- El azul de metileno se redujo 91 por ciento y el paracetamol 92 por ciento

La presencia de contaminantes emergentes en el agua, como colorantes, fármacos, herbicidas, pesticidas, hormonas y metales pesados, es alarmante, porque al no estar regulados causan estragos al medio ambiente y a la salud humana. Por ello, científicos de la BUAP desarrollan tecnologías para eliminarlos, con el fin de mejorar la calidad y disposición de este recurso hídrico, cada vez más escaso en el mundo.

Así, elaboran fibras de óxido de titanio con tungsteno, a través de la técnica de electrospinnig o electrohilado que permite la obtención de membranas con textura similar a un algodón. Posteriormente, se reduce su tamaño y trituran hasta obtener un polvo, al que incorporan nanopartículas de oro para desplazar la energía de activación del catalizador con luz visible. Es decir, con la luz solar se potencializa el efecto del óxido de titanio con tungsteno en la reducción del contaminante. De esta manera, el proceso es más eficiente y se reducen costos.

La investigación es encabezada por el doctor Gerardo Enrique Córdova Pérez, quien realiza una estancia posdoctoral en el Laboratorio de Innovación y Materiales Aplicados de la BUAP, en colaboración con el doctor Jorge Raúl Cerna Cortez, responsable del laboratorio. En el proyecto también participan estudiantes de servicio social, prácticas profesionales y posgrado de instituciones de Chiapas, Tabasco y Alemania.

Córdova Pérez, doctor en Ciencia de Materiales por la Universidad Autónoma de Tabasco, explicó que los contaminantes evaluados son colorantes textiles (azul de metileno, rojo de metilo, naranja de metilo y rodamina B) y fármacos (paracetamol y ácido acetilsalicílico), los cuales se pretende oxidar hasta obtener moléculas inofensivas, como agua y CO2.

Actualmente, dichas sustancias superan las 10 partes por millón y su concentración no está regulada en los afluentes. Algunos estudios, por ejemplo, reportan cantidades de paracetamol entre las 20 a 40 partes por millón.

Al referirse a los resultados, el investigador informó: “En cuestión del azul de metileno se observó una reducción del 91 por ciento y en paracetamol un 92 por ciento; es decir, existe un promedio del 8 por ciento restante en otras moléculas que pueden tratarse con diversas técnicas para eliminarlas completamente. Ese es el objetivo de esta investigación”. Conjuntamente, el producto final obtenido se caracteriza por su actividad antimicrobiana, eliminando ciertos microorganismos como Escherichia coli.

Indicó que la intención de combinar óxidos de titanio y tungsteno es mejorar la resistencia mecánica y las propiedades electrónicas del producto final. Esta combinación de materiales, con resultados favorecedores en la degradación de azul de metileno, derivó en el registro de una solicitud de patente ante el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial.

Mejora de materiales

El doctor Gerardo Enrique Córdova Pérez expuso que la síntesis de nanopartículas de oro se realiza por química verde y emplea plantas (flores, tallos u hojas), con el objetivo de obtener flavonoides que sirvan como reductores o estabilizantes del tamaño de las nanopartículas (menos de 100 nanómetros). En este caso, se han probado extractos de pipicha, pápalo, cempasúchil, chipilín y bugambilia.

De igual manera, en el Laboratorio de Innovación y Materiales Aplicados se trabaja con óxido de circonio, un material abundante que aporta mayor flexibilidad a la fibra. En el futuro, los científicos pretenden probar el efecto del platino, cobre y níquel, metales que podrían potencializar el óxido de titanio.

Hasta el momento, las pruebas se han realizado con luz ultravioleta. “Cuando se utilizan las fibras sin oro, a los 5 minutos ya se observa decoloración. En cuestión de los fármacos tenemos respuesta a los 30 minutos o una hora; por ello, se estableció un tiempo estándar de 180 minutos, a escala de laboratorio y en situación real”.

La siguiente fase de la investigación será realizar pruebas directamente con luz solar o bien utilizar focos o equipos que simulen este tipo de radiación para la degradación de los contaminantes.

• En la FCQ estudian las propiedades farmacológicas de moléculas obtenidas de la cabeza de negro, planta que posee gran capacidad anticancerígena

BUAP. 14 de agosto de 2017.- Uno de los retos de la ciencia moderna es desarrollar nuevos fármacos para tratar a los pacientes con cáncer, un padecimiento con alto índice de prevalencia y mortalidad a nivel mundial, debido a que estimula la proliferación sin control de células malignas y en algunos casos la invasión de órganos sanos. Al respecto, científicos de la BUAP han estudiado los efectos farmacológicos de moléculas obtenidas de una planta conocida como cabeza de negro y han encontrado que disminuye de forma significativa la división de células cancerosas.

Félix Luna Morales, investigador de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la BUAP y titular del proyecto, explicó que el interés de estudiar los efectos farmacológicos de la diosgenina, molécula responsable de la disminución de la división celular, nació debido a la escasa información científica hasta ahora publicada sobre la molécula y a la gran diversidad de usos empíricos de la Discorea mexicana, mejor conocida como cabeza de negro, en el tratamiento de la diabetes, la inflamación, el dolor de articulaciones y tumores malignos.

Las plantas han sido fuente natural de muchos fármacos, entre ellas las del género Dioscorea, sobre todo la especie mexicana, mejor conocida como cabeza de negro, un tubérculo que crece en varios estados de la República, como Puebla, Guerrero, Veracruz y Oaxaca.

La cabeza de negro es fuente natural de saponinas y sapogeninas estoroideas, moléculas usadas como precursores hormonales en la industria farmacéutica mundial. Uno de estos compuestos biológicamente activos es la diosgenina, la protagonista de este proyecto de investigación.

En colaboración con el científico Jesús Sandoval Ramírez, también de la FCQ, en el Laboratorio de Neuroendocrinología evalúan sus propiedades farmacológicas sobre el desarrollo celular en ratas. Hasta ahora han visto que tanto la diosgenina como la (26R)-26-hidroxidosgenina –una de sus variaciones moleculares obtenida mediante modificación molecular- disminuyen la división de células en los ovarios y en el útero de las ratas de laboratorio y su invasión a zonas sanas (metástasis), e inducen apoptosis o “el suicidio celular”.

“Estos hallazgos apoyan la hipótesis de que la diosgenina y la (26R)-26-hidroxidosgenina son potenciales agentes para el tratamiento de enfermedades como el cáncer. Además, podrían funcionar como anticonceptivos, dado que inhiben el desarrollo del endometrio. Hay indicios de que estas moléculas pueden ser una alternativa terapéutica para disminuir el cáncer”, afirmó Luna Morales.

Actualmente, los científicos de la BUAP realizan otros ensayos para completar la caracterización farmacológica y toxicológica, además de verificar sus efectos como anticancerígenos. Adicionalmente, faltan estudios biofarmacéuticos (absorción, distribución, metabolismo y eliminación) en los individuos a quienes se les administró estas sustancias.

El largo camino del laboratorio a la dispensación en la farmacia

En México, el cáncer de ovario representa el 5.3 por ciento de los diagnósticos en todos los grupos de edad y el 21 por ciento de los cánceres ginecológicos. En todo el mundo constituye el 4 por ciento de los diagnósticos y el 5 por ciento de las muertes ocasionadas por la enfermedad. Un boletín de la Cámara de Diputados informó en 2014 que, con 4 mil casos nuevos al año, el país ocupa el segundo lugar mundial con mayor prevalencia de cáncer de ovario.

Por otro lado, la Secretaría de Salud dio a conocer que una de cada diez muertes por cáncer en mexicanas es debida al cáncer de cuello uterino. En 2014, según este comunicado, se registraron 3 mil 63 nuevos casos de tumores malignos en cuello uterino.

Estos datos dan cuenta de la urgencia de generar soluciones a este grave problema de salud que persiste en México, considera Luna Morales, especialista en estudios de desarrollo celular y ensayo preclínico de moléculas con actividad biológica, como la diosgenina, que de seguir arrojando buenos resultados en las posteriores etapas de investigación, podría ser un tratamiento efectivo.

“Estudiar los factores genéticos y ambientales que inducen cáncer en cualquiera de sus modalidades es un tema prioritario. La investigación científica ha avanzado en esta área. Sin embargo, los conocimientos para prevenir o curar el cáncer aún son insuficientes”, opinó el investigador.

Pese a la premura de generar soluciones, se debe considerar –explicó el científico- que el desarrollo de fármacos es un proceso largo y complejo, que incluye varias etapas, que van desde la obtención de los principios activos, su purificación, hasta las pruebas en animales de laboratorio –fase actual de su proyecto-, posteriormente en humanos sanos y en humanos enfermos.

Poner a la venta los fármacos implica también el diseño de las formulaciones, como tabletas, suspensiones o inyectables, por señalar algunos, y finalmente hacer un seguimiento de su uso durante años (generalmente de cinco a diez), con el propósito de revisar su seguridad a largo plazo.

“Aunque los hallazgos sobre la diosgenina y su derivado dejan ver la posibilidad de utilizarlos como tratamientos contra el cáncer -incluso podrían funcionar como anticonceptivos-, aún restan muchos estudios por hacer”, concluyó el científico universitario.