Investigadores de la Facultad de Ciencias Químicas de la UANL diseñan nanopartículas que convierten la luz en energía que controla la manifestación genética de las células

¿Te imaginas poder controlar la expresión genética de cualquier célula usando un switch parecido al que utilizamos para poder controlar la luz de alguna habitación?

 Esto fue lo que pudieron hacer a través de nanobiorrobots el Dr. Rubén Morones Ramírez, profesor e investigador de la Facultad de Ciencias Químicas, y el Dr. Hossein Alishah Aratboni, egresado del doctorado en Microbiología Aplicada de la misma facultad.

Gracias al proyecto “Diseño y construcción de un nanobiorrobot con la habilidad de control expresión genética mediante estímulos ópticos”, los especialistas se hicieron acreedores al Premio UANL a la Investigación 2023.

 Para llevar a cabo este proyecto, los investigadores se preguntaron cómo podían modificar genéticamente células o microorganismos usando la nanotecnología.

 “Nuestras nanopartículas son traductores o convertidores de energía lumínica a energía térmica, esta última es la que permite tener la reacción deseada. Las nanopartículas convierten la luz en calor y esto permite controlar la expresión genética de la célula”, dijo Rubén Morones Ramírez, Profesor e investigador de la Facultad de Ciencias Químicas.

“Con esta investigación buscamos tener un control de expresión genética en un sistema. En este caso se utilizó la bacteria de E. coli. Le introdujimos un termorregulador que se apaga y prende con la luz. Queríamos controlar cuándo se expresaba una proteína roja, la cual era la prueba de concepto, y vimos que la plataforma sí funcionaba. Ahora podemos producir cualquier cosa, como un antibiótico, otra proteína que tenga propiedades curativas o terapéuticas, o a lo mejor algún compuesto como bioenergéticos. Cualquier instrucción que se dé sabemos que va a funcionar. Tenemos un sistema que puede controlar con luz la expresión genética”, explicó Morones Ramírez.

¿Qué es un nanobiorrobot?

 De acuerdo con los especialistas, el nanobiorrobot es el compuesto de la bacteria genéticamente modificada con una nanopartícula de oro, la cual se acciona con luz y produce la reacción que se busca.

 “Entonces cuando nosotros controlamos la expresión genética quiere decir que vamos a controlar alguna instrucción dentro de la célula. Nosotros vamos a indicarle a la que queremos que realice”.

 Algunas de las aplicaciones que tiene esta investigación son las siguientes:

 Generar terapias médicas más complejas, por ejemplo, al usar un termorregulador en un probiótico para contrarrestar una infección y que se active con una luz led.

 En el medio ambiente, desarrollar una reacción con la luz solar para remover contaminantes o hacer alguna acción de biorremediación.

 En el sector energético, tener paneles con microorganismos para controlar la producción de bioenergéticos.

 “Es una plataforma que nos puede servir para muchas cosas, por ejemplo, puedes hacer nanopartículas que absorban en el infrarrojo y entonces tener una bacteria que tenga un termorregulador y con luz activar alguna entrega dirigida de algún fármaco producido en el cuerpo. O podrías tener un reactor gigantesco y poner un montón de luz led alrededor, apagar y prender y tener un sistema de producción mucho más complejo. Entonces tiene muchas implicaciones a futuro”, señaló el investigador de la Facultad de Ciencias Químicas.

“Es un gran honor haber compartido este premio con mi alumno Hossein, quien fue el que desarrolló toda la parte experimental del trabajo. Es muy importante para los investigadores el ser reconocidos, ya que podemos darle una visualización al trabajo que estamos haciendo en la UANL”, finalizó Rubén Morones Ramírez.