Tecnología
Nanopartículas de la Antártida servirían para marcar células tumorales
Científicos trabajan con bacterias que habitan en glaciares y son capaces de producir partículas fluorescentes que podrían ser utilizadas para rastrear diferentes tipos de cáncer
SANTIAGO DE CHILE, CHILE (27/DIC/2015).- Bajo las condiciones extremas de los glaciares de la Antártida habitan unas bacterias capaces de sintetizar en su interior nanopartículas fluorescentes que podrían ser utilizadas para marcar células tumorales y rastrear la metástasis de diferentes tipos de
cáncer.
Estas nanopartículas se generan en el interior de microorganismos muy resistentes a condiciones extremas, como la alta exposición a la luz ultravioleta, la falta de nutrientes y las bajas temperaturas que se dan en el Glaciar Unión, ubicado en la Antártida profunda, según el investigador Luis Saona, asociado al Centro de Bioinformática y Biología integrativa (CBIB) de la Universidad Andrés Bello (UNAB) y a la Universidad de Chile.
Saona es uno de los quince investigadores que componen la expedición científica chilena que este año se desplazó a la Estación Polar Científica del "continente blanco", operada conjuntamente por el Instituto Nacional Antártico de Chile ( INACH) y las Fuerzas Armadas, y situada a 79 grados de latitud sur.
Hasta ahora, las nanopartículas se fabricaban principalmente a través de procesos químicos que involucraban a metales pesados como cadmio, teluro o mercurio y que aumentaban su toxicidad y desfavorecían sus aplicaciones biológicas.
Es por ello que, desde hace algunos años, el Laboratorio de Bionanotecnología y Microbiología dirigido por el Dr. Pérez-Donoso, a través de la investigación que desarrollan científicos como Luis Saona, han empezado a fijarse en las nanopartículas de cobre, un mineral menos tóxico para el organismo y que, a través de un método que han patentado recientemente, es capaz de crear nanopartículas con gran poder luminiscente.
"El reto actualmente es sintetizar nanopartículas de forma natural mediante el uso de microorganismos capaces de generar estas nanoestructuras en presencia de cobre", explica el científico chileno.
Además, que señala que la gracia de trabajar con este tipo de microorganismos acostumbrados a vivir en ambientes extremos es que, después de someterlos a un tratamiento de estrés, son capaces de crear estas nanoparticulas florescentes.
El cobre sería el único elemento exógeno que los científicos agregarían para crear estas nanopartículas florescentes que, al ser introducidas en células tumorales, podrían alumbrar el movimiento de las células en el organismo y permitirían entender cómo y cuándo las células cancerígenas infiltran otros tejidos.
"Lo que estamos estudiando es la posibilidad de que microorganismos antárticos logren crear en su interior estas nanopartículas florescentes, cuya toxicidad es mucho menor, pues están recubierta con proteínas y moléculas orgánicas propias de un organismo vivo", explica Saona.
Además de probar las nanopartículas de cobre en tejido celular, los científicos trabajan para utilizar estas partículas microscópicas en prototipos de celdas solares con las que se podrían construir paneles solares basados en cobre para generar energía a partir de la luz del sol.
"Estas nanopartículas son cosechadoras de fotones: reciben la luz del sol, obtienen energía y emiten florescencia. Lo que hacemos en una celda solar es tomar ese flujo de electrones y tratar de convertirlo en corriente eléctrica en vez de fluorescencia", explica.
El objetivo de las investigaciones que desarrollan en la Universidad Andrés Bello, que aún están en una fase preliminar de desarrollo, es reemplazar los materiales basados en el silicio por un proceso "mucho más ecológico".
"Por el momento estamos en una fase embrionaria pero hay muchos estudios que aseguran que las celdas solares de cuarta generación utilizarán nanopartículas de este tipo o componentes biológicos", asegura el investigador.
Con el objetivo de avanzar en las investigaciones, Saona se desplazó durante dos semanas al Glaciar Unión, situado a tan sólo mil kilómetros del polo sur, para recoger muestras de tierra que contuvieran estos microorganismos que luego aislarían en los laboratorios.
Además de representar un avance en el tratamiento del cáncer y en la creación de energías renovables, esta tecnología "totalmente chilena" podría dar valor agregado a un producto nacional que hasta el momento sólo se vende en bruto.
"Chile lleva años siendo el principal exportador de cobre del mundo y, sin embargo, como país hemos sido incapaces de hacer negocio con él en un estado que no sea el natural", explica Saona.
"Eso tiene que cambiar y tanto este proyecto, como otros que desarrollamos en el laboratorio de Bionanotecnología y Microbiología de la UNAB apuntan en esa dirección, dar valor agregado a minerales de importancia para nuestro país, como el cobre y litio", sentenció.
Estas nanopartículas se generan en el interior de microorganismos muy resistentes a condiciones extremas, como la alta exposición a la luz ultravioleta, la falta de nutrientes y las bajas temperaturas que se dan en el Glaciar Unión, ubicado en la Antártida profunda, según el investigador Luis Saona, asociado al Centro de Bioinformática y Biología integrativa (CBIB) de la Universidad Andrés Bello (UNAB) y a la Universidad de Chile.
Saona es uno de los quince investigadores que componen la expedición científica chilena que este año se desplazó a la Estación Polar Científica del "continente blanco", operada conjuntamente por el Instituto Nacional Antártico de Chile ( INACH) y las Fuerzas Armadas, y situada a 79 grados de latitud sur.
Hasta ahora, las nanopartículas se fabricaban principalmente a través de procesos químicos que involucraban a metales pesados como cadmio, teluro o mercurio y que aumentaban su toxicidad y desfavorecían sus aplicaciones biológicas.
Es por ello que, desde hace algunos años, el Laboratorio de Bionanotecnología y Microbiología dirigido por el Dr. Pérez-Donoso, a través de la investigación que desarrollan científicos como Luis Saona, han empezado a fijarse en las nanopartículas de cobre, un mineral menos tóxico para el organismo y que, a través de un método que han patentado recientemente, es capaz de crear nanopartículas con gran poder luminiscente.
"El reto actualmente es sintetizar nanopartículas de forma natural mediante el uso de microorganismos capaces de generar estas nanoestructuras en presencia de cobre", explica el científico chileno.
Además, que señala que la gracia de trabajar con este tipo de microorganismos acostumbrados a vivir en ambientes extremos es que, después de someterlos a un tratamiento de estrés, son capaces de crear estas nanoparticulas florescentes.
El cobre sería el único elemento exógeno que los científicos agregarían para crear estas nanopartículas florescentes que, al ser introducidas en células tumorales, podrían alumbrar el movimiento de las células en el organismo y permitirían entender cómo y cuándo las células cancerígenas infiltran otros tejidos.
"Lo que estamos estudiando es la posibilidad de que microorganismos antárticos logren crear en su interior estas nanopartículas florescentes, cuya toxicidad es mucho menor, pues están recubierta con proteínas y moléculas orgánicas propias de un organismo vivo", explica Saona.
Además de probar las nanopartículas de cobre en tejido celular, los científicos trabajan para utilizar estas partículas microscópicas en prototipos de celdas solares con las que se podrían construir paneles solares basados en cobre para generar energía a partir de la luz del sol.
"Estas nanopartículas son cosechadoras de fotones: reciben la luz del sol, obtienen energía y emiten florescencia. Lo que hacemos en una celda solar es tomar ese flujo de electrones y tratar de convertirlo en corriente eléctrica en vez de fluorescencia", explica.
El objetivo de las investigaciones que desarrollan en la Universidad Andrés Bello, que aún están en una fase preliminar de desarrollo, es reemplazar los materiales basados en el silicio por un proceso "mucho más ecológico".
"Por el momento estamos en una fase embrionaria pero hay muchos estudios que aseguran que las celdas solares de cuarta generación utilizarán nanopartículas de este tipo o componentes biológicos", asegura el investigador.
Con el objetivo de avanzar en las investigaciones, Saona se desplazó durante dos semanas al Glaciar Unión, situado a tan sólo mil kilómetros del polo sur, para recoger muestras de tierra que contuvieran estos microorganismos que luego aislarían en los laboratorios.
Además de representar un avance en el tratamiento del cáncer y en la creación de energías renovables, esta tecnología "totalmente chilena" podría dar valor agregado a un producto nacional que hasta el momento sólo se vende en bruto.
"Chile lleva años siendo el principal exportador de cobre del mundo y, sin embargo, como país hemos sido incapaces de hacer negocio con él en un estado que no sea el natural", explica Saona.
"Eso tiene que cambiar y tanto este proyecto, como otros que desarrollamos en el laboratorio de Bionanotecnología y Microbiología de la UNAB apuntan en esa dirección, dar valor agregado a minerales de importancia para nuestro país, como el cobre y litio", sentenció.
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