Tag Archives: bioquímicos

Une bionanotecnología capacidades de los sistemas bioquímicos y de los materiales nanoestructurados.

 
Facebooktwittergoogle_plusmail
28 de octubre de 2013

Se llama bionanotecnología y es la conjunción de las capacidades de los sistemas biológicos y bioquímicos
Se llama bionanotecnología y es la conjunción de las capacidades de los sistemas biológicos y bioquímicos

• Estrena el CNyN de la UNAM un área de investigación biológica, encabezada por Rafael Vázquez Duhalt

• En sus líneas de trabajo encapsulan enzimas que mejoran la eficiencia de fármacos contra el cáncer, suministran medicamentos en materiales nanométricos y utilizan sistemas bacterianos para suministrar al intestino sustancias benéficas

Una novedosa área de investigación con gran potencial de aplicación, que reúne a la biología avanzada con la ciencia de materiales en la escala de lo pequeño, ha iniciado su trabajo académico en el Centro de Nanociencias y Nanotecnología (CNyN) de la UNAM, ubicado en Ensenada, Baja California.

Se llama bionanotecnología y es la conjunción de las capacidades de los sistemas biológicos y bioquímicos con las propiedades de los materiales nanoestructurados, resumió Rafael Vázquez Duhalt, quien encabeza el área y a un grupo de científicos que exploran el área biológica en un centro tradicionalmente dedicado a la física y la química teóricas enfocadas a materiales y catálisis.

“La ciencia moderna es la interfase de las áreas tradicionales del conocimiento. Ya no se puede pensar en química pura, hay que asociarse con física y biología. Las ciencias modernas son multidisciplinarias y los nuevos laboratorios deben entrar a las diferentes áreas”, consideró el ingeniero químico industrial, maestro en química analítica del medio ambiente y doctor en ciencias biológicas.

En el grupo hay microbiólogos, químicos y un físico. “Me he desarrollado en la biotecnología, que es multidisciplinaria, pero la bionanotecnología es una oportunidad de encontrar nuevas interacciones entre áreas tradicionales del conocimiento”, insistió Vázquez Duhalt.

Nuevo departamento en el CNyN

Esa área novedosa se conjunta en el Departamento de Bionanotecnología del CNyN, que se concretó tras 10 años de planear dentro de la UNAM un centro de investigaciones en biología avanzada.

“Desde 2003 nos reunimos en Cuernavaca –donde Vázquez era investigador del Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM– Rodolfo Quintero (del IBt), María Teresa Viana (de la Universidad Autónoma de Baja California), y yo, con el entonces director del Centro de Ciencias de la Materia Condensada, Leonel Cota Araiza. La idea era traer la rama biológica a un centro especializado en física y química teórica enfocada a materiales; la oportunidad se dio en el momento que este espacio se convirtió en el CNyN”, relató.

Hoy, ese departamento cuenta con cuatro investigadores titulares, uno posdoctoral, un técnico académico y 15 estudiantes de posgrado.

“Pronto se integrarán dos investigadores posdoctorales más y espero que en un bienio podamos tener dos titulares más, pues la idea es trabajar como un grupo grande, con científicos de varios niveles, en el que los más jóvenes puedan crecer y tener investigaciones independientes, pero con el fomento a la interacción para formar un grupo sólido del más alto nivel, competitivo a nivel internacional”, explicó.

Encapsular enzimas para mejorar quimioterapia

Una de las líneas de investigación es la encapsulación de enzimas para mejorar la quimioterapia contra el cáncer. En el laboratorio, Vázquez Duhalt, junto con Rubén Cadena, diseñan y producen nanoesferas que transportan actividad enzimática que activa los fármacos dirigidos a tumores.

Para lograrlo, encapsulan las enzimas en cápsides virales –partículas de virus de entre 20 y 100 nanómetros sin contenido de ácidos nucleicos ni capacidad de infectar– que son modificadas para que se peguen específicamente a los tejidos tumorales y ahí ejerzan su actividad.

Las estructuras o cápsides son inteligentes, pues son capaces de reconocer el tejido al que van dirigidas y dentro llevan un medicamento con suministro controlado.

“Hay varios grupos en el mundo que realizan investigación para llevar fármacos a sitios específicos, pero lo innovador de nuestro proyecto es que vamos un paso más allá. Queremos generar una actividad enzimática que activará al medicamento en el sitio preciso donde se requiere, con ello pretendemos hacer más eficiente el efecto de los fármacos”, dijo.

Enzimas en materiales mesoporosos

Otra línea de trabajo de este grupo, en donde está involucrado Sergio Águila, conjunta las cualidades catalíticas de las enzimas con propiedades muy específicas de los nanomateriales.

“Hacemos inmovilización de enzimas en materiales nanoestructurados mesoporosos para darles propiedades diferentes de actividad y estabilidad; esto tiene aplicaciones en la medicina y la industria”.

Estabilizamos unas llamadas peroxidasas, con las que hemos trabajado 20 años, que tienen la propiedad de ser inactivadas en presencia de su propio sustrato, que es el peróxido de hidrógeno, detalló.

Las peroxidasas tienen aplicaciones muy variadas, pero no se pueden utilizar a gran escala porque se inactivan. “Tratamos de inmovilizarlas en materiales específicos que tienen la capacidad de transferir electrones para hacerlas más estables; tenemos resultados preliminares que indican que sí podemos hacerlo”, adelantó.

Por otro lado, con la participación de Alejandro Huerta, se explora la posibilidad de usar sistemas bacterianos especializados en la transferencia de compuestos para el suministro de interés terapéutico a células intestinales.

“Es un sistema de proteínas que usan bacterias para inyectar toxinas. Queremos aislarlo y utilizarlo para que sistemas inocuos suministren medicamentos u otras sustancias benéficas a tejidos específicos como el intestino”, abundó.

Modificación química de enzimas

Otra investigación busca modificar enzimas químicamente, mediante un recubrimiento de tres capas, para que sea reconocida por los tumores cancerosos sin necesidad de emplear la cápside viral.

“Ponemos tres capas diferentes de moléculas. La primera es para incrementar el número de grupos reactivos en la superficie de la proteína; la segunda es una cubierta de un polímero compatible que hace a la enzima inmunológicamente inerte (es decir que no tenga reacción inmunológica ni cause ninguna reacción) y la tercera tiene grupos funcionales que son reconocidos por las células tumorales. Queremos que esta enzima recubierta sea reconocida por los tumores”, remarcó.

Finalmente, Vázquez Duhalt destacó que en el CNyN sus colegas físicos son expertos en el diseño de materiales a escala nanométrica, mientras los biotecnológos tienen el conocimiento de biología y bioquímica. “Conjuntar estas áreas ha resultado muy productivo para aprovechar propiedades tanto bioquímicas como de materiales nanoestructurados”.

Créditos: UNAM-DGCS-646

Colaboran alumnos de la UNAM y la Universidad de Loughborough, en proyectos conjuntos

 
Facebooktwittergoogle_plusmail

Alumnos de la FI participaron en un proyecto con estudiantes de la Universidad de Loughborough, Inglaterra, para diseñar una máquina útil en el llenado de placas empleadas en laboratorios químicos y bioquímicos.
Alumnos de la FI participaron en un proyecto con estudiantes de la Universidad de Loughborough, Inglaterra, para diseñar una máquina útil en el llenado de placas empleadas en laboratorios químicos y bioquímicos.

20 de agosto de 2010

• Como parte del Programa de Colaboración Internacional de la FI, diseñan una máquina útil en el llenado de placas empleadas en laboratorios químicos y bioquímicos

Como parte del Programa de Colaboración Internacional de la Facultad de Ingeniería (FI) de la UNAM, alumnos de la entidad participaron en un proyecto con estudiantes de la Universidad de Loughborough, Inglaterra, para diseñar una máquina útil en el llenado de placas empleadas en laboratorios químicos y bioquímicos, donde se depositan muestras de ADN, líquidos con proteínas o muestras para realizar pruebas Elisa.

El proceso abarcó la investigación de necesidades de los usuarios; el desarrollo de especificaciones; elaboración de dibujos conceptuales y análisis de resistencia mecánica y fluidos por computadora, y estudio de costos, y diseño de configuración.

Santiago Blackaller Ledesma, Anahí Martínez Corzo y Arturo Martínez Carrillo participaron en esta experiencia, cuyo objetivo principal fue formar ingenieros a nivel licenciatura y posgrado, capaces de insertarse en un ambiente industrial actual.

Los universitarios fueron asesorados por Víctor Javier González Villela y Marcelo López Parra, profesores de la FI, quienes consideraron que a partir de estos proyectos se ha podido constatar que en la UNAM “tenemos alumnos bien preparados, competitivos y capaces de hacer trabajos profesionales y de calidad”.

Al respecto, Blackaller Ledesma, del noveno semestre de la carrera de Ingeniería Mecatrónica, explicó que con otros dos compañeros colaboraron en equipos diferentes en la concepción de la máquina, desde la detección de necesidades de los posibles clientes, hasta el diseño conceptual.

Esta labor, precisó, se realizó a distancia con los estudiantes de Loughborough, y al final se tuvo la oportunidad de presentar los resultados en la universidad inglesa, y después, en la UNAM.

Lo más significativo fue el diseño, porque se trata de un aparato poco común y, por lo mismo, su modelo o características no se pueden copiar de otro. “Las nuestras fueron ideas originales”, destacó.

A su vez, Martínez Corzo, pasante de la misma carrera, aseveró: “Realmente no tuvimos problemas en lo referente al nivel de conocimientos, porque trabajamos de igual a igual con los ingleses”.

“En ese sentido, me queda la satisfacción de haber realizado con éxito un proyecto en todas sus etapas, en un idioma distinto y con gente con la que tenemos grandes diferencias culturales”, subrayó.

Por su parte, Martínez Carrillo, alumno de noveno semestre, indicó que se buscó crear una máquina que cubriera necesidades aún no contempladas por aparatos existentes en el mercado.

En tanto, González Villela comentó que la tendencia actual de la educación tiene tres vertientes: multicultural, multilingüe y global; en ese sentido, este tipo de actividades nos ponen al día en los requerimientos internacionales.

Este es el segundo año que se realiza la colaboración con Loughborough, acotó, y un aspecto sobresaliente es que los jóvenes de ambas instituciones deben llegar a acuerdos para elaborar un buen producto de manera conjunta.

En su oportunidad, López Parra mencionó que estos proyectos tienen un carácter global, porque además de la participación de universidades, también colaboran empresas que buscan la generación de ideas nuevas, y los estudiantes son una buena veta para explotar.

De este modo, agregó, se crea un espacio de colaboración semejante al ambiente que encontrarán en el campo laboral.

Para los profesores, el aprendizaje es la oportunidad de entender el modelo de educación y enseñanza que siguen nuestros pares en otros países, concluyó.

Créditos: UNAM. DGCS-492/unam.mx