Por: Jeanette Sangay Valqui
En esta ocasión tuve la oportunidad de entrevistar a dos grandes investigadores, uno de ellos es el PhD. Abdiel Oquendo Cruz, quién actualmente es asistente de investigación de posgrado de la Universidad de Puerto Rico, Recinto de Mayagüez, y el PhD. Albert Ulises Saavedra Olaya, quien realizó sus estudios de Microbiología en la Universidad Nacional Jorge Basadre Grohmann de Tacna-Perú y que actualmente se encuentra trabajando en YPF Tecnología SA (Y-tec), una empresa de investigación y desarrollo para la industria energética más importante de Argentina. En este post conoceremos la perspectiva que tienen sobre la nanobiotecnología mediante sus conocimientos basados en microbiología, biología molecular, ingeniería, electroquímica y nanomateriales.
¿Podría contarnos su experiencia más reciente en nanobiotecnología?
En cuanto a la pregunta, el PhD. Albert Saavedra, nos comenta: ‘’La nanobiotecnología se puede enfocar en dos ramas bastante grandes, una de ellas es la producción de nanopartículas a partir de microorganismos, esto es bastante bueno e innovador, y que yo particularmente he trabajado y detectado algunas nanopartículas en microorganismos, pero en lo que recientemente estoy trabajando es en el diseño de biosensores (Fig.1), que consiste en el uso de nanomateriales magnéticos como la magnetita, magnemita y grafeno, que funcionalizados químicamente con ciertas características, pueden implementarse sobre la superficie de electrodos para adherir bacterias de interés, por ejemplo, en corrosión hay algunas bacterias específicas que me interesan ya que se encuentran en las aguas de la industria petrolera debido a que, causan la corrosión y que en su mayoría son sulfatorreductoras, entonces yo puedo modificar estas nanopartículas con algunos compuestos específicos para traer solamente este tipo de bacterias sobre un electrodo. El grafeno que se tiene en la superficie me permite dar una cierta conductividad y respuesta eléctrica ante la presencia de estos microorganismos, y de esa manera con una técnica electroquímica, se puede detectar y cuantificar ese tipo de bacterias. El uso de nanomateriales para detección de microorganismos se está volviendo muy interesante en estos últimos 10 años’’.
Fig.1. Componentes fundamentales de un biosensor
(Fuente: Elaboración propia).
Por su parte, el PhD. Abdiel Oquendo indica que actualmente trabaja investigando en la fabricación de nanopartículas biogénicas. Estas son sintetizadas utilizando varias bacterias y su interés principal es estudiar el contenido y composición de las proteínas que las recubren. También está trabajando en las interacciones entre estas nanopartículas biogénicas y varios microorganismos para establecer las posibles aplicaciones biomédicas de estas.
Teniendo en cuenta su experiencia, ¿Qué microorganismos serían los mejores productores de nanopartículas, y por qué?
Con respecto a esto, el PhD. Albert Saavedra nos comenta: ‘’Existen microorganismos, sobre todo bacterias que producen nanopartículas magnéticas formadas en su interior, estas son las bacterias de hierro reductores y hierro oxidantes. Hay muchos estudios donde usan medios de cultivo para hacer crecer estas bacterias para la estimulación de la producción de estas nanopartículas. Desde el punto de vista microbiológico para la formación de nanopartículas está excelente, pero es una cuestión que todavía no hemos llegado a un punto dónde sea tan viable ya que, la síntesis de estas nanopartículas cada vez se está haciendo tan sencillas que, por ejemplo, cierta masa de nanopartículas de magnetita yo la puedo sintetizar en media hora y a nivel microbiológico puedo demorar unas semanas en conseguir esa biomasa. En conclusión, aún faltan muchos estudios para volver potencial el estudio de la obtención de nanopartículas a partir de microorganismos, no digo que sea obsoleto, sino que aún faltan estudios, hay que mejorar eso, quizá dándole características específicas a los microorganismos mediante estas nanopartículas”.
Para el PhD. Abdiel Oquendo, la mayoría de los microorganismos pueden generar nanopartículas si se suplementan los medios de crecimiento con sales metálicas de interés a concentraciones que no sean bactericidas. Sin embargo, muchos estudios utilizan bacterias que son aisladas de algún ambiente natural que contiene altas concentraciones del metal de interés ya que, estas bacterias exhiben resistencias a mayores concentraciones. Esto les permite generar más cantidad de producto al final de la biosíntesis y puede facilitar la producción de nanopartículas debido a que, tienen mecanismos de autodefensa específicos contra altas concentraciones de iones metálicos.
En la actualidad, ¿Qué tan seguro y eficiente es el uso de la nanobiotecnología a comparación de las demás tecnologías?
El PhD. Albert Saavedra, nos comenta: “Actualmente estamos en el boom de la nanotecnología, hace 5 años había muchos estudios sobre nanopartículas, donde el 99% eran de la academia y el 1% de la industria, pero recientemente la aplicación industrial de los nanomateriales ha ido incrementándose en forma logarítmica. Ahora tenemos nanomateriales para todo (Fig.2), estos se pueden aplicar para fusionar hilos, ropa, cepillos dentales, y demás. La cuestión es que, conversando con más personas desde el punto de vista ambiental y médico, no hay estudios tan profundos como para decir que ciertas nanopartículas son mucho más tóxicas que otras. Pero yo particularmente creo que la tecnología va avanzando y el uso de nanomateriales se va a ir incrementando, pero también depende mucho en donde la quieras aplicar, porque hay muchas tecnologías a base de nanomateriales que no tienen contacto con el ambiente ni con el humano, entonces ahí sí puedo decir que es seguro el uso de estos nanomateriales, en el uso biológico, pero para otro tipo de tecnologías aún es ambiguo”.
Por otro lado, el PhD Abdiel Oquendo considera que por el momento no entendemos completamente la seguridad de bionanopartículas en términos del ambiente y su posible toxicidad a los humanos. Lo que si se entiende es que estas ofrecen capacidades y propiedades que podrían ser de gran utilidad para mejorar muchos aspectos y problemas que enfrentamos en la medicina.
Fig.2. Áreas de innovación de la nanotecnología (Fuente: Cornejo, 2015).
Con una visión a futuro, ¿En qué investigaciones innovadoras de nanobiotecnología tiene planeado participar?
Sobre esta pregunta, el PhD. Albert Saavedra indica: “Tengo planeado seguir trabajando en mi línea de investigación, básicamente en nanobiotecnología, pero desde el punto de vista del desarrollo de biosensores para aplicarlos en diferentes tipos de industrias, no solo médica, sino que en la industria alimentaria, minera, petrolera, etc. Pueden existir diferentes tipos de sensores, hay sensores muy generales que pueden detectar y cuantificar muchos microorganismos, así como también microorganismos específicos. La ventaja de los nanomateriales es que, mientras más pequeñas sean las nanopartículas y mayor conductividad eléctrica tengan y también mayor especificidad posea algún microorganismo, vas a tener mejor señal de respuesta. Estos no solo sirven para detectar contaminantes, te sirven también para seguir un proceso, detectar toxinas de microorganismos, detectar el grado de formación de biofilms en diferentes industrias. Yo personalmente por mi experiencia, me inclino más al uso de biosensores”.
Montaje al microscopio de la celda electroquímica para el monitoreo óptico/electroquímico de la formación del biofilm sobre ITO
(Fuente: Saavedra, 2018).
Por otra parte, el PhD Abdiel Oquendo nos comenta que en un futuro espera poder investigar más a fondo los procesos de síntesis biogénicos para establecer maneras de controlar el contenido de proteínas en la superficie de las nanopartículas biosintetizadas. También espera poder trabajar con la modificación genética de microorganismos para poder controlar la síntesis de las nanopartículas en mayor detalle.
¿Podría algún estudiante de nuestra universidad llegar a colaborar de esa investigación?
Con respecto a esto, el PhD. Albert Saavedra comenta: “Yo creo que sí, no habría problema, actualmente no tenemos ningún estudiante del extranjero en la empresa, pero hay muchos becarios doctorales y postdoctorales, así que creo que charlando y viendo la posibilidad, la respuesta es sí, es más, hacer industria privada es un poco más difícil, pero desde el punto de vista académico por ejemplo la Universidad de Buenos Aires tiene muchos grupos en el área de nanomateriales aplicada a la ciencia biológica o microbiología de alguna manera.”
El PhD Abdiel Oquendo mencionó que definitivamente siempre hay espacio para la colaboración ya sea a distancia o presencialmente. El ha tenido la oportunidad de trabajar con varias personas de Sur América ya sea porque vienen a la Universidad de Puerto Rico, Recinto de Mayagüez a realizar estudios graduados o ya sea que adquieren becas para poder realizar internados en Puerto Rico.
Concluimos esta agradable entrevista agradeciendo a ambos investigadores por su gran aporte sobre la nanotecnología en el desarrollo de nanomateriales aplicados en el diseño de biosensores y la fabricación de nanopartículas biogénicas. Así como también por alentarnos y darnos una oportunidad de colaborar a futuro para poder realizar más investigaciones en este campo que está yendo en auge, que es la nanobiotecnología, y así aportar en los grandes avances de la comunidad científica y biotecnológica.
Comments