miércoles, 27 de noviembre de 2013

Vehículos y laboratorios diminutos


 DIALOGO CON JUAN PAPPALARDO Y ANA LAURA ZAMIT, DEL INTA



El grupo de bionanotecnología del Instituto de Virología del INTA trabaja en el desarrollo de dispositivos portátiles de diagnóstico para animales y la aplicación de la nanotecnología para la producción de mejores vacunas.



–Cuéntenme qué hacen. Juan Pappalardo: Nosotros trabajamos en el Instituto de Virología. Formamos un grupo muy nuevo, que empezó realmente a partir del 2011, aunque ya existía la idea desde 2009-2010. Es el grupo de bionanotecnología: aplicamos nanotecnología en relación con el diseño de vacunas y dispositivos diagnósticos. Este es el objetivo general; en realidad, resultados tenemos muy pocos porque empezamos muy recientemente.
–¿En qué consiste ese objetivo que me dice? J. P.: La nanotecnología es la rama del conocimiento que estudia la materia en una escala pequeñísima, por debajo de la micra. –10 a la menos 9... J. P.: Sí. La particularidad que tiene es que la materia, los distintos materiales, cambian sus propiedades a escala nanométrica. Por ejemplo, si yo tengo una partícula de oro de 10 nanómetros y una de 20 nanómetros, van a tener propiedades distintas que el oro “crudo”. Cambian propiedades físicas, químicas, cambia el color. Después hay otras cuestiones que tienen que ver con el tamaño que las hace muy útiles para poder desarrollar tecnología. La nanotecnología está muy pegada a lo que es la microtecnología. Hay incluso laboratorios y empresas en el mundo que producen dispositivos diagnósticos muy pequeños, portátiles, porque tienen la capacidad de miniaturizar lo que antes ocupaba muchísimo espacio. Es como un laboratorio en un chip. Eso parece de fantasía, pero es posible gracias a la miniaturización.
Ana Laura Zamit: La nanotecnología en el mundo, pero sobre todo en Argentina, es una disciplina muy incipiente, muy nueva, sobre todo en el área de las ciencias de la vida. Lo que buscamos nosotros es aprovechar estas propiedades nuevas a escala muy pequeña, dado que son propiedades que a escala más grande no existían.
–¿Qué es lo que obtienen? A. L. Z.: Nosotros estamos trabajando en dos líneas generales: una que tiene que ver con vacunas, moléculas en diseños específicos para hacer que las vacunas sean más eficientes que las convencionales. Por otro lado, estamos tratando de ver cómo se puede emplear la nanotecnología para producir sistemas de diagnóstico en una escala portátil. La idea sería poder tener esos dispositivos para diagnosticar enfermedades de interés ganadero “a campo”.
–¿Cómo funciona? A. L. Z: En algunos casos de lo que se trata es de aprovechar las propiedades de las moléculas que ya están, que existen naturalmente, pero que se las sintetiza en tamaño nano para aprovechar las nuevas propiedades.
–¿Cuáles son esas nuevas propiedades? J. P.: Magnetismo, por ejemplo. Es una cuestión física pura: es magnetismo orientado sólo en un sentido, no como un imán común. Cada átomo de una nanopartícula de hierro está orientado magnéticamente hacia la misma dirección. Eso las convierte en moléculas muy reactivas desde el punto de vista magnético. Nosotros no hacemos esto, pero en otros países sí y se utiliza, por ejemplo, para ablación de cáncer.
–¿Qué es lo que hacen ustedes? A. L. Z.: El trabajo que estamos realizando hoy por hoy tiene que ver con una etapa inicial de lo que se llama la cadena del valor de los alimentos: nosotros estamos en la parte inicial, donde lo que hacemos es aplicar nano para mejorar la producción, ya sea desde lo que es preventivo (la vacuna) o desde el diagnóstico (el dispositivo que le contábamos).
–¿Qué tipo de producción? J. P.: Animales. Se trata de la producción de alimentos de origen animal. Lo que nosotros aportamos viene desde el campo de la nanotecnología. Tenemos que “miniaturizar” técnicas que ya existen para que sea más efectivo, más económico... Con el tema de las vacunas, se utilizan distintos nanovehículos, con lo cual lo que se hace es vehiculizar el antígeno de la vacuna. En lugar de estar disuelto en un medio líquido, el antígeno va dentro de nanovehículos, que pueden ser distintas cosas. Estos nanovehículos se forman con elementos naturales o sintéticos; en el caso nuestro, son de origen principalmente lipídico (lípidos, colesterol...). Uno encapsula el antígeno en ese nanovehículo; el nanovehículo está compuesto por el mismo material por el que está compuesta la célula. Cuando llega a destino, se desarma y no genera ningún daño. El poder vehiculizar antígeno trae la ventaja de poder usar menos cantidad de antígeno pero también asegurarse de que llega a las células del sistema inmune a las que tiene que llegar.
–O sea que están haciendo vacunas... J. P.: Estamos haciendo la prueba de nanovehículos. Piense que todo esto es muy incipiente: lo que hacemos es probar estos nanovehículos en cultivos celulares para después poder hacer la prueba en animales. Antes de eso hay que hacer muchos ensayos in vitro, después en animales de laboratorio, y recién ahí podemos pasar a las vacas. En relación con esto, tenemos una patente entre INTA y una universidad de Estados Unidos que consiste en un pedacito de ese nanovehículo que permite que vaya dirigido específicamente a células del sistema inmune.
–¿Cómo se logra eso? J. P.: Es muy largo de explicar. Se hizo un estudio muy grande de los distintos receptores que tienen las células del sistema inmune. Después se eligió un par de esos receptores específicos y se buscó qué moléculas se unen específicamente a esos receptores. Obviamente hay una cuestión de costo-beneficio: se buscó una molécula que no fuera muy cara ni muy difícil de obtener. Esto, como ve, está muy relacionado con la química. Lo que se hizo fue comprar la base de la molécula, y sintetizar junto con otras moléculas lipídicas el “ladrillito” que se inserta en el nanovehículo. Entonces queda la molécula y ésa es la que después se pega al receptor de la célula. En el nanovehículo va lo que se quiera transportar: fármacos, una bacteria, un antígeno, partes del virus, proteínas recombinantes, plásmidos. Cualquiera de esas cosas puede cargarse en un glicosoma o en un nanovehículo. Nosotros usamos mucho los glicosomas, pero se puede usar otro nanovehículo. Después uno formula y hace pruebas de “captura” con un colorante fluorescente. Así, tratamos de demostrar que esos glicosomas específicos se están pegando a la célula a la que se tienen que pegar.
–¿Qué otra cosa? A. L. Z.: Le hablo del otro tema. Nosotros estamos tratando, como le decía, de producir un dispositivo portátil, pequeño, para poder diagnosticar animales. Hoy en día las muestras de sangre se envían a los laboratorios para poder procesarlas. Muchas veces lo que ocurre es que entre el camino de ida y el de vuelta, para que lleguen los resultados al campo, la respuesta es demasiado tardía: el productor ya no puede hacer nada. En otros casos sale tan caro el periplo que directamente es inviable, sobre todo con los productores que están en las zonas más remotas. Justamente la idea es generar sistemas de diagnóstico híbridos, que tienen partes biológicas y partes nano, para evitar todos estos inconvenientes. Lo que esperamos lograr es que esa detección que antes se hacía en el laboratorio ahora se haga “al pie del animal”.
–¿Eso es algo que ya se hace en algún lugar? A. L. Z.: En el exterior hay de-sarrollos muy avanzados, pero esos desarrollos son más bien complejos. Acá en Argentina no somos los únicos que estamos trabajando en este proyecto, que involucra el trabajo de físicos (entre otros). Nosotros trabajamos en colaboración con gente del Centro Atómico de Bariloche, tenemos otro contacto dentro del INTA, que son los especialistas del virus que tomamos como modelo...
–¿Cuál es? A. L. Z.: El virus de la leucosis bovina. Nosotros tomamos un virus como modelo, como un primer paso, y la idea es ir agregando más patologías para que en una misma muestra se pueda hacer el análisis de varias enfermedades. Tenemos una red de colaboración amplia, y eso es muy importante para nuestro trabajo.