U. Andrés Bello: una década aportando al desarrollo de la Bionanotecnología en Chile

Desde hace más de diez años, académicos de las áreas de Química, Ciencias Biológicas y Medicina de la U. Andrés Bello trabajan en investigaciones que ayuden al desarrollo de nuevas alternativas terapéuticas a partir de la nanotecnología.

El futuro de la salud humana está en las nanopartículas. Diversos grupos de científicos a nivel mundial se encuentran caracterizando estas pequeñas moléculas para el desarrollo de nuevas alternativas terapéuticas como fármacos de liberación controlada, que actúen de manera más precisa sobre su blanco, mejorando la efectividad de los tratamientos.

Desde hace una década, la Universidad Andrés Bello se encuentra trabajando en el ámbito de la bionanotecnología, desarrollando investigación científica que contribuya a la creación de estas nuevas herramientas.

Los primeros pasos en este ámbito se dieron en las ciencias básicas, específicamente en la Química. Desde esta disciplina, diversos investigadores han intentado identificar aquellas moléculas y materiales que cuentan con las cualidades más adecuadas para su uso en biomedicina.

Un ejemplo de este trabajo es la investigación liderada por el Dr. Ramiro Arratia y que consistió en el modelamiento molecular utilizando herramientas de quimica cuántica relativista para predecir el comportamiento luminescente  y desarrollar nanoestructuras de renio, selenio y iodo, capaces de detectar y atacar de forma selectiva a  células cancerosas sin dañar las células sanas. Todo este procedimiento de modelamiento molecular y síntesis racional funcionalizada se realiza mediante el protocolo de Ingeniería Molecular desarrollada durante la ejecución del Núcleo Milenio dirigido por el Dr. Arratia y que alberga la U. Andrés Bello.

Otra iniciativa de este grupo de investigacion fue encabezada por la Dra. Daniela Geraldo, y en colaboración con el grupo de Dr Guido Mora, quien sintetizó puntos cuánticos decorados por nanotubos generando un nanocompuesto que mostró propiedades antimicrobianas al entrar en contacto con bacterias altamente resistentes a los tratamientos convencionales.

Aplicaciones biológicas y médicas

Pero durante estos años, la investigación en Bionanomedicina al interior de la Universidad Andrés Bello ha evolucionado, dando el paso desde el análisis de moléculas fundamentales hasta su aplicación en sistemas biológicos y en medicina.

Por este motivo la casa de estudios ha incorporado a nuevos equipos científicos como los reunidos en el Centro de Bioinformática y Biología Integrativa (CBIB) en la Facultad de Ciencias Biológicas y el Center for Integrative Medicine and Innovative Science (CIMIS) de la Facultad de Medicina.

Los investigadores del CBIB están concentrados en la identificación y caracterización de nanopartículas de interés biomédico. Una de las iniciativas que está desarrollando este centro, es el desarrollo de nuevas nanopartículas que emulen las propiedades de las proteínas. Este trabajo se realiza mediante técnicas de bioinformática y simulación molecular. Según el Dr. Danilo González-Nilo, director del CBIB, “Esta es una de las primeras iniciativas en el mundo donde se usan elementos de arquitectura de las proteínas para generar nuevas nanopartículas de uso biomédico”. Esto ubica al CBIB a la vanguardia de Latinoamérica en este campo.

Siguiendo la misma estrategia, que combina eficientemente herramientas de simulación molecular, síntesis química y pruebas en sistemas biológicos, el Dr. Daniel Aguayo se encuentra desarrollando un nuevo tipo de partículas, capaces de inhibir la interacción de las bacterias con las células.

El salto a la medicina del futuro

Por su parte, el CIMIS se dedica a la preparación de nanopartículas de naturaleza polimérica, uno de cuyos objetivos es la liberación controlada de fármacos en el espacio y regulados durante el tiempo. “Nuestro objetivo es mejorar las propiedades biológicas de fármacos ya existentes, como los antibióticos”, explica el Dr. Luis Velásquez.

En este contexto, se encuentran desarrollando una partícula nanométrica que permita mejorar la administración del taxol, un medicamento usado desde 1993 para el tratamiento del cáncer, pero que presenta efectos adversos como la caída del cabello y diarreas. Esta nueva nanopartícula podría circular durante dos días en forma inactiva por el cuerpo humano, tiempo durante el cual podría acumularse alrededor de las células cancerígenas y para luego liberar selectivamente el fármaco preferencialmente sobre ellas.

Otra innovación que está desarrollando el CIMIS, en colaboración con el CBIB y la Escuela de Nutrición de la UNAB, se orienta al control del apetito: se trata de la creación de una molécula capaz de bloquear los receptores de orexina, estructuras identificadas como responsables del aumento del apetito, por lo que su uso podría permitir generar nuevos tratamientos contra la obesidad.

Equipamiento de última generación

Para el desarrollo de esta investigación de punta, la universidad cuenta con equipamiento de alta tecnología, como el equipo de supercómputo del CBIB. Se trata del computador de uso científico más grande de Chile luego del ubicado en el observatorio ALMA, con un procesador de 1.536 núcleos y una memoria RAM de 3.000 GB. Este gran equipo se encuentra integrado con laboratorios de microscopía electrónica, biología celular e ingeniería de proteínas.

Por su parte, el CIMIS cuenta el sistema Laboras, único en Sudamérica, que permite determinar el efecto de nanomateriales en animales de laboratorio en forma automática. Además posee un equipo para observar la distribución de nanopartículas en animales anestesiados sin necesidad de sacrificarlos.

Cooperación nacional e internacional

El trabajo de los investigadores de la U. Andrés Bello en el campo de la bionanotecnología no es aislado, sino que forma parte de redes nacionales e internacionales de colaboración. A nivel local, los investigadores trabajan en conjunto con el Centro Nacional para el Desarrollo de la Nanociencia y Nanotecnología (CEDENNA), la Fundación Fraunhofer Chile, la Universidad Católica, la Fundación Arturo López-Pérez y el Hospital El Pino.

En el plano internacional, la Universidad Andrés Bello trabaja en colaboración con la Universidad de Minnesotta, la Universidad de Cornell, Universidad de Arizona, la Universidad de Zaragoza, CSIC de Barcelona, el Trinity Collage de Dublín, la Universidad de Rennes y la Universidad de Ottawa.