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Ciencia contra la covid-19

José María Lagarón: “Muy pronto las mascarillas serán ultrafinas, traslúcidas y biodegradables”

Este experto en polímeros renovables y materiales nanoestructurados ofrece una charla organizada por el INMA. 

José María Lagarón, investigador del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos del CSIC.
José María Lagarón, investigador del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos del CSIC.
CSIC

José María Lagarón creó y lidera el grupo de Nuevos Materiales y Nanotecnología del Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos del CSIC. Es un experto en la aplicación de polímeros renovables y materiales nanoestructurados en tecnología alimentaria y en biomedicina. Además de su extensa producción científica y liderazgo en proyectos internacionales, su vocación emprendedora le ha llevado a fundar, entre otras, la empresa Bioinicia S.L.

El miércoles 19 de mayo, a las 12.00, ofrece un seminario ‘online’ donde hablará de materiales nanoestructurados para la protección profiláctica contra la covid-19 y de su experiencia investigadora y emprendedora. La charla forma parte del ciclo ‘INMA-Impulso’ del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón y puede seguirse en directo a través de Zoom previa inscripción o en el canal de Youtube del INMA.

La primera iniciativa del CSIC en llegar al mercado para prevenir la covid-19 fueron sus mascarillas con nanofibras Proveil de CSIC-Bioinicia ¿qué aporta la nanotecnología a estas mascarillas?

La tecnología de filtración desarrollada propone una alternativa innovadora a los materiales de filtración electrostática tradicionales. Su principal ventaja es impartir una filtración de tipo mecánico, muy eficiente a bajos espesores de filtro, y como resultado se obtienen mascarillas más ligeras que disipan mejor el CO2, humedad y el calor. Esta tecnología permite la desinfección simple con pulverizadores de alcohol, y es tan flexible que permite funcionalizar el filtro y hacerlo viricida y biodegradable.

¿Cómo serán las próximas mascarillas?

Muy pronto las mascarillas serán ultrafinas, traslúcidas y biodegradables, para solucionar problemas en la expresión de las emociones y permitir la comunicación a la comunidad sorda, así como evitar problemas medioambientales asociados al uso de mascarillas convencionales.

¿Qué otras contribuciones significativas aporta la nanotecnología en la lucha contra esta enfermedad?

Hay muchas posibilidades que la nanotecnología ofrece frente a la pandemia, desde los nanopartículas lipídicas que actúan de vehículos del ARN mensajero en las vacunas a agentes viricidas nanoestructurados y tests serológicos basados en nanotecnología óptica. Por supuesto, en el ámbito de las nanofibras nos encontramos todos los aspectos de la filtración, desde mascarillas y otros EPI, a sistemas de limpieza y desinfección del aire.

Son muchas las contribuciones resultantes de materiales desarrollados por su grupo de investigación en salud o seguridad alimentaria, ¿cuáles son sus temas de interés más allá de la movilización derivada de la pandemia?

Nuestro interés hasta el inicio de la pandemia ha sido aplicar herramientas nanotecnológicas, como nanofibras, nanoláminas o nanopartículas, al refuerzo de materiales de aplicación en envases alimentarios, para crear nuevos bioadhesivos, para la encapsulación de ingredientes bioactivos o la reducción a escala nanoscópica de los fármacos. Pretendemos mejorar la eficiencia de los biomateriales para posibilitar y fomentar su uso, y funcionalizarlos para aportarles propiedades antimicrobianas, antioxidantes o para la liberación controlada e incremento de la biodisponibilidad en el organismo de ingredientes funcionales o fármacos. También nos interesa mejorar la barrera de las superficies y dotarlas de propiedades super-repelentes a líquidos, etc.

Su trayectoria profesional destaca por el emprendimiento a partir del conocimiento científico –ha fundado la empresa Bioinicia–, ¿qué recomendaría a los jóvenes investigadores frente a la aventura de emprender?

El emprendimiento es un estado de ánimo que tiene motivaciones similares a la curiosidad científica. Nos forman muy bien para ser científicos, pero no tan bien para canalizar el impulso emprendedor. El emprendimiento ya se enseña como disciplina en algunas titulaciones más bien relacionadas con la economía, la dirección de empresas o la ingeniería. En mi opinión, debería ser una disciplina de formación continuada a lo largo del desarrollo curricular del individuo y debería estar presente en las titulaciones de ciencias. Aun así, el que tiene carácter emprendedor consigue sus objetivos con o sin formación. Eso sí, es más duro sin formación. Es un complemento fascinante y muy enriquecedor para un científico participar en un proyecto de emprendimiento empresarial. Yo lo recomiendo.

Los materiales nanoestructurados plantean soluciones para la profilaxis, detección y tratamiento de la covid-19
Imagen de microscopía electrónica de nanofibras de poliéster biodegradable electrohiladas en el INMA (CSIC-UNIZAR).
Imagen de microscopía electrónica de nanofibras de poliéster biodegradable electrohiladas en el INMA (CSIC-UNIZAR).
INMA

Nanotecnología protectora en vacunas y mascarillas

Centros de investigación y empresas de todo el mundo están haciendo un gran esfuerzo para desarrollar vacunas y terapias en la prevención y el tratamiento de la covid-19, algunas de ellas basadas en nanotecnología, que también está contribuyendo a una detección temprana y selectiva de la enfermedad.

El 11 de enero de 2020, las autoridades chinas compartieron la secuencia genética del nuevo coronavirus. Tan solo dos días después, el Centro de Investigación de Vacunas de NIH (National Institutes of Health) del Gobierno de Estados Unidos, la agencia responsable de la investigación en biomedicina y en salud pública, y el equipo de investigación de enfermedades infecciosas de Moderna finalizaron la secuencia genética para desarrollar la vacuna contra SARS-CoV-2 y esta compañía se movilizó para su fabricación clínica. El primer lote clínico se completó el 7 de febrero de 2020 y se sometió a pruebas analíticas de validación; se envió el 24 de febrero de 2020 desde Moderna al NIH, en tan solo 42 días desde la selección de la secuencia. El primer participante en un estudio clínico de fase 1 dirigido por el NIH recibió la primera dosis el 16 de marzo de 2020.

Nunca había pasado tan poco tiempo desde la secuenciación del virus hasta la administración en humanos y probablemente nunca se pensó que fuera posible. Un elemento habilitador crítico para este logro fue el desarrollo, en la formulación de dicha vacuna, de un vehículo fiable a escala celular para la administración del material genético (ARN mensajero) del virus que está basada en nanopartículas lipídicas. Por lo tanto, las nanopartículas sirven eficazmente como transportadoras de material genético en la prevención de covid-19. Tanto la vacuna de Pfizer como la de Moderna están basadas en nanopartículas lipídicas que protegen el material genético y evitan que se degrade tras su administración.

Científicos de todo el mundo también utilizan nanopartículas como vehículo de los fármacos para tratar los síntomas de la covid-19. Así se puede lograr un tratamiento controlado en el tiempo y minimizar los efectos secundarios que producen los fármacos libres.

La nanotecnología está contribuyendo no solo a la prevención y tratamiento de la enfermedad, sino también a su diagnóstico temprano y a la detección de las variantes del virus mediante el desarrollo de biosensores rápidos, selectivos y de alta sensibilidad, incluyendo aquellos que pueden ser usados en cualquier punto de atención, sin necesidad de tener que acudir a un hospital o laboratorio especializado ni de disponer de gran equipamiento.

En el Instituto en Nanociencia y Materiales de Aragón (CSIC-Universidad de Zaragoza) se están desarrollando sensores para la detección de ARN viral con sistemas rápidos, económicos y de fácil implementación, sin necesidad de equipamiento costoso y complicado de utilizar, empleando nanopartículas metálicas. También se han desarrollado mascarillas higiénicas y quirúrgicas basadas en fibras electrohiladas, así como coloides viricidas que, aplicados sobre dichas mascarillas, inactivan el virus que pudiese quedar depositado sobre ellas.

Manuel Arruebo, Jesús M. de la Fuente, Silvia Irusta y Víctor Sebastián Investigadores del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (CSIC-UZ)

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