En Chile se estima que entre el 0,5 al 1% de la población tiene algún tipo de epilepsia. Considerando que la población nacional es de 18 millones de habitantes, se proyecta que entre 90 mil a 180 mil personas padecen esta enfermedad neuropsiquiátrica.

En ese contexto, en el Laboratorio de Neurociencia de la Facultad de Química y Biología -en el marco del proyecto Fondef VIU “Generación de nuevas formulaciones para el tratamiento de la epilepsia del lóbulo temporal refractaria”- el estudiante de Doctorado en Biotecnología, Marcelo Lara Suzarte y el Dr. Patricio Rojas Montecinos, obtuvieron una innovadora formulación combinada para atenuar la enfermedad.

Según explica el Dr. Rojas, quien además preside la Sociedad Chilena de Neurociencia, tras realizar varias combinaciones de fármacos, obtuvieron una poderosa combinación con bumetanida (droga diurética),que no posee estudios similares.

En los estudios preclínicos los investigadores obtuvieron un efecto importante a nivel celular, reduciendo la excitabilidad del hipocampo (localizado en la parte medial del lóbulo temporal del cerebro), que evidenció una mejor respuesta de parte de pacientes que no responden a los tratamientos convencionales, según explica el Dr. Rojas.

Agrega que la innovación “puede ser usada no solamente para tratar casos de epilepsia (que es una condición crónica), si no para un episodio agudo que se llama estatus epiléptico (crisis convulsiva que dura más de 5 minutos y puede ocasionar la muerte)”.

Investigación desde una tesis

Si bien el Laboratorio de Neurociencia del Plantel se especializa desde hace algunos años en investigar las alteraciones en los circuitos sinápticos en epilepsia que inhiben el tratamiento de convulsiones mediante fármacos, los resultados del nuevo proyecto presentan una alternativa paliativa para eliminar o disminuir las crisis de epilepsia.

Esta enfermedad de carácter neuropsiquiátrica, se produce por una excesiva actividad eléctrica en el cerebro, provocando crisis que pueden llevar a la pérdida de la conciencia y a generar convulsiones.

Según estima el Dr. Rojas, cerca de un 30% de los pacientes afectados no responden a los tratamientos farmacológicos convencionales, siendo una condición -que en los casos más graves- pone en riesgo la vida del paciente.

Al respecto, el estudiante de doctorado Marcelo Lara, sostiene que el proyecto Fondef VIU, apunta a “un porcentaje de pacientes refractarios que no tienen ningún tratamiento”.

Fue así como presentó la idea obteniendo esta nueva formulación  que se encuentra patentada, para futuramente poder licenciar el fármaco a alguna empresa, que además pueda hacer estudios clínicos. 

La tecnología se encuentra protegida, bajo solicitud de Patente de invención número 201703465, presentada el 28 de diciembre del año 2017, bajo el nombre "Uso combinado de bumetanida ácida valproico o una de sus sales farmacéuticamente aceptables para restablecer la homeostasis de CI- y con ello permitir la preparación de un fármaco efectivo en el tratamiento de la epilepsia, y especialmente, en el tratamiento de la epilepsia refractaria".

En tanto, el Dr. Rojas sostiene que “hay pocos estudios en epilepsia del lóbulo temporal, y muestran que el efecto de la droga que nosotros usamos –bumetanida- tiene un efecto antiepiléptico. Sin embargo, no habían estudios en que se hubiese combinado con otros fármacos, lo que es una gran novedad”, afirma respecto a la invención.

Cabe destacar, que el equipo de neurociencia de nuestro Plantel participará de la reunión anual de Neurociencia a celebrarse en conjunto a la Sociedad de Biología de Chile, entre el 20 al 22 de noviembre en Puerto Varas, donde presentarán los avances en el área a nivel nacional.

El Dr. Alejandro Gutiérrez Silva es Ingeniero Civil Mecánico de la Universidad de Santiago de Chile y ha consagrado gran parte de su vida a trabajar en nuestra Casa de Estudios, impartiendo clases en el Departamento de su carrera de origen. Además lleva a cabo múltiples proyectos patentados que han ayudado a innovar en el área de la minería chilena.

“Mi especialidad ha sido el modelamiento computacional de equipos que están relacionados con la industria minera”, cuenta el ingeniero. Su método de trabajo es en el área de simulación, donde se realizan diseños digitales de los proyectos. “Al no tener recursos para hacer los experimentos o fabricar los dispositivos, todo tipo de tecnología está basado en estas simulaciones. Si una no da buenos resultados en estos prototipos, entonces en la vida real tampoco lo hará”, remarca.

El investigador ha logrado siete patentes y cuenta que “todo comenzó cuando empezamos a hacer asistencia técnica a la industria minera. Eso nos permitió conocer la problemática que tienen las grandes mineras y buscar soluciones”, destaca.

Innovaciones en la minería

En el sector de la molienda fina, se ha trabajado en un molino ultrasónico ayudando al profesor Luis Gaete, del Departamento de Física, un molino hidráulico que emplea la erosión que produce el agua sobre materiales sólidos, y también en un molino híbrido que contiene también la función de un chancador, de modo que somete los materiales a compresiones para fragmentarlo primero. Gutiérrez destaca este último como su proyecto preferido.

Otras tecnologías patentadas incluyen la Tuerca de Rápida Extracción (TRE), que tiene la capacidad de no desatornillarse y cuya forma de remoción es cortándola. Esta ya ha sido probada en algunos molinos chilenos. Además, se inscribió una máquina de soldar que agrega un movimiento predeterminado para que el usuario aprenda a ocuparla.

“La Universidad ha hecho un trabajo plausible en torno al patentamiento. Desde hace 15 o 20 años, esta vía empezó a ser una alternativa de desarrollo para los académicos y estudiantes”, señala el profesor, reconociendo que la Dirección de Gestión Tecnológica (DGT) ha significado un apoyo fundamental para los investigadores, dado que “son personas que saben de la parte jurídica y legal de lo que puede cubrir una patente. El trabajo que de la DGT puede alcanzar niveles sorprendentes.”

Significativo ahorro económico y de tiempo

Los avances que ofrece cada patente representan posibilidades de ahorro económico y de tiempo para la industria minera del país, que el académico reconoce como su fuerte. “Cualquier cosa que se haga en los molinos y repercuta en el consumo de energía ya es algo de impacto desde el punto de vista del ahorro energético, que es una de las temáticas primordiales de hoy día. Lo otro es la productividad. Sin lugar a dudas, ocupar menor energía para obtener mayor cantidad de elementos con reducción de tamaño es algo fundamental hoy día y en el futuro”, señala.

Desde hace siete meses el ingeniero reside en Melbourne, Australia,  donde está trabajando en el Commonwealth Scientific Industrial Research Organization (CSIRO). Su trabajo actual consiste en estudiar el comportamiento del movimiento de carga de un molino SAG, pero terminando sus funciones, regresará a Chile. “Yo soy académico de la Universidad de Santiago y lo seguiré siendo hasta que me jubile”, comenta al respecto.

Alejandro Gutiérrez está seguro de que los estudiantes de la Universidad tendrán éxito. Su llamado es a “no olvidar que somos ingenieros, y estamos muy relacionados con la tecnología que a su vez es protegida con las patentes. Nuestro pensamiento, desarrollo y espíritu de emprendimiento innovación está ahí. Y plasmar eso en una patente es la culminación de un trabajo importante.”

Por otra parte, invita a los académicos a seguir desarrollando iniciativas. “Yo diría que tenemos un respaldo de necesidades que es nuestra industria minera”, asegura, “y puede resultar ser una fuente fenomenal para el desarrollo de nuestros futuros trabajos”.

En el marco del proyecto Corfo de Innovación Social “Transformando escuelas rurales en comunidades de aprendizaje para mejorar la sustentabilidad territorial en la región de Los Lagos”, los académicos Dra. Carla Hernández Silva, del Departamento de Física, y el Dr. Alexandre Carbonnel Torralbo, de la Escuela de Arquitectura, obtuvieron una práctica guía para impulsar en escuelas un tipo de aprendizaje basado en proyectos.

La iniciativa, ejecutada durante el año escolar 2017 y comienzos del 2018 en el Colegio Sagrada Familia de Hornopirén, contó con la participación de estudiantes de 7° básico y 1° medio junto a sus profesores, quienes aplicaron el modelo pedagógico “ECOS”, impulsado por los investigadores de la U. de Santiago.

Durante su desarrollo, la comunidad escolar propuso iniciativas para responder a la gestión de residuos y el reciclaje, el uso y consumo de la madera, y los distintos tipos de contaminación presentes en Hornopirén, contando con el apoyo del Municipio de Hualaihué y la Asociación de Turismo de Hualaihué para su futura implementación.

Al finalizar el proyecto, los investigadores obtuvieron una práctica guía para impulsar esta metodología de trabajo en otros recintos, que se basa en el aprendizaje activo y colaborativo, con el fin de involucrar a los estudiantes en la búsqueda de soluciones a problemas reales.

La Dra. Hernández, destaca el logro alcanzado en cuanto a la transferencia de la innovación social, asegurando que “el proyecto consideró a los actores claves del territorio, en donde la escuela está tomando un rol protagónico para continuar ejecutando este modelo pedagógico en la zona”.

Aportando a la sustentabilidad

Durante el encuentro de sustentabilidad de investigadores de nuestro Plantel celebrado el 5 de julio – y enmarcado en el grupo Investigación y Desarrollo de la Red de Investigación del Consorcio de Universidades Estatales (CUECH)-  académicos de distintos departamentos dieron a conocer sus principales trabajos en el área, destacando particularmente el alcance de este proyecto de Innovación Social.

Según indican los investigadores a cargo del proyecto, buscarán proyectar la iniciativa a nivel nacional, con el objetivo de responder a tópicos como la alta tasa de deserción escolar y la migración de residentes regionales, otorgando herramientas educacionales que proporcionen una revalorización de las ciencias naturales.

Al respecto, el Dr. Carbonnel sostiene que “por el sello territorial que posee es muy fácil de replicar en cualquier contexto a nivel nacional, ya que cambian sólo las problemáticas”.

Para concretar el desafío, que desde sus inicios cuenta con apoyo de la Vicerrectoría de Investigación, Desarrollo e Innovación, los académicos postularon a una nueva versión del Concurso de Innovación Social de Corfo, con la finalidad de masificar el proyecto.

En tanto, la guía estará disponible para que otros establecimientos educacionales puedan replicar el modelo, donde se resumen los fundamentos teóricos de la propuesta y las distintas etapas para ejecutar el modelo, que considera: Contextualizar el medio y vincularse con actores claves; La articulación curricular entre contenidos y problemáticas locales; y, la elaboración de proyectos escolares contextualizados territorialmente.

Para mayor información visitar el sitio web del Modelo ECOS.

La principal causa de muertes de salmónidos en Chile está asociada a la bacteria Piscirickettsia salmonis (SRS) o Piscirickettsiosis, enfermedad que desde el año 1989 provoca millonarias pérdidas económicas a la industria, disminución de la calidad del producto debido a la aparición de erosiones cutáneas y coloraciones oscuras, y el consecuente uso de un alto nivel de antibióticos para tratar los cultivos infectados.

Considerando que actualmente existen más de 20 tipos de vacunas en el Registro del Servicio Agrícola y Ganadero para combatir SRS, en palabras del Dr. Rodrigo Vidal Soto, académico e investigador de la Facultad de Química y Biología, “éstas no han trabajado como se esperaría, porque de la condición in vitro que pasa a mar, no refleja el éxito de protección que tuvieron las pruebas donde se desarrollaron esas vacunas".

En ese contexto, desde el año 2016 y con la colaboración del Dr. Gustavo Zúñiga Navarro, experto en productos naturales, ambos se desafiaron a desarrollar un proyecto con aplicación directa en el mar.

Para ello, evaluaron la forma de atacar directamente a la bacteria SRS a través de la medicina vegetal. Tras adjudicarse dos proyectos Corfo, los investigadores lograron desarrollar un potente aditivo alimentario compuesto por extractos de las plantas endémicas Aristotelia chilensis y Cridodenwus patagua.

Durante tres meses, los investigadores aplicaron su tecnología en cultivos de peces en etapa final de crecimiento, obteniendo cerca de un 10% de efectividad en la reducción de la mortalidad y disminuyendo un 25% en promedio el uso de antibióticos.

Innovación tecnológica

La innovación tecnológica, ligada a la línea investigativa de Genómica Aplicada que lidera el Dr. Vidal, constituye un gran avance para el combate de la bacteria, al atacarla directamente gracias a los compuestos activos de los fitoquímicos presentes en las plantas.

El proyecto considera el desarrollo de un modelo de funcionamiento, revelando cómo y por qué la molécula presente en el extracto interacciona con el genoma de la bacteria, generando  una respuesta real y eficiente para enfrentar la problemática de este sector. Dicha plataforma puede ser utilizada además en pruebas para la erradicación de otras bacterias.

Al respecto, el Dr. Vidal sostiene que “si alguien está infectado con una bacteria es difícil que se cure con hierbas. Nuestra idea es que el producto actúe de forma sinérgica con el antibiótico, apuntando a reducir la cantidad que se aplica en el ambiente de éste último”.

Por su parte, el Dr. Zúñiga, quien destaca por producir sus propias materias primas sin necesidad de explotar recursos naturales, indica que “el proyecto resulta de interés como una alternativa al tratamiento de estos problemas que aparentemente no tienen una solución tan directa, pues si bien existen vacunas, éstas no erradican la enfermedad”, puntualiza.

Los proyectos asociados a esta línea de investigación, que actualmente se encuentra en su etapa final, consideró la ejecución del proyecto Corfo  “Optimización de extractos vegetales en su potencial antibacterianos en salmonicultura” (2016-2018); Y fue complementado por un segundo Corfo “Evaluación y selección de fitoquímicos con propiedades antibactericidas e inmunológicas destinados a la formulación de dietas en salmónidos para mejorar la resistencia al síndrome rickettsial del salmón (SRS)” (2017-2019).

Tras obtener pruebas exitosas en salmónidos, los científicos esperan poder ampliar su uso a la industria pecuaria, ya que según explica el Dr. Vidal, “desarrollamos toda la línea de cómo crear la plataforma, que nos demoró cuatro años en hacerla, y ahora puedes poner cualquier bacteria para probarla, y sabes cómo probar cualquier otro organismo, para ver si el extracto le está haciendo mal o bien”, puntualiza.

En palabras de los científicos, esta plataforma, representa un excelente paradigma a seguir para otros investigadores del área. Para consultas, dirigirse a ruben.vidal@usach.cl.

Existen proyectos asociados a esta línea de investigación. Se encuentra en ejecución y en su etapa final el proyecto Corfo “Optimización de extractos vegetales en su potencial antibacterianos en salmonicultura” (2016-2018), que fue complementado por un segundo Corfo “Evaluación y selección de fitoquímicos con propiedades antibactericidas e inmunológicas destinados a la formulación de dietas en salmónidos para mejorar la resistencia al síndrome rickettsial del salmón (SRS)” (2017-2019).

Cabe destacar, que la mezcla, el aditivo y la formulación alimenticia, así como su uso para prevenir o tratar afecciones por SRS, han sido protegidos por la Solicitud de patente de invención Nº 201800674 del 13 de marzo del año en curso.

El internet ha facilitado la vida de muchos, y ha brindado no mares, sino que océanos de información al alcance de un click. El problema surge, cuando no se sabe cómo filtrar esta información, ¿tiene alguna base científica comprobable? ¿Se habrán informado del trabajo de un experto? ¿Aporta para solucionar problemas reales de la comunidad? Estas son algunas de las inquietudes que se planteó el Profesor Riquelme-Uribe, quien relata que "a veces las personas creen que cualquier información que se publica en Internet es cierta. La gente réplica datos de Facebook o Youtube como fuentes válidas de evidencia”, lo que se asocia a que cientos de usuarios usen información que no es útil para dar respuesta a sus problemáticas.

En este contexto, se hace necesario generar contenido de calidad que permita dar a conocer evidencia científica de primera línea, con fácil acceso y contextualizada en las necesidades de la comunidad. Para ello nace NeuroEspresso.

La fase de ideación de este proyecto nació dos años antes, durante el desarrollo de una investigación sobre contexto educativos y problemáticas de la comunidad en Chile, El Salvador y Perú. Este trabajo, a cargo del Profesor Riquelme-Uribe, fue lo que le dio las primeras luces sobre las necesidades de conocimiento que tiene la población y cómo hacerla más accesible. Así surgió la idea del programa que, gracias al Fondo VIME y el apoyo del Centro de Investigación, Desarrollo e Innovación APLICAE, podrá concretarse este año.

Actualmente, ya está disponible el sitio web de APLICAE, donde se compartirá la primera temporada de NeuroEspresso. Allí, a través de cápsula de video dinámicas, expertos nacionales e internacionales darán respuesta a ciertas interrogantes.

Las temáticas a tratar, fueron levantadas desde la comunidad mediante consultas, foros y grupos focales. De allí se desprenden tópicos cómo los procesos de enseñanza y aprendizaje, emociones y mitos asociados a la neurociencia, las necesidades de los emprendedores o el por qué es tan importante el sueño, el ejercicio físico y la alimentación en la salud, entre otros.

Otro foco importante del programa, es colaborar y acercar la investigación académica a la población en general pues, como el Profesor señala "lo que uno investiga en un contexto, muchas veces no logra llegar a quienes están insertos en la problemática, que son las comunidades, las familias, los grupos sociales, las instituciones, etc".  Es por ello que el canal, es concebido para entregar información útil, práctica y en un lenguaje claro.

En esta misma línea, Daniel Riquelme-Uribe explica que cada año cientos de investigadores(as), académicos(as) y estudiantes, elaboran estudios en diversas áreas de la ciencia, tecnología, educación, salud entre otras, las cuales muchas veces no tienen la suficiente difusión que les permita crear un nexo entre el mundo académico y la comunidad. Por ello, “es necesario reportar el hecho de que existen personas trabajando en temas potentes, y queremos generar esta oportunidad de dar a conocer su trabajo”.

NeuroEspresso, estará desde el segundo semestre de este año, creando puentes entre académicos e investigadores con la comunidad que día a día busca respuesta a sus problemáticas e interrogantes actuales.

El dolor es una sensación que produce el sistema nervioso y que tiene como función alertarnos de un eventual daño interno o externo. En ocasiones, la sensación dolorosa se prolonga en el tiempo perdiendo su función fisiológica y transformándose en una patología conocida como dolor crónico.

A diferencia del dolor agudo, el crónico presenta un difícil tratamiento, como se evidencia en enfermedades complejas, entre éstas: fibromialgia, neuralgia del trigémino, neuropatía diabética, dolor lumbar crónico, dolor oncológico, entre otros.

Hasta ahora, pese a que existen abundantes conocimientos sobre las vías y  neurotransmisores que conducen la información dolorosa a la corteza cerebral, resta mucho por investigar sobre los mecanismos reguladores involucrados.

En ese contexto, desde el año 2001, el Dr. Luis Constandil Córdova, académico e investigador de la Facultad QyB y Cedenna, junto a su equipo, ha centrado su trabajo en el estudio de los mecanismos neurobiológicos implicados en la generación y mantención del dolor crónico a nivel de la médula espinal.

Entre sus recientes investigaciones, el equipo demostró por primera vez, que la proteína panexina 1 (PANX1) -considerada una de las grandes compuertas o canales insertos en la membrana plasmática en todos los tejidos, que permiten que entren o salgan iones de una determinada célula o neurona (que transmiten la señal e intensidad de dolor), presenta un rol relevante en la generación del dolor crónico.

Con la obtención de este nuevo conocimiento, el equipo decidió profundizar en el papel que juega esta proteína específica en la transmisión del dolor.

Al respecto, el investigador explica que “cuando estas proteínas se abren o cierran, son capaces de generar cambios muy bruscos y muy intensos dentro de las neuronas, y por eso la estamos estudiando”.

En esa línea, el Dr. Constandil explica que la apuesta del equipo es que la apertura de ésta proteína se debería a la acción de una proteína intracelular “conocida como SRC” cuando es estimulado alguno de los tres receptores presentes en el proceso (de ATP, NMDA y BDNF).

De comprobarse ésta hipótesis, el equipo podría identificar nuevos blancos farmacológicos que permitan aliviar dolores crónicos.

Proyecto

Según el último estudio publicado por la Asociación Chilena para el Estudio del Dolor (Ached), en Chile la prevalencia de dolor crónico no oncológico alcanza al 32% de la población

Si bien, actualmente existen varios medicamentos capaces de inhibir el dolor agudo, estos no son capaces de inhibir completamente los tipos de dolor crónico.

Es así, como el nuevo proyecto Fondef Regular 2018-2021: Preclinical study on the participation of pannexin 1 (PANX1) in spinal cord circuitry and its role in the mechanisms of chronic pain, busca avanzar en la generación de conocimiento para combatir enfermedades -muchas veces invisibilizadas a juicio del investigador-, pero que afectan a un número importante de la población.

En ese contexto, en palabras del científico, conocer molecularmente como se regula su apertura y cierre permitiría “intervenir para disminuir o atenuar la señal que conduce la información nociceptiva (dolorosa) hacia la corteza cerebral y generar de esa forma un alivio en la percepción del dolor”, explica.

Cabe destacar, que la línea de investigación ha derivado una serie de estudios relacionados, entre ellos, se encuentran desarrollando paralelamente nanopartículas para el tratamiento del dolor crónico, y han presentado tres patentes asociadas a la línea de investigación.

Desde hace cuatro años, un equipo de investigadores liderados por el Dr. Ismael Soto Gómez, académico del Departamento de Ingeniería Eléctrica, trabaja de manera inédita en nuestro país en el desarrollo de Comunicación por Luz Visible (VLC) para la industria minera.

Hasta ahora, la comunicación en las minas subterráneas se ha realizado por cable radiante, que compensa en parte la mala propagación de las ondas dentro de un túnel, pero cuya señal es baja, lenta y genera peligro de explosión y daño a los trabajadores, por la frecuencia que libera.

En ese contexto, y tras conocer en terreno las necesidades de la industria 4.0 (también denominada ciberindustria del futuro), el investigador obtuvo un primer prototipo validado para controlar los accesos de trabajadores a la mina utilizando esta tecnología.

Interesado en profundizar los estudios, el investigador se adjudicó un Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico de Conicyt, para continuar con el proyecto “Multiuser VLC for underground mining”.

Con el nuevo esquema de comunicación por luz visible, el equipo buscará desarrollar e implementar entre los años 2018 a 2020 transmisión de datos de comunicación, localización interna y, detección de personas y maquinaria al interior de túneles en minería subterránea.

Al respecto, el Dr. Ismael Soto, explica que “buscamos resolver un problema de comunicación en minerías, porque actualmente se trabaja con cable radiante, cuya velocidad es muy baja y lenta. Mientras que con VLC, permite mayor velocidad, menos daño para las personas, sin riesgo de explosión y más económica”, puntualiza.

Hacia la industria 4.0

Los estudios comenzaron entre el año 2015 al 2017, con el  desarrollo del proyecto Corfo: “Visible Light Communication Continuous Access point for man-to-machine interaction and detection mining in High Risk Environments”.El punto de acceso obtenido por el equipo -que ya está siendo utilizado por la empresa Control & Logic- permite controlar el ingreso de los trabajadores a las faenas mineras de manera computarizada, ya que antes se realizaba con tickets que solían extraviarse.

Los resultados permitieron al investigador adjudicarse posteriormente el nuevo proyecto de Conicyt, que busca crear métodos más eficientes y sustentables para la comunicación al interior de las faenas subterráneas utilizando VLC.

Según explica el académico Dr. Félix Rojas, quien además es director alterno del proyecto, entre las principales ventajas que ofrece el área en estudio destaca que “los trabajadores en túneles requieren una comunicación robusta, y ésta tecnología otorga una rapidez superior y estable”.

Agrega que entre otras ventajas, el desarrollo otorgaría “mayor seguridad laboral, ante el potencial riesgo de un accidente por explosión; mejoraría la ubicación tanto de maquinaria como trabajadores, ya que con un Led permitiría monitoreos en línea de condiciones vitales de cada una de las personas que están trabajando en la mina”.

En tanto, el Dr. Soto, sostiene que “este esquema de comunicación permite solventar la velocidad que se está pensando para la robótica del futuro, en términos de la industria 4.0: permitirá que sea menos nocivo para el ser humano y más eficiente”.

El equipo está compuesto por el Dr. Soto, como director; el académico Dr. Félix Rojas como director alterno, y los investigadores jóvenes, Dr. Sebastián Gutiérrez, Dr. Gustavo Gatica y Dr. Ali Dehghanfirouzabadi.

Con el objetivo de estimular la respuesta inmuneinnata de peces contra patógenos bacterianos intracelulares como los virus Necrosis Pancreática Infecciosa (IPN) y Piscirickettsia salmonis; y extracelulares como la bacteria Flavobacterium Psychrophilum, el Dr. Mario Tello Reyes trabaja en el desarrollo de un novedoso compuesto que busca ofrecer protección inmunoestimulante general.

El investigador del Centro de Biotecnología Acuícola (CBA) y de la Facultad de Química y Biología de la Universidad de Santiago, se unió el año 2009 a nuestro Plantel gracias a un postdoctorado de inserción a la academia.

Desde entonces, el Dr. en Bioquímica ha concentrado sus esfuerzos en el desarrollo de un área de investigación que combina microbiología e inmunología. Actualmente trabaja en el Laboratorio de Metagenómica Bacteriana, que se enfoca en la microbiota (conjunto de microorganismos que habitan el tracto intestinal), siendo su apuesta utilizarla como elemento de inmunoestimulación.

En esa línea, la invención utiliza herramientas del sistema inmune de los peces y bacterias que expresan estas células para ser administradas por vía oral, permitiendo contratacar a los patógenos.

Tras las pruebas de laboratorio, el equipo confirmó un 80% de efectividad en la  protección contra el virus Piscirickettsia salmonis (principal causa de mortandad en salmones de nuestro país) y contra la bacteria extracelular flavobacterium psychrophilum.

Sobre el alcance del prototipo, el investigador precisa que “obtuvimos un resultado sorprendente, con una efectividad similar a la que se obtiene mediante las vacunas”.

Proyecto inédito

El trabajo que el científico lidera desde el año 2015 se enmarca en un proyecto del Consorcio Tecnológico de Sanidad Acuícola ICTIO Biotechnologies, financiado por Corfo y dirigido por nuestra Casa de Estudios con empresas de la industria, tratándose de estudios inéditos a nivel nacional.

“Según la bibliografía, en Chile no hay desarrollos similares. Los equivalentes están en Francia, en el Instituto Nacional de la Investigación Agronómica de Francia, que lleva desarrollando esta idea hace varios años, pero para humanos, y hemos hecho cursos en conjunto”, explica.

Cabe destacar que el científico comenzó a trabajar el año 2012 en el desarrollo de probióticos naturales para modificarlos con propiedades inmunoestimulantes gracias a un proyecto FIA que le permitió consolidar esta línea de investigación, utilizando técnicas de biología molecular para incorporar genes para proteínas inmunomodulatorias.

De resultar efectivo el compuesto final, el investigador advierte que traería importantes beneficios para la industria acuícola nacional.

“El proyecto causaría una reducción de costos importante. Contribuiría a la sanidad acuícola, mejorando el estado fitosanitario, la imagen país respecto a la reducción del uso de antibióticos; y, brindando una alternativa, ya que actualmente los peces siguen siendo tratados como se trataba a las personas en los años 50”, puntualiza.

Según la Oficina de Estudios y Políticas Agrarias (Odepa) y el Servicio Nacional de Aduanas, la uva de mesa es la fruta de exportación más importante de Chile. Las cifras revelan que alcanzó ventas avaluadas en 1.223 millones de dólares durante el 2017.
Sin embargo, se trata del producto de exportación mayormente afectado por el hongo Botrytis cinerea durante pre y postcosecha, hecho que causa grandes pérdidas económicas a nuestro país: el 19% de la producción anual, pese a los tratamientos convencionales que se aplican, basados en fungicidas químicos sintéticos.

Tras distintos estudios realizados durante más de dos décadas y el desarrollo de un biofungicida exitoso con la bacteria Serratia plymuthica CCGG2742, que actualmente se encuentra en proceso de transferencia tecnológica a Estados Unidos, el investigador del Departamento de Biología, Dr. Antonio Castillo Nara, probó por primera vez el potencial efecto de mezclar más de una bacteria para aumentar la eficacia en el control del patógeno.

El estudio, que recientemente finalizó su primera etapa de dos años, obtuvo resultados eficaces en las pruebas efectuadas en laboratorio y en campo a partir de dos pares y dos tríos de bacterias compatibles.

Al respecto, el investigador remarca que tuvieron éxito “en distintas combinaciones, lo que es bastante novedoso, porque no hay biofungicidas comerciales que sean una mezcla de bacterias y cuenten con estudios profundos como éste”.

Investigación, Desarrollo e Innovación

En la actualidad, la mayoría de los métodos de control de este hongo están basados en el uso de fungicidas químicos sintéticos, altamente tóxicos y de vida útil corta, ya que suelen generar cepas resistentes del hongo.

Aunque también se ha impulsado en las últimas dos décadas el control con fungicidas naturales, éstos contienen microorganismos de una sola bacteria y, por ende, solo un principio activo.

En ese contexto, el Dr. Castillo propone utilizar mezclas de cepas bacterianas silvestres saprófitas, con actividad fungicida contra Botrytis cinerea.

En la primera etapa del proyecto, el equipo caracterizó distintas cepas bacterianas aisladas en el Laboratorio de Virología de Hongos, lo que les permitió comprobar el efecto sinérgico entre dos especies de los géneros Bacillus y una de las especies Stenotrophomonas, Pseudomonas y Pantoea, respectivamente.

Tras realizar las primeras pruebas, el investigador explica que “aprovecharemos este conocimiento para diseñar biofungicidas bacterianos para el control de Botrytis cinerea, cuyo principio activo contenga dos o más cepas bacterianas distintas y que secreten diferentes moléculas, al tiempo que sus blancos moleculares fúngicos sean distintos”.

El estudio se denomina “Caracterización y diseño de nuevos biofungicidas bacterianos para el control de la Pudrición Gris del Racimo en vides de mesa y viníferas, causada por el hongo fitopatógeno Botrytis cinerea”, y su desarrollo es posible gracias a un proyecto Fondef-IDEA en dos etapas.

En caso de adjudicarse la segunda fase por dos años, el investigador buscará confirmar los resultados de campo y probar -por sugerencia del comité de Fondef- en otros cultivos como cerezas, paltos, nogales y manzanas, que son atacados por diferentes hongos y bacterias, para finalmente generar el producto que será comercializado.

Si bien a nivel nacional se han logrado importantes avances en el manejo de la industria salmonicultora, algunas enfermedades infecciosas e infestaciones parasitarias no han podido ser controladas de manera eficaz, convirtiéndose en un problema crónico para el sector.

Entre éstos destacan el virus responsable de la Necrosis Pancreática Infecciosa (IPN); y la bacteria Piscirickettsia salmonis o Piscirickettsiosis, que pese a los esfuerzos por ser mitigadas, continúan siendo grandes desafíos para la industria, y causando altos niveles de mortandad.

Interesada desde el año 1998 en el desarrollo de compuestos naturales y con una vasta experiencia en el control de patógenos, la directora del Departamento de Ciencias del Ambiente de la Facultad de Química y Biología de nuestra Universidad, Dra. Brenda Modak Canobra, busca desarrollar un promisorio compuesto para combatir estas enfermedades.

Se trata de su tercer proyecto Fondecyt Regular consecutivo denominado: “Evaluation of new natural products with potential antibacterial activity against Piscirickettsia salmonis: a health challenge for the salmon industry”.

La iniciativa busca lograr un efecto sinérgico entre los compuestos naturales (extraídos de plantas endémicas de Chile), que resultaron efectivos en el control de bacterias, y unirlos con cobre (cuyas propiedades bactericidas han sido comprobadas científicamente).

Área de estudio y proyección

Al finalizar su doctorado en Química en nuestra Casa de Estudios en 1998, la científica comenzó a trabajar con compuestos naturales a partir de exudados resinosos producidos por plantas chilenas que se desarrollan en zonas áridas del país.

Desde entonces ha consolidado una prestigiosa línea de investigación, que la ha llevado a dirigir desde el año 2010 importantes proyectos para combatir la alta mortalidad de salmones.

En el nuevo estudio, la científica busca unir derivados terpénicos y flavonoides (moléculas y pigmentos naturales presentes en gran medida en vegetales)  que dieron resultados promisorios en proyectos anteriores, con cobre, con el objetivo de obtener un efecto sinérgico y potente en un nuevo complejo.

“La idea es mejorarlos aún más, logrando un efecto sinérgico para lograr una actividad superior. No existe bibliografía científica respecto a este tipo de compuestos, por lo tanto, el primer año será de síntesis”, explica la investigadora.

La nueva herramienta buscará inmunoestimular a los salmonídeos; actuar como antiviral, específicamente contra la Necrosis Pancreática Infecciosa (IPN); y, probar su actividad antibacteriana en Piscirickettsia Salmonis (bacteria responsable en mayor medida de la mortandad de ejemplares en Chile).

Según explica la científica, el nuevo desafío comprende una potencial cura menos invasiva para la acuicultura nacional y menos contaminante a nivel de aguas, a diferencia de las inoculaciones químicas que administra la industria, siendo un aporte importante para la ciencia.

“Solo encontramos una publicación sobre la formación de un complejo de un flavonoide con cobre. De tal manera que, aportar con todo el mecanismo sintético de esto también es un gran aporte para la ciencia. Todo lo que se logre aquí, serán compuestos sintetizados por primera vez”, afirma la Dra. Modak.

Tras comprobar que los compuestos no tienen problemas para sintetizarse, el equipo de trabajo medirá este año las concentraciones ideales para lograr una posible actividad biológica, para iniciar el 2019 las primeras pruebas biológicas.

La iniciativa cuenta con cartas de apoyo del Laboratorio TecnoVax y ADL, ambos dedicados a hacer compuestos que se utilizan para vacunas.