Nanopartículas con extracto de uva País y su potencial biomédico.

En un artículo recién publicado en la revista International Journal of Food Science and Technology, se he demostrado el potencial que tiene la tecnología de nanoencapsulación para mejorar la capacidad de los extractos naturales de atravesar la barrera epitelial intestinal y llegar al torrente sanguíneo para cumplir su rol protector.

En este estudio se describe cómo se generaron nanopartículas de 300-400 nanómetros (esto es 30-40 millones de veces más pequeño que un centímetro) que contienen en su interior un extracto de uva País (Vitis vinifera)(imagen inferior, extraída de www.cosas.com), que tienen un alto contenido en antioxidantes, principalmente proantocianidinas. La necesidad de la nanoencapsulación surge debido a que los extractos, una vez consumidos por vía oral, son en gran medida degradados en el tracto gastrointestinal, por lo que la cantidad que llega al torrente sanguíneo es prácticamente nula. Previamente, este mismo grupo de trabajo determinó que éstos extractos tienen potencial biomédico ya que son capaces de mejorar la respuesta de los vasos sanguíneos al estrés, potenciando la síntesis del vasodilatador óxido nítrico, lo cual conllevaría beneficios cardiovasculares asociados a la disminución de enfermedades como la hipertensión y ateroesclerosis.

De esta manera, la alternativa de incorporar los extractos en una partícula muy pequeña hace posible que éstos resistan a la degradación gastrointestinal y puedan llegar a su sitio de acción biológica. Mediante los experimentos realizados para este estudio, se demuestra que la nanoencapsulación mejora la capacidad de los extractos de atravesar una barrera formada por células intestinales, lo cual permitiría aumentar los beneficios cardiovasculares del consumo de éste y otros extractos con potencial biomédico. En la imagen inferior se puede apreciar como las nanopartículas, conteniendo una molécula fluorescente verde, ingresan a la célula, lo cual podría ser indicativo de que son capaces de atravesar este barrera y llegar hasta los vasos sanguíneos.

Cabe destacar que este fue un trabajo realizado íntegramente en la Universidad de Concepción, en colaboración entre el Laboratorio de Fisiología Vascular de la Facultad de Ciencias Biológicas y el Departamento de Ingeniería Química. El financiamiento se logró a partir del proyecto FONDECYT N°1120148, cuya investigadora principal fue la Dra. Katherina Fernández, mientras que el Dr. Marcelo González fue co-investigador. Los resultados publicados se enmarcaron en el desarrollo de tesis de Ingeniería Química de la Srta. María Soledad Parada.
Este logro demuestra que a partir de las técnicas utilizadas en los laboratorios de ciencia básica es factible apuntar a la innovación y a la aplicación mediante el trabajo colaborativo con investigadoras e investigadores que se desarrollan en el área de biomateriales, cómo en este caso son las nanopartículas.

Enlace artículo: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ijfs.13655/full

Escuela Palestina de Palomares visita Laboratorios de Antropología y de Fisiología Vascular

La carrera de Antropología de la Universidad de Concepción organizó una visita por parte alumnos de séptimo y octavo básico de la Escuela Palestina de Palomares a los laboratorios de Arqueología y Antropología, además del Laboratorio de Fisiología Vascular, perteneciente a la Facultad de Ciencias Biológicas.

La actividad, que se realizó el lunes 30 de octubre, fue organizada por Carla Donoso, Antropóloga y académica de la Facultad de Ciencias Sociales UdeC, con la ayuda del Dr. Marcelo González Ortiz, académico del Departamento de Fisiología de la Facultad de Ciencias Biológicas y Director del Laboratorio de Fisiología Vascular.

El objetivo es dar a conocer a este grupo de estudiantes y su comunidad distintas maneras de afrontar el trabajo científico desde dos disciplinas distintas pero relacionadas, como son la Antropología y la Fisiología.

Los estudiantes, acompañados por la Profesora de Ciencias Naturales Francis Chavarría y la encargada de biblioteca de la escuela Sandra Sánchez, luego de conocer el Laboratorio de Arqueología y Antropología, recorrieron el Laboratorio de Fisiología Vascular de nuestra facultad, guiados por el Dr. Marcelo González, Susana Rojas (Asistente de Prácticos e Investigación), Millaray Burgos (estudiante de Química y Farmacia) y Natalia Vallejos (estudiante de Bioquímica).

La profesora Francis Chavarría destaca la cantidad de laboratorios e investigación que se realiza en el arco de medicina: “primero se realizó una charla sobre antropología en la escuela, luego se seleccionó a los alumnos que manifestaron mayor interés para hacer esta visita. El arco siempre se ha visto como un patrimonio, parte de la ciudad, pero dentro tiene una gran cantidad de laboratorios y un movimiento muy importante en investigación, es algo que los estudiantes no sabían”.

“Para los estudiantes resulta significativo conocer estas experiencias porque están en una etapa donde están vislumbrando sus posibles vocaciones e intereses, por lo que esta instancia puede significar un estímulo importante para que alguna o alguno de ellos se interese en aprender más sobre ciencia”, señaló el Dr. Marcelo González.

(Extraído de www.csbiol.cl, fotos y texto por Flavio Henríquez)

Oferta de Tesis Interdisciplinaria en el LFV-UdeC

Tema propuesto:

Efecto de nano estructuras poliméricas biocompatibles sobre la funcionalidad de la barrera endotelial

El endotelio, entre otras funciones, actúa como una barrera permeable y selectiva a sustancias químicas, fármacos y drogas. Generalmente, los fármacos se administran utilizando vehículos que garantizan su biodisponibilidad, controlan su farmacocinética y lo protegen de la degradación (térmica, enzimática, etc.) en el organismo. Asimismo, los vehículos deben poseer una alta capacidad de carga y ser sitio-dirigidos. Uno de los vehículos más utilizados son las micro/nanoestructuras poliméricas biocompatibles. El tamaño de las nanoestructuras, su carga superficial, la modificación química de su superficie y su hidrofobicidad juegan un importante rol en su interacción con la membrana celular y por ende en la penetración del fármaco al endotelio (Kumari et al. 2010). Lo más recomendable es que las micro/nanoestructuras sean endocitadas, ya sea mediadas por clatrina o caveolinas (Voigt, 2013). Las células endoteliales de vena umbilical humana (HUVECs) se han utilizado como modelo para estudiar la interacción de las nanopartículas con el endotelio. Así, por ejemplo, se determinó que nanopartículas de sílice en contacto con células HUVECs fueron endocitadas en un mecanismo mediado por clatrina, sin embargo disminuyó la actividad mitocondrial y se alteró la integridad de su membrana plasmática de las células (Blechinger et al., 2013).
El objetivo de esta tesis será evaluar el efecto de nanoestructuras biocompatibles, preparadas a partir de diferentes polímeros precursores, sobre la barrera endotelial. Para ello, se sintetizarán nanoestructuras a partir de polivinil alcohol, almidón, pectina y polihidroxibutirato-co-valerato. Luego, se determinarán los efectos que tengan estas nanoestructuras sobre parámetros funcionales de células HUVECs: morfología y confluencia (microscopía óptica), actividad metabólica (ensayo con Alamar blue), citotoxicidad (ensayo MTT) y funcionalidad de barrera (resistencia eléctrica trans-endotelial).

Es importante destacar que las técnicas a emplear ya han sido estandarizadas y se han utilizado con frecuencia en el laboratorio, por lo que se estima que los objetivos de la tesis pueden lograrse en un periodo de 5-6 meses de trabajo experimental.

*Se considera un pago en función a objetivo logrado



Referencias

Blechinger, J., Bauer, A. T., Torrano, A. A., Gorzelanny, C., Bräuchle, C., & Schneider, S. W. (2013). Uptake kinetics and nanotoxicity of silica nanoparticles are cell type dependent. Small, 9(23), 3970-3980.
Kumari, A., Yadav, S. K., & Yadav, S. C. (2010). Biodegradable polymeric nanoparticles based drug delivery systems. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 75(1), 1-18.
Voigt, J., Christensen, J., & Shastri, V. P. (2014). Differential uptake of nanoparticles by endothelial cells through polyelectrolytes with affinity for caveolae. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(8), 2942-2947.

Profesores tutores:
- Dra. Saddys Rodríguez-Llamazares (Centro de Investigación en Polímeros Avanzados)
- Dr. Marcelo González (Laboratorio de Fisiología Vascular, Facultad de Ciencias Biológicas, UdeC).

Contacto
Dr. Marcelo González mgonzalezo@udec.cl