HALLAZGOS BIOQUÍMICOS PODRÍAN APLICARSE EN MEDICINA Y NUEVOS MATERIALES

HALLAZGOS BIOQUÍMICOS PODRÍAN APLICARSE EN MEDICINA Y NUEVOS MATERIALES

Posted by . on lunes, 21 de julio de 2014 0

De la corresponsalía

Ciudad de México-. Estudios de bioquímica en cascarones de huevo de aves condujeron a líneas de investigación promisorias, cuyos resultados podrían utilizarse en el desarrollo de nuevos materiales, así como en aplicaciones biomédicas.

Mediante un proceso llamado biomineralización, investigadores del Instituto de Química (IQ) de la UNAM, coordinados por Abel Moreno Cárcamo, analizaron la formación de cristales en sistemas biológicos.

El proceso conecta la parte inorgánica con la orgánica de los cascarones, donde aparecen dos tipos de fenómenos: patológicos y no patológicos. Los primeros están relacionados con calcificaciones (renales, pancreáticas biliares o vasculares). Respecto de los segundos, se pueden ubicar en la formación de estructuras, expuso Moreno Cárcamo.

Después de más de una década de trabajo, los universitarios aislaron las proteínas relacionadas con estos procesos; ahora se encuentran en etapa de análisis para que la actividad patológica pueda inhibirse. La investigación se realiza de manera multidisciplinaria.

Al examinar la formación de cascarones de huevo, los investigadores concluyeron que su estructura podría aplicarse en el desarrollo de nuevos materiales. "No son sino cerámicas hechas de carbonato de calcio, estructuras que la naturaleza elaboró y que, a su vez, perfeccionó a través de la evolución".

Después de varios estudios en cascarones de huevo de gallina, pudieron establecer que la proteína aislada posee alta selectividad para iones de carbonato. "La entrenó la naturaleza para seleccionar estos últimos, ahora indagamos cuál es su estructura tridimensional en términos de cristalografía de proteínas; la aislamos del cascarón por técnicas bioquímicas, la cristalizamos por técnicas biofísicas y la resolvemos a través de difracción de rayos X", explicó.

Este hecho científico colocó al grupo de expertos como precursores en la indagación de la estructura intramineral (proteínas que se encuentran en el cascarón). Posteriormente, su interés se trasladó a los cascarones de las Ratidaes, aves ancestrales (emú, rhea americana, kiwi, avestruz), para continuar con el aislamiento de aquéllas.

Luego de establecer sus propiedades (dureza mecánica y grandes cantidades de proteína), pudieron determinar que el cascarón de las Ratidaes, a diferencia del de gallina, tiene dos proteínas: Estrutiocalcina 1 y 2 en el huevo de avestruz, denominación derivada de su nombre científico (Struthio camelus); Rheacalcina 1 y 2 en el caso de la rhea americana; y Dromayocalcinas 1 y 2, del emú.

"Hemos logrado cristalizar las proteínas del huevo de avestruz, tenemos la estructura resuelta, en colaboración con el Laboratorio de Investigación en Ciencias Biológicas de Madrid, España", informó Moreno Cárcamo.

"Los investigadores españoles están interesados en la filogenia molecular de estas aves. Actualmente rastrean los genes que en el pasado codificaron estas proteínas. Nosotros realizamos la cristalografía y, en sinergia con otro laboratorio británico, se hará la simulación para predecir su estructura. Con ello estaremos en posibilidad de establecer el momento en que estas aves se separaron de los dinosaurios, abundó.

Por lo pronto, el grupo de la UNAM también se propone desarrollar estudios de biomimética, ciencia que apenas se vislumbra en México y que "implica aprender de la naturaleza cómo se fabrican ciertas estructuras y crear nuevos materiales llamados biomiméticos o bioinspirados".

Desde el punto de vista bioquímico, quizá el hallazgo más importante consiste en saber que al aislar, purificar, cristalizar y resolver la estructura tridimensional de las proteínas del cascarón de huevo de avestruz, se descubrió que son selectivas para iones de carbonato, precisó Moreno Cárcamo.

Sin embargo, también se abre una frontera para el desarrollo de materiales biomiméticos. Otra área se encuentra en las aplicaciones biomédicas. "Se podría aprender cómo se forman las precipitaciones que hacen los cálculos renales, pancreáticos, biliares o cardiovasculares, que se relacionan con la precipitación de carbonato de calcio, aprender cómo se desarrollan y tener soluciones para inhibirlos".

Aunque la medicina ya cuenta con soluciones parciales, diversas técnicas para disolver cálculos representan un verdadero reto como las medidas quirúrgicas a la precipitación cardiovascular. En la vena aorta se forman agregaciones de hidroxiapatita, por lo que tratar de hacer una operación a corazón abierto para extraer los cálculos resulta muy riesgoso, dijo.

"Nuestra investigación apunta a que en lugar de intervenir fisiológicamente el órgano, se inhiba el proceso patológico causante de la precipitación, o si ya se produjo el cálculo vascular, tratar de detenerlo, de tal modo que las aplicaciones biomédicas también están contempladas en esta indagación", concluyó.