Investigación doctoral estudió la forma de producir nanopartículas con características biogénicas


Mayo 26, 2022 • Destacadas, Noticias


La investigación realizada por Carla Cisternas para la obtención del grado de Doctora en Ciencias de Recursos Naturales, fue llevada a cabo en el Laboratorio de Nanobiotecnología Ambiental de la Universidad de La Frontera, bajo la supervisión de la Dra. Olga Rubilar.

Las nanopartículas de plata (AgNPS) poseen numerosas aplicaciones en la vida moderna, como en la industria farmacéutica y la agricultura. Si bien, este material puede sintetizarse siguiendo métodos físicos y químicos, éstos, por lo general, implican un alto gasto de energía, son potencialmente peligrosos y suelen también ser dañinos para el medio ambiente. Por ello, los métodos biológicos de síntesis de nanopartículas surgen como una opción más viable en términos económicos y ambientales, al basarse en el uso de microorganismos, sus componentes y/o sus extractos. Sin embargo, a pesar de sus ventajas, los mecanismos exactos para la formación de AgNPs por parte de microorganismos, aún no han sido completamente descritos.

En este contexto, la presente tesis tuvo como objetivo el reproducir en condiciones in vitro y sin la intervención de organismos, los mecanismos utilizados por los hongos en base a biomoléculas redox, tal como la L-cisteína, para la producción de AgNPs con propiedades físico-químicas adecuadas para su uso como agente antimicrobiano. Luego de producir biomoléculas redox sintéticas en condiciones de laboratorio, el proceso de formulación fue optimizado, de manera de obtener AgNPS con características estables. Este material fue finalmente caracterizado y probado en cepas de distintos organismos patógenos.

Los resultados mostraron que la L-cisteína (aminoácido), la hidroquinona (compuesto fenólico) y el dinucleótido de flavina y adenina (coenzima matebólica), son los principales compuestos involucrados en la síntesis fúngica de AgNPs, obteniéndose en los ensayos partículas de AgNPs prácticamente esféricas, con un diámetro medio de 101 nanómetros. Finalmente, se determinó que concentraciones de este material del orden de 20-40 mg/mL, son adecuadas para el control de patógenos, como, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella sp. y Serratia marcescens. De esta manera, se demostró que AgNPs producidas sin la intervención de microorganismos, poseen las propiedades y efectividad requeridas para ser utilizadas como agente antimicrobiano, lo que abre el camino a diferentes aplicaciones en la industria de la biomedicina, contando también con una alta viabilidad económica y ambiental en relación a los métodos tradicionales de síntesis.

“Lo que hicimos, fue estudiar cuáles son los mecanismos involucrados en la síntesis de nanopartículas de plata por hongos, y de esta manera, biomimetizar este mecanismo y producir nanopartículas que tengan características biogénicas, pero sin los inconvenientes de utilizar un organismo vivo”, señaló, la Dra. Carla Cisternas.

Su formación doctoral la culminó con dos publicaciones como primer autor, y una en colaboración. También, presentó su trabajo en 7 congresos internacionales y 1 como ponente.

EXPERIENCIA EN EL PROGRAMA
Una de las razones de la Dra. Cisternas para ingresar al programa fue porque consideraba que la formación académica es indispensable para evolucionar, y en ese sentido, contar con un doctorado, le daba la oportunidad de alcanzar este objetivo a través de la especialización e investigación.

“En este sentido, mi decisión estuvo marcada por la excelencia del programa de Doctorado en Ciencias de Recursos Naturales, además de las líneas de investigación que poseen. Esto se tradujo en unirme al mundo de las nanopartículas, respaldándome un equipo tremendo y productivo, donde se trabaja al borde de la tecnología en un tema tan preocupante como es el medio ambiente”, puntualizó la Dra. Carla Cisternas.

“Mi experiencia en el Doctorado fue de las mejores. Siempre rodeada de personas altamente calificadas, y sobretodo humanas. Agradezco enormemente el apoyo y seguimiento brindado en este camino por parte del Programa. Por lo demás, llevo toda mi carrera en esta Universidad, y le debo todo lo que soy”, agregó.

La Dra. Cisternas contempla seguir en el camino de la investigación, pero siempre ligada a la innovación y la transferencia tecnológica, la cual considera, es un punto esencial para el avance de la ciencia en nuestro país.