Transferencia del conocimiento sobre las nanopartículas de tierras raras

La ciencia es multidisciplinaria y cada vez requiere de una mayor colaboración entre los investigadores, incluso de diferentes regiones geográficas.

La Dra. Vivian Torres Vera es una investigadora colombiana experta en síntesis de nanopartículas y forma parte del Grupo de Investigación Materiales Nanoestructurados Bioactivos (MatNaBio) de la Universidad Complutense de Madrid, España.

A través de una convocatoria pública del programa de Movilidad de Investigación 2022 de la Secretaría Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (Senacyt), se encuentra actualmente en Panamá para colaborar con el Dr. Ricardo Correa del Centro de Biología Celular y Molecular de Enfermedades (CBCMe) en el Instituto de Investigaciones Científicas y Servicios de Alta Tecnología (Indicasat AIP).

“Queremos que la Dra. Vivian Torres nos enseñe cómo se hacen las nanopartículas, ya que estas tienen muchas aplicaciones en biomedicina, como la encapsulación de drogas para administrar tratamientos y mejorar vacunas”, apunta el científico.

La Dra. Torres es química con un doctorado en ciencias farmacéuticas, ha trabajado en el desarrollo de biosensores a partir de nanopartículas de lantanoides, elementos químicos también conocidos como “tierras raras” que son identificados con los números del 57 al 71 en la Tabla Periódica, y que tienen un aspecto metálico brillante. Entre ellos se encuentran el iterbio (Yb), gadolinio (Gd), erbio (Er) y neodimio (Nd).

La extracción y purificación de lantanoides que se encuentran en la corteza terrestre son procesos complicados porque están asociados a vetas de diferentes minerales. Sin embargo, son importantes para la vida moderna por sus características ópticas, magnéticas y eléctricas.

En el ámbito de la salud, la luminiscencia de estos elementos químicos incorporados en nanopartículas brinda un mejor contraste al analizar imágenes médicas en comparación con otras sustancias que se usan actualmente.

Las nanopartículas son fluorescentes y al ser diseñadas para unirse a una molécula biológica es posible detectarla (biosensores), un ejemplo es que pueden programarse para que se unan a células cancerígenas y a su vez sea posible administrar medicamentos en ese lugar específico del cuerpo, reduciendo la concentración, las dosis diarias y los efectos tóxicos.

“En la Universidad Complutense llevamos una investigación desde hace más de 10 años con nanopartículas de tierras raras y de materiales preciosos como el oro y la plata, para usarlas en biomedicina. Principalmente, nuestro objetivo es que sean una herramienta en el análisis de imágenes médicas ya sea como agentes de contraste en tomografías computarizadas y/o en resonancia magnética o que sirvan como sensores de temperatura dentro del cuerpo. Queremos ayudar a los médicos e investigadores”, expresa la Dra. Torres.

“Estamos monitoreando el comportamiento de algunos compuestos que pueden ser drogas naturales, sintéticas o drogas estándar para encapsularlas y ver cómo funciona la tecnología de nanopartículas, la cual no tenemos disponible en Indicasat actualmente”, indica el Dr. Correa.

Anteriormente, el científico trabajó como investigador posdoctoral en el grupo de biología cardiovascular en el International Centre for Genetic Engineering and Biotechnology de Italia.

La Dra. Torres también trabajó unos meses en Italia, en un proyecto para incorporar una hormona de crecimiento en tejido cardíaco para repararlo, obteniendo buenos resultados.

En la última década, el Dr. Correa ha estudiado la malaria, concretamente las vesículas extracelulares para dilucidar cuáles son los mecanismos de comunicación del parásito responsable de la enfermedad dentro de las células, con fines diagnósticos y terapéuticos.

A futuro, señala Correa, el plan es desarrollar una nueva línea de investigación con nanopartículas en el Indicasat AIP y traspasar la tecnología a los panameños. “Actualmente somos muy pocos trabajando en este tema, incluyendo al Dr. Rolando Gittens, que es ingeniero y trabaja con otro tipo de micropartículas”.

Resalta que se requiere formación académica y experiencia técnica para desarrollar esta línea de investigación. La colaboración con otros investigadores de diversas ramas, como física, química, médicos, estudiantes y otras personas interesadas será instrumental, así como las publicaciones científicas y patentes de alto impacto.

“En este momento trabajamos en dos líneas paralelamente, una es la encapsulación de potenciales drogas dentro de nanopartículas para conocer si mejora la eficacia de un compuesto sintético experimental; pero el principal proyecto consiste en desarrollar nanosensores que van a medir, potencialmente, la temperatura en un organelo dentro de una célula. Esto podría ofrecer un mayor entendimiento de los parámetros no antes estudiados sobre la aplicación terapéutica de microondas, las cuales están siendo utilizadas en los proyectos de la Dra. Carmenza Spadafora contra la malaria y quien es colaboradora en este proyecto. Nos interesa saber cómo funciona la herramienta. Pronto tendremos los primeros resultados”.

Más adelante, los científicos planean hacer pruebas en parásitos de malaria o un modelo de malaria con ratones, para ver si las nanopartículas pueden funcionar en modelos in vivo.

Este proyecto de transferencia de conocimiento fue estructurado por el Dr. Correa, la Dra. Torres, la Dra. Spadafora, coordinadora del CBCMe del Indicasat AIP y el profesor Dr. Jorge Rubio Retama de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid y director del MatNaBio.

Sara Rojas, tesista de la licenciatura de biología con orientación de biología molecular y genética de la Universidad de Panamá, también se está capacitando sobre las nanopartículas y, gracias al proyecto, el laboratorio de Indicasat AIP ha adquirido nuevo equipo de química, cristalería, sensores y lásers.

Tener fondos disponibles oportunamente, más equipos y agilizar los procesos bioéticos y los trámites de importación de reactivos y equipos, son algunos de los retos que deberán enfrentar los investigadores a futuro para continuar con esta nueva línea de investigación.