Carlos Medina: nanotecnología para la salud

Juan Carlos Medina Llamas es doctor en ciencia de los materiales, egresado de la Universidad Federal de Pernambuco (UFPE), en Brasil, en donde participó en el desarrollo de un nuevo método de extracción de ácido desoxirribonucleico (ADN) que no utiliza sustancias tóxicas y disminuye considerablemente el tiempo de extracción, en comparación con los métodos actuales. Dichos métodos constituyen etapas iniciales en procesos de diagnóstico de enfermedades.

Medina Llamas es candidato al Sistema Nacional de Investigadores (SNI) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt). Zacatecano de nacimiento, realizó su licenciatura en ingeniería química en la Unidad Académica de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Zacatecas (UACQ UAZ). Posteriormente, estudió un doctorado directo y posdoctorado en la UFPE, bajo la orientación del doctor en física Celso Pinto de Melo, de 2010 a 2016. En mayo de 2016 regresó a Zacatecas, México, donde hoy en día se desempeña como docente de tiempo completo en el Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos (Cecyt) No. 18.

“Recuerdo que mi padre Juan Medina Guerrero, como maestro de química siempre me incentivó a estudiar materias como física, química, matemáticas. Desde ahí le fui tomando cariño a esas áreas del conocimiento y por eso elegí como carrera la ingeniería química; posteriormente, me llamó mucho la atención estudiar las propiedades físicas y químicas de los materiales, además de la rama de la nanotecnología”.

Una vez interesado en la nanotecnología, Carlos Medina se interesó en la línea de investigación del doctor Celso Pinto de Melo, de Brasil, con quien entró en contacto mediante el programa de Posgrado en Ciencia de los Materiales de la UFPE, donde realizó una evaluación de admisión. Luego de ser admitido, obtuvo una beca de una agencia brasileña denominada CAPES y se unió al grupo de investigación de Polímeros no Convencionales (PNC) liderado por el doctor Celso. “Durante mi doctorado me enfoqué en desarrollar nanocompósitos magnéticos/poliméricos capaces de ser utilizados en protocolos de extracción magnética de ADN”, expresó.

Explicó que actualmente en el mercado existen varios productos que tienen como finalidad extraer y purificar el ADN a partir de muestras biológicas —como sangre, huesos, orina, entre otros— para posteriormente analizarlo y utilizarlo en el diagnóstico de enfermedades infecciosas, en procesos forenses o en diversos protocolos biotecnológicos. Sin embargo, denotó que la mayoría de esos productos presentan algunos inconvenientes, por ejemplo, la metodología que emplean para purificar el ADN requiere de muchas etapas para su ejecución —por ejemplo, la centrifugación— y, por tanto, consumen mucho tiempo. Además, que estos productos hacen uso de solventes tóxicos para el usuario y el ecosistema.

Inicialmente, Medina Llamas junto con investigadores del PNC desarrollaron una metodología que consistió en remover ADN a partir de sistemas modelo. Este método consiste en incorporar las partículas magnéticas en un medio con ADN disuelto para posteriormente, al modificar las condiciones fisicoquímicas del medio —por ejemplo, el pH— favorecer la interacción entre ambos y finalmente remover del medio líquido el complejo partícula magnética/ADN a través de la aplicación de un campo magnético externo —por ejemplo, con ayuda de un imán.

A partir de los resultados obtenidos, los científicos involucrados en el proyecto publicaron parte de esta investigación bajo el título de “Use of magnetic polyaniline/maghemite nanocomposite for DNA retrieval from aqueos solutions”, en la revista Journal of Colloid and Interface Science, en su volumen 434.

Consecutivamente, al observar el gran potencial de estos nanocompósitos magnéticos para formar parte de protocolos de purificación de ADN, el grupo del PNC (UFPE) en colaboración con investigadores del área de biotecnología del Instituto René Rachou (FIOCRUZ) de Belo Horizonte, Brasil, desarrolló protocolos de purificación de ADN a partir de muestras de sangre humana.

“Lo que desarrollamos fue una metodología que se realiza en un tiempo más corto, además de que no requiere solventes tóxicos. Este producto además de ser beneficioso para la sociedad, es competitivo con los comercializados actualmente. Gracias a estos resultados se consiguió obtener una patente nacional en Brasil y una internacional en Estados Unidos, además de que una empresa está realizando estudios para intentar sacar al mercado dichos protocolos de purificación y que puedan llegar a otros países, incluido México”, expuso.

Explicó que las personas que actualmente utilizan los métodos tradicionales están expuestos a sustancias tóxicas como el fenol y el cloroformo, que a corto y largo plazo pueden provocar afecciones en su salud. “Quienes se exponen día tras día a estos compuestos, aunque tengan protección adecuada, corren riesgos para su salud. Además dudo mucho que después de haberlos utilizado, todas las empresas los desechen de manera adecuada, por lo que se vuelven un foco de infección o salud pública”, indicó.

Entre los planes a futuro de Medina Llamas están fortalecer la investigación y abrir diferentes líneas relacionadas con ciencia de materiales y biotecnología dentro del Cecyt 18, la Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniería, campus Zacatecas del Instituto Politécnico Nacional (UPIIZ IPN), la UAZ y con ello realizar una colaboración internacional entre estas instituciones académicas y la UFPE, de Brasil, ya que continúa desempeñándose como asesor de tesis de maestría y doctorado en esta última escuela.

“Otro de los planes es desarrollar sensores para la detección de enfermedades, junto con el doctor Sergio Miguel Durón Torres, de la UACQ UAZ, quien fue mi profesor de licenciatura y actualmente se desenvuelve en este rubro. Tenemos interés de unir conocimientos, esfuerzos y direccionarnos hacia un proyecto de colaboración”, finalizó.

Fuente: CONACYT.