De hongos a nanopartículas con aplicaciones terapéuticas

Cuando se habla de las ciencias biológicas, usualmente se puede asociar con el estudio de las plantas, así como de los animales. Y mientras que todo esto es cierto, la definición que le da la Real Academia Española (RAE) consiste en la “ciencia que trata de los seres vivos considerando su estructura, funcionamiento, evolución, distribución y relaciones”. Por lo que es un campo amplio en donde se ven involucradas diferentes disciplinas, una de ellas, la nanotecnología.

Antes de hablar sobre cómo estas ramas se combinan es conveniente definir la misma. La nanotecnología. La nanotecnología consta del estudio de diversos materiales a escalas nanométricas, las cuales indican 10^-9 metros en la escala del Sistema Internacional de Unidades (Jiménez, 2019). Dentro de esta ciencia es posible la combinación entre otras áreas. Como lo es el caso de la biología, de manera más específica en los hongos, de la cual se hablará a continuación.

Gracias a su gran metabolismo y compleja organización celular, los hongos sintetizan nanopartículas metálicas con fácil escalabilidad y procesamiento sin dañar al medio ambiente. Además, está síntesis tiene viabilidad económica, por lo tanto, con los hongos se puede lograr el aumento de la producción de nanopartículas metálicas. Los hongos son capaces de sintetizar nanopartículas metálicas en un bottom up approach con un medio de cultivo no tóxico, práctico y muy dócil, el cual requiere de carbono y nitrógeno mezclado con una solución de ion metal . (Chandran et al. 2006; Jia et al. 2009; Prasad 2014; Song et al. 2010; Xie et al. 2007)”

Los hongos tienen en su membrana metabolitos como quininas, que son capaces de lograr la reacción redox debido a una reacción de tautomerización, con lo que se logra la síntesis de nanopartículas. Estas nanopartículas originalmente son vesículas extracelulares que son secretadas por los hongos. Las nanopartículas de oro se usan ampliamente en la biomédica debido a que son resistentes a la oxidación, biocompatibles y cuentan con una buena estabilidad en diversas condiciones ambientales.

Por otro lado, el brote de nuevos vasos sanguíneos proveniente de otros vasos sanguíneos previamente formados es conocido como angiogénesis. La angiogénesis es un proceso que se ha comprobado que induce la formación de tumores y diabetes. El aumento de especies reactivas de oxígeno en las células tumorales provocado por nanopartículas metálicas de plata y de titanio tiene como resultado la muerte de estos tumores, por esta razón se han desarrollado nanopartículas de oro que tienen propiedades antiangiogénicas para el tratamiento de cáncer de ovario. Adicionalmente estas nanopartículas también pueden ser utilizadas como agentes de diagnóstico de diversas enfermedades y, se ha demostrado que al mezclar antibióticos con nanopartículas de oro se pueden aumentar las propiedades antimicrobianas del tratamiento.

El amplio uso de nanopartículas metálicas de oro en la industria biomédica, nos hace llegar a la conclusión que la investigación en la biosíntesis de nanopartículas realizada por hongos, podrá beneficiar en gran medida a la medicina, así como abre la posibilidad de ser explorando sus propiedades para diferentes tratamientos o incluso ramas.

 

Referencias

1.-Kumari, N., Jha, A. K., & Prasad, K. (2017). Fungal Nanotechnology and Biomedicine. Fungal Nanotechnology, 207–233. doi:10.1007/978-3-319-68424-6_11

2.- Boroumand Moghaddam, A.; Namvar, F.; Moniri, M.; Md. Tahir, P.; Azizi, S.; Mohamad, R. Nanoparticles Biosynthesized by Fungi and Yeast: A Review of Their Preparation, Properties, and Medical Applications. Molecules 2015, 20, 16540-16565. https://doi.org/10.3390/molecules200916540

3.-Chee Wun How, Yong Sze Ong, Sze Shin Low, Ashok Pandey, Pau Loke Show, Jhi Biau Foo,

How far have we explored fungi to fight cancer?, Seminars in Cancer Biology, 2021,, ISSN 1044-579X,

https://doi.org/10.1016/j.semcancer.2021.03.009.

4.- Jiménez, A. J. A. (2019). La nanotecnología: El mundo de las máquinas a escala nanométrica. RBA Libros.

 

Sobre los autores:

María José Monteagudo Candiani: Recién egresada de Licenciatura en la Universidad Instituto Tecnológico de Estudios Superiores y Monterrey en el campus Estado de México. Participante y miembro del equipo IGEM 2020 en su campus en el cual se está realizando un biosensor de microplásticos, IGEM es un concurso a nivel internacional de biología sintética. Participante de diversos cursos como impresión 3D de organoides, nanoelectrónica, biomateriales, microscopio electrónico de barrido, SPIONS, terapia celular e ingeniería genética por parte del Instituto AMCEP y del INA. Actualmente está laborando en una investigación sobre terapia génica y fabricación de vacunas editables utilizando cloroplastos, está colaborando en la Columna Científica organizada por la mesa de Nanotecnología e Ingeniería molecular de la UDLAP y es miembro del grupo estudiantil BIOTEC dentro de los roles de publicidad e investigación de generación de energía fotosintética. Participó en el congreso INASCON 2020 donde se expusieron avances en nanotecnología. A partir de 2021 es miembro de CION del Instituto de Nanotecnología Aplicada. Ambassadors after igem 2022 miembro. Voluntaria como investigadora adjunta en Discience Ecuador.