El secreto de la luz

Ángel Costela soñó con la física desde su Ponferrada natal, aunque los láseres se cruzaron en su camino al terminar la carrera. Le atraparon para siempre, primero con su tesis (sobre láser fotoquímico de iodo) y más tarde cuando profundizó sobre el tema en Oxford, con el grupo del que más tarde surgiría Oxford Lasers, una de las empresas más potentes a nivel mundial. «Ya no quise dejarlo». Volvió a España al Instituto Rocasolano, del Instituto Superior de Investigaciones Científicas (Csic), donde sigue desarrollando una brillante carrera como científico titular y profesor. Con sus equipos ha conseguido desde los años 80 en total ocho patentes, y sigue abriendo novedosas vías de investigación.

Es difícil resumir las líneas en las que desarrolla su trabajo. Ahora está centrado en el «diseño y síntesis de colorantes orgánicos para utilizarlos tanto en estado sólido como en terapia fotodinámica; así como el desarrollo de nanoestructuras para dispositivos ópticos para biofotónica. «Estudiamos la relación entre la estructura, la composición y las propiedades fotofísicas, queremos saber cómo se modifican las propiedades de las moléculas si cambian su estructura o su composición».

En términos científicos, desarrollo de materiales híbridos (parte orgánica y parte inorgánica) nanoestructurados (con estructuras nanométricas: un nanómetro es una milmillonésima parte de un milímetro) para aplicaciones en optoelectrónica y biomedicina. También películas de film de una micra de espesor (una milésima de milímetro), una longitud de dos milímetros y una anchura de 150 micras. «Eso es un láser. De forma que en una estrucgtura de un centímetro podemos incorporar gran cantidad de láseres, un recubrimiento fotónico».

El interés de estas estructuras mínimas y el control del color de los láseres que emiten permite por ejemplo suministrar fármacos a través de la piel de manera controlada, y programarlo a largo plazo.

Aunque una de las investigaciones en las que más está trabajando el equipo es en desarrollar colorantes para terapias fotodinámicas, que se utilizan en el tratamiento del cáncer. «Hay ciertos compuestos químicos que se absorben más por las células tumorales que por las sanas. Si esas sustancias se inyectan en una persona que sufre un tumor, las células cancerígenas las absorben en mayor medida que las sanas».

Las moléculas inyectadas han sido diseñadas además para actuar como diana. «Si se iluminan con determinado tipo de luz se modifican, se convierten en tóxicas y matan las células en las que están. Nuestro objetivo es conseguir que discriminen mejor las células enfermas, para que no se alojen en las sanas; y que reaccionen en mayor medida a esas luces que se aplican con un láser determinado. De esta forma se convierten en sustancias tóxicas más efectivas para los tumores a los que se incorporan. Por un lado destruyen mejor los tejidos dañados y por otro respetan los tejidos sanos». Estos tratamientos se realizan desde hace tiempo, ahora el equipo de Costela investiga en los colorantes de los láseres que se aplican, para conseguir mejorar los rendimientos. «Las moléculas pueden utilizarse como elementos que emiten luz láser, pero también como elementos receptores de esa luz, que se transforman al ser iluminados. Son muy versátiles, cumplen la doble función», señala el investigador.

Los láseres decolorantes han sido una constante en la carrera de Ángel Costela. «Primero trabajé en óptica no lineal, para cambiar el color de la luz; y ya en España retomé los láseres decolorantes. Se trataba de láseres líquidos, con muy buenas características pero que requieren disolventes orgánicos que son tóxicos, y además eran grandes y complicados de utilizar fuera del laboratorio». Durante muchos años las investigaciones fueron dirigidas a desarrollar ese mismo tipo de láseres pero de forma sólida, más fáciles de manejar incluso por personal no tan experto.

En los últimos años las aplicaciones de estas investigaciones en biomedicina han centrado buena parte de su trabajo, así como el desarrollo de nuevos materiales. «Empezamos con sistemas de láseres macroscópicos, de uno o dos centímetros, y estamos derivando hacia los microláseres y nanoláseres, con aplicaciones para optoelectrónica, fotobiología,...».

El resultado de sus investigaciones tiene además aplicaciones muy variadas, no sólo en biomedicina o farmacología. Desde el tratamiento de daños en la piel hasta la limpieza de edificios y elementos patrimoniales, las aplicaciones de los distintos tipos y colores de láseres parecen interminables.