La Ciencia en imágenes, del Instituto Max Planck (IV)

Continuamos con las fotos que con motivo de la concesión del Premio "Príncipe de Asturias" de la Cooperación Internacional 2013 a la Sociedad Max Planck para el Avance de la Ciencia, estuvieron expuestas en el Parque San Francisco de Oviedo.

Turbulento intercambio, foto de Juan Pedro Mellado, del Instituto Max Planck para la Meteorología, Hamburgo, Alemania.

En los procesos climáticos, las corrientes turbulentas juegan un papel importante, como en la formación de nubes o -como se calcula y visualiza aquí- en los procesos de intercambio en la superficie de las aguas. Si el agua que limita con el aire se enfría, en la capa que hay debajo se origina mediante convección y empuje ascensorial un patrón típico celular de la distribución del calor del agua: las zonas oscuras son áreas relativamente calientes, que se desplazan hacia arriba. Al mismo tiempo áreas más frías, a veces de solo unos milímetros de anchura -aquí, los bordes claros de las células-. En los nodos de la red surgen diminutos remolinos, a veces incluso remolinos dobles con sentidos de giro opuestos.

Sistema de transporte en el microcosmos, foto de Karen Kölhler, del Instituto Max Planck para Coloides e interfaces, Potsdam, Alemania.

Los fármacos consiguen la mayor eficacia -y con los menores efectos secundarios- cuando se liberan directamente en las regiones enfermas del cuerpo. Los científicos de Max Planck trabajan en un sistema de transporte que no desprende las sustancias activas hasta que reconoce las células meta: unas microcápsulas con moléculas de reconocimiento especiales se acoplan directamente a células enfermas, por ejemplo a células cancerosas. Mediante el cambio de temperatura, de pH o del contenido de sal, las sustancias activas consiguen escapar a través de las paredes de la cápsula. Aquí, distintos tipos de dichas cápsulas fueron sometidos a elevadas temperaturas: como resultado, algunas de ellas encogen, convirtiéndose en pequeñas esferas sólidas (amarillo), otras se funden, formando cápsulas más grandes (verdes) que al secarse se desinflan.

Jerarquía de los nanoconos, foto de Frank Marlow, del Instituto Max Planck para la Investigación del Carbón, Mülheim an der Ruhr, Alemania.

Diminutos conos de gel de sílice crecen de forma ordenada sobre una superficie de vidrio. Constan en su interior de tubos de gel de sílice de tan solo uno nanómetros, que se enrollan en forma de espiral alrededor de un eje -de modo parecido a una espiral de regaliz-. El eje de simetría central ya se encuentra en el germen inicial del cono, y es responsable del aspecto y las propiedades que tendrán más tarde las formas de silicato. Los tubos, por otra parte, contienen moléculas orgánicas ordenadas. Con ello, el conjunto queda estructurado jerárquicamente. Hasta ahora, las estructuras jerárquicas que se conocían provenían sobre todo de la naturaleza, por ejemplo, de la estructura de los huesos.

Cayendo en la red, foto de Volker Brinkmann, del Instituto Max Planck de Biología de las Infecciones, Berlin, Alemania.

En nuestro sistema inmunológico, los glóbulos blancos desempeñan un papel importante. De entre ellos, los granulocitos neutrófilos -llamados también simplemente neutrófilos- constituyen la primera línea de defensa. Estos devoran las bacterias, literalmente, rodeándolas y dirigiéndolas en el interior de la célula. Y los neutrófilos cuentan, además con otro sorprendente truco: son capaces de arrojar estructuras fibrosas similares a una red, apresar bacterias en ellas, y destruirlas fuera de la célula. Aquí, unas bacterias Shigella (en rojo) se enredan en la red de los neutrófilos.