El biólogo sintético Tal Danino manipula microorganismos en su laboratorio para crear llamativos y coloridos patrones. He aquí un vistazo al proceso que utiliza para convertir el «Oh, asco» en «Oh, wow».

El biólogo sintético Tal Danino se lava las manos constantemente, uno de los riesgos laborales de trabajar con bacterias todo el día en el Laboratorio de Sistemas Biológicos Sintéticos, que dirige en la Universidad de Columbia de Nueva York. Danino, becario de TED, pasa la mayor parte de su tiempo tratando de aprovechar las propiedades únicas de las bacterias -las mismas que pueden hacerlas tan peligrosas para los humanos- y convertirlas en potentes combatientes del cáncer. Pero cuando no está programando bacterias para que luchen contra el cáncer, las programa para que hagan arte, en parte para hacer más accesibles los difíciles principios científicos. «Es agradable utilizar las artes visuales para ayudar a comunicar la ciencia», dice, «y eso es porque el arte realmente trasciende las fronteras del lenguaje y también del conocimiento». Entre los últimos proyectos creativos de Danino se encuentra una instalación feminista de cultivos bacterianos extraídos de los cuerpos de 100 mujeres (para la que colaboró con la artista conceptual Anicka Yi), así como una serie de platos de cerámica inspirados en patrones bacterianos naturales (una colaboración con el artista y fotógrafo Vik Muniz). Para su último proyecto, Microuniverso, ha producido una serie de deslumbrantes imágenes abstractas creadas por diferentes especies de bacterias, cada una de ellas cultivada en condiciones diferentes durante periodos de tiempo distintos. «El proyecto consiste en ver este universo invisible que es realmente pequeño y que nos rodea todos los días», dice. Aquí describe algunos de sus proyectos extrañamente bellos.

La intrigante estética de las bacterias

Cada día, Danino observa los intrincados patrones que forman las bacterias en docenas de placas de Petri en su laboratorio. A medida que sus células crecen, se dividen y se comunican entre sí, se autoorganizan en colonias para maximizar sus posibilidades de supervivencia. Los patrones que forman están determinados tanto por su composición genética como por su entorno. Seleccionando bacterias que se sabe que generan ciertos patrones -por ejemplo, E. coli crece naturalmente como un fractal, mientras que Proteus mirabilis lo hace como anillos concéntricos-, así como bacterias de aspecto interesante procedentes de muestras de suelo tomadas en su propio jardín, Danino y su equipo empezaron a experimentar con el control de sus patrones de crecimiento. En última instancia, espera que si pudieran entender mejor cómo la naturaleza da forma a los comportamientos y patrones de las bacterias, esto podría inspirar su trabajo de ingeniería para combatir el cáncer.

Alterar el entorno, alterar el diseño

Al cambiar las condiciones -como la temperatura y la humedad- en las que se cultivan las bacterias, Danino descubrió que era capaz de manipularlas para que crearan ciertos patrones. Por ejemplo, la temperatura óptima para el crecimiento de muchas bacterias es de 37 grados Celsius, que es, como es lógico, la temperatura del cuerpo humano. Si hace más calor o más frío que 37 grados, el crecimiento de las bacterias simplemente se ralentizará. La humedad afecta a las bacterias de forma diferente: cuanto más seco sea el entorno, más probable será que las bacterias se agrupen para conservar la humedad. Cambiar la concentración de gel de agar -el medio de crecimiento de las bacterias- en la placa de Petri también afecta a la formación de patrones, dice Danino. Cuanto más blando es el gel, más rápido se extienden las bacterias por una zona más amplia.

Espera y observa

Una vez que Danino establece las condiciones iniciales, deja que las bacterias crezcan y espera los resultados. Utilizó unas 20 especies diferentes de bacterias para Microuniverso, dejándolas crecer desde dos días hasta dos meses. Independientemente de las condiciones de cultivo, «cada bacteria tiene una preferencia natural por un tipo de patrón», dice. «Y tiene que ver con las particularidades de cómo nadan las bacterias y cómo se comunican entre sí. Cada una tiene su propia personalidad, por así decirlo».

Colonias de color

Es habitual que los científicos utilicen tintes químicos para obtener información sobre la estructura de una bacteria. Si quieren distinguir el Streptococcus pyogenes del E. coli, por ejemplo, teñirán un plato para revelar las formas de las células, lo que les permitirá identificarlas visualmente. «Los científicos se fijan sobre todo en imágenes de un solo color», dice Danino, «así que nos basamos en eso». Además de los tintes científicos tradicionales, también experimentó con el uso de colorantes alimentarios en el agar y en las propias bacterias. También probó varias combinaciones de colores para lograr un efecto de gradiente, como en esta imagen de arriba.

Exponiendo un universo invisible

«Cada imagen enmarcada o cada placa de Petri es su propio pequeño mundo», dice Danino. «Esos patrones se parecen a algo que podrías ver en un copo de nieve, algo que podrías ver bajo el agua». Con cada placa de Petri, el proyecto pretende representar un universo abstracto propio. «Empecé a ver estas placas de Petri, y me dije, guau, eso se parece a algo que verías en el espacio exterior». De ahí el nombre de Microuniverso.

El proceso de clonación molecular

Los proyectos artísticos de Danino son algo que hace en su tiempo libre. Sus días están ocupados con el trabajo en biología sintética, un campo científico relativamente incipiente que, en términos generales, implica la ingeniería de organismos vivos para lograr un comportamiento deseado. En su laboratorio, Danino edita y programa bacterias mediante un proceso llamado clonación molecular. Tras identificar qué secuencias genéticas crean una determinada función biológica en un tipo de bacteria, él y su equipo pueden aislar estas secuencias, amplificarlas en el laboratorio y luego insertarlas en el ADN de la bacteria que quieren que exhiba esa función. «Hoy en día, puedes teclear esa secuencia en Internet y una empresa la producirá sintéticamente y te la enviará en un tubo», afirma Danino.

Aprovechar su potencial anticancerígeno

Recientemente, Danino y su equipo han estado diseñando bacterias -han trabajado con E.coli, un probiótico de E.coli y Salmonella- para detectar y tratar el cáncer. Sorprendentemente, las bacterias pueden crecer en el interior de los tumores, donde ni siquiera el sistema inmunitario puede llegar, y también pueden ser programadas para producir diversas toxinas que causen la muerte de las células tumorales. Mediante la clonación molecular, Danino está intentando programar las bacterias para que detecten y revelen los tumores en el cuerpo y también para que liberen toxinas que combatan el cáncer una vez dentro de ellos. «Es casi como una situación tipo caballo de Troya», explica. «Las bacterias se introducen en el tumor y empiezan a fabricar el fármaco, y entonces el tumor puede realmente ralentizarse o descomponerse».

Una puerta visual a la ciencia

Danino espera que proyectos como Microuniverso inspiren a la gente a aprender más sobre los complejos mundos microbianos que nos rodean -y nos rodean- y a mostrarles que las bacterias pueden utilizarse con fines positivos, como la lucha contra el cáncer. «Es muy difícil enseñar a la gente lo que es el ADN, las proteínas y la clonación molecular», dice. «Pero creo que cuando ves una imagen, independientemente de tu formación, te atrae a aprender más sobre la ciencia». Lo que sigue para el proyecto: Danino se ha asociado con la empresa Print All Over Me para crear prendas de vestir personalizadas basadas en las imágenes de las bacterias de Microuniverso (parte de los beneficios se destinarán a la investigación del cáncer). También espera continuar con la gira de Microuniverso, que se expondrá en el MIT a finales de 2017. Su laboratorio también está trabajando para capturar vídeos de lapso de tiempo del crecimiento de las bacterias, lo que significa, así es, que E. coli podría llegar pronto a un cine cercano.

Todas las imágenes: Soonhee Moon.