Nota

Universidad Nacional del Litoral - Facultad de Humanidades y Ciencias

13 de Julio de 2015 | 5 ′ 41 ′′

Biomimética: la naturaleza como fuente de inspiración para el desarrollo científico

Una investigación llevada adelante en el Instituto de Física del Litoral imita una reacción química que se produce en el ADN y la incorpora a polímeros de etireno -el plástico que encontramos en los juguetes y en los electrodomésticos-. El polímero desarrollado, además de tener muchas aplicaciones es biodegradable y se puede volver a utilizar, otro proceso que imita de la naturaleza.

Copiar a la naturaleza fue uno de los principales motores de la ciencia. Desde volar como las aves, como intentó una y mil veces Leonardo Da Vinci, hasta diseñar textiles tan resistentes como las pieles de ciertos animales o autos propulsados por una batería que imita la fotosíntesis, la ciencia aún busca en la naturaleza su fuente de inspiración.

En la Universidad Nacional del Litoral hay varios grupos de investigación que se dedican a la biomimética, es decir, a entender cómo funciona desde hace millones de años la naturaleza y a aplicar a problemas humanos las soluciones procedentes de ella en forma de principios biológicos, biomateriales, o de cualquier otra índole. Uno de estos grupos trabaja en el Instituto de Física del Litoral (IFIS), de doble dependencia UNL-Conicet.

“La idea es desarrollar materiales que sean benignos para el medio ambiente y para el ser humano, entonces lo que hacemos es tratar de explorar mecanismos que estén inspirados en la naturaleza, por eso se llama biomimética”, explica a Argentina Investiga Débora Martino, doctora en Física del IFIS y docente de la Facultad de Humanidades y Ciencias (FHUC). “Uno trata de identificar los procesos de la naturaleza que puedan ser extrapolables a sistemas que se puedan sintetizar en el laboratorio. A eso se le llama biomimética: es mirar qué hace la naturaleza que es sabia, copiarlo y sintetizarlo en el laboratorio”.

Imitar una reacción del ADN

En el grupo de investigación en el que trabaja Martino eligieron trabajar con una base de las que componen el ácido desoxirribonucleico o ADN, la molécula que contiene la información genética para el desarrollo y funcionamiento de todos los seres vivos. “En las cadenas de ADN hay una base heterocíclica que se llama timina y en la naturaleza esa base sufre una reacción química, se dimeriza y se junta con otra timina y hace que la cadena del ADN, cuando recibe luz ultravioleta, se entrecruce”, explica.

En la naturaleza, el entrecruzamiento de la estructura del ADN puede provocar mutaciones celulares y generar acontecimientos cancerígenos. Como ejemplo Martino habla de la piel y la exposición desprotegida al sol. “Mucha gente que se expone por un tiempo prolongado a la luz solar puede tener cáncer de piel, por estos entrecruzamientos que se producen con la reacción química. Tratamos de utilizar esa propiedad nociva en el ADN para crear nuevos materiales. A la larga, esa propiedad de entrecruzamiento nos puede favorecer”.

¿Cómo lograr que algo nocivo se copie de manera benigna? La idea que tuvieron fue incorporar la timina a polímeros de estireno. Los polímeros son pequeñas moléculas juntas (poli, viene del griego y significa muchos y mero, parte o segmento). “Al estireno lo conocemos mucho porque es el plástico que encontramos en los juguetes y en los electrodomésticos. A ese polímero le pusimos la timina, cuya fotoreactividad, o sea reactividad al inducirse con luz, es muy importante desde el punto de vista de las propiedades de los materiales que podamos generar. Ahí creamos nuestros polímeros biomiméticos: polímeros sintetizados en laboratorio que semejan algo que ocurre en la naturaleza”.

El trabajo, que así presentado parece muy simple, tomó varios años de estudio y pruebas. Primero investigaron la síntesis del polímero, cómo se comporta, cómo se entrecruza y qué propiedades tiene. Ahora están en una etapa que busca encontrar aplicaciones en distintas áreas.

“Hemos trabajado en generar dispositivos que puedan servir para liberar drogas en forma controlada en nanocápsulas o microcápsulas. Con irradiación hacemos que esas microcápsulas sean más estables y liberen los productos que tienen adentro en el rango de tiempo que nosotros deseamos. También trabajamos en fabricar biosensores que al usar el polímero son más benignos y mejoran mucho su sensibilidad. Lo hemos aplicado en productos electrónicos como fotoresistores para hacer los chips que se utilizan en la computadora, celulares y demás”.

Estas aplicaciones están en una etapa de prueba y todavía los investigadores trabajan para desarrollar un polímero que sea económicamente competitivo y del interés del mercado. Entre los últimos desarrollos hay un trabajo en conjunto con la Universidad Nacional de Rosario en un proyecto de interés provincial donde analizan la interacción entre el polímero creado y los contaminantes de algunas industrias. “Estamos investigando esas interacciones primero para poder detectar los contaminantes, y luego mediante el entrecruzamiento, mediante esa propiedad que tienen nuestros polímeros, poder atraparlos de alguna manera y liberar los contaminantes del agua”.

Martino destaca que el polímero que desarrollaron, además de tener muchas aplicaciones es biodegradable y se puede volver a utilizar, otro proceso que también se da en la naturaleza y que su polímero imita. “La naturaleza ha sobrevivido millones de años y uno tiene que mirar esos procesos. Hay que seguir haciendo esto para hacer un mundo sustentable para las generaciones futuras”, concluye.

Romina Kippes
Elizabeth Furlano
Andrea Vittori
Universidad Nacional del Litoral

Comunicación - Universidad Nacional del Litoral
avittori@unl.edu.ar
www.unl.edu.ar


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