Elizabeth Fischer: La retratista del coronavirus

Imagen captada por Elizabeth Fischer que muestra partículas virales de Covid-19 siendo liberadas de una célula moribunda. Crédito: NIAID

La investigadora de los prestigiosos Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos ha registrado algunas de las imágenes más impresionantes del Covid-19. Su herramienta es la microscopía electrónica, técnica con la cual busca identificar debilidades en la anatomía del virus que puedan ser explotadas por eventuales terapias.




Francis Collins ha enfrentado numerosos desafíos durante sus más de cuatro décadas de carrera médica. Este doctor de 70 años no sólo logró identificar los genes claves que inciden en patologías como la fibrosis quística y el mal de Huntington, sino que también lideró el exitoso Proyecto Genoma Humano y, actualmente, dirige los prestigiosos Institutos Nacionales de la Salud de Estados Unidos (NIH). A pesar de toda esa experiencia, aún hay cosas que lo sorprenden, tal como él mismo comentó a fines de abril en un blog de la institución que encabeza. En su posteo, Collins manifestó su asombro por una imagen captada mediante microscopía electrónica y que mostraba una dramática y detallada escena: una célula renal proveniente de un primate y que agonizaba mientras su superficie era invadida por partículas de Covid-19.

“La imagen es literalmente una foto instantánea de la liberación viral, un proceso en el cual las partículas virales son expulsadas desde una célula que está muriendo. El registro es una ventana hacia la manera devastadoramente efectiva que tiene el SARS-Cov-2 de cooptar la maquinaria celular del huésped: sólo una célula infectada es capaz de liberar miles de nuevas partículas virales que, a su vez, pueden  transmitirse a otras”, escribió Collins. Era una de varias fotos similares de alta resolución que, en plena pandemia, han aparecido en la televisión, portales de noticias y otros medios. Lo que quizás la gente no sabe, agregó Collins en su blog, es que muchos de esos registros provienen de los Laboratorios Rocky Mountain (RML), una rama del Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas, dependiente de los NIH y que opera en un pequeño pueblo de Montana, llamado Hamilton.

“Elizabeth Fischer, directora de la unidad de microscopía electrónica de los RML, es quien tomó este retrato del SARS-Cov-2. Durante más de 25 años, Fischer ha captado imágenes impresionantes de peligrosos virus y microbios, incluyendo notables tomas del mortal virus del Ébola. También registró algunas de las primeras fotos del coronavirus que provoca el Síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS), que nació en los camellos y hoy sigue circulando entre la gente”,  relató el director de los NIH.

Elizabeth Fischer. Crédito: Elizabeth Fischer

Desde su hogar en Hamilton, un pueblo de no más de 5.000 habitantes al que llegó junto a su familia en 1994, la investigadora (58) cuenta a Tendencias que la imagen del Covid-19 a la que alude Collins y otras que ha tomado posteriormente, buscan lograr que el patógeno sea más tangible para el público general, además de ayudar a los científicos para que identifiquen puntos débiles en su anatomía: “Las imágenes que se usan en los medios tienen como propósito desmitificar al virus, darle un rostro al enemigo. Muchos laboratorios alrededor del globo, junto con el nuestro, están analizando el virus desde diferentes ángulos, algunos desde el punto de vista estructural, para entender posibles objetivos para las vacunas o tratamientos que se desarrollen”.

Fischer es actualmente una de las mayores expertas de Estados Unidos en microscopía electrónica, y desde las instalaciones del RML –que cuenta con uno de los 13 laboratorios con nivel de bioseguridad 4 del país del norte-, esta investigadora y sus colegas se dedican a visualizar con la máxima resolución posible a los causantes de enfermedades como el ébola y el sida, además del virus que desató la actual crisis sanitaria que azota al mundo. Pero la ruta que la llevó a ser una de las científicas más destacadas en su campo tuvo varios desvíos. El inicio formal se remonta a la Universidad de Colorado-Boulder, donde obtuvo un grado académico en biología, aunque su interés en el mundo natural se despertó durante su infancia.

“Creo que la mayoría de nosotros somos inherentemente curiosos. Piensen en cuando miraron por primera vez a través de una lupa o vieron cómo una pajilla parece distorsionarse cuando se la coloca en un vaso de agua; hay magia en ver las cosas o entender cosas que antes nunca habías visto. Tuve dos profesores particularmente inspiradores: a uno le decíamos Fitz y era un profesor de historia en secundaria, que me abrió los ojos para que pensara el mundo de distintas maneras y también encendió una llama para que viera y experimentara diferentes culturas por mí misma. El otro profesor fue el fallecido doctor Bill Redmond, quien me ayudó a entender la belleza de la física de un microscopio electrónico”, relata.

El camino hacia la microscopía

Tras titularse en la Universidad de Boulder-Colorado, Fischer le dio vueltas a la idea de estudiar medicina, pero terminó enrolándose en los Cuerpos de Paz, un organismo del gobierno estadounidense que funciona con voluntarios que viajan a distintos países para prestar ayuda en áreas como salud, educación y agricultura. Durante dos años, Fischer trabajó como maestra de matemáticas y ciencias en Liberia y, además, pudo recorrer el este de África y los Himalayas.

Al volver a Colorado, se dedicó a cultivar su amor por la vida al aire libre. En los veranos era guía de rafting en el río Arkansas y en los inviernos les enseñaba a esquiar a los niños en el centro Monarch Mountain. Luego de un tiempo, empezó a estudiar educación porque creía que sería una buena maestra de biología, pero al tomar un curso de microscopía electrónica su vida cambió radicalmente. La técnica nació gracias a los estudios de científicos e instituciones como la empresa alemana Siemens, que lanzó el primer microscopio electrónico comercial a fines de la década de 1930.  Con el paso de los años, esa tecnología abrió un mundo de observación totalmente nuevo que ha cautivado a investigadores como Fischer: hoy los instrumentos que ella tiene en su laboratorio, y que son fabricados por empresas como Hitachi, le permiten captar imágenes de un patógeno como el coronavirus, que es 10 mil veces más pequeño que el ancho de un cabello humano.

Otra imagen de partículas de Covid-19. Crédito: NIAID

“Ver la vida humana desglosada en sus células individuales es algo increíble en lo que pensar. Nunca me canso de reflexionar sobre la elegante maquinaria dentro de las células y de maravillarme por la manera en que el núcleo dirige la actividad, por los ribosomas que construyen proteínas dentro del retículo endoplasmático, el aparato de Golgi que empaca las proteínas, las mitocondrias que proveen energía, además de los múltiples tipos diferentes de células que tienen funciones distintas y que nos vuelven criaturas vivas únicas”, señala Fischer. La investigadora agrega que los seres humanos “tenemos más bacterias en nuestros cuerpos que células propias, principalmente para ayudarnos a través de una relación simbiótica. Luego están los patógenos que causan enfermedades. ¿Cómo es que invasores como los parásitos y los virus causan patologías? Enigmas como este son los que hacen latir la investigación científica, ese placer de descubrir y, literalmente, ver cosas por primera vez”.

Luego de encontrarse con el mundo de la microscopía electrónica, Fischer decidió darle un nuevo giro a su carrera y completó una maestría en biología. Al graduarse, terminó siendo contratada por los Laboratorios Rocky Mountain. En sus instalaciones, la investigadora y sus colegas ocupan diversas técnicas, incluyendo el clásico método de barrido, o SEM, por sus siglas en inglés: “Esto permite la visualización de partículas, incluyendo virus, que son demasiado pequeñas para ser observadas con la microscopía tradicional. Esto se logra al enfocar electrones, en lugar de luz, en un haz que escanea la superficie de una muestra que primero ha sido deshidratada, preservada químicamente y luego recubierta con una delgada capa de metal. A medida que los electrones rebotan en la superficie de la muestra, los expertos como Fischer son capaces de captar su topología precisa”, escribe Collins en su blog. El resultado, agrega, es una micrografía en escala de grises: “Para lograr que la imagen sea más fácil de interpretar, Fischer entrega los originales al departamento de artes médicas visuales del laboratorio, quienes usan coloración para hacer que sus características resalten”.

Hoy el laboratorio de Fischer recibe muestras de todo el mundo. A menudo, estas provienen de contenedores que han estado almacenados en refrigeradores por décadas o de cultivos criados en laboratorios. Sin embargo, en febrero ocurrió algo inusual: a sus manos llegó material viral proveniente de uno de los primeros estadounidenses infectados con Covid-19. Saber que la muestra venía directamente de un humano remeció a la investigadora: “Lo que considero perturbador es saber que proviene de un paciente que puede seguir vivo o no; eso hace que todo esto sea bastante personal. Esta es una persona que es miembro de una familia, la madre, el padre, la hermana, el hermano de alguien, un individuo que podría ser un pariente mío”. La especialista agrega que, pese a la potencial amenaza de las muestras que suele estudiar, su propia familia no tiene nada de qué preocuparse: “El laboratorio tiene múltiples niveles de salvaguardas que usamos para protegernos a nosotros mismos en un ambiente muy controlado. Cuando recibo las muestras de un investigador, ya han sido inactivadas múltiples veces como una precaución adicional antes de que las procese con microscopía electrónica”.

Partículas virales de Covid-19. Crédito: NIAID

En su blog, Francis Collins indica que la gran esperanza en torno al trabajo que realiza Fischer es que “nos aliente para que cada uno de nosotros pongamos algo de nuestra parte en el combate contra el Covid-19, ya sea que eso signifique zambullirnos en la investigación, trabajar en la primera línea o quedarnos en casa para prevenir la transmisión y aplanar la curva”. Una labor para la cual, asegura la investigadora, espera estar a la altura.

 “Estamos en un momento muy interesante de la historia humana. Tenemos gran movilidad, hay una gran superposición con los hábitats animales que llevará a saltos de potenciales patógenos desde los animales hacia los humanos y de los humanos a los animales. Gran parte del esfuerzo global se ha centrado en desarrollar plataformas de vacunas que puedan ser adaptadas rápidamente a los nuevos virus. Los prototipos de vacunas para el nuevo coronavirus han sido diseñados a una velocidad trepidante en comparación con las vacunas tradicionales, aunque todos desearíamos que ya estuvieran disponibles ahora. Mi equipo contribuye con piezas de un gran puzle que está siendo descifrado por científicos maravillosos que esperan encontrar maneras de prevenir, tratar o curar estas enfermedades infecciosas”.

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