mi familia en estar estudiando un doctorado en ciencia. Al vivir lejos de ellos, frecuentemente les envío fotos de lo que estoy haciendo y eso incluye las centrífugas o centrifugadoras. Las centrífugas son equipos esenciales en los laboratorios de investigación en ciencias de la vida, porque la mayoría de los protocolos involucran un paso de centrifugación. Este método de separación permite precipitar en el fondo de un tubo sólidos suspendidos en una solución acuosa al imprimir una fuerza de rotación; dicho de otra manera, puedes separar las células del medio de cultivo luego de una ronda de centrifugación. La fuerza de rotación que utilices depende de muchos factores como son el tamaño y el tipo de células, por ejemplo. En mi caso, como científica que estudia las mitocondrias, hago fracciones celulares a partir de levaduras, es decir, separo las células en secciones aprovechando la diferencia del peso y tamaño de sus componentes a través de un proceso llamado centrifugación diferencial, de aquí la palabra centrifugadora (persona que usa una centrifuga).

En 1974, el Dr. Christian de Duve ganó el Premio Nobel de Fisiología o Medicina por estudiar la estructura y función de diferentes organelos celulares haciendo uso de la centrifugación diferencial. En su discurso, titulado Explorando la célula con una centrífuga¹, explica como el uso de la centrifuga permitió el estudio detallado de las células eucariotes al poderla dividir en fracciones que corresponden al núcleo, mitocondrias, microsomas (que corresponde a vesículas de retículo endoplásmico) y el citosol según la velocidad a la que uses la centrifuga.  

Las mitocondrias son los organelos en donde se realiza la fabricación de energía de las células. Esta función la realizan proteínas propias de las mitocondrias, las cuales vienen, en su mayoría, del citosol. Estudiar como sucede el transporte de proteínas hasta la mitocondria nos permite proponer soluciones para las algunas enfermedades que se caracterizan por alteraciones en la función mitocondrial.  

Los fraccionamientos celulares se pueden hacer de tejidos, células de mamífero en cultivo, o como en mi caso, de un cultivo de levaduras. El primer paso es cultivar las levaduras en como mínimo 50 mL de medio. Una vez que tenemos listo el cultivo, viene el primer paso de centrifugación, mediante el cual obtenemos todas las células en el fondo de los tubos, a lo que llamamos botón celular. Las levaduras tienen pared celular, por lo que resulta necesario un paso extra, mediante el cual se elimina esta pared con un tratamiento enzimático. Listo esto, usamos un homogeneizador de vidrio, en donde un embolo sube y baja 30 veces, para romper las células suavemente, de forma tal que las membranas y las proteínas no se dañan. 

Ahora si, llegamos a la serie de centrifugaciones que nos permiten obtener a las mitocondrias. La primera es a baja velocidad, alrededor de 4000 g, y por corto tiempo, para quitar todo aquello que sea muy pesado, como restos de la membrana celular y núcleos. La segunda centrifugación, es a alta velocidad, alrededor de 12000 g durante 10 minutos. En el fondo obtenemos un pequeño botón, que corresponden a las mitocondrias y el sobrenadante, corresponde al citosol. Parece increíble que con solo un par de pasos de centrifugación obtengas mitocondrias completas que posteriormente puedes utilizar en otros experimentos para saber, por ejemplo, si las proteínas de las mitocondrias están allí o en otra fracción celular, puedes medir su respiración, o incluso puedes estudiar su estructura al observarlas en un microscopio electrónico

Es importante mencionar que todos estos pasos se realizan en frío, alrededor de los 4 ºC, y en presencia de una solución que controla el pH, de hecho, para las mitocondrias es necesario controlar además la presión, ya que se rompen fácilmente. El proceso termina cuando guardas tu fracción mitocondrial a temperaturas ultrafrías de -70 ºC.

Probablemente, los científicos que analizaron el cáncer de mi tía necesitaron una centrífuga para aislar el DNA de las células cancerosas y así, conocer el tipo de cáncer que sufría y establecer el tratamiento más eficaz. Hoy mi tía es feliz y todos nosotros también. Muchos de ustedes se preguntarán por qué les cuento esta historia, pues mas allá de difundir el quehacer científico, volviendo a las palabras de mi hermana, porque quiero ser una centrifugadora comunicadora. 

Referencias

Duve C. (1975). Exploring cells with a centrifuge. Science (New York, N.Y.), 189(4198), 186–194. https://doi.org/10.1126/science.1138375

Maria Clara Avendaño Monsalve es candidata a doctora en Ciencias Bioquímicas por la Universidad Nacional Autónoma de México.

Ilustración de portada: Ada Peña.