Una patente, obtenida por sorpresa, del grupo de Biotecnología y Biología Enzimática de la Universidad de Murcia evita tener que recubrir las nanopartículas magnéticas antes de ser utilizadas, rebajando su coste sensiblemente .

Si se sabe dónde mirar y se tienen los conocimientos necesarios para detectar un éxito, a veces la ciencia ofrece sorpresas inesperadas. Un buen ejemplo es el del grupo de Biotecnología y Biología Enzimática de la Universidad de Murcia que, con treinta años de experiencia en la obtención de nuevas enzimas de interés industrial, recientemente ha desarrollado una patente que nada tiene que ver con esa línea.

Las enzimas, como catalizadores, son proteínas que tienen por misión la de acelerar las reacciones químicas que se dan en los seres vivos. Son extremadamente eficaces y, en general, son muy selectivas sobre los sustratos que transforman en productos.

El investigador principal del grupo, Francisco García Carmona, explica que «las enzimas han evolucionado en la naturaleza, pero no están adaptadas a entornos industriales, de modo que para poder hacer uso de ellas en la industria es necesario inmovilizarlas (fijarlas a un soporte) con el objetivo de separarlas de los productos fabricados, poder recuperarlas después de una reacción y volverlas a usar en ciclos sucesivos».

En la literatura se pueden encontrar numerosas técnicas para inmovilizar enzimas; entre ellas destaca el empleo de partículas (más grandes de 100 nanómetros -nm-) o nanopartículas (más pequeñas de 100 nm) magnéticas para transportar enzimas en biocatálisis y bioprocesos que surgió sobre los años 70.

Este tipo de nanopartículas normalmente compuestas de óxidos de hierro, como por ejemplo la magnetita, pueden ser manipuladas a través de un campo magnético (un imán) y recientemente han despertado el interés de los científicos a nivel mundial por sus enormes potencialidades en el mundo de la Medicina, ya que pueden transportar fármacos de manera selectiva, atacando únicamente células enfermas sin afectar a las sanas, entre otras ventajas. Ya en los años ochenta surgió su primera aplicación médica como agentes de contraste en resonancia magnética nuclear (MRI) o la destrucción de células tumorales mediante la hipertermia.

Atendiendo al hecho de que a escala nano las partículas se comportan de manera diferente a la escala macro, las nanopartículas magnéticas tienen características muy diferentes a las de sus homólogas de mayor tamaño como, por ejemplo, su alta superficie-tamaño. La dimensión nanométrica posibilita su interacción con estructuras celulares, sus propiedades ópticas o la baja remanencia magnética, es decir, no retienen magnetismo cuando se manipulan con imanes (algo que sí ocurre en tamaños mayores). Al no retener magnetismo, cuando se retira el imán las partículas se comportan como no magnéticas y no se atraen entre ellas, como sí hacen en tamaños mayores.

«Se sabía que no era difícil sintetizar nanopartículas magnéticas, pero una vez se hacía, estas no era posible modificarlas, por lo que cuando se quiere cargar en ellas alguna sustancia es necesario rodearlas con un polímero (a modo de funda) sobre el que luego sí se adhieren otros elementos que permiten reacciones, como por ejemplo medicamentos», explica el catedrático de la UMU.

La técnica empleada hasta el momento ofrecía dos problemas principalmente: al incluir un recubrimiento sobre ellas aumentaban de tamaño (a veces hasta de micras) y, además, esa coraza hacía que se perdiese potencia magnética, al apantallar el magnetismo de la partícula.

El equipo de la Universidad de Murcia conocía que las nanopartículas de magnetita tienen unas propiedades muy distintas a las de las sales de hierro de las que provienen y se planteó si su superficie sería inerte (como suele ser habitual en los metales) y, por tanto, incapaces de adherirse a otro tipo de moléculas o dar reacciones con compuestos orgánicos.

Cuenta García Carmona que, «de manera sencilla, mediante una reacción típica de química orgánica, empleando un reactivo común para la creación de enlaces covalentes (uniones de átomos que generan otro mayor) se descubrió que estas nanopartículas magnéticas daban reacciones de tipo orgánico, es decir, reaccionaban y admitían cargar otras sustancias sobre ellas».

«El resultado -subraya Carmona- no solo ahorra mucho dinero a la industria, ya que los reactivos empleados para su transformación son industriales y, por tanto, muy económicos, sino que ahorra muchísimo tiempo y todo lo que ofrece son ventajas: las nanopartículas magnéticas no aumentan de tamaño, no pierden propiedades y el efecto generado sobre ellas es permanente».

Casualidad

El procedimiento patentado por los investigadores de la UMU, propietaria de la patente, está a la espera de ser licenciado, pero no servirá para que el grupo cambie de línea de investigación. Como señala Francisco García Carmona, «se trata de un resultado surgido de la curiosidad por comprobar qué pasaría si se utilizaba ese reactivo sobre las nanopartículas magnéticas, pero no vamos a seguir investigando en ello».

Asegura también que «el experimento fue posible porque se trataba de un ensayo rápido y económico, para el que solo se necesitaban elementos de los que se disponía en el laboratorio y que, en el peor de los casos, podía suponer una pérdida de tiempo irrelevante. La sorpresa fue mayúscula al comprobar que nadie más en el mundo había tenido la idea antes y que el procedimiento era patentable».

Noticia extraída de: http://ababol.laverdad.es/ciencia-y-salud/6674-cuando-ensayar-en-el-laboratorio-tiene-premio