Nano-toxicología y Nano-ecotoxicología

Nano-toxicología y Nano-ecotoxicología

El desarrollo de nuevos materiales nanoestructurados, llamados así debido a que poseen dimensiones en el rango entre 1 a 100 nm, es decir 1×10-9 metros (0.000000000001 metros = 1 nm), promete un sinnúmero de aplicaciones tecnológicas que, sin duda, nos hacen sentirnos cercanos a las fantasías que la ciencia ficción nos ha hecho imaginar como posibles. Muchos nuevos productos de uso diario como cosméticos, fármacos, dispositivos electrónicos, fibras textiles, pinturas, combustibles, entre otros, están incorporando en su composición nanomateriales con el fin de aprovechar sus propiedades físicas únicas y, por tanto, hacerlos más competitivos en un mercado complejo y global. Para tener una idea, el ancho de un cabello humano es de 0.0008 metros, 0.8 milímetros o sea, 800 micrómetros o 80,000 nm.

Uno de los nanomateriales más conocidos son los nanotubos de carbono que se están utilizando en baterías recargables, piezas de automóviles y artículos deportivos para cascos de barco y filtros de agua; además de ellos varios metales y sus óxidos también se están utilizando para diferentes aplicaciones. Por otro lado el material expulsado por volcanes, como el Popocatépetl, o los productos generados por incendios de bosques o por quema de combustibles en fábricas, así como motores de combustión interna de los vehículos generan nanomateriales. Varios de éstos pueden originar enfermedades respiratorias, sin embargo, poco se sabe del efecto tóxico de muchos de los nuevos nano-materiales que se están desarrollando que podrían afectar no sólo al ser humano sino también a otros organismos (plantas animales) incluyendo microorganismos que son benéficos para la agricultura.

Entre diversos factores que poco se han estudiado para los nanomateriales se encuentran la forma cómo interaccionan con otras moléculas y sustancias tanto en organismos vivos como en el medio ambiente. Nuestro grupo de investigación tiene evidencia experimental de que ciertos nanomateriales (óxidos metálicos) no son tóxicos de forma aislada, pero se tornan tóxicos para plantas y bacterias cuando se asocian con ciertos tipos de detergentes (surfactantes). Estos hechos justifican el estudio toxicológico de los nano-materiales; el área encargada de su estudio es la nanotoxicología, a veces también denominada nano-ecotoxicología, cuyo fin es evaluar el efecto tóxico de los nanomateriales en humanos, animales o en los ecosistemas. Parte de esta información está condensada en dos capítulos que escribimos en el libroNanomaterials for Environmental Protection (Editorial Wiley, 2015) donde no sólo se describen las bondades de los nanomateriales para protección ambiental, sino también, el potencial efecto nocivo, así como propuestas de métodos de estudio de la nanotoxicología y la nano-ecotoxicología.

Acerca de los autores: el Dr. José Luis Sánchez Salas es Miembro del Sistema Nacional de Investigadores (SNI). Nivel I. Pertenece a las sociedades científicas American Society of Microbiology, American Society of Tropical Medicine and Hygiene. Durante su vida como investigador ha estado involucrado en el estudio de La esporulación y germinación de Bacillus subtilis; Estudio de expresión diferencial de los genes de virulencia de Entramoeba hystolitica; Aislamiento y modificación genética de bacterias con capacidad para degradar compuestos fenólicos de efluentes industriales para su uso en biorremediación de suelos y aguas contaminada; Procesos de desinfección de agua usando procesos de oxidación avanzada; Aislamiento de compuestos antimicrobianos de plantas medicinales y nanomateriales; Aislamiento y purificación de compuestos antiinflamatorios de plantas medicinales; Estudió su licenciatura en Químico Farcobiología en la Universidad Autónoma de Puebla (1980-1986). Realizó su Maestría en Ciencias con Especialidad en Microbiología en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del IPN (1986-1990). Así mismo hizo su Doctorado en Ciencias con la misma especialidad en la misma institución pero su tesis de doctorado la realizó en el Departamento de Bioquímica del Health Center at the University of Connecticut, USA, obteniendo su grado en 1994. Trabajó como Investigador Adjunto en el CINVESTAV-IPN de 1993 a 1998. Cuenta con 32 participaciones en Congresos Nacionales 36 participaciones en congresos internacionales Director de 51 Tesis de Licenciatura. Director de 8 tesis de doctorado, 26 Tesis de Maestría 30 Publicaciones internacionales. Reconocimientos Becario de Maestría CONACYT 1987-1990 Becario de Doctorado CONACYT 1990- 1993 en la Universidad de Connecticut, Health Center. Evaluador de proyectos CONACyT Evaluador de Proyectos Fondos mixtos estatales del CONACyT Evaluador de proyectos científicos del CECyT del estado de Puebla, 1998-2010 Coordinador de posgrado de la Escuela de Ciencias 1998-2000, 2004-2006 Miembro del comité para la creación de la Licenciatura en Bioquímica Clínica (2005-2006) Miembro del comité para la creación de la Licenciatura en Ciencias de la Nutrición (2005-2006) Miembro del comité para la creación de las Licenciaturas en Medicina, Enfermería y Estomatología. (2006) Tres estancias de investigación internacionales. . Actualmente es profesor investigador en la Universidad de las Américas Puebla desde 1998. Imparte diferentes cursos de Microbiología y Biotecnología Molecular en las licenciaturas de Biología, Ciencias Farmacéuticas Bioquímica Clínica, Médico Cirujano y Maestría en Biotecnología. Es miembro de la planta docente del Doctorado en Ciencias del Agua. El Dr. Miguel Angel Méndez-Rojas (Ciudad de México, 1973) obtuvo la licenciatura en Química, con especialidad en Fisicoquímica (Summa Cum Laude, promedio mas alto de su generación) por la Universidad de las Américas Puebla (1997), donde estudió como Becario Excelencia Jenkins (90%), realizando su tesis de investigación sobre electrosíntesis directa de compuestos de coordinación (bajo la tutela del hoy Premio Nacional de Química, Dr. Gabriel Gojon Zorrilla). Obtuvo el grado de doctorado (Ph.D.) en Química en la Texas Christian University, bajo la tutela del prestigiado cristalógrafo norteamericano William H. Watson Jr (2001), recibiendo una Robert Welch Fellowship y una beca CONACYT durante este tiempo. Fue Profesor-Investigador Titular C (la máxima categoría) en el Centro de Investigaciones Químicas de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo entre 2001 y 2002, y en el 2003 se incorporó a la UDLAP en donde se ha desempeñado como Profesor Titular de Tiempo Completo (2003-a la fecha), Director del Centro de Investigaciones Químico-Biológicas (2004-2005), Jefe del Departamento de Ciencias Químico-Biológicas (2005-2009), Coordinador del programa de Nanotecnología e Ingeniería Molecular (2006-2012) y Coordinador del programa de Química (2012 a la fecha). Es profesor de los cursos de Química Inorgánica en todos sus niveles (Inorgánica I, II, Avanzada), así como de los cursos especializados en Química Bioinorgánica y Nanomedicina (Temas Selectos de Química o Nanotecnología). También imparte los cursos de Introducción a la Nanotecnología y la Nanociencia, Materiales Moleculares, Materiales para Electrónica Molecular, Sensores Moleculares, Nanociencias II,, entre otros. Sus intereses actuales de investigación están enfocados al estudio de la química de coordinación entre moléculas de interés farmacológico y biológico con metales de transición y metales pesados, así también en la síntesis y caracterización de materiales con propiedades ópticas no-lineales (ONL), conductores orgánicos quinonoides, electrosíntesis directa de complejos de coordinación y el estudio teórico de moléculas exóticas. Actualmente es responsable del proyecto de síntesis y funcionalización de nanomateriales magnéticos para aplicaciones biomédicas como agentes de imagenología, sistemas de transporte y liberación controlada de fármacos y terapia hipertérmica, así como el estudio de toxicidad de nanomateriales . A través de distintas instancias (CONACYT, Fomix) ha recibido apoyos como responsable de proyectos de investigación por más de 2 millones de pesos y ha participado como colaborador en otros proyectos de investigación donde se han ejercido recursos por más de 20 millones de pesos. También participa y dirige distintos proyectos de divulgación científica y de enseñanza de las ciencias en niveles de secundaria, preparatoria y universitario entre sus proyectos de divulgación destaca ALEPH ZERO, una revista de divulgación de la ciencia. Ha impartido numerosas conferencias de divulgación científica a estudiantes de escuelas secundarias, preparatorias y universitarios. Es miembro de la American Chemical Society (desde 1995) miembro de Sigma Xi, The Scientific Research Society (2003-2010) miembro honorario de Phi Beta Delta, the International Society of Scholars, capítulo Gamma Delta (UDLAP) (desde 1995). Autor de más de 56 publicaciones científicas en revistas internacionales (que han recibido mas de 600 citas por otros autores), 14 artículos de divulgación y educación, 5 capítulos en libros y traductor de un libro de divulgación de la química (Química Imaginada) publicado por el Fondo de Cultura Económica. Ha dirigido 27 tesis de licenciatura, 2 de maestría y 1 de doctorado, y actualmente están en proceso 3 tesis de maestría, 2 de doctorado y 1 de licenciatura. Miembro del Sistema Nacional de Investigadores, Nivel II, desde el 2001. Medalla Compromiso con la Educación UDLAP, 2011. Premio Estatal de Ciencia y Tecnología en la categoría de Divulgación Científica y Tecnológica, 2013.

Por: Dr. José Luis Sánchez Salas
Responsable del Laboratorio de Investigación de Microbiología Médica y Biotecnología de la UDLAP
jluis.sanchez@udlap.mx

Dr. Miguel Angel Méndez Rojas
Profesor de tiempo completo del Departamento de Ciencias Químico-Biológicas de la UDLAP
miguela.mendez@udlap.mx

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