Microtatuajes en tardígrados: una nueva frontera en nanotecnología

Un grupo de científicos encontró la forma de tatuar tardígrados, diminutas criaturas de ocho patas apodadas “osos de agua”, que miden apenas medio milímetro y son famosas por sobrevivir a condiciones extremas.

El estudio, publicado en la revista Nano Letters, aprovecha la extraordinaria resistencia de los tardígrados —capaces de soportar temperaturas bajo cero, casi total deshidratación, presión elevada, radiación, el vacío del espacio y más— para probar una técnica de microfabricación que permite crear dispositivos microscópicos y biocompatibles.

“Con esta tecnología, no solo creamos microtatuajes en tardígrados, también extendemos esta capacidad a diversos organismos vivos, incluidas las bacterias”, explicó en un comunicado Ding Zhao, coautor del artículo.

Microfabricación ha revolucionado campos como la electrónica y la fotónica, permitiendo el desarrollo de dispositivos a escala micro y nanométrica: desde microprocesadores y paneles solares hasta biosensores capaces de detectar contaminación o células cancerígenas. Ahora, esta técnica podría abrir nuevas posibilidades en medicina e ingeniería biomédica si logra adaptarse completamente al entorno biológico.

Litografía con haz de electrones sobre hielo

El equipo de Zhao utilizó un proceso que talla patrones con un haz de electrones sobre una fina capa de hielo que recubre tejido vivo, conocido como litografía de hielo. Al sublimarse el hielo no irradiado, queda el diseño grabado. ¿Y qué organismo mejor para soportar congelación, exposición a radiación y posterior reactivación que un tardígrado?

Los investigadores llevaron a los tardígrados a un estado criptobiótico —una especie de animación suspendida— mediante deshidratación. Luego colocaron un tardígrado individual sobre una lámina de carbono, la enfriaron por debajo de -143 °C y recubrieron al animal con una capa de anisol, un compuesto orgánico con olor a anís. Este recubrimiento protegió al tardígrado del haz de electrones, que trazó los microtatuajes.

Durante el procedimiento, el anisol reaccionó químicamente y dejó un patrón adherido a la superficie del animal. Al alcanzar temperatura ambiente en condiciones de vacío, el anisol no irradiado se sublimó, dejando visible el “tatuaje”. Finalmente, los investigadores rehidrataron y revivieron a los tardígrados, que conservaron los micrograbados sin mostrar alteraciones en su comportamiento.

La técnica logró crear micropatrones —cuadrados, puntos y líneas de hasta 72 nanómetros de ancho— e incluso el logotipo de la universidad. Aproximadamente 40 % de los tardígrados sobrevivieron al proceso, aunque los científicos creen que esta tasa podría mejorar con futuros ajustes.

Aplicaciones biomédicas y potencial futuro

Este avance sugiere que la técnica podría aplicarse para imprimir microelectrónica o sensores directamente en tejido vivo.

Gavin King, investigador pionero en la técnica de litografía de hielo y no involucrado en este estudio, comentó: “Es un desafío modelar materia viva, y este avance anticipa una nueva generación de dispositivos biomateriales y sensores biofísicos que antes solo existían en la ciencia ficción”.

El equipo espera que este primer paso allane el camino para el desarrollo de cíborgs microbianos y otras aplicaciones biomédicas en el futuro.

Este estudio representa un hito en la intersección entre la nanotecnología y la biología, destacando el uso pionero de litografía con haz de electrones sobre hielo para modificar organismos vivos sin comprometer su funcionalidad. La elección de los tardígrados como modelo no es casual: estas criaturas son conocidas por su capacidad de entrar en criptobiosis, estado en el cual reducen su metabolismo a niveles casi indetectables, lo que les permite resistir condiciones extremas durante décadas.

Resistencia biológica y biotecnología de integración

Según investigaciones previas publicadas en Nature Communications, los tardígrados pueden sobrevivir a temperaturas de hasta -272 °C y a exposiciones a radiación ionizante superiores a 5,000 Gy, cuando la dosis letal para humanos ronda los 5 Gy.

Además, la técnica utilizada por los científicos se alinea con esfuerzos actuales en biotecnología para desarrollar sensores implantables o sistemas de monitoreo médico que puedan integrarse directamente en tejidos vivos, lo cual abre potenciales aplicaciones en diagnóstico precoz de enfermedades, administración localizada de fármacos y monitoreo fisiológico en tiempo real.

Cabe destacar que, aunque la tasa de supervivencia del 40 % puede parecer baja, representa un logro notable dada la complejidad del procedimiento. Estudios en nanofabricación biocompatible suelen enfrentar el reto de mantener la viabilidad celular tras procesos de irradiación o exposición a químicos. El hecho de que los tardígrados tatuados hayan sobrevivido sin alteraciones visibles en su comportamiento sugiere una tolerancia excepcional y la posible adaptabilidad del método a otras especies.

Biointerfaces y futuro tecnológico

Este avance también podría contribuir al desarrollo de biointerfaces para el diseño de microrrobots o sistemas híbridos orgánico-tecnológicos, lo que ya es objeto de investigaciones por parte de instituciones como el MIT y DARPA, centradas en la creación de organismos sintéticos o “bio-híbridos” para aplicaciones médicas y medioambientales.

¿Qué aplicaciones médicas crees que podrían beneficiarse de esta técnica?

¿Te imaginas sensores tatuados directamente en células humanas? Déjanos tu opinión.

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