El trabajo realizado desde el Centro para el Desarrollo de la Nanociencia y la Nanotecnología (Cedenna) que lidera nuestra Universidad, en torno a los nanomateriales y la nanoseguridad, ha alcanzado reconocimiento a nivel mundial.

Prueba de lo anterior, es la invitación recibida por los investigadores del Centro, Mauricio Escudey, Manuel Gacitúa y Juan Pablo García Huidobro, quienes participaron en París, Francia, en el encuentro del Grupo de Trabajo de la OCDE sobre Nanomateriales Manufacturados (WPMN, por sus siglas en inglés), que congrega a científicos del más alto nivel.

El grupo WPMN, establecido por la OCDE en 2006 y que tiene como objetivo evaluar potenciales riesgos en el desarrollo de nanomateriales, contó, por primera vez, con la presencia de representantes chilenos, lo que da cuenta del prestigioso trabajo realizado por Cedenna.

Respecto a este posicionamiento, Mauricio Escudey señaló que, “hace ya un tiempo, nos planteamos que la nanoseguridad era un tema de gran importancia y nos propusimos ser un referente en esta materia”.

“Uno de nuestros objetivos era ser consultores y partícipes, a nivel de Estado, en el plano de la toma de decisiones respecto a la política de desarrollo en este ámbito. En ese contexto, para nosotros es altamente significativo haber sido considerados para participar en estas reuniones, que nos permitieron entrar a un circuito distinto, donde se definen las políticas mundiales”, agregó.

Los destacados investigadores fueron convocados por la Misión de Chile ante la OCDE y asistieron en calidad de delegados del país, siendo, también, los únicos representantes de América Latina en esta relevante instancia de análisis y discusión científica.
En el mismo sentido, Manuel Gacitúa señaló que la participación en el encuentro, “fue una oportunidad súper importante, porque nos permitió conocer la visión de los países que están liderando estos temas”.

“Yo, por ejemplo, no hubiese imaginado que modelos de cultivo in vitro podrían llegar a reemplazar la experimentación en modelos biológicos con animales vivos”, expresó el investigador.

Bases de datos y cultivos in vitro

El encuentro del Grupo de Trabajo de la OCDE sobre Nanomateriales Manufacturados contempló dos jornadas de análisis y discusión técnica. La primera de ellas se enfocó en un proyecto liderado por investigadores canadienses, que consistía en una herramienta de revisión en línea de todas las bases de datos toxicológicas disponibles, para intentar predecir la toxicidad de nanomateriales y evitar, así, repetir ensayos biológicos que actualmente se hacen con animales.

“Hay una tendencia mundial de dejar de experimentar con animales y, además, son procesos muy costosos. La idea del proyecto presentado es sacar más provecho a todo lo que ya está realizado y evitar que se hagan nuevos experimentos”, explicó Gacitúa.

Durante la segunda jornada, en tanto, se abordó un proyecto liderado por investigadores ingleses: el desarrollo de modelos de tejidos celulares que permiten reemplazar las pruebas sobre animales por ensayos in vitro.

“Estos investigadores están desarrollando modelos de tejidos celulares, de pulmón de hígado y de estómago, que son las tres vías de ingreso o de acumulación más importantes de nanopartículas en el cuerpo, e intentan traducir estos resultados para ver si se pueden extrapolar al ser humano”, detalló Manuel Gacitúa.

“El razonamiento de estos investigadores –añadió Escudey–  es utilizar tanto como sea posible la información existente; buscar cómo complementar esa información con otra que sea más específica para materiales nano y que todas esas pruebas, en lo posible, no se hagan con seres vivos, sino mediante modelos computacionales, físicos, químicos o biológicos”.

“Esto es solo el comienzo”

Tras el encuentro internacional, los investigadores de Cedenna expresaron su satisfacción por haber participado en esta instancia y compartieron algunas reflexiones.

“Si como país eres parte de la OCDE, es razonable que participes a la par del resto de los países y no seas solamente un receptor de las conclusiones que otros sacan”, opinó Mauricio Escudey.

Al mismo tiempo, los investigadores coinciden en que el campo de la nanoseguridad está aún por explorar y que, tanto en Cedenna, como a nivel país, debemos seguir comprometiéndonos con este desafío central para el siglo XXI. “Esto es solo el comienzo”, agregaron.
 

Durante la mayor parte de febrero, la Universidad de Santiago de Chile realiza una pausa en sus habituales labores lectivas, manteniéndose en un período de receso que permite a la comunidad retomar energías para el resto del año. Sin embargo, el trabajo en laboratorios, oficinas de administración y en obras de construcción sigue siendo intenso en el campus.

Una muestra de lo anterior es el Laboratorio de Neurociencia donde los investigadores continúan desarrollando tareas de gran relevancia científica, vinculadas, principalmente, a los procesos de memoria y aprendizaje.

“Ninguna Universidad que se ajuste a ese concepto, debería detener la investigación”, señaló, al respecto, el director del laboratorio de neurociencia de la Facultad de Química y Biología, Dr. Bernardo Morales Muñoz.

El investigador y académico, quien también es vicerrector de Apoyo al Estudiante, explicó que, el trabajo que desarrollan en este centro científico, consiste en investigar “cómo el cerebro es capaz de almacenar la información a través de modelos de plasticidad sináptica”.

“Lo que hacemos, específicamente, es generar, en ratones, un modelo de síndrome de déficit atencional e hiperactividad, a través del consumo de nicotina. Y una de las características que nos hemos encontrado es que el proceso de maduración de las espinas dendríticas, que es donde se forman las sinapsis, resulta inconcluso. Por lo tanto, lo que estamos estudiando en este instante es cómo revertir ese daño”, señaló Morales.

El director del Laboratorio de Neurociencia agregó que, actualmente, están realizando pruebas con Atomoxetina, un fármaco que no es estimulante del sistema nervioso central, a diferencia del conocido Ritalin.

En palabras de Morales, la Atomoxetina “tiene un efecto bastante importante en revertir este síndrome de hiperactividad y eso es lo que estamos probando nosotros”, dijo.

“En enero se publicó el paper en la revista Neuroscience, donde nosotros demostramos que la Atomoxetina es capaz de revertir los procesos de plasticidad sináptica como potenciación de larga duración, y ahora fuimos más allá y observamos lo que pasa a nivel morfológico”, agregó.

Esta investigación forma parte de un proyecto Fondecyt que cuenta con colaboraciones internacionales y representa solo una de las tantas iniciativas en las que trabaja este centro. Se trata de investigaciones de gran relevancia, que han posicionado al Laboratorio de Neurociencia de la Facultad de Química y Biología de la Universidad de Santiago, como un referente a nivel nacional e internacional en la materia.

Y así como el Laboratorio de Neurociencia, son diversas las investigaciones que, durante febrero, continúan su desarrollo en nuestro Plantel, sosteniendo la permanente contribución de nuestra Casa de Estudios, a las ciencias y el conocimiento.

En el Departamento de Ingeniería Química de la Usach , las líneas de Calidad del Aire y Valorización de Residuos se han visto fortalecidas con las investigaciones que sus académicos llevan a cabo, las que les permiten ser referentes en la temática. Las adjudicaciones a través de Fondef han sido importantes también, para  seguir innovando sobre una arista que es de preocupación planetaria: cómo transformar la basura en energía. Este proyecto se complementa con un segundo que está en ejecución y también liderado por el Dr. Díaz Robles, “Revalorización Energética de Residuos Sólidos de la Industria de la Celulosa Para la Fabricación de Pellets HTC”.

Para avanzar en la obtención de esa respuesta, el académico recibió un reactor de gasificación en el contexto del Fondef que lleva, en conjunto, con la Universidad Federico Santa María y la Universidad de Rottenburg, junto a 24 asociaciones de municipios de la Región Metropolitana agrupadas en MSuR y EMERES.

“Con este equipo vamos a gasificar residuos orgánicos  de la Región para transformarlos en energía o hidrógeno. La idea es convertir la biomasa de residuos orgánicos domiciliarios en biocarbón, a través de este reactor, y luego gasificarlo para obtener un gas limpio, o bien depurarlo para hacer más hidrógeno. El Ministerio de Energía va a promover y fortalecer la investigación y desarrollo de producción de hidrógeno, por lo que vamos en la línea correcta” señaló el Dr. Díaz Robles.

El reactor quedará instalado en el Departamento de Ingeniería Química donde, en los próximos meses,  comenzarán a realizarse pruebas que permitirán avanzar en el desarrollo del proyecto Fondef.

“Estos equipos no se compran en tiendas, sino que se mandan a hacer vía licitación. En este caso, la empresa que lo diseñó tiene la tecnología patentada, lo cual nos da total confianza de que los resultados van a ser aceptables y podremos hacer un tratamiento con la basura de la ciudad de Santiago”, explicó el experto.

En el proyecto  trabajan, además del Dr. Díaz Robles, el Dr. Francisco Cereceda, de la Universidad Federico Santa María, los doctores César Huiliñir, Francisco Cubillos, Andrea Espinoza y Jaime Gómez de nuestra Casa de Estudios, y el estudiante de Doctorado Sr. Fidel Vallejo y el estudiante de pregrado Felipe Villablanca.

Como “un hito muy importante en su carrera científica” fueron considerados los resultados del último paper de la investigadora del Departamento de Biología, la Dra. Alejandra Moenne, titulado “Isolation and Characterization of Copper- and Zinc- Binding Metallothioneins from the Marine Alga Ulva compressa (Chlorophyta)”, publicado en la revista International Journal of Molecular Sciences.

“Hace como 20 años formulé la hipótesis de que el cobre se acumulaba en el alga marina U. compressa (Chlorophyta) mediante su unión a unas proteínas denominadas metalotioneínas (MTs). En eso estaba en lo cierto, pero en lo que me equivoqué es que la MTs del alga se parecerían a las MTs de las plantas terrestres que también son verdes. Resultó que las MTs del alga se parecen a las MTs de invertebrados marinos como los moluscos y también las del invertebrado terrestre C. elegans”, explicó la investigadora respecto al paper. 

El trabajo desarrollado por el grupo de investigación que la doctora Moenne lidera trata sobre el clonamiento y la caracterización de tres metalotioneinas (MTs) del alga marina Ulva compressa las cuales fueron inicialmente identificadas mediante transcriptómicas  y RNAseq. La sobre-expresión de estas MTs en bacteria permitió confirmar la capacidad de estas MTs de mediar la acumulación de cobre y zinc in vivo, lo cual sugiere que podrían realizar esta misma función en el alga marina.

Esto, ya en el terreno de sus aplicaciones “permitiría en el futuro sobre-expresar estas MTs  en plantas terrestres para así poder fitorremediar suelos contaminados con cobre y quizás otros metales o metaloides”, comentó la académica de la Usach. 

“Queda ahora por demostrar que estas proteínas están involucradas en la acumulación de cobre y zinc en el alga y quizás de otros metales mono y divalentes como cadmio, plomo, mercurio, arsénico y otros”, agregó sobre sus potencialidades.

La investigación fue realizada en colaboración con los autores Daniel Laporte, Alberto González, Melissa Gómez pertenecientes a la Facultad de Química y Biología de la Universidad de Santiago de Chile y los investigadores Antonio Zúñiga y Claudio A. Sáez, miembros de la Universidad de Playa Ancha.

El Dr. Ernesto Pino, ex estudiante de doctorado de Ciencia de la Ingeniería, mención Ingeniería de procesos, recibió el primer lugar al mejor trabajo presentado en el Congreso Chileno de Ingeniería Sanitaria y Ambiental por su trabajo de tesis doctoral.
En este contexto, el Dr. Pino junto a su profesor guía, el Dr. Luis Díaz del Departamento de Ingeniería Química, desarrollaron un estudio sobre el impacto de emisiones contaminantes en el hemisferio sur en cuanto al derretimiento de glaciares en la antártica chilena.

Esta investigación surgió debido a que anteriormente existían estudios sobre las repercusiones de estos contaminantes en el hemisferio norte, producto que éste es un territorio más industrializado y con mayor índice de emisiones. Sin embargo, ambos investigadores se cuestionaron cuál era el impacto de los incendios forestales que azotan la región, de la combustión residencial de la leña y de los vehículos diésel sobre este lado del mundo.

En palabras del Dr. Díaz, el resultado obtenido fue que “el carbono negro, hoy se considera uno de los contaminantes más complejos desde un punto de vista de cambio climático, debido a que es un contaminante de corto plazo que se deposita en los glaciares y comienza su derretimiento acelerado”. Lo anterior se debe a que este componente captura con mayor velocidad la radiación solar.

Este diagnóstico fue el resultado de la modelación del material y de descubrir que las emisiones antropogénicas emitidas por los incendios forestales de la Amazonía y de Australia llegan en algún momento a la península antártica, lo que está provocando este derretimiento.

Para el académico e investigador del Departamento de Ingeniería Química, el paso siguiente es encontrar soluciones. “Buscar cómo evitar incendios forestales es muy complejo. Lo que tenemos que hacer ahora, es que los países se comprometan a consumir menos energía fósil, de manera que la temperatura no se eleve. Si hay mayor temperatura, es mayor el riesgo de incendio, y por tanto, más carbono negro tendremos en los glaciares”, explicó.

En relación al reconocimiento del ex estudiante de doctorado, el Dr. Díaz afirmó que es un hito dentro de la trilogía de elementos que el Departamento celebró a fines del 2019. “Por un lado, tenemos la celebración de los 60 años del tratado antártico, el desarrollo de la COP25 y los cinco años de acreditación de este mismo doctorado. Estamos felices por él, esperamos que en la Universidad Católica de Valparaíso lidere una línea de investigación. Como Universidad, estamos dando un gran aporte de formar capital humano avanzado y esperamos que siga contribuyendo al país”, puntualizó.

Transferencia tecnológica

En cuanto a la transferencia tecnológica desarrollada, el académico señaló que a su parecer, la Usach es una de las que está liderando a nivel país tecnologías y centros. Por tanto, hay muchos más estudiantes e investigadores que se han atrevido a generar innovación y transferir a la empresa.

Actualmente, el Departamento de Ingeniería Química está trabajando en un proyecto Fondef que está desarrollando una tecnología de valorización de residuos vía carbonización hidrotérmica, que permite poder valorizar un residuo y transformarlo en biocarbón, que puede ser usado en distintas aplicaciones, por ejemplo, para generar hidrógeno u otros combustibles.

Según el académico, “se puede usar como carbón activado, como mejoramiento de suelo, absorvente para metales pesados. Es decir, estamos convirtiendo un residuo en un producto de alto valor”, concluyó.