• Con el fin de generar tratamientos que sean mejor tolerados por los pacientes, un equipo de la Facultad de Química y Biología investiga el uso de nanopartículas biodegradables que permitan que el adenosín-5'-trifosfato, también conocido como ATP, circule por mayor tiempo en el organismo combatiendo el cáncer. 

Con el fin de generar tratamientos que sean mejor tolerados por los pacientes con cáncer, se investiga el uso de nanopartículas biodegradables que permitan que el adenosín-5'-trifosfato, también conocido como ATP, circule por mayor tiempo en el organismo.

El estudio es liderado por la Dra. Patricia Díaz, académica de la Facultad de Química y Biología del Plantel, y se desarrolla en el marco del proyecto Fondecyt Postdoctoral 2016 (3160837) "Uso de nanopartículas con circulación prolongada para la administración de ATP en tratamientos anticancerígenos", en el que la académica y su equipo probarán nuevas formas de aplicación de drogas anticancerígenas, basadas en nanotecnología.

Explica la investigadora que cualquier tipo de droga que sea administrada en el cuerpo humano con fines médicos requiere de un tiempo de circulación en el organismo para ejercer su acción terapéutica.

Ejemplifica que los antibióticos se administran cada ocho horas para mantener cierta concentración plasmática en el organismo, que impida que los microorganismos proliferen nuevamente. Pero existen otras moléculas como el ATP que son rápidamente degradadas, por lo que se requiere aplicar dosis muy altas y continúas para tener un efecto terapéutico, lo que no es beneficioso para los pacientes.   

Por lo mismo, el uso de la nanotecnología permitiría proteger a las drogas de la degradación y aumentar el tiempo en que circula, potenciando su acción terapéutica.

“Debido a que las drogas están encapsuladas en las nanopartículas las enzimas que las metabolizan no pueden unirse, por ello están protegidas de la degradación. En consecuencia las drogas aumentan su tiempo de vida media y con ello prolongan su efecto terapéutico”, explica la Dra. Díaz.

Mejores tratamientos

La ventaja de usar el ATP como anticancerígeno es que los efectos secundarios que produce son menores a los de otras drogas. Pero su desventaja radica en que se degrada muy rápido al ser reconocido por las enzimas del organismo. Ello genera la necesidad de utilizar otras estrategias para la administración de la droga como el uso de nanopartículas con propiedades biodegradables y biocompatibles.

Detalla la investigadora que “un valor positivo de usar el ATP es que sus efectos secundarios son muy bajos o tolerables para los pacientes, pero al degradarse rápidamente pierde su potencial como medicamento”.

“Por ello, queremos encapsular el ATP en nanopartículas biocompatibles, lo cual permitirá incrementar su vida media, utilizando además otras estrategias para hacerlas invisibles al sistema inmune de modo que puedan estar en circulación mayor tiempo, para que no sean internalizadas por las células y se produzca una liberación extracelular del ATP. Con ello esperamos que exista más droga disponible para ejercer un efecto anticancerígeno prolongado”, explica.

El principal objetivo de la Dra. Díaz es probar la eficacia del uso de las nanopartículas de ATP para el tratamiento del cáncer.

Resume: “Espero demostrar que el encapsulamiento en nanopartículas, permite aumentar la biodisponibilidad de la droga en comparación con la biodisponibilidad de la droga administrada de manera convencional. Además, otro objetivo del proyecto es analizar el posible efecto sinérgico de la administración del ATP en combinación con otras drogas de uso común para el tratamiento del cáncer”.

“Este efecto sinérgico permitiría eliminar un mayor número de células cancerígenas y ello sería muy provechoso sobre todo para pacientes con estadios avanzados de cáncer, los cuales, como sabemos, tienen una baja expectativa de vida debido a que los tratamientos convencionales son poco efectivos en ellos”, complementa la investigadora.

Por otro lado, usar tratamientos basados en nanotecnología permite reducir el número de dosis aplicadas a los pacientes. “Otra de las ventajas de este tipo de tratamientos es que como producen una liberación sostenida en el tiempo de las drogas, podemos tratar a los pacientes cada una, dos o más semanas dependiendo de la capacidad de encapsulación de la droga y de cuánto tiempo dure circulando en el organismo, a diferencia de los tratamiento convencionales donde se aplican dosis de medicamentos cada 8 o 24 horas”, detalla.

El proyecto se lleva a cabo en el Laboratorio de Farmacología y cuenta con el patrocinio del Dr. Juan Pablo García- Huidobro, también investigador de la Facultad de Química y Biología. 
 

• Renovar la industria alimentaria desarrollando un elemento con propiedades antimicrobianas y antioxidantes que aumente la vida útil de productos lácteos, es lo que considera el trabajo de la Dra. Silvia Matiacevich, del Departamento Ciencia y Tecnología de los Alimentos de la Facultad Tecnológica, gracias a la adjudicación de un proyecto Fondecyt Regular 2016.  El objetivo es encontrar un componente activo para aplicarlo a este tipo de alimentos. El equipo está integrado por la investigadora; el Dr. Rubén Bustos, académico del Departamento de Ingeniería Química, y estudiantes de ambas áreas.

El consumo actual de alimentos frescos, sanos y naturales ha ido en aumento, más aún los lácteos que, según cifras de la Oficina de Estudios y Políticas Agrarias, ODEPA,  alcanzó los 146,5 litros per cápita el año 2013, indicador récord en el consumo nacional que hoy llega a los 150 litros por persona, aproximadamente.

Sin embargo, la forma de conservarlos es utilizar siempre aditivos que no son tan naturales, los que -en cierta medida- no permiten una alimentación saludable y equilibrada.

Ante ello, se conformó un equipo interdisciplinario conformado por la Dra. Silvia Matiacevich, académica del Departamento Ciencia y Tecnología de los Alimentos de la Facultad Tecnológica, el Dr. Rubén Bustos, académico del Departamento de Ingeniería Química de la Facultad de Ingeniería, y estudiantes de ambas unidades.

El grupo participa del proyecto Fondecyt Regular 2016 (1160463: “Prolonged release of natural active compounds for improving shelf life of a dairy food matrix: Effect of structure obtained by different encapsulation process”), el que por medio de nanotecnología busca generar un nuevo ingrediente activo para la conservación de lácteos.

“Queremos desarrollar un nuevo ingrediente que sea activo, para poder aplicarlo a un alimento lácteo, que tenga actividad antimicrobiana y antioxidante, de tal forma que el compuesto posea una liberación prolongada durante el almacenamiento, aumentando así la vida útil del producto”, explica.

“Por lo mismo, este proyecto pretende ver cómo la estructura que se genera en este ingrediente activo, un polvo desarrollado por dos técnicas distintas, modifica la liberación prolongada del activo en el tiempo en una matriz real”, destaca la Dra. Silvia Matiacevich.

Innovación alimentaria

La investigación tiene por objetivo evaluar el efecto de la estructura obtenida por “los diferentes procesos de encapsulación en la liberación prolongada durante el almacenamiento de un agente activo encapsulado”, con el fin de incrementar la vida útil de la matriz alimentaria en base a leche.

“A partir de los procesos de encapsulación utilizados es posible obtener partículas de tamaño nanométrico, entonces están involucrados los principios de la nanotecnología en este desarrollo”, favoreciendo así la liberación prolongada del compuesto, indica el co-investigador de este proyecto, Dr. Rubén Bustos.

A nivel mundial, las investigaciones en innovación alimentaria han ido en crecimiento. De hecho, en Latinoamérica hay diversos grupos de trabajo, como en centros de Argentina, Colombia y Brasil, cuyos profesionales colaborarán en este proyecto.

Para la académica, el principal avance de este estudio está en el trabajo que se realizará directamente con los alimentos: “La investigación que se realizará no sólo aportará conocimiento básico sino también es un estudio aplicado en una matriz real”.

A su vez, el Dr. Rubén Bustos enfatiza en el trabajo con nanotecnología, señalando que “en algún momento el mayor estado de avance eran ingredientes microencapsulados, pero ahora, trabajaremos con compuestos nanoencapsulados, estructuras mucho más pequeñas, lo que es novedoso”.

Trabajo interdisciplinario

Para el equipo de investigación, el principal valor que tiene este proyecto es el trabajo que realizan en colaboración los dos departamentos de diferentes facultades de nuestra Universidad, en donde -además- han contado con el apoyo de la Vicerrectoría de Investigación, Desarrollo e Innovación, como indica el académico del Departamento de  Ingeniería Química.

“Acá se ha dado la posibilidad de hacer investigación interdisciplinaria, que es algo muy difícil en la Universidad, por lo menos ahora hay incentivo, pero en la cultura general es contrario, todos los investigadores se quedan en su departamento, pero a mí me gusta lo contrario y con Silvia ha funcionado súper bien los últimos tres o cuatro años. Ha sido productivo, nos hemos potenciado y nos gusta trabajar en equipo”, destaca el Dr, Bustos. 

A su vez, la Dra. Matiacevich destaca que “también realizamos colaboraciones con otros investigadores de otras dependencias de la Universidad (como Química y Biología) y otras universidades, tanto nacionales como extranjeras, usando equipamiento externo, con el valioso apoyo que entrega la Universidad para este trabajo”.
 

• Los doctores Daniel Serafini y Álvaro San Martín, académicos del Departamento de Física de nuestra Universidad, han generado una innovadora solución que permite almacenar energía en forma de hidrógeno, demostrando que una de las ventajas es que permite superar la intermitencia natural que presentan actualmente las energías renovables no convencionales (ERNC), como la solar y la eólica.  El trabajo se transforma en un gran aporte de la Universidad al sector energético.

Una innovadora tecnología que permite almacenar energía en forma de hidrógeno está siendo desarrollada por los doctores Daniel Serafini y Álvaro San Martín, académicos del Departamento de Física de la Universidad de Santiago de Chile.

Según explica el Dr. Serafini, una de las ventajas de esta tecnología es que permite superar la intermitencia natural que presentan actualmente las energías renovables no convencionales (ERNC), como la solar y la eólica.

El hidrógeno se genera en horas de baja demanda eléctrica por medio de la electrolisis del agua. Luego según las necesidades, se genera energía eléctrica, empleando el hidrógeno almacenado en un dispositivo electroquímico denominado Celda de Combustible o FC (de Fuel Cell del Inglés) de manera muy eficiente y sin dañar el medio ambiente. Ello porque la combustión de hidrógeno genera vapor de agua como único producto, libre de gases de efecto invernadero y de material particulado.

Almacenar energía en forma de hidrógeno es una solución que aventaja a las baterías de litio. “Competimos con las baterías de litio y estas últimas son mucho más caras, más pesadas y además tienen problemas tecnológicos de escala, es decir, a igual tamaño rinden mucho menos”, precisa el Dr. Serafini. 

Según el experto, las reservas de litio que quedan en el mundo, con la tecnología actual de las baterías, “alcanzan para electrificar sólo el 40 por ciento de la flota de autos de Estados Unidos”.

Otra característica relevante de la iniciativa es que se trata de una solución especialmente atractiva para lugares aislados y que actualmente no reciben energía eléctrica de los sistemas interconectados.

Los académicos implementaron un módulo demostrativo en el campamento de Minera San Pedro, en Til Til, lugar donde además se emplaza el piloto de este proyecto que se mantiene en funcionamiento desde mediados de 2015.

Asimismo, en el campamento minero ubicado a 1.520 metros de altura, está funcionando un modulo generador, al cual se le acoplará próximamente un respaldo de hidrógeno, según detallan los expertos.

La iniciativa cuenta con una inversión de más de 150 millones de pesos, los cuales fueron financiados por InnovaChile CORFO (132 millones de pesos) y por la misma Minera San Pedro.

Aumentar la participación privada

Por su parte, el Dr. San Martín destaca que el proyecto ha tenido buena recepción en el gobierno y que lo que se requiere ahora es aumentar la participación de la empresa privada. “En los países avanzados, se han financiado desde hace decenas de años y con centenas de millones de dólares, diversos programas tanto públicos como privados para el avance de la tecnología del hidrógeno”, refiere.

Explica que por eso no es extraño que actualmente existan tres compañías (Hyundai, Toyota y Honda) que ofrecen al mercado automóviles con celdas de combustible fabricados en serie. Estos vehículos alimentan su celda de combustible con el hidrógeno almacenado en un contenedor especial a casi 700 atmosferas de presión. En menos de cinco minutos, cargan desde una “hidrógenera” 4 kilógramos de hidrógeno que les proporcionan una autonomía de cerca de 500 kilómetros. “Eso es algo que los automóviles con baterías convencionales no pueden hacer”, enfatiza el Dr. San Martín.

Frente a estos desarrollos, organismos del Estado, ya han reconocido en Chile la importancia futura del hidrógeno para lograr un transporte público limpio y no contaminante. Al respecto, ambos investigadores coinciden en que este es un primer paso trascendental.

Mercado objetivo

Una de las ventajas de implementar en Chile este tipo de tecnología es que nuestro país posee enormes recursos de ERNC de todo tipo (solar, eólica, geotérmica, hidroeléctrica, mareomotriz), y el uso del hidrógeno resulta altamente conveniente para eliminar el problema de la intermitencia de ellas. 

Los investigadores afirman que la presente iniciativa “no tiene como mercado objetivo la gran industria por ahora, pero sí lugares aislados, como pequeños poblados o caletas lejanas a los sistemas interconectados, pequeños piques mineros, caminos en construcción, etcétera”.

De acuerdo a las proyecciones, esperan implementar íntegramente el proyecto a mediados de este año. Si bien reconocen que es necesario que la tecnología sea más competitiva en términos de precios, sostienen que éstos han bajado notablemente en el último tiempo, por el enorme desarrollo de los automóviles con Celdas de Combustible.

Además, aseguran que la comparación de precios que en general se hace en Chile con la energía generada en base a hidrocarburos “no es justa”, principalmente, porque estas tecnologías no se hacen cargo de las externalidades negativas asociadas a ellas y por todos conocidas y padecidas, tales como la contaminación por el material particulado, gases de efecto invernadero, etcétera. “Para los estados, al final el barril resulta más caro de lo que aparentemente cuesta”, concluye el Dr. Serafini.
 

• El Dr. Erick Saavedra Flores, investigador del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles, busca nuevas técnicas matemáticas para simular computacionalmente el comportamiento que adoptará la madera en rangos extremos de deformación, agrietamiento, procesos dúctiles y el posible colapso progresivo.

Las estructuras de madera presentes en un país sísmico como Chile requieren de una revisión constante, que permita saber su resistencia a eventos críticos como los terremotos.
 
Para estudiar el comportamiento de este material el Dr. Erick Saavedra Flores, investigador del Departamento de Ingeniería en Obras Civiles de la Universidad de Santiago, busca nuevas técnicas matemáticas para simular computacionalmente el comportamiento que adoptará la madera en rangos extremos de deformación, agrietamiento, procesos dúctiles y eventualmente, colapso progresivo. 
 
El académico afirma que las fallas de las estructuras de madera se dividen en dos grupos: frágiles y dúctiles, lo que determina el tiempo de colapso de este material. “Por lo común, las estructuras fallan abruptamente, sin previo aviso. Este tipo de falla se clasifica como ‘frágil’. Sin embargo, a niveles locales, cercanos a uniones y conectores metálicos, la madera falla de manera ‘dúctil’, es decir, de modo gradual en el tiempo. Este último tipo de falla es muy recurrente en edificios de gran altura construidos en madera”, explica.
 
Gracias a recursos de un proyecto Fondecyt Regular el académico presentará un nuevo modelo basado en una técnica matemática llamada “homogenerización”, a través de la cual busca capturar el agrietamiento y los procesos de deformaciones irreversibles a diferentes escalas espaciales, desde niveles pequeños hasta varios metros de longitud. 
 
Esfuerzos a nivel mundial
 
“Lograr este objetivo es un gran desafío dado que se requiere extender la teoría existente para incorporar daño; es decir, degradación, pérdida de rigidez del material y grietas en la respuesta mecánica multi-escala del material. En los últimos años, grandes esfuerzos se han realizado a nivel mundial, sin embargo, la predicción del comportamiento mecánico de materiales en este contexto sigue siendo un problema sin una solución aceptada completamente por la comunidad científica”, afirma.
 
Explica que se pretende incorporar este nuevo modelo de material en análisis avanzados de estructuras de gran escala, pues el gran desafío de este objetivo es simular computacionalmente el colapso progresivo de estructuras durante eventos sísmicos.
 
En este sentido, la modelación de este problema es radicalmente compleja dado que intervienen procesos de deformación extrema en el material, la interacción entre elementos que caen durante el proceso de colapso y su consiguiente fragmentación.
 
El estudio también considera la realización de ensayos experimentales que permitan validar las predicciones numéricas obtenidas durante la investigación, los que podrán realizarse mediante la adquisición de una mesa vibradora para el Departamento de Ingeniería en Obras Civiles.
 
Como resultado final de esta investigación se espera contar con modelos avanzados de material que sean capaces de capturar los procesos de deformación extrema, que permitan, a su vez, calcular medidas de ductilidad.
 
“Creo que el principal impacto que podría llegar a tener mi proyecto se encuentra en el diseño y construcción de edificios y estructuras de gran escala. Para el caso particular de la madera, es posible promover la construcción de edificaciones de pino radiata de gran altura, si es que se conoce con más precisión su comportamiento durante la falla y eventual colapso estructural”, explica el Dr. Saavedra
 
Esta investigación se enmarca en el proyecto Fondecyt Regular 2016 (1160691) “Advanced Modelling of Ductility and Damage in Mass Timber Structures by Computational Homogenisation”.

• Gracias a recursos obtenidos a través del Fondecyt Postdoctoral 2016, el Dr.  Baptiste Darbois, de la Facultad de Ciencia de nuestra Universidad, podrá determinar con precisión cómo se movilizan los reptiles en suelos granulares; esto con  el fin de aportar resultados que permitan crear un robot que se desplace con facilidad en distintos terrenos. 

Gracias a recursos obtenidos a través del Fondecyt Postdoctoral 2016, el Dr.  Baptiste Darbois, de la Facultad de Ciencia de nuestra Universidad, podrá determinar con precisión cómo se movilizan los reptiles en suelos granulares; esto con  el fin de aportar resultados que permitan crear un robot que se desplace con facilidad en distintos terrenos, lo que constituiría un aporte significativo a esa tecnología.

Este estudio considera indagaciones anteriores que determinan que, inmersos en la arena, los lagartos se mueven ondulando sus cuerpos y no por el uso de sus piernas, por lo que se estudiará cómo es la interacción entre una estructura elástica que vibra y el medio granular.

El Fondecyt Postdoctoral 2016 es el número 3160167 y se denomina “Locomoción ondulatoria de nadadores suaves dentro de los medios granulares”.

Desafío experimental

El académico tiene como desafío experimental el control del movimiento de los granos y las fuerzas a las que están sometidos cuando los lagartos se desplazan, lo que establecería las pautas para el desarrollo de la robótica con la capacidad de  adaptarse a distintos terrenos.

Los movimientos de diversos animales han inspirado a los ingenieros en el desarrollo de robots, que sean capaces de moverse en suelos granulares.

“Esperamos que la comprensión de los movimientos ondulantes de los lagartos bajo la superficie de los desiertos, nos ayude a desarrollar robots eficaces utilizando este mecanismo”, explica el Dr. Darbois.

Asimismo, el académico busca poder desarrollar, a largo plazo, un robot basado en las características que mejor demuestran los lagartos al transportarse en un medio granular.

“Las expectativas de este proyecto buscan determinar las condiciones óptimas: dimensiones, elasticidad, frecuencia y amplitud de las vibraciones para avanzar a través de un medio granular en oleadas”, afirma el investigador.

Añade que “una vez que se encuentre el óptimo, podemos saber si el movimiento realizado por los lagartos de arena es el más eficaz. Por otro lado, esperamos desarrollar un robot que pueda moverse eficazmente en la arena con este medio de locomoción”, afirma.

De esta forma, la relación que persiguen los lagartos y el desarrollo de la robótica no es extraña, y muy por el contrario tienen beneficios para el desarrollo tecnológico aplicado en la mejora de la calidad de vida de las personas y en la utilización de situaciones críticas.

“Desde el punto de vista de las aplicaciones, el desarrollo de robots para moverse con eficacia en un medio granular podría ser utilizado para la detección de minas antipersonales en los desiertos y la búsqueda de desaparecidos en avalanchas”, concluye el Doctor Darbois.

• Un ungüento para combatir el melanoma, la variedad más agresiva del cáncer de piel, está elaborando un equipo de investigadores de la Facultad de Química y Biología de nuestra Universidad. 

El estudio encabezado por los científicos Sofía Michelson y Claudio Acuña, y que cuyo compuesto activo  es obtenido de una  planta endémica chilena, por estos días se encuentra en etapa preclínica de aplicación en animales, ha probado ser una solución efectiva para esta patología, que según la Organización Mundial de la Salud (OMS) es diagnosticada anualmente en entre dos y tres millones de personas. 
 
“Nosotros estamos combatiendo el melanoma, porque es el cáncer de piel más agresivo. Además actualmente existen otras cremas para tratar el cáncer de piel, pero que no son de este tipo en específico”, sostiene Michelson. 
 
El principal reto de los investigadores era encontrar un mecanismo, que ante la presencia de un tumor, pudiera estimular al organismo para que produjera una respuesta que contrarrestara su avance.
 
“El problema es que el cuerpo humano no reacciona a los tumores porque estos le hacen creer que son normales. Por eso la idea era lograr una respuesta inmunológica tal como cuando se presenta una infección bacteriana, viral o parasitaria”, expone Claudio Acuña. 
 
En ese sentido, el producto desarrollado por los académicos consiste en un ungüento de uso tópico, que las personas podrán utilizar por un período cercano a un mes, cada tres días, requiriendo que el paciente se preocupe por mantener la zona de aplicación protegida. 
 
El medicamento contiene un extracto de un arbusto distribuido entre las regiones de Coquimbo y Biobío, cuya acción afecta la viabilidad de las células tumorales. “Nosotros ya teníamos otras investigaciones sobre al tratamiento del cáncer de melanoma, entonces en búsqueda de mejorarlas encontramos este compuesto”, afirma Michelson. 
 
La efectividad del tratamiento ha sido alentadora. Tras aplicar el fármaco en animales, estos pudieron mejorar su expectativa de vida en más del doble que tratando el cáncer de forma normal. 
 
“El ungüento ejerce una protección frente al crecimiento tumoral, en que si antes la tasa de vida era de siete días, posteriormente se logra hasta 24 días. Incluso hay experiencias posteriores que consiguieron erradicar con éxito el melanoma”, comenta. Asimismo, el medicamento permite prevenir la reaparición de la enfermedad.
 
Otra de las ventajas del tratamiento ha sido su bajo costo, que permitiría masificar el acceso a los pacientes. 
 
“Existen bastantes tratamientos actualmente para tratar el cáncer de forma general, pero muchos de ellos son caros, por lo cual las personas no pueden acceder a ellos”, sostiene Sofía Michelson al argumentar una de las razones que conllevaron las investigaciones en torno a esta enfermedad.

• Según cifras oficiales, en Chile existen 34 mil personas que se encuentran infectadas con el virus VHB que provoca esta infección, la que se transmite por el contacto directo con sangre u otros fluidos corporales de un paciente que lo tiene. A nivel mundial, hay 240 millones de personas que viven con este mal. Eso motivó al Dr. Camilo García, de la Facultad de Química y Biología de nuestra Universidad, para investigar y generar un método más eficaz y económico para la detección de esta enfermedad, gracias a la adjudicación de un Fondecyt de Iniciación 2015.

La hepatitis B es una infección hepática producida por el virus VHB que se transmite por el contacto directo con sangre u otros fluidos corporales de un paciente infectado, la cual puede ser solo un cuadro agudo o derivar en una enfermedad crónica, que no tiene cura y puede ser mortal.

Según cifras de la Organización Mundial de la Salud (OMS), en el mundo hay 240 millones de personas que padecen de esta enfermedad de manera crónica, donde se incluye la cirrosis y el cáncer hepático. En Chile, existen 34.000 personas que se encuentran infectadas.

Ante este escenario, el Dr. Camilo García, de la Facultad de Química y Biología de la Universidad de Santiago, busca generar un nuevo método para detectar para esta infección, gracias a los recursos del proyecto Fondecyt de Iniciación (11150434).

Fundamentos

Para el académico existe una razón específica en la elección de esta enfermedad como base de la investigación, ya que en Chile se encuentra un genotipo específico del VHB que es categorizado como F.

“Escogí la Hepatitis B para abrir otro campo, porque es una enfermedad que es terrible y los métodos para detectarlas son muy costosos comparado con lo que estamos haciendo. A nivel local, existe un tipo de Hepatitis B que tienen solo los chilenos, entonces encontrar un sensor que identifique una cepa que nosotros queremos encontrar sería fantástico”, destaca.

Según el Dr. García, “la principal razón de haber postulado por la Universidad de Santiago es la calidad humana del equipo de trabajo en la Facultad”.

Es esa la razón por lo que espera que estos tres años de trabajo concluyan con un nuevo método que aporte al bienestar y comodidad de los pacientes en los procedimientos de salud.

Metodología

“Queremos ver si es posible hacer sensores para la hepatitis B basados en resonancia de electroquimiluminicencia”, explica el académico.

Añade que debido a que los quantum dots -nanopartículas fluorescentes- generan luz aplicándoles un voltaje, y esta señal lumínica puede ser absorbida por una molécula que tenga afinidad con el ADN, como lo son las porfirinas catiónicas.

Explica que los estudios se basarán en comparar secuencias de ADN lineales y balizas moleculares para el virus de Hepatitis B, y así determinar si existen cambios en la señal lumínica por este efecto resonante, obteniendo biosensores novedosos para la detección de esta enfermedad.

“Nuestra mayor inquietud es saber qué tan selectiva sea la técnica, porque la idea es que cuando más distancia haya las moléculas, en vez de apagarse, se pueden prender más. Por eso busco dos tipos de nanopartículas, unas que miran en azul y otras en naranjo, y en una de esas sale un sensor inesperado, que aumente la luminiscencia en vez de que se apague”, plantea el investigador.

• En el marco de una revisión bibliográfica para saber qué le sucede a los peces ante el estrés, el Doctor Claudio Acuña, académico de la Facultad de Química y Biología de la Universidad, expuso un análisis en la revista Fish & Shellfish Immunology, bajo el título "Mecanismos neuroendocrinos para la regulación del sistema inmune durante el estrés en los peces". El estudio sostiene que el grado de estrés en los peces puede estar ocasionando pérdidas económicas para el país, porque lo más probable es que esté influyendo en las pérdidas de producción en la industria salmonicultora.

 



Según la Subsecretaría de Pesca y Acuicultura, en el informe sectorial de octubre 2015, las exportaciones en agosto alcanzaron 93 destinos, destacando Estados Unidos, Japón, Brasil, Rusia, China y España, entre otros.

La importancia de este sector productivo estratégico en la economía del país, motivó al Dr. Claudio Acuña Castillo, director del Departamento de Biología e investigador del Centro de Biotecnología Acuícola (CBA), realizara -junto a colegas de la Universidad y otras instituciones- una revisión bibliográfica del tema para comprender los mecanismos de generación del estrés en peces, comparándolo con el modelo de mamíferos.

Según el investigador, los principales problemas de estrés que tienen los peces están provocados por el hacinamiento, el traslado, vacunas y el cambio de agua dulce a salada. Este último proceso es normal en la naturaleza, pero en contextos de producción provoca una situación de estrés y efectos en el sistema inmunológico.

“Por ejemplo, cuando los estudiantes están en los exámenes finales aumenta su estrés, por ende la posibilidad de que se resfríen son más altas, ya que el sistema inmunológico baja. La misma situación pasa con estos animales”, explica el Dr. Acuña.

La revisión bibliográfica ha tenido una alta repercusión en la comunidad científica, generando citaciones en otros trabajos de esta área y permitiendo ahondar en una temática poco estudiada.

Según señala el investigador tomaron los conocimientos que tenían sobre los mamíferos e hicieron una revisión exhaustiva de la literatura sobre peces, intentando hacer correlatos entre ambos.

“Esto ha servido para entender algunas cosas del estrés en peces y facilitar a otros investigadores que también quieren ir a buscar lo mismo, dándoles un poco más de literatura más digerida”, sostiene.

Estrés crónico y agudo

Al analizar el estrés en los peces, el Dr. Acuña enfatiza que se debe tener en cuenta que los peces no son mamíferos, por ende, no se comportan de la misma forma. Poseen diferentes mecanismos de regulación, son anatómicamente distintos y tienen una vida solitaria, no son animales gregarios a diferencia de los mamíferos.

No obstante, es necesario un grado de estrés para el desarrollo de todos los seres vivos, es por ello que este proceso se divide en dos fases. “El estrés crónico es el peligroso y dañino, ya que cuando se vuelve constante afecta al sistema inmunológico. En cambio, el estrés agudo es necesario y útil, permite la toma de decisiones en situaciones de conflicto”, explica.

Cuando el estrés deja de ser agudo y se profundiza en una fase crónica este puede apreciarse de distintas formas, por ejemplo, “en el pez se evidencia en cambios fisiológicos, conductuales, agresividad, algunos incluso dejan de comer y aumenta la susceptibilidad a enfermedades contagiosas”.

Impacto en la producción acuícola

El Dr. Claudio Acuña sostiene que el grado de estrés en los peces puede estar ocasionando pérdidas económicas en el país, añadiendo que “lo más probable es que el estrés esté influyendo en las pérdidas de producción en la industria salmonicultora. Cuando el estrés es demasiado se hace susceptible, por ejemplo, al piojo de mar. Frente a esto, cuando se muere la producción completa, que es algo está pasando, quizá no es solo genético, sino que además ligado al estrés”.

Asimismo el efecto que desencadena la pérdida de producción también preocupa al investigador, quien agrega que “el estrés debe estar ligado al efecto en las pérdidas de producción y lo más terrible son los efectos secundarios a nivel de empleos  y cesantía. Para esto, las soluciones se dan al comenzar a entender el proceso y para eso necesitamos saber qué pasa y esos resultados compararlos y analizarlos”.

El académico espera que los efectos del estrés se mitiguen de forma natural, porque es necesaria su presencia en un grado menor. “Hay que tener cuidado en cómo palear el estrés, porque tampoco es bueno atacar de forma directa al cortisol (hormona que se libera como respuesta al estrés), porque si no queda sin capacidad de respuesta, por ello es interesante trabajar con plantas o elementos naturales”, enfatiza.
 

Esta publicación también tuvo como autor principal al Dr. Ricardo Fernández, investigador de la Facultad de Ciencias Biológicas y de la Facultad de Medicina de la Universidad Andrés Bello, a la cual se sumaron los doctores Gino Nardocci, Cristina Navarro y Paula P. Cortes, todos miembros de la UNAB, además de los investigadores de la Facultad de Química y Biología y del CBA de la U. de Santiago, doctores Mónica Imarai, Margarita Montoya, Beatriz Valenzuela y Pablo Jara.

• Con una propuesta asociada al uso de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) en la formación inicial docente (FID), los investigadores Juan Silva y Paloma Miranda,  del Departamento de Educación, obtuvieron el primer lugar en el concurso internacional del Fondo Sectorial de Educación, modalidad “Inclusión Digital”. A la convocatoria de la Agencia Nacional de Investigación e Innovación de Uruguay, se presentaron 34 proyectos, y solo 12 lograron financiamiento.

Los académicos Juan Silva y Paloma Miranda, miembros del Departamento de Educación, se adjudicaron un fondo del gobierno de Uruguay para un proyecto relacionado con el uso de las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) en la formación inicial docente (FID).
 
El académico Juan Silva es director del Centro de Investigación e Innovación en Educación y TIC (CIIET) de la U. de Santiago, mientras que la académica Paloma Miranda es jefa de la carrera de Educación General Básica (EGB).
 
Ambos se adjudicaron el Proyecto Internacional del Fondo Sectorial Educación, modalidad “Inclusión Digital” de la Agencia Nacional de Investigación e Innovación, dependiente del Consejo Nacional de Innovación, Ciencia y Tecnología (Conicyt) de Uruguay.
 
Concurso internacional
 
El concurso fue de carácter internacional y se presentaron 34 proyectos, de los cuales 12 resultaron financiados, y la propuesta de Silva y Miranda ocupó el primer lugar de la lista.
 
El equipo de investigación lo complementan investigadores uruguayos y expertos españoles.
 
El proyecto surge ante la necesidad de desarrollar las competencias digitales para aprender y enseñar con TIC en la formación inicial docente (FID), para que los futuros docentes puedan integrar con éxito las TIC en su ejercicio profesional.
 
El logro de estas competencias debe estar en constante evaluación, de modo de alimentar mejoras y las políticas institucionales en la materia.
 
Objetivos
 
El objetivo es comparar el nivel de desempeño asociado a las competencias digitales, para el aprendizaje y la enseñanza, en los estudiantes de último año de las carreras de formación inicial docente en instituciones de educación superior de Uruguay y Chile, generando recomendaciones que orienten mejoras en la inserción de TIC en FID.
 
El proyecto contribuirá a generar conocimiento en la inserción de las TIC en la FID, específicamente en la generación de competencias digitales para el aprendizaje y la enseñanza en ambos países, permitiendo compartir con la región los aprendizajes de esta investigación.
 
En esta área, sobre todo en Latinoamérica, son escasos los estudios empíricos.
 
Existen reportes de las políticas públicas de la inserción de TIC en FID y de casos de buenas prácticas; es decir, si hay o no definiciones de políticas y sus orientaciones, y cómo lo están haciendo las instituciones.
 
Además, hay propuestas de modelos y de estándares, así como estudios de la percepción de los estudiantes acerca de la inserción de las TIC en FID que contemplan la tecnología disponible, el uso por parte de estudiantes y formadores, entre otros.
 
Sin embargo, a pesar de lo expuesto, no hay estudios que reporten información del nivel de desempeño de las competencias que presentan los estudiantes de formación docente para aprender y enseñar con TIC y que además comparen la realidad de dos países.
 

• Tras cuatro semanas de trabajo en la Antártica, investigadores del Departamento de Física de la Universidad de Santiago, los doctores Raúl Cordero y Alessandro Damiani, pudieron confirmar que el agujero de la capa de ozono sobre ese continente alcanzó una extensión de más de 10 millones de km2 en el mes de diciembre de 2015, es decir, más del doble del promedio de este periodo en las últimas tres décadas.

Tras cuatro semanas de trabajo en la Antártica, investigadores del Departamento de Física de la Universidad de Santiago, los doctores Raúl Cordero y Alessandro Damiani, pudieron confirmar que el agujero de la capa de ozono sobre ese continente alcanzó una extensión de más de 10 millones de km2 en el mes de diciembre de 2015, es decir, más del doble del promedio de este periodo en las últimas tres décadas.

Los expertos lograron medir en terreno mínimos históricos de la columna de ozono y estos antecedentes fueron contrastados con los valores registrados por satélites en años anteriores.

Las mediciones se llevaron a cabo durante una campaña en el círculo polar antártico realizada en el marco de la Expedición Científica Antártica, del Instituto Antártico Chileno (Inach), en la que participaron los académicos de la Institución, doctores Cordero y Damiani.

La campaña de medición de ozono en territorio antártico comenzó el 15 de noviembre pasado y se extendió hasta mediados de diciembre, con el viaje al corazón de la Antártica de cuatro investigadores de la Universidad de Santiago y el envío de alrededor de 600 kg de equipamiento de la mejor tecnología radiométrica disponible.

La expedición contó con el apoyo del  Instituto Antártico Chileno (Inach), lo que les permitió trabajar en la Estación Científica Polar Conjunta “Glaciar Unión”, ubicada en la latitud 79 Sur, a unos 1000 km del polo sur.

Permanente monitoreo

A pesar de los resultados negativos de este año, el Dr. Raúl Cordero espera que se inicie pronto un proceso de recuperación de la capa de ozono como consecuencia de las medidas que se han tomado a nivel internacional para reducir la emisión de gases contaminantes. No obstante, los antecedentes obtenidos hacen evidente la necesidad de continuar adoptando políticas de mitigación y también de realizar un permanente monitoreo de la zona.

Según el Dr. Cordero, “el agotamiento en la capa de ozono es primariamente provocada por la presencia en la estratósfera polar de sustancias ‘destructoras de ozono’, generadas por actividades industriales en latitudes medias”.

Si bien estas sustancias están presentes en todo el planeta, las zonas más afectadas por este agotamiento o destrucción son las latitudes altas, particularmente la Antártica, área que, durante la primavera austral, sufre una destrucción masiva del ozono estratosférico, también conocido como agujero de ozono, producto de las condiciones meteorológicas particulares de la Antártica.

De acuerdo al investigador, el proceso de destrucción de ozono entre los meses de septiembre y diciembre es favorecido por la coincidencia de bajas temperaturas que se produce en la estratósfera antártica y el vórtice polar antártico, que tiende a evitar que el ozono de otras latitudes cierre el agujero.

“Cuando las temperaturas suben al final de la primavera, cesa la destrucción masiva de ozono, mientras que el debilitamiento del vórtice polar permite que ozono de otras latitudes cierre el agujero. Los records negativos de este año son probablemente consecuencia de  temperaturas estratosféricas inusualmente bajas durante la última primavera”, afirma Cordero.

Recuperación

A pesar de los negativos records de este año, el académico espera que la recuperación de la capa de ozono continúe hasta mediados de este siglo como consecuencia de las medidas que se han tomado a nivel internacional para reducir la emisión de gases contaminantes. No obstante, los antecedentes obtenidos hacen evidente la necesidad de continuar tomando medidas al respecto y monitoreando la zona.

Otro antecedente relevante que arrojó esta medición, fue que al incluir en la comparación bases datos correspondientes a otros meses, el agujero de ozono del 2015 fue el cuarto más extenso desde que existen datos satelitales, alcanzando en octubre los 28 millones de km2.

La conexión entre el agotamiento de ozono y el cambio climático también es destacada por el Dr. Cordero. “La evolución del agujero podrían influir en el balance energético de la Antártica. La depleción o agotamiento de ozono ha afectado la temperatura estratosférica y está correlacionada con variaciones en los vientos y en la temperatura superficial medida en la Antártica durante los últimos decenios. Por lo tanto, una mejor comprensión de la interrelación entre cambio climático y Agujero de Ozono es necesaria. Ese es el objetivo último de nuestro trabajo”, concluye el científico.