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Biomimética
La naturaleza como fuente de inspiración
*Una investigación llevada adelante en el Instituto de Física del Litoral
(UNL-CONICET) imita una reacción química que se produce en el ADN y la
incorpora a polímeros de etileno.*
Copiar a la naturaleza fue uno de los principales motores de la ciencia.
Desde volar como las aves, como intentó una y mil veces Leonardo Da Vinci,
hasta diseñar textiles tan resistentes como las pieles de ciertos animales
o autos propulsados por una batería que imita la fotosíntesis, la ciencia
aun busca en la naturaleza su fuente de inspiración.
En la Universidad Nacional del Litoral hay varios grupos de investigación
que se dedican a la biomimética, es decir, a entender y aplicar a problemas
humanos, soluciones procedentes de la naturaleza en forma de principios
biológicos, biomateriales, o de cualquier otra índole. Uno de ellos trabaja
en el Instituto de Física del Litoral (IFIS), de doble dependencia
UNL-CONICET.
“La idea es desarrollar materiales que sean benignos para el medio ambiente
y para el ser humano, entonces lo que hacemos es tratar de explorar
mecanismos que estén inspirados en la naturaleza, por eso se llama
biomimética”, explica Debora Martino, doctora en Física y docente de la
Facultad de Humanidades y Ciencias (FHUC). “Uno trata de identificar los
procesos de la naturaleza que puedan ser extrapolables a sistemas que se
puedan sintetizar en el laboratorio. A eso se le llama biomimético: es
mirar qué hace la naturaleza que es sabia, copiarlo y después sintetizarlo
en el laboratorio”.
*Imitando una reacción del ADN*
En el grupo de investigación en el que trabaja Martino eligieron trabajar
con una base de las que componen el ácido desoxirribonucleico o ADN, la
molécula que contiene la información genética para el desarrollo y
funcionamiento de todos los seres vivos. “En las cadenas de ADN hay una
base que se llama timina y en la naturaleza esa base sufre una reacción
química, se mimetiza y se junta con otra timina y hace que la cadena del
ADN, cuando recibe luz ultravioleta, se entrecruce”, explica.
En la naturaleza, el entrecruzamiento de la estructura del ADN puede
provocar mutaciones celulares y generar acontecimientos cancerígenos. Como
ejemplo Martino habla de la piel y la exposición desprotegida al sol.
“Mucha gente que se expone por un tiempo prolongado a la luz solar puede
tener cáncer de piel, por estos entrecruzamientos que se producen con la
reacción química. Esa propiedad nociva en el ADN nosotros la tratamos de
utilizar para crear nuevos materiales. A la larga esa propiedad de
entrecruzamiento nos pueda favorecer”.
¿Cómo lograr que algo nocivo se copie de manera benigna? La idea que
tuvieron fue incorporar la timina a polímeros de etileno. Los polímeros son
pequeñas moléculas juntas (poli, viene del griego y significa muchos y
mero, parte o segmento). “Al etileno lo conocemos mucho porque es el
plástico que encontramos en los juguetes y en los electrodomésticos. A ese
polímero le pusimos la timina, cuya fotoreactividad, o sea reactividad al
inducirse con luz, es muy importante desde el punto de vista de las
propiedades de los materiales que podamos generar. Ahí creamos nuestro
polímetros bimiméticos: polímeros sintetizados en laboratorio que semejan
algo que ocurre en la naturaleza”.
El trabajo, que así presentada parece muy simple, tomó varios años de
estudio y pruebas. Primero investigaron la síntesis del polímero, cómo se
comporta, cómo se entrecruza y qué propiedades tiene. Ahora están en una
etapa que busca encontrar aplicaciones en distintas áreas.
“Hemos trabajado en generar dispositivos que puedan servir para liberar
drogas en forma controlada en nanocápsulas o microcápsulas. Con irradiación
hacemos que esas microcápsulas sean más estables y liberen los productos
que tienen adentro en el rango de tiempo que nosotros deseamos. Otra cosa
que hemos trabajado es en fabricar biosensores que al usar el polímero son
más benignos y mejoran mucho su sensibilidad. También lo hemos aplicado en
productos electrónicos como fotoreceptores para hacer los chips que se
utilizan en la computadora, celulares y demás”.
Estas aplicaciones están en una etapa de prueba y todavía los
investigadores trabajan para desarrollar un polímero que sea económicamente
competitivo y del interés del mercado. Entre los últimos desarrollos hay un
trabajo en conjunto con la Universidad Nacional de Rosario en un proyecto
de interés provincial donde están investigando la interacción entre el
polímero creado y los contaminantes de algunas industrias. “Estamos
investigando esas interacciones primero para poder detectar los
contaminantes, y luego mediante el entrecruzamiento, mediante esa propiedad
que tienen nuestros polímeros, poder atraparlos de alguna manera y liberar
los contaminantes del agua”.
Martino destaca que el polímero que desarrollaron, además de tener muchas
aplicaciones es biodegradable y se puede volver a utilizar, otro proceso
que también se da en la naturaleza y que su polímero imita. “La naturaleza
ha sobrevivido millones de años y uno tiene que mirar esos procesos. Hay
que seguir haciendo esto para hacer un mundo sustentable para las
generaciones futuras”, concluye.
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