Exploran micro y nanofluídica enfocada a la salud

Por Israel Pérez Valencia

Santiago de Querétaro, Querétaro. 1 de diciembre de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- Con la presencia de grupos de investigación de 15 instituciones, la participación de ponentes nacionales e internacionales y estudiantes de posgrado, se llevó a cabo el Primer Simposium de Micro y Nano Fluídica Querétaro 2017, organizado por Laboratorio Nacional de Micro y Nanofluidica (Labmyn) en el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica (Cideteq) y la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ).

El investigador del Labmyn por parte del Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica, Luis Gerardo Arriaga Hurtado, aseguró que este el primer evento de microfluidos que organiza este laboratorio nacional fundado hace dos años.

“El objetivo fue el conocer qué otras capacidades y áreas existen alrededor de la microfluídica en México. Es un tema que se está estudiando en varias partes del país por su aplicación en diferentes rubros, como las energías renovables o la salud. Actualmente se desarrollan proyectos de generación de energía mediante el ácido láctico del sudor y la glucosa de la sangre o la detección oportuna de enfermedades utilizando muestras cada vez más pequeñas. También se desarrolla investigación respecto a celdas de combustible para sistemas pequeños de potencia móviles”, explicó.

En ese sentido, la investigadora del Labmyn por parte de la Facultad de Ingeniería de la UAQ, Janet Ledesma García, puntualizó que otra de las finalidades del simposium fue el conocer las capacidades de cada uno de los que integran el consorcio así como entablar redes de colaboración con otras instituciones en el país que trabajan micro y nanofluídica aplicadas a diferentes áreas.

“Organizamos este evento como parte de los resultados que debemos de entregar como laboratorio nacional que fue apoyado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) desde el año pasado para su conformación y donde la universidad es socia. Desde hace 8 aproximadamente nos conformamos en un consorcio que le denominamos Sistemas Electroquímicos de Energía (Seqe) con el que hemos logrado adquirir una infraestructura en conjunto bastante considerable”, detalló.

Ledesma García puntualizó que en la Facultad de Ingeniería de la UAQ, trabajan la micro y nanofluídica desde el 2010, enfocánda para la conversión de energía y el desarrollo de sensores.

El objetivo del Laboratorio Nacional de Micro y Nanofluidica (Labmyn) es el promover el desarrollo y transferencia de tecnologías lab-on-a-chip a través de la vinculación de la investigación científica con el sector académico e industrial, la formación de recursos humanos especializados y la prestación de servicios de microfabricación de alta tecnología y consulta de información especializada. Está conformado por el Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica (Cideteq), la Facultad de Ingeniería de la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ), el Centro de Investigación en Materiales Avanzados, S.C. (Cimav) y el Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA).

"Somos un grupo multidisciplinario trabajando en la identificación de biomoléculas, como neurotransmisores, la utilización de fluidos corporales para la conversión de energía utilizado sangre o sudor humano como combustibles. Resulta muy importante consolidar este conocimiento y difundir las potenciales aplicaciones que puede tener, por ejemplo en la salud, a través de biosensores, el diagnóstico oportuno de enfermedades, especies en concentraciones muy bajas que con métodos convencionales sería difícil detectarlas además de la parte de la energía. La tendencia va hacia el desarrollo de nuevas tecnologías de energía cada vez más eficientes, limpias y sistemas sustentables”, advirtió.

La nanofluídica enfocada al diagnóstico y detección de enfermedades

Como parte de los proyectos sobre micro y nanofluídica enfocados a la salud que se llevan a cabo en el Labmyn, la Facultad de Ingeniería de la UAQ presentó los avances en el desarrollo de un bioelectrodo, por parte del estudiante de la maestría de Ciencias en Neurometabolismo, Armando Becerra Hernández, que funcione como plataforma para realizar el sensado de neurotransmisores, principalmente serotonina y dopamina.

“Se basa en un bioelectrodo enzimático, lo que hicimos fue inmovilizar una enzima monoaminooxidasa que está involucrada en el metabolismo de la serotonina y de la dopamina la inmovilizamos en nanotubos de carbono (C). Hicimos la caracterización bioquímica y electroquímica de la enzima para conocer el rendimiento del bioelectrodo y las señales que genera. Este dispositivo está enfocado hacia una aplicación de tipo biomédico, no tanto para el diagnóstico sino más bien una herramienta de tamizaje relacionada con la modulación en la alteración en los niveles de neurotransmisores en el cuerpo”, explicó.

Becerra Hernández subrayó que se trata de un trabajo colaborativo, donde trabajan especialistas en medicina y bioquímica, además del Centro de Investigación en Materiales Avanzados, S.C. (Cimav).

“Lo que proponemos es inmovilizar a la enzima en nanotubos de carbono que nos proporcionó el Cimav. Además de que se realizó la caracterización bioquímica para ver el efecto que tiene la inmovilización sobre la enzima y una caracterización electroquímica para observar los límites de detección. Se midieron algunos interferentes y se montó el sistema en un dispositivo electroserigrafeado utilizando un fluido simulado de sudor”, detalló.

Al respecto, la investigadora del del Labmyn por parte de la Facultad de Ingeniería de la UAQ, con especialidad en Biomédica, Vanessa Vallejo Becerra, sostuvo que uno de los objetivos de este proyecto es proponer herramientas de diagnóstico mucho más efectivas, a través de la micro y nanofluídica, enfocadas a problemas de salud de carácter nacional, como la depresión.

“La serotonina es un neurotransmisor que está asociado a varias enfermedades como la depresión y el espectro autista, lo que nosotros estamos proponiendo es una herramienta para el disgnóstico, que sea un instrumento rápido, de bajo costo. El estudiante ha obtenido muy buenos resultados pero esto va más allá, es la primera etapa. La siguiente es hacer con fluidos corporales”, indicó.

Otro de los proyectos presentados en el Primer Simposium de Micro y Nano Fluídica Querétaro 2017, fue el diseño y modelado de un dispositivo de microfluidos para la detección de células tumorales circulantes basada en sus propiedades físicas, como su tamaño y rigidez, por parte del estudiante de la Maestría en Micro y Nanosistemas de la Universidad Veracruzana, Manuel Ramsés Martínez Flores.

“El objetivo es diseñar un dispositivo para la detección de células tumorales circulantes, que son las que se desprenden de un tumor primario y se dispersan a diferentes órganos del cuerpo por el flujo sanguíneo, en un proceso conocido como metástasis. El dispositivo consiste en un filtro, en tecnología de microfluidos, mediante litografías en moldes de polidimetilsiloxano (PDMS por sus siglas en inglés) en 5 etapas, cada una de ellas conformada por una línea de postes que tienen una sepración entre ellas de 20 micras”, señaló.

Martínez Flores, destacó que, de manera alterna, se está desarrollando otro proyecto de unas pinzas diseñadas en tecnología de sistemas microelectromecánicos (MEMS, por sus siglas en inglés) que sean capaces de tomar esas células para realizar pruebas mecánicas y eléctricas, con el objetivo de observar si existe una relación entre esas propiedades biológicas con el potencial que tienen para desarrollar metástasis.

“La tecnología que estamos desarrollando es de microfluidos, se diseñó para fabricarse con lo que es la fotolitografía suave y las pinzas con las que se pretende hacer la caracterización a través de MEMS", puntualizó.

En el Primer Simposium de Micro y Nano Fluídica Querétaro 2017 participaron académicos, investigadores y estudiantes de instituciones nacionales e internacionales, como el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) unidad Monterrey; el centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE); el Laboratorio Nacional de Soluciones Biomédicas para Diagnóstico y Terapia (Lansbiodyt) de la Facultad de Ciencias de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM); el Centro de Investigaciones en Óptica (CIO) y la Universidad Simon Fraser de Vancouver, Canadá.