Apósitos de uso tópico Tecnología de impresión 3D para la Leishmaniasis

 

Autoridades del CONICET, del Ministerio de Salud Pública de Salta, de la UNSa, e equipo de trabajo del INIQUI y el IPE (CONICET).

Se avanza en el diseño de apósitos de uso tópico mediante la tecnología de impresión 3D para la Leishmaniasis

El proyecto será desarrollado de manera conjunta por el CONICET a través de los Institutos de Investigaciones para la Industria Química y de Patología Experimental Dr. Miguel Ángel Basombrío —ambos de doble dependencia con la Universidad Nacional de Salta— y el Ministerio de Salud Pública de la Provincia de Salta.

El Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), a través del área de Vinculación Tecnológica a cargo de Daniel Romero (CONICET Salta Jujuy), el Ministerio de Salud Pública de Salta, representado por su Ministro Federico Mangione, junto a la Universidad Nacional de Salta (UNSa), el Instituto de Patología Experimental Dr. Miguel Ángel Basombrío (IPE, CONICET- UNSa) y el Instituto de Investigaciones para la Industria Química (INIQUI, CONICET- UNSa), firmaron un convenio de I+D con el objetivo de llevar a cabo el diseño y desarrollo de apósitos de uso tópico mediante la tecnología de impresión 3D y geles utilizando materiales termo sensibles, para el tratamiento de leishmaniasis.

Cabe destacar que para desarrollar las actividades que propone el proyecto, se estableció un equipo de trabajo integrado por investigadores, becarios y personal de apoyo del IPE y del INIQUI dedicados a mejorar la calidad de vida, la salud y las enfermedades desatendidas de la población y específicamente del territorio.

“Este convenio de investigación y desarrollo (I+D), se pondrá en marcha gracias al innovador proyecto gestionado por científicos y científicas del CONICET, y será destinado al diseño y fabricación de apósitos terapéuticos para el tratamiento de la leishmaniasis cutánea, una enfermedad tropical que afecta a miles de personas en regiones vulnerables del país”, explicaron quienes tomaron la palabra en el acto, y especialistas del grupo de trabajo.

Durante la firma del Convenio, realizada en la UNSa, se hicieron presentes el director del CONICET Salta Jujuy Raúl Becchio; el rector de la UNSa Daniel Hoyos, el director del IPE Diego Marco, la directora del INIQUI Mónica Farfán, el representante de RRII de la Provincia de Salta Julio San Millan y la secretaria de Cooperación Técnica y RRII y de la UNSa, Carolina Romano.

Sobre la innovación que propone el proyecto

La iniciativa busca desarrollar apósitos de uso tópico mediante impresión 3D y materiales gelificados termo sensibles, que permitan la liberación localizada de fármacos leishmanicidas directamente sobre las lesiones cutáneas provocadas por el parásito Leishmania.

Actualmente, la leishmaniasis cutánea carece de tratamientos específicos aprobados. 

Los fármacos disponibles, como los antimoniales pentavalentes, son invasivos, costosos y presentan efectos secundarios considerables. 

Además, su aplicación requiere personal capacitado, lo que dificulta su implementación en zonas rurales o de difícil acceso.

Frente a este panorama, los apósitos impresos en 3D se presentan como una alternativa terapéutica innovadora, segura y accesible. Estas formulaciones tópicas permitirán un tratamiento localizado, menos invasivo y de más fácil aplicación, lo que podría mejorar la adherencia de los pacientes, reducir complicaciones y evitar cicatrices permanentes, además de contribuir a una mejor calidad de vida para las personas afectadas.

La leishmaniasis, una enfermedad desatendida

Actualmente, la leishmaniasis cutánea carece de un tratamiento específico aprobado, lo que representa un desafío crítico para los sistemas de salud en las regiones afectadas. 

Los tratamientos existentes, como el uso de antimoniales pentavalentes, aunque eficaces, son invasivos, costosos y conllevan un riesgo significativo de efectos secundarios. 

Además, estos medicamentos requieren administración intramuscular o intravenosa por parte de personal capacitado, lo que limita su disponibilidad y accesibilidad, especialmente en áreas rurales y de bajos recursos.

La falta de un tratamiento específico y menos invasivo para la leishmaniasis cutánea no

solo agrava la carga de la enfermedad, sino que también aumenta el riesgo de

complicaciones, como la aparición de cicatrices permanentes, infecciones secundarias y estigmatización social. Esta situación subraya la necesidad urgente de desarrollar

nuevos enfoques terapéuticos que sean más accesibles, seguros y efectivos.

Por su parte Cintia Briones, becaria doctoral del INIQUI y parte fundamental del equipo de trabajo, comentó: 

“El objetivo del proyecto es claro: brindar una respuesta concreta a una necesidad crítica de salud pública mediante el desarrollo de soluciones científicas aplicadas, aprovechando las capacidades tecnológicas y la articulación entre instituciones del sistema científico y sanitario nacional, se trata de un avance que podría tener un impacto significativo en la mejora de la calidad de vida de las comunidades vulnerables en la lucha contra la leishmaniasis cutánea”.

El grupo de trabajo se conforma por:

Dr. José María Bermúdez, Investigador Independiente, Dra. Paola Andrea Barroso, Investigadora Independiente, Dra. Analía Romero, Investigadora Asistente; Dra. Alicia Cid, Investigadora Adjunta; Dra. Mercedes Villegas, Investigadora Asistente; Dra. Claudia Llanos, Investigadora Asistente; José Mleziva, CPA (INIQUI); Félix Chagra, CPA (INIQUI); Rodrigo Pereyra, CPA (INIQUI), Agustín Moya CPA (IPE); Dra. Cintia Briones (Becaria INIQUI); Santiago Campos (Becario INIQUI), María Laura Arreguez (Becaria IPE); Elvia Mejía Montaño (Becaria IPE). 

Por el Ministerio de Salud Pública de Salta, área de epidemiología: Dr. Francisco Manuel García Campos, Dra. Emilce Tapia y Dra. Vanina Galván Guzmán.

Por: CONICET Salta Jujuy

CONICET

inngeniar

Premio L´ORÉAL UNESCO “POR LAS MUJERES EN LA CIENCIA” 2024

  

PREMIO L´ORÉAL – UNESCO “POR LAS MUJERES EN LA CIENCIA” 2024

La beca es para la científica que desarrolla un stent cardiovascular capaz de desintegrarse cuando el cuerpo ya no lo necesita

Se trata de Julieta Merlo, investigadora del CONICET en el INTEMA.

Las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de muerte en el mundo. 

La mayoría de las patologías que afectan al corazón se corrigen a través de lo que se conoce como “stents”: mallas metálicas que se colocan por medio de una intervención quirúrgica en las arterias, y ayudan a mantenerlas abiertas y asegurar que la sangre siga fluyendo adecuadamente cuando estas se estrechan debido a enfermedades cardíacas o problemas de circulación. 

Pero seis meses después de colocar un stent, las arterias se desobstruyen definitivamente. 

Sin embargo, no suelen retirarse: quedan en el cuerpo como un material sin función. 

Por eso, a la científica del CONICET del Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA, CONICET-UNMDP) se le ocurrió desarrollar un stent con un material absorbible: capaz de desaparecer del cuerpo sin dejar rastros una vez que el tejido dañado de las arterias haya sanado.

“La mayoría de las enfermedades cardiovasculares se trata con este tipo de dispositivos, asíque nos parecía un área muy importante para contribuir”, asegura la científica de 36 años que acaba de ser premiada. 

Su proyecto se titula “La nueva era de los stents cardiovasculares: bioabsorción y moléculas bioactivas para recuperar la función arterial” y consiste en desarrollar un stent cardiovascular capaz de degradarse en el cuerpo humano: un producto que aún no existe en el mercado.

“Este proyecto es parte de una tendencia global que se está dando en Ciencia de Materiales para la Salud, que apunta al desarrollo de materiales biodegradables –asegura Merlo-. 

Normalmente los stents que se utilizan son permanentes, es decir que la persona recibe el implante y este lo acompaña el resto de su vida, pero que se mantenga igual en el cuerpo humano, sin función, puede causar daños a largo plazo. 

Nosotros en el grupo Biomateriales Metálicos del Área Electroquímica Aplicada del INTEMA veníamos trabajando con materiales biodegradables para otras aplicaciones, en traumatología y reparación de fracturas óseas, y nos parecía importante aplicar nuestro conocimiento de años en algo nuevo, que todavía no estuviera disponible a nivel global”.

Stents más seguros y efectivos

La clave del proyecto liderado por Merlo es usar un metal de hierro combinado con manganeso, carbono y silicio, que es prometedor para ser utilizado en stents biodegradables. 

Sin embargo, advierte la científica, la desintegración del hierro dentro del cuerpo libera algunas moléculas que podrían dañar los tejidos. 

“Para evitar esto, estamos probando dos enfoques innovadores. 

Primero, vamos a recubrir el stent con un compuesto que pueda proteger las células del daño causado por la desintegración y que favorezca la curación del sitio afectado. 

Segundo, utilizaremos una técnica llamada electrodeposición para aplicar este recubrimiento de manera precisa, lo que nos permitirá controlar cómo se degrada el stent y cómo liberar sus componentes. Nuestro objetivo es probar cómo se comporta este nuevo stent en el laboratorio para asegurarnos de que sea seguro y efectivo. 

Queremos confirmar que el material no cause reacciones adversas en el cuerpo y que sea compatible con las células del sistema cardiovascular y la sangre”, advierte.

“El hierro es el material más promisorio para este tipo de aplicaciones, porque tiene propiedades bioabsorvibles en el cuerpo y excelentes propiedades mecánicas y físicas para soportar las fuerzas que ejercen las arterias”, aclara Merlo. 

“Sin embargo, su tasa de degradación sigue siendo lenta, de años. 

Entonces nosotros trabajamos con un nuevo material, en esta aleación con manganeso, carbono y silicio, elementos que tampoco son tóxicos para el cuerpo, para luego incorporar en la superficie de esta nueva aleación moléculas que son bioactivas y así favorecer la regeneración del tejido donde el stent va a ser implantado. 

Normalmente, cuando se implanta el stent se genera un daño en la pared arterial. 

Entonces, cuanto antes el vaso incorpore este implante, más efectiva va a ser la recuperación del paciente y tendrá menores riesgos a largo plazo”, explica.

El material desarrollado por su equipo de investigación, en conjunto con colegas del CONICET del Instituto de Física de Rosario (IFIR) y del Instituto Pasteur de Motevideo, Uruguay, evitaría entonces cualquier problema a largo plazo relacionado con la presencia de metales en el cuerpo. 

“Esto es importante porque la expectativa de vida de la población va incrementándose entonces cada vez es más probable que las personas requieran implantes, incluso más de uno durante sus vidas. 

Y también para jóvenes y niños es importante generar estos materiales bioabsorbibles, para que no permanezcan en su cuerpo materiales cuando ya no son requeridos”.

De lo básico a lo aplicado

Merlo es bióloga de formación. Se formó en la Universidad Nacional de Mar del Plata y realizó un doctorado en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UNMDP, donde trabajó en una línea asociada a la Inmunología. Siempre la apasionó la capacidad del cuerpo humano y de los animales a responder ante agentes extraños. 

Realizó estadías en Brasil, Estados Unidos y Alemania, y durante su posdoctorado se incorporó al grupo del INTEMA para aplicar su línea de estudio al desarrollo de implantes aplicados al área de Medicina. 

El grupo que integra es interdisciplinario y está conformado por trece personas, entre las que hay ingenieras en materiales, ingenieras químicas, biólogos y una bioquímica. 

“Mi formación en biología contribuye al grupo en tratar de entender cuáles son estas características de los materiales que hacen que un tejido se pueda regenerar, y que no genere una respuesta de rechazo, que haga que el implante falle”, señala Merlo.

“Lo que me fascina de las investigaciones que desarrollamos acá en el laboratorio es que trabajamos con ciencia básica, en las interacciones más pequeñas entre la química del material, las moléculas biológicas que le adicionamos, la interacción con los tejidos y cómo esto tan pequeño redunda en un implante, que termina resolviendo un problema de salud de la población”, dice Merlo entusiasmada. 

Haber obtenido la beca “me emociona mucho, por lo que significa recibir este reconocimiento y apoyo, pero también porque nos permitirá avanzar más rápido y realmente generar una solución para esta problemática que actualmente no la tiene”, asegura.

La científica, además, destaca otro punto a favor de este desarrollo: 

“Sabemos que hasta ahora, todos los stents que se colocan en Argentina son importados. 

Si somos capaces de desarrollar este tipo de dispositivos en Argentina, de industria nacional, vamos a contribuir además a que se reduzcan los costos de las operaciones, y que cada vez más personas puedan acceder a estos stents”, concluye.

Por Cintia Kemelmajer

CONICET

inngeniar

Vinculación estratégica para el desarrollo de medicamentos de síntesis química

 

 Vinculación estratégica para el desarrollo de medicamentos de síntesis química

A partir de la puesta en marcha de la primera planta pública para la producción de Ingredientes Farmacéuticos Activos (IFAs), el INTI convocó a referentes de la industria farmacéutica y farmoquímica para conversar sobre las necesidades del sector e identificar oportunidades de articulación público-privadas.

El equipo de profesionales del Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI) a cargo de la Planta de Ingredientes de Farmacéuticos Activos (IFAs) recibió en la sede Parque Tecnológico Miguelete a representantes de empresas farmacéuticas y farmoquímicas para propiciar el trabajo conjunto para el desarrollo de nuevos productos.

El encuentro contó con la presencia de una invitada especial: Elvira Zini. 

La directora de Asuntos Científicos y Técnicos Laboratorios Richmond brindó un panorama de la actualidad del sector en el que destacó los desafíos que se le presentan. 

“El mundo demanda hoy reformas al sistema de salud. 

Los cambios demográficos- con una menor tasa de nacimientos y una expectativa de vida más prolongada que llevan a un envejecimiento de la población-; las nuevas tecnologías -que, como la IA (Inteligencia Artificial), reformatean al sector; y el progreso de la biotecnología -que acelera los tiempos de producción y ofrece nuevos tratamientos- nos conducen hacia una medicina de precisión, que toma en cuenta las características genéticas, ambientales y del estilo de vida de cada persona. 

En este escenario, más del 60% de la facturación mundial de fármacos corresponde a la producción de moléculas químicas; un dato que respalda la capacidad de emprender nuevos desarrollos en este ámbito”.

La industria vinculada con la producción de medicamentos constituye un sector estratégico: representa, de acuerdo con el informe de CILFA (2022), aproximadamente un 5% del valor agregado industrial del país; y a nivel regional ocupa el tercer lugar en importancia luego de Brasil y México. 

Es un sector que se conecta con la generación de conocimiento científico; la tecnología; la atención de la salud y la producción de bienes con alto valor agregado.

La Planta IFAs del INTI -única planta pública en el país con estas características- se constituye en un aliado idóneo para la industria en la cadena de valor de medicamentos, aportando capacidades y recursos humanos altamente calificados para fortalecer la producción de principios activos de calidad y así potenciar la producción nacional y la innovación.

En este sentido, la gerenta general del laboratorio PROFARSE (Productora Farmacéutica Rionegrina Sociedad del Estado), Marne Livigni, compartió durante la reunión la experiencia de trabajo conjunta con el INTI para la producción de un nuevo medicamento. 

“Los desarrollos en curso con la institución nos brindan la posibilidad desde el ámbito público de responder a una enfermedad tan contagiosa como es la tuberculosis”.

Por su parte, la Dra. Lucía Gandolfi Donadío, responsable del Departamento de Ingredientes Activos y Biorrefinería del instituto se mostró esperanzada de que a partir de este encuentro se generen nuevos proyectos de desarrollo -y de escalado y optimización de los procesos de síntesis química- para la producción de IFAs; mientras que la Dra. María Julieta Comin, gerente de Desarrollo Tecnológico e Innovación del INTI cerró el encuentro destacando que “nuestro instituto no solo transfiere tecnología; también ofrece a la industria la posibilidad de producir y perfeccionar sus desarrollos. 

Aquí reside el leitmotiv de este primer encuentro: presentarles esta nueva capacidad al servicio del sector”.

Participaron también de este encuentro: 

CAPDROFAR, Gador, Tuteur, Laboratorios Casasco, Laboratorios Andrómaco, Nanox Release Technology, Laboratorios Sidus, Triquim, Framingham Pharma, Lab. Fecofar, Laboratorio Varifarma, Maprimed, Craveri SAIC, Lab. Raffo e Instituto Leloir.

INTI

inngeniar

Seguridad química en la agenda regional de la prevención

  

La seguridad química en la agenda regional de la prevención

El Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI) fue sede del V Curso Regional de Seguridad y Protección en Laboratorios Químicos, un espacio de formación técnica, con foco en la cultura de la prevención.

El curso fue organizado en conjunto con el Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Internacional y Culto, con el respaldo de la Organización para la Prohibición de las Armas Químicas (OPAQ), y se realizó en la sede del Parque Tecnológico Miguelete del INTI.

El encuentro tuvo como objetivo sensibilizar sobre la prevención de situaciones riesgosas y promover una comprensión profunda de la seguridad en el manejo de sustancias químicas. 

Con la participación de especialistas del Instituto, esta iniciativa fue más allá de la transmisión de protocolos. 

Se trató de comprender a fondo cada aspecto de la seguridad, incluyendo temas como manejo y almacenamiento de sustancias químicas, sistema globalmente armonizado de etiquetado (SGA), gestión de residuos peligrosos e identificación de riesgos, entre otros.

En esta oportunidad participaron 16 técnicos de Argentina, Brasil, Bolivia, Colombia, Costa Rica, Ecuador, Guatemala, México, Nicaragua, Panamá, Paraguay y Uruguay, representantes de sectores clave, desde laboratorios de explosivos, criminalística, combustibles nucleares hasta unidades de Interpol.

La apertura del encuentro estuvo a cargo de la embajadora Moira Wilkinson y contó con la participación del encargado de programas de la OPAQ, Dr. Roman Warchol y de la gerente de Comunicación y Relaciones Institucionales del INTI, Lic. María Eugenia Suárez.

El INTI cumple un rol clave en este ámbito. 

Con décadas de experiencia, se ha consolidado como referente regional, impulsando una sólida cultura de prevención en laboratorios y plantas industriales de la región, y formando profesionales capacitados para enfrentar los desafíos que plantea la seguridad química.

Como parte de la capacitación, los participantes realizaron visitas a los laboratorios de Química, Ambiente, Celulosa y Papel, y Caucho del INTI a fin de conocer los protocolos de seguridad en cada sector y entender cómo se aplican en la práctica las normativas y procedimientos de seguridad.

“Estos cursos fortalecen la seguridad química en los laboratorios a nivel regional. 

Al hacer de la prevención parte de su labor; los profesionales que participan crean un legado que trasciende las fronteras, promoviendo entornos más seguros”, concluye Jimena Echeverry, miembro del equipo de coordinación de la capacitación y a cargo de la subgerencia de Química y Ambiente del INTI.

INTI

inngeniar

Recubrimientos de semillas para favorecer la productividad de los cultivos

 

 Semillas de maní preinoculadas en biopolímero de recubrimiento. Foto: gentileza investigadora.

Desarrollan recubrimientos de semillas para favorecer la productividad de los cultivos

El proyecto, encabezado por una científica del CONICET y el INTA, apuesta a formular una serie de polímeros naturales, biodegradables y de bajo costo que puedan vehiculizar insumos agronómicos, tanto químicos como biológicos. Uno de estos desarrollos ya ha sido licenciado a una empresa del sector agroindustrial.

Un equipo de científicas argentinas encabezado Mariana Melchiorre, investigadora del CONICET, el INTA, y la Universidad Nacional de Córdoba (UNC), trabaja en el desarrollo de recubrimientos para semillas y granos, formulados con componentes orgánicos naturales, biodegradables y de bajo costo, que permitan vehiculizar diferentes insumos agronómicos (tanto químicos como biológicos), con el objetivo de incrementar la productividad de los cultivos de forma sustentable. 

Se trata de matrices poliméricas, constituidas con almidón y otros compuestos de grado alimenticio, de origen nacional y alta disponibilidad.

“Los productos que conforman esta plataforma de biopolímeros para usos agroindustriales sustentables son aptos tanto para su uso en agricultura convencional y con alta demanda de insumos, como en producciones agroecológicas”, afirma Melchiorre, quien tiene su lugar de trabajo en la Unidad de Estudios Agropecuarios (UDEA, CONICET-INTA), en Córdoba.

En este marco, a través del INTA y la UNC, el equipo ya otorgó una licencia de know how a la empresa Ceres Demeter, una PyME de la ciudad de Rio Cuarto (Córdoba), para la producción y comercialización de un recubrimiento biopolimérico exclusivo para semillas de maní, que permite vehiculizar bacterias fijadoras de nitrógeno, minimizando la necesidad de fertilizantes químicos. 

Esta transferencia implica que la empresa riocuartense formula el biopolímero y  lo comercializa a empresas maniseras para que estas lo apliquen sobre semillas usando equipamiento especifico, con el objetivo final de mejorar la productividad del cultivo.

Además, recientemente, la “Plataforma de biopolímeros para usos agroindustriales sustentables” recibió el Sello de “Bioproducto Argentino”, en la categoría Certificado de Interés en Investigación, a partir del dictamen favorable previo de la Comisión Nacional Asesora en Biomateriales (COBIOMAT), que evaluó el contenido biobasado de los productos de la plataforma.

Semillas de soja preinoculadas en biopolímero de recubrimiento. Foto: gentileza investigadora.

Semillas preinoculadas

Los biopolímeros desarrollados se pueden aplicar como recubrimiento o coating de semillas de cultivos extensivos, como soja, maíz, maní y poroto, o en forma de adhesivo para procedimiento de peletizado o peleteo en semillas de tamaño pequeño (hortícolas, aromáticas, forrajeras). 

En ambos casos, las matrices poliméricas posibilitan vehiculizar insumos químicos o biológicos y obtener lo que se conoce en el mercado como semillas preinoculadas.

“En la mezcla es posible incorporar, por ejemplo, bacterias fijadoras de nitrógeno en semillas de leguminosa, que minimizan la necesidad de usar fertilizantes químicos en el momento de la siembra. 

También, pueden incluirse otro tipo de microorganismos benéficos, como promotores de crecimiento o biocontroladores”, explica la investigadora, que también es docente de Facultad de Ciencias Exactas Físicas y Naturales (FCEFyN) de la UNC. 

A esta casa de estudio también pertenecen las otras dos integrantes del equipo de trabajo, las ingenieras químicas Florencia Grasso y Patricia Montoya.

Cuando la mezcla biopolimérica, con los insumos, se utiliza en forma de coating, se aplica con máquinas tratadoras profesionales en pequeñas dosis ajustadas para cada tipo de semilla, formando una película fina, y consistentemente adherida, que protege el tegumento y aumenta su resistencia y fluidez durante la siembra. 

Cuando se emplean como adhesivo, el modo de vehiculizar los insumos es similar: se mezclan con la matriz polimérica y se aplican durante el proceso de peletizado.

Melchiorre explica que, además, el grupo estudia la estabilidad biológica en el tiempo de los bioinsumos vehiculizados, con el objetivo de que los microorganismos inoculados permanezcan activos y viables sobre las semillas. 

En algunas de las formulaciones de biopolímeros desarrolladas para semillas de leguminosas, el grupo trabaja también en la evaluación propiedades físicas de las mezclas, como viscosidad y barrera al agua.

Semillas de poroto preinoculadas en biopolímero de recubrimiento. Foto: gentileza investigadora.

Ventajas de las semillas preinoculadas con biopolímeros

De acuerdo con la investigadora, actualmente, la tecnología de semillas avanza en el reemplazo de los insumos líquidos, que debe aplicar el agricultor al momento de sembrar los cultivos, por el uso de semillas preinoculadas y biofertilizadas. 

Contar con esta tecnología permite a los productores agropecuarios optimizar el uso del tiempo y minimizar las potenciales pérdidas de viabilidad de los microorganismos por prácticas agrícolas inadecuadas.

“Adicionalmente, la innovación del uso de biopolímeros en la industria semillera nos permite sustituir los polímeros sintéticos, que se utilizan mayoritariamente en la actualidad, por matrices biodegradables y de bajo costo, en las que es posible incorporar bioinsumos y mantenerlos viables. 

El empleo de compuestos naturales atiende a la sustentabilidad ambiental, dado que, al momento de la implantación del cultivo, estos recubrimientos son degradados por la microbiota del suelo sin dejar residuos contaminantes, como los microplásticos, principal residuo de los polímeros sintéticos”, señala Melchiorre.

Evaluación de nodulación usando semillas de soja preinoculadas en biopolímero de recubrimiento. Foto: gentilieza investigadora.

Desarrollos para el sector productivo

De acuerdo con Melchiorre, la licencia a Ceres Demeter, para la producción del recubrimiento de semillas de maní, marcó un hito que le abrió al grupo la oportunidad de relacionarse con otras empresas del sector agroindustrial, para la potencial transferencia de otros productos de la plataforma.

“En la actualidad nos encontramos trabajando en el desarrollo y la validación de otras formulaciones para cultivos extensivos, como soja y vicia, en vinculación con una empresa global dedicada a la producción de inoculantes. 

A partir de este proyecto, esperamos concretar la transferencia de nuevas formulaciones”, señala la investigadora. 

En este sentido, la científica destaca que ya cuentan con una formulación validada para recubrimiento de poroto blanco.

Además de recubrimientos para diferentes usos agrícolas, el grupo ha desarrollado una formulación para vehiculizar, a través de granos de maíz, un medicamento que tiene por función reducir temporalmente la postura de huevos de palomas. 

La mezcla del biopolímero con nicarbazina, una droga de uso veterinario de probadas propiedades ovistáticas, se aplica como una fina película que se adhiere fuertemente a la superficie de los granos enteros. 

“Al ser consumido de forma sostenida por las palomas, este medicamento incrementa los niveles del compuesto activo en sangre y reduce la oviposición, lo que permite controlar de manera ética el crecimiento y la sobrepoblación de palomas urbanas; animales que pueden trasmitir distintas enfermedades infecciosas. 

Este desarrollo se realizó conjuntamente con personal del Instituto de Diversidad y Ecología Animal (IDEA, CONICET-UNC) y en este momento estamos buscando empresas interesadas en la adopción de la tecnología”, concluye Melchiorre.

Por Miguel Faigón

CONICET

inngeniar

El Premio Nobel de Química fue para descubrimientos revolucionarios en el campo de las proteínas

 

 Ilustración de los ganadores del Premio Nobel de Química 2024. Créditos: Niklas Elmehed © Nobel Prize Outreach

El Premio Nobel de Química fue para descubrimientos revolucionarios en el campo de las proteínas

Especialistas del CONICET explican los aportes de los ganadores.

La Real Academia Sueca de las Ciencias otorgó el Premio Nobel de Química 2024 al estadounidense David Baker, por sus fundamentales contribuciones “para el diseño computacional de proteínas”, y -la otra mitad del premio- al británico Demis Hassabis y al norteamericano John M. Jumper, por su aporte clave para la predicción de la estructura de las proteínas.

El comunicado publicado hoy por la Academia destaca que Baker logró construir proteínas completamente nuevas, mientras que Hassabis y Jumper desarrollaron un modelo de inteligencia artificial (IA) que permite predecir las complejas estructuras de las proteínas, algo que se intentaba lograr desde hacía medio siglo. Ambos descubrimientos tienen aplicaciones potenciales enormes.

Las proteínas son las herramientas responsables de controlar e impulsar todas las reacciones químicas que constituyen la base de la vida. 

Estas moléculas suelen estar formadas por bloques de aminoácidos (existen 20 diferentes), que pueden ser considerados como los componentes básicos de la vida.

“El ADN contiene la información para sintetizar las proteínas y estas son, esencialmente, las moléculas que llevan a cabo las funciones de las células”, señala Maximiliano Juri Ayub, investigador del CONICET en el Instituto Multidisciplinario de Investigaciones Biológicas de San Luis (IMBIO-SL, CONICET-UNSL), para dar una idea del nivel de importancia de estas moléculas y del impacto que pueden tener descubrimientos revolucionarios en este campo.

En 2003, Baker consiguió utilizar los bloques de aminoácidos para diseñar una nueva proteína distinta a todas las otras que se conocían en la naturaleza. 

Desde ese momento, su equipo de investigación ha producido numerosas proteínas, incluidas algunas que pueden usarse como fármacos, vacunas, nanomateriales y sensores diminutos.

“El diseño computacional de proteínas es una estrategia que involucra distintas metodologías que nos permiten, basados en estructuras proteicas conocidas, diseñar nuevas proteínas o modificar las que ya existen. 

Baker no solo es el pionero, sino que también es el principal referente en este terreno. 

Las herramientas que ha desarrollado son utilizadas hoy en todo el mundo”, señala Laura Mascotti, investigadora del CONICET en el Instituto de Histología y Embriología de Mendoza (IHEM, CONICET-UNCUYO).

Respecto de los posibles usos del diseño computacional de proteínas, Mascotti destaca que “las aplicaciones que esto tiene son increíbles y súper amplias, y van desde el diseño de vacunas o fármacos que inhiban proteínas con fines terapéuticos, al desarrollo de sensores o el diseño de biocatalizadores”.

El segundo descubrimiento premiado hace referencia a la predicción de las estructuras proteicas. 

En las proteínas, los aminoácidos se unen en extensas cadenas que se pliegan para formar una estructura tridimensional, que es decisiva para el cumplimiento de sus funciones. 

Desde los años 70 del siglo pasado, los especialistas buscaron predecir estas estructuras a partir de secuencias de aminoácidos.

“Desde hace tiempo se sabe que la secuencia lineal de aminoácidos ‘determina’ la estructura tridimensional de las proteínas. 

Sin embargo, la estructura tridimensional de las proteínas debía ser determinada por métodos experimentales -principalmente difracción de rayos X- muy costosos, difíciles y que no podían ser masificados”, explica Juri Ayub.

Finalmente, hace cuatro años Hassabis y Jumper presentaron un modelo de IA llamado AlphaFold, con el que se han podido predecir la estructura de prácticamente los 200 millones de proteínas conocidas.

“Esta nueva herramienta nos permite predecir la estructura de proteínas para las que no tenemos datos experimentales con un alto grado de precisión y certeza”, explica Mascotti.

Desde 2020, AlphaFold ha sido utilizado por más de dos millones de personas de 190 países. 

Entre sus infinitas aplicaciones, los investigadores pueden ahora comprender mejor la resistencia a los antibióticos y crear imágenes de enzimas capaces de descomponer el plástico.

“Antes, para conocer la estructura de una proteína dependíamos de la cristalografía de rayos X, pero no todas las proteínas se pueden cristalizar. 

O bien generar un modelo, pero para eso era necesario contar con una proteína similar ya disponible. 

Esto ahora ya no es necesario gracias AlphaFold. 

Acceder a esta información nos permite conocer precisamente cómo se estructura en el espacio una proteína, cómo interactúa con sus dianas, saber si podemos diseñar mutaciones ‘a medida’, o si podemos alterar sus funciones, o rediseñarla para que se comporte de una u otra manera”, explica Mascotti.

La investigadora del CONICET destaca que en los últimos años se ha producido una gran sinergia en torno a estas dos herramientas, “porque ahora podemos diseñar computacionalmente proteínas completamente nuevas, que no existen en la naturaleza, y predecir qué estructura van a tener con gran precisión, y así estimar también cómo se van comportar cuando las obtengamos experimentalmente “. 

En este sentido, Mascotti señala que el propio Baker ha incorporado el uso de AlphaFold a su trabajo.

“Yo creo que esta premiación es histórica. 

Me alegra que la relevancia de estos descubrimientos sea tenida en cuenta hoy, porque es algo que está pasando en este momento, no es un descubrimiento que ocurrió hace tiempo y que se resignifica. Personalmente, me llena de entusiasmo que esto ocurra”, agrega la investigadora del CONICET.

Un poco de historia

El investigador del CONICET en el Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA, CONICET-Fundación Instituto Leloir) Julio Caramelo explica que la mayor parte de lo que sucede en las células es mediada por alguna proteína. La información para fabricarlas está en segmentos de nuestro ADN denominados genes. 

“En principio nuestro ADN tiene información para fabricar más de 21 mil proteínas distintas, cada una con una secuencia de aminoácidos característica. 

Lo interesante es que una vez fabricada muchas cadenas proteicas se pliegan en el espacio de una forma muy definida, que es necesaria para que pueda cumplir con su función biológica. 

Cambios en la secuencia de aminoácidos, por ejemplo, por una mutación adquirida luego de nacer o por una mutación genética, pueden hacer que una proteína no se pliegue de forma correcta y llevar a que su actividad biológica se pierda o esté descontrolada.”, afirma Caramelo.

Desde que en 1972 el estadounidense Christian Anfinsen obtuvo el Nobel por haber demostrado que la información para que una proteína se pliegue correctamente está codificada en su secuencia de aminoácidos, miles de investigadores trataron de predecir la estructura de una proteína a partir de su secuencia.

“Conocer el código podría permitir abrir un mundo de posibilidades. 

Por una parte, permitiría explicar a nivel molecular el funcionamiento de miles de procesos biológicos, y consecuentemente comprender miles de enfermedades. 

Asimismo, el manejo de este código nos permitiría diseñar proteínas que nunca existieron en la naturaleza. 

Esto abre un mundo de posibilidades en numerosos campos como la salud humana, la tecnología de alimentos o los materiales”, señala Caramelo.

De acuerdo con el investigador, una particularidad del código de plegado proteico es que es muy indirecto, a diferencia del código del ADN que se emplea para fabricar las proteínas que funciona de una forma bastante lineal. 

“Es por eso que los avances en este campo fueron relativamente lentos durante más de 40 años”, afirma.

Aunque claramente había un patrón de información, era demasiado complejo como para encontrarlo usando las técnicas tradicionales. 

Esto cambió dramáticamente hace unos pocos años cuando se comenzaron a usar las herramientas de aprendizaje profundo. 

“Hoy por hoy uno puede predecir con bastante certeza la estructura de una proteína a partir de su secuencia de aminoácidos. 

La velocidad de estos avances ha sido impresionante, y en muy poco tiempo este conocimiento demostró su validez y utilidad, siendo realmente revolucionarios”, concluye Caramelo.

Por Miguel Faigón

CONICET

inngeniar

Nuevos datos sobre procesos químicos naturales que regulan un contaminante atmosférico que afecta la calidad del aire

 

 Representación gráfica de la distribución de los halógenos naturales en el hemisferio Norte. Foto: gentileza investigadores

Aportan nuevos datos sobre procesos químicos naturales que regulan un contaminante atmosférico que afecta la calidad del aire

Investigadores del CONICET lideraron un estudio internacional que determinó, por primera vez, cómo los halógenos emitidos desde el hielo polar reducen las concentraciones de ozono en latitudes medias del hemisferio norte. 

La comprensión de estos fenómenos es clave para desarrollar estrategias que mitiguen los efectos de este gas en la salud pública.

Los halógenos son un grupo de elementos químicos muy reactivos, entre los cuales se encuentran el cloro, el bromo y el yodo. 

Por su alta reactividad, pueden provocar que ciertas sustancias, como el ozono, un contaminante de la calidad del aire en capas bajas de la atmósfera, se descompongan más rápido de lo habitual.

Investigadores del CONICET lideraron un estudio internacional que demuestra, a través de un modelo computacional, que los halógenos liberados desde el hielo ártico tienen un impacto significativo en la reducción del ozono, no solo dentro del casquete polar, sino también sobre las latitudes medias (47°N a 60°N) del hemisferio norte, puntualmente durante la primavera. 

El trabajo, publicado en la prestigiosa revista PNAS, aporta datos hasta ahora desconocidos sobre un fenómeno natural que, pese a ser esencial a la hora de estudiar la calidad del aire, no ha sido aún contemplado en los modelos globales utilizados para hacer proyecciones sobre la evolución del clima.

“Hay una disminución en los niveles de ozono debido a la interacción con los halógenos, particularmente en primavera, en las latitudes medias del hemisferio norte. Esto es muy relevante desde el punto de vista social y del impacto sobre la calidad de aire urbano, ya que hay muchas personas que viven en esas latitudes. 

Canadá y toda la zona escandinava se ven fuertemente afectadas, impactando incluso sobre ciudades densamente pobladas de Estados Unidos y el resto de Europa”, comenta Rafael Fernandez, investigador del CONICET en el Instituto Interdisciplinario de Ciencias Básicas (ICB, CONICET-UNCUYO), y uno de los líderes del estudio internacional junto a los becarios doctorales Lucas Berná y Orlando Tomazzeli.

Lucas Berná, Orlando Tomazzeli y Rafael Fernandez.

El científico afirma que las masas de aire frío provenientes del Ártico llegan a las latitudes medias enriquecidas en halógenos y bajas en ozono, lo que termina siendo positivo para los habitantes de esas zonas, ya que se trata de un fenómeno natural que colabora con la reducción de la contaminación regional asociada a este elemento gaseoso.

En el Ártico, durante la primavera, las bajas temperaturas y la luz solar intensa crean condiciones especiales donde los halógenos, que son emitidos de forma natural desde el océano y se depositan sobre la superficie de la nieve y el hielo, reaccionan y se reciclan mediante procesos fotoquímicos. 

“Todos los años, en primavera, hay un pulso de emisión de halógenos que ocurre desde los polos, que, comparado con la emisión de halógenos globales de todo el planeta, no es importante; pero que si uno se limita a las regiones polares y su periferia, puede llegar a producir una reducción de entre un 10 a un 40 por ciento en los niveles de ozono superficial, dependiendo de la latitud”, explica el científico, quien pudo realizar parte de su investigación en el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España gracias al Programa de Financiamiento Parcial de Estadías Breves en el Exterior del CONICET para investigadores asistentes y adjuntos, y agrega: 

“Además, nuestro modelo predice que el fenómeno también ocurre en la Antártida y estamos trabajando actualmente para evaluar si estos pulsos de halógenos pueden alcanzar la Patagonia durante la primavera Austral”.

El estudio es la continuación de una serie de trabajos realizados previamente por el equipo científico relacionados con la interacción química-clima que poseen los halógenos naturales. 

En este sentido, además, presenta una evaluación y una comparación temporal del impacto de los halógenos sobre el ozono troposférico (el más cercano a la superficie de la Tierra) desde tiempos preindustriales hasta la actualidad: 

“En las simulaciones hemos observado que el impacto de los halógenos ha cambiado con el tiempo. 

Cuando las sustancias emitidas desde los polos se mezclan con los contaminantes emitidos por la acción humana desde las ciudades, ocurren una serie de reacciones que alteran la eficiencia química y la intensidad de las emisiones. 

A ese fenómeno, nosotros lo hemos llamado Amplificación Antropogénica de las Emisiones Naturales (AANE, por sus siglas en inglés) y permite explicar la diferencia entre lo que ocurre hoy y lo que ocurría en tiempos preindustriales. Nuestra estimación es que la intensidad de este proceso en el Ártico ha cambiado hasta un 6 u 8 por ciento, y se espera que hacia el futuro siga cambiando”, comenta Fernandez.

En conclusión, el estudio subraya la importancia de comprender cómo los halógenos emitidos naturalmente desde el hielo polar interactúan con el ozono y cómo estas interacciones han cambiado a lo largo del tiempo, especialmente bajo la influencia de la actividad humana. 

Estos hallazgos no solo revelan detalles críticos sobre la química atmosférica, sino que también destacan la necesidad de seguir investigando cómo los cambios en el clima y la contaminación podrían amplificar o alterar estos procesos en el futuro. 

“En un contexto más amplio, este proyecto busca determinar cuál es la “línea de base” natural que poseen las emisiones provenientes de la Antártida y el Ártico sobre los niveles de ozono y metano existentes en las regiones periféricas y prístinas del hemisferio sur, así como sobre las regiones densamente pobladas en las latitudes altas del hemisferio norte. 

La comprensión de estos fenómenos es clave para desarrollar estrategias que mitiguen sus efectos en la salud pública y el cuidado del medio ambiente”, concluye el científico

Referencia bibliográfica:

Fernandez Rafael P., Berná Lucas, Tomazzeli Orlando, Mahajan Anoop S., Li Qinyi, Kinnison Douglas E., Wang Siyuan, Lamarque Jean-François, Tilmes Simone, Skov Henrik, Cuevas Carlos A., Saiz López, Alfonso (2024) Arctic halogens reduce ozone in the northern mid-latitudes. PNAS. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2401975121

Por Leonardo Fernández 

CONICET

inngeniar