Un pampeano en el Max Planck

Fernando Tourn *
Ignacio Prina es un físico pampeano que investiga cómo desarrollar moléculas complejas que permitan llegar con la Resonancia Magnética Nuclear (RMN) a niveles más profundos de la materia, tanto en tiempo como en precisión. Su objetivo es diseñar “polímeros hiperramificados” que, junto con una variedad del gas hidrógeno llamada parahidrógeno, actúen como agente de contraste en estudios de RMN. Entre septiembre y noviembre del 2015 viajó a Alemania para avanzar en su investigación en el Instituto Max Planck, un centro de investigación líder a nivel mundial. Allí interesó a los científicos alemanes en su investigación.
Tiene 27 años y desde que terminó el colegio secundario se encuentra radicado en Córdoba. En Santa Rosa, cursó sus estudios secundarios en la ex Unidad Educativa 4 y luego en el colegio Ciudad de Santa Rosa. En Córdoba se recibió de Licenciado en Física en la Facultad de Matemáticas, Astronomía y Física de la UNC en el año 2012 y ese mismo año comenzó su doctorado, también en la UNC.
La investigación que lleva adelante se denomina “Discriminación de parahidrógeno como una herramienta en el diseño de polímeros hiper-ramificados para ser utilizados como agentes de contraste”. La mira está puesta en las posibilidades que presenta el “parahidrógeno”, una variedad del hidrógeno molecular en estado gaseoso que, enlazado con polímeros hiperramificados, podría actuar como agente de contraste en ese tipo de estudios.

Espines opuestos.
El “parahidrógeno” es una variante del hidrógeno molecular en la que los dos protones tienen diferente espín, uno en una dirección y el otro en la contraria. El espín es una de las propiedades básica de la materia a nivel subatómico. “Junto con la masa y la carga eléctrica, es una de las tres propiedades fundamentales de las partículas subatómicas elementales”, comentó el joven, en una conversación telefónica con LA ARENA.
A diferencia de las otras dos, el espín no tiene su correlato en la vida real. De allí que sea la menos conocida de esas propiedades fundamentales. Fue descubierta hacia 1925, en los albores de la física cuántica, y es la que permite el desarrollo de los discos rígidos y del láser, entre otros. El espín tiene un valor fijo para cada partícula subatómica, que puede ser valores enteros o semienteros. En el caso del protón, su valor es de _.
El gas hidrógeno, o hidrógeno molecular, está formado por dos átomos de hidrógeno enlazados a través de sus electrones. Cada átomo aporta un protón a la molécula. Si los espínes están alineados, se trata de un ortohidrógeno; si tienen sentidos opuestos, parahidrógeno. Este es el que interesa a Prina.
“El parahidrógeno tiene mucha información útil, pero al tener un espín para arriba y el otro para abajo, la proyección total del campo magnético es cero”, explicó. Eso lo hace difícil de detectar por un Resonador Magnético Nuclear, porque “su señal es muy débil”, precisó.
“Para salvar esa dificultad, utilizamos una técnica llamada “Hiperpolarización con parahidrógeno”, desarrollada en la década de los ‘80, que consiste en incorporar el parahidrógeno en otra molécula, a través de una reacción química llamada hidrogenación y de esa forma romper esa simetría”, relató. Si la reacción es exitosa, el parahidrógeno queda enlazado a otra molécula y en ese proceso se anula la compensación de campos magnéticos que lo hacía invisible. En el resonador magnético, la señal antes débil, ahora se detecta con mucha intensidad.

Agente de contraste.
Un Resonador Magnético Nuclear es un aparato que interactúa con los campos magnéticos que genera la muestra que se está analizando, sea una persona o una muestra inorgánica. “A veces se dice que una imagen por RMN detecta la presencia de agua en nuestro organismo; pero en realidad detecta las resonancias que producen las partículas que forman el núcleo atómico y esas partículas son, precisamente, los protones que forman el núcleo de los hidrógenos presentes en el molécula de agua”.
Con la técnica que está desarrollando Prina, “lo que queremos lograr es detectar con un mayor nivel de resolución los protones del parahidrógeno dentro de la molécula a la cual se adosó”. La molécula a la cual se adosa el parahidrógeno es una molécula de la familia de los polímeros hiperramificados, móleculas complejas que se obtienen sintetizados moléculas más simples, “monómeros”, que se disponen en ramas entrelazadas. Por su estructura y su composición, los polímeros son extremadamente útiles en un sinfín de aplicaciones, que van desde el creación de nuevos materiales biodegradables, sean pegamentos, gomas, retardadores de fuego, entre otros, hasta el desarrollo de sistemas ópticos, electrónicos y magnéticos.

Rapidez y precisión.
La reacción de hidrogenación entre el parahidrógeno y el polímero sobre la que está trabajando Prina permitirá elaborar compuestos que servirán de “agente de contraste” para estudios basados en Resonancia Magnética Nuclear, un método que, a diferencia de otros, no es invasivo ni agresivo para el cuerpo humano.
La técnica promete dos beneficios inmediatos: rapidez y mayor precisión. “Todos sabemos que para una Resonancia Magnética tenés que estar un rato largo dentro de ese tubo, muchas veces en posiciones muy incómodas”, comentó Prina. Cuando se logre este agente de contraste, los tiempos se acortarán sensiblemente y el estudio será aún más preciso. “Se podrán detectar órganos más delicados o lesiones que hoy pasan desapercibidas”, destacó el investigador.
Servirá no solo para tomar imágenes más nítidas del cuerpo humano y sistemas in-vivo, sino también como técnica de análisis para compuestos químicos o monitoreo de reacciones, entre otras aplicaciones.
De regreso al país, Prina continúa con su tesis doctoral en la Facultad de Matemáticas, Astronomía y Física de la Universidad Nacional de Córdoba, la que espera terminar en poco tiempo.
* Periodista de La Arena.