Imagen captada con el microscopio electrónico de barrido
SEM PhenomWorld de INBIONATEC
Investigadores de Santiago del Estero y Córdoba estudian cómo mejorar los métodos para recubrir compuestos útiles para nuestro cuerpo y de esa forma permitirles que lleguen a lugares específicos sin modificarse o degradarse.
Un equipo formado por científicos santiagueños y cordobeses utilizó un artilugio similar al empleado por los griegos hace tres mil años para lograr penetrar las murallas de Troya, como herramienta para mejorar la alimentación y combatir enfermedades.
Aplicando nanotecnología, lograron microencapsular, es decir, recubrir ciertos compuestos activos con pequeñas biomoléculas que son inocuas para los seres vivos. Según plantea el doctor Claudio Borsarelli, investigador principal del CONICET y profesor de la Universidad Nacional de Santiago del Estero (UNSE), “la microencapsulación tiene doble funcionalidad: una es proteger al compuesto activo de ciertas condiciones nocivas para su estabilidad, y la otra, liberarlo en forma espacial y temporalmente controlada”.
Para armar estos recubrimientos utilizaron el quitosano: un polisacárido no tóxico, estimulante del sistema inmune, y que además presentaría ciertas características antitumorales.
También han logrado determinar que potencia la capacidad antioxidante de la sustancia encerrada en su interior.
Por ejemplo, “el micro o nano encapsulado permite que algunos compuestos activos que no pueden resistir las condiciones del estómago, puedan llegar y ser liberados en el intestino”, agregó el investigador.
Sería entonces una forma de “engañar” al organismo para que deje ingresar sustancias, envolviéndolas en otras, logrando llegar hasta ciertos lugares sin que las intercepte o destruya.
Y una vez alcanzada la ubicación adecuada, liberarlas para producir efectos benignos para el ser humano.
Borsarelli, quien se graduó como licenciado en Química y realizó el doctorado en la Universidad Nacional de Río Cuarto, Córdoba, es director del Instituto de Bionanotecnología del NOA (INBIONATEC), ubicado en el sur de la ciudad de Santiago del Estero. Realizó esta investigación en conjunto con científicos de la Universidad Nacional de Villa María (UNVM) y de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC).
La elección de esta línea de investigación se remonta al año 2005, cuando dio los primeros pasos en el área desarrollando su labor en forma coordinada con especialistas de la Universidad de Campinas en Brasil.
La temática fue incrementando su complejidad de estudio y con ello la necesidad de implementar nuevas tecnologías en su desarrollo.
Recién en 2016, el INBIONATEC abrió sus puertas y progresivamente fue incrementando su equipamiento.
En la actualidad, la institución cuenta con un microscopio electrónico de barrido (SEM), un espectrofotómetro y otros instrumentos que permiten realizar mediciones con mayor precisión.
C.Borsarelli (Inv. Principal) y Dr. F.E. Morán Vieyra (Inv Adjunto)
junto al Microscopio SEM PhenomWorld de INBIONATEC.
¿Cómo lo hacen?
Los compuestos activos son moléculas pequeñas como vitaminas u otras con propiedades antioxidantes, responsables de reducir los radicales libres producidos por el organismo o adquiridos de agentes externos.
El empleado en este caso es la quercetina, un potente antioxidante de origen natural de importante interés comercial debido a sus beneficios para la salud.
A través de esta investigación, Borsarelli y sus colegas confirmaron que el secado por pulverización es una técnica eficaz para obtener microcápsulas resistentes al jugo gástrico cargadas con quercetina.
Este método tiene bajo costo comparativo y es ampliamente utilizado para la producción de micropartículas de alta calidad en las industrias alimentarias y farmacéuticas.
En las pruebas realizadas, mostró una eficacia de encapsulación del 70%.
Inicialmente, los investigadores conforman una emulsión con el quitosano y la quercetina que luego inyectan a través de un orificio pequeño utilizando alta presión.
La solución se seca por “spray”, condensa las microcápsulas y obtienen un polvo con partículas esféricas y diámetro que oscila entre 1 y 2 micrones, el mismo tamaño que algunas bacterias como Escherichia coli.
Según explicó Borsarelli, uno de los aspectos destacados del desarrollo es el notable aumento de la eliminación de radicales libres y la mayor solubilidad en agua cuando combinaron el quitosano con glucosamina, un compuesto natural que se encuentra en el cartílago humano y en el exoesqueleto de crustáceos como langostas, camarones y cangrejos.
Un largo camino por recorrer
“El próximo paso en este estudio –señaló Borsarelli- es reducir las cápsulas a una escala nano y buscar técnicas que permitan homogeneizar su tamaño”.
En ese sentido, en las nuevas investigaciones que realizan, utilizan esferas de carbonato de calcio (principal ingrediente de la piedra caliza) con las que atrapan al compuesto activo, para luego recubrirlas con una “cascara” de otro compuesto sensible a la luz ultravioleta.
Este recubrimiento recibe un tratamiento de “curado” que maximiza su resistencia mecánica y, a continuación, el carbonato de calcio es disuelto para dejar la sustancia activa contenida dentro de la esfera.
Realizar un transporte controlado de sustancias alimenticias o fármacos dentro de organismos vivos tiene implicancias enormes en el futuro de la salud humana, por ello importantes laboratorios científicos dirigen investigaciones en torno a este objetivo.
El futuro de la nanotecnología también es promisorio.
“Buscamos desarrollar métodos cada vez más complejos, que permitan un mayor control empleando dinámicas de liberación diferente y de esa manera brindar alternativas más eficientes y de menor costo, a sustancias que se emplean a escala industrial desde hace tiempo”, concluyó Borsarelli.
Por Martín Cascales
AgenciaCyTA-Instituto Leloir.
