L’origen del Laboratori Subterrani de Canfranc (LSC) cal buscar-lo en l’any 1985, quan el físic Ángel Morales i el Grup de Física Nuclear i Astropartícules de la Universitat de Saragossa van aprofitar un antic túnel ferroviari de Canfranc per instal·lar-hi experiments protegits de la radiació còsmica. El primer laboratori consistia en un remolc arrossegat per un vehicle adaptat per circular sobre les vies. Posteriorment, les instal·lacions es van ampliar i modernitzar i, aprofitant la construcció del túnel internacional de Somport, el 1994 es va construir una nova sala subterrània destinada a experiments de matèria fosca i física de neutrins amb participació internacional.

L’èxit científic del projecte va impulsar la construcció d’un nou laboratori, inaugurat el 2006 a uns 800 metres de profunditat sota el mont Tobazo, al vessant espanyol dels Pirineus. La profunditat, equivalent a una columna de 2.400 metres d’aigua, redueix el flux de muons còsmics en més d’un milió de vegades respecte a la superfície i crea un entorn excepcionalment protegit de la radiació. Amb una superfície subterrània d’uns 1.600 m², disposa de sales experimentals i serveis especialitzats, com laboratoris de radiopuresa i sistemes de reducció de radó. Des de 2021 compta amb una Plataforma de Biologia. Per accedir a les instal·lacions, el LSC obre dues convocatòries anuals per assignar el temps d’ús del laboratori.

Se sap que les radiacions ionitzants provoquen danys a les cèl·lules i, especialment, al DNA. Per això podria semblar intuïtiu que reduir-ne l’exposició afavorís la vida. Tanmateix, els primers experiments indiquen el contrari: en organismes adaptats durant milers de milions d’anys a la radiació natural de fons, una radioactivitat molt baixa (fins a 30.000 vegades inferior) sembla alentir els mecanismes de reparació del DNA i dificultar la resposta a l’estrès oxidatiu. Els cultius de bacteris, cèl·lules humanes i altres organismes model mostren una activitat cel·lular inferior respecte als cultivats a la superfície.

La naturalesa d’aquesta adaptació encara es desconeix i resta per determinar el paper de cadascun dels components de la radiació natural (muons, neutrons, electrons i radiació gamma). Igual que els detectors del LSC registren les cascades de partícules generades per la interacció de la radiació amb la matèria, aquestes cascades també podrien tenir un paper rellevant en els processos biològics cel·lulars. Entendre com aquesta energia es dissipa fins a l’escala de la química i la biologia és un dels grans reptes d’aquest nou camp de recerca. Des del 2021 s’han aprovat una desena d’experiments que exploren aquests mecanismes en bacteris i organismes eucariotes.

La recerca biològica en laboratoris subterranis profunds com el LSC

La recerca biològica en laboratoris subterranis profunds és encara un camp emergent, però els primers estudis indiquen que aquests laboratoris poden esdevenir eines clau per comprendre el paper de la radiació natural en l’evolució i el funcionament dels éssers vius. Alguns grups catalans participen en els experiments de la Plataforma de Biologia. Els primers projectes de la UPF es van aprovar entre el 2022 i el 2023. D’una banda, Genetic radiation tolerance, del grup Translational Synthetic Biology, liderat per Marc Güell, estudia com la radiació ambiental afecta la integritat genòmica d’organismes model procariotes i eucariotes. D’una altra, Multicellular structure formation in response to low level background radiation, del grup Multicellgenome Lab, dirigit per Iñaki Ruíz-Trillo, investiga com la baixa radiació de fons afecta la formació d’estructures multicel·lulars en organismes unicel·lulars propers als metazous. Els primers experiments mostren diferències discretes en l’expressió gènica, que encara cal confirmar.

El 2024 es va aprovar l’experiment Learning from microgravity and non-cosmic radiation in Fishnauts (GraCosFish), del grup Repro-Immune Team de l’Institut de Ciències del Mar, dirigit per Laia Ribas, en col·laboració amb l’IFREMER. L’estudi investiga com la microgravetat i la radiació natural ultrabaixa afecten el desenvolupament del peix zebra (Danio rerio) i del llobarro europeu (Dicentrarchus labrax), amb l’objectiu d’obtenir coneixement útil tant per a l’aqüicultura espacial com per adaptar els sistemes de producció als futurs canvis ambientals. Els primers resultats mostren que els embrions presenten una elevada supervivència, tot i que la microgravetat simulada altera el comportament natatori. Les anàlisis transcriptòmiques i epigenètiques indiquen que només una fracció molt petita dels gens modifica la seva expressió o el patró de metilació de l’ADN, principalment en vies relacionades amb la reparació del DNA, el desenvolupament, la resposta immunitària i la reparació cel·lular. Aquesta estabilitat molecular suggereix una notable capacitat d’adaptació dels embrions a condicions extremes i permet identificar possibles marcadors per seleccionar línies de peixos aptes per a sistemes d’aqüicultura espacial, amb aplicacions potencials també per augmentar la resiliència de l’aqüicultura davant els canvis ambientals a la Terra. Aquests primers resultats, presentats al congrés internacional Genomics in Aquaculture 2026 constitueixen la base científica de SpaceGenFish , un projecte que amplia aquesta línia de recerca per estudiar l’adaptació dels peixos a les condicions espacials i desenvolupar sistemes d’aqüicultura per a futures missions de llarga durada. SpaceGenFish també ha participat en un reportatge del programa El Escarabajo Verde de RTVE.

En conclusió, tot i que molts estudis encara estan en fase d’anàlisi, les dades obtingudes reforcen el potencial dels laboratoris subterranis profunds com a espais únics per investigar el paper de la radiació natural en la biologia i la salut. I, si hi teniu ocasió, la visita al laboratori subterrani de Canfranc (LSC) val la pena.

 

Cristina Junyent. Vocal de la junta de Govern del CBC. Doctora en biologia i divulgadora científica.