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11 meses ago

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Proyecto NAMs4NANO: Detalles técnicos y avances

El proyecto NAMs4NANO, financiado por la Autoridad Europea de Seguridad Alimentaria (EFSA), se centra en el desarrollo y validación de Nuevas Metodologías de Evaluación (NAMs) para evaluar los riesgos toxicológicos y ecotoxicológicos de nanomateriales en la cadena alimentaria y de piensos (alimentos para animales). Los nanomateriales, definidos como materiales con al menos una dimensión entre 1 y 100 nm, presentan desafíos específicos debido a sus propiedades fisicoquímicas únicas, como alta área superficial, reactividad química, y comportamiento dependiente del tamaño, forma y recubrimiento superficial. NAMs4NANO busca implementar métodos alternativos no basados en animales, alineados con el principio 3R (Reemplazo, Reducción, Refinamiento), utilizando enfoques in vitro, in silico, in chemico y ex vivo.

Objetivos técnicos específicos

  1. Desarrollo de NAMs:
    • Caracterización fisicoquímica: Métodos para determinar propiedades como tamaño, forma, carga superficial (potencial zeta), estado de agregación/aglomeración, solubilidad y estabilidad en biofluidos (p. ej., jugos gástricos simulados). Técnicas incluyen dispersión dinámica de luz (DLS), microscopía electrónica de transmisión (TEM) y espectroscopia Raman mejorada por superficie (SERS).
    • Absorción y biodisponibilidad: Modelos in vitro de barreras biológicas (p. ej., monocapas celulares de Caco-2 para absorción intestinal) para evaluar el transporte de nanomateriales a través de la mucosa gastrointestinal.
    • Toxicidad: Ensayos para genotoxicidad (p. ej., ensayo de micronúcleos in vitro, test de Ames modificado), citotoxicidad (ensayos MTT o AlamarBlue), estrés oxidativo (medición de especies reactivas de oxígeno, ROS), y potencial inflamatorio (liberación de citoquinas como IL-6 o TNF-α).
    • Interacciones con biomoléculas: Métodos in chemico para estudiar la formación del corona de proteínas en nanomateriales, que afecta su comportamiento biológico.
    • Modelos in silico: Desarrollo de modelos de relación cuantitativa estructura-actividad (QSAR) y simulaciones de dinámica molecular para predecir toxicidad basándose en propiedades fisicoquímicas.
  2. Sistema de cualificación:
    • Propuesta de un marco para validar NAMs según criterios de fiabilidad (reproducibilidad intra- e interlaboratorio) y relevancia (concordancia con efectos biológicos relevantes para humanos). Esto incluye:
      • Procedimientos Operativos Estándar (SOPs): Protocolos detallados para ensayos específicos, como los métodos OECD TG 431 (corrosión cutánea in vitro) adaptados para nanomateriales.
      • Puntos de referencia: Uso de nanomateriales de referencia (p. ej., dióxido de titanio o sílice) para estandarizar resultados.
      • Validación regulatoria: Alineación con los requisitos de la EFSA y la OCDE para aceptación en evaluaciones de seguridad.
  3. Actualización de guías:
    • Revisión de la guía de la EFSA de 2021 sobre evaluación de riesgos de nanomateriales, integrando NAMs para abordar lagunas en la evaluación de exposición oral, persistencia en tejidos y efectos a largo plazo.
  4. Estudios de caso:
    • Análisis de nanomateriales específicos (p. ej., nanoóxidos metálicos, nanoplásticos) para evaluar su comportamiento en matrices alimentarias (p. ej., alimentos procesados, envases).
    • Estudios transversales para correlacionar datos in vitro/in silico con datos in vivo históricos, asegurando la predictividad de los NAMs.

Avances técnicos recientes

  • Informes de septiembre de 2024:
    1. Revisión de NAMs (publicado en EFSA, EN-8826):
      • Compilación de métodos in vitro para evaluar disolución en biofluidos (p. ej., usando espectroscopia de absorción atómica para medir iones liberados).
      • Evaluación de genotoxicidad mediante ensayos combinados (micronúcleos + cometa in vitro) para detectar daño en el ADN inducido por nanomateriales.
      • Identificación de modelos celulares avanzados, como co-cultivos 3D de células intestinales y hepáticas, para simular metabolismo y toxicocinética.
      • Revisión de herramientas in silico, incluyendo modelos QSAR para predecir toxicidad basada en tamaño y carga superficial.
    2. Sistema de cualificación provisional (publicado en EFSA, EN-9008):
      • Propuesta de un marco basado en el enfoque de la OCDE para Integrated Approaches to Testing and Assessment (IATA), adaptado para nanomateriales.
      • Criterios de validación incluyen límites de detección (LOD) y cuantificación (LOQ) para ensayos analíticos, y métricas de reproducibilidad (coeficiente de variación <20%).
      • Recomendaciones para estandarizar la preparación de dispersiones de nanomateriales (p. ej., sonicación controlada para evitar aglomeración).
      • contacto (MESE@efsa.europa.eu).
  • Metodologías destacadas:
    • Ensayos in vitro: Uso de líneas celulares humanas (p. ej., HepG2, THP-1) para evaluar inflamación y estrés oxidativo, con validación frente a datos de toxicidad in vivo.
    • Modelos in silico: Desarrollo de algoritmos de machine learning para predecir la toxicidad de nanomateriales basándose en bases de datos como NanoTox o eNanoMapper.
    • Técnicas analíticas avanzadas: Aplicación de espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) para rastrear nanomateriales en matrices biológicas.
  • Colaboraciones internacionales:
    • Integración con proyectos de la OCDE (p. ej., guías de prueba para nanomateriales, OECD TG series) y programas de la UE como Horizon Europe.
    • Cooperación con la ECHA y la EMA para armonizar métodos de caracterización y evaluación de riesgos, especialmente para nanomateriales en alimentos y productos farmacéuticos.

Estructura organizativa

  • Lots 1 y 2 (coordinados por BfR, con ISS):
    • Revisión sistemática de NAMs existentes y desarrollo de SOPs para ensayos específicos.
    • Validación de métodos mediante estudios interlaboratorio (ring trials) para garantizar reproducibilidad.
  • Lot 3 (coordinado por ISS):
    • Estudios de caso con nanomateriales modelo (p. ej., dióxido de titanio, sílice amorfa) para evaluar su comportamiento en matrices alimentarias complejas.
    • Desarrollo de IATA para combinar datos de múltiples NAMs (p. ej., in vitro + in silico) en una evaluación integral.

Relevancia técnica

  • Los NAMs abordan la heterogeneidad de los nanomateriales, que dificulta el uso de métodos tradicionales. Por ejemplo, la disolución de nanomateriales en entornos biológicos (p. ej., pH ácido del estómago) puede alterar su toxicidad, lo que requiere ensayos específicos.
  • Los modelos in silico permiten predecir efectos a largo plazo (p. ej., bioacumulación) sin necesidad de pruebas extensas, reduciendo costes y tiempo.
  • La estandarización de NAMs facilita su aceptación regulatoria, crucial para evaluar nanomateriales en productos como aditivos alimentarios (E171), envases inteligentes o recubrimientos antimicrobianos.

Próximos pasos (2025-2029)

  • Validación de NAMs: Estudios adicionales para correlacionar resultados de NAMs con datos in vivo, especialmente para efectos crónicos.
  • Integración regulatoria: Finalización de la guía actualizada de la EFSA, incorporando NAMs validados para evaluar exposición oral, distribución tisular y efectos ecotoxicológicos.
  • Ampliación de estudios de caso: Evaluación de nanomateriales emergentes, como nanoplásticos y nanomateriales orgánicos, en matrices alimentarias complejas.
  • Desarrollo de bases de datos: Creación de repositorios de datos abiertos (similar a eNanoMapper) para compartir resultados de NAMs y modelos predictivos.

Fuentes

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Nanominería en Argentina: El nuevo laboratorio de San Juan que lidera la «Minería Verde»

Publicado

4 semanas ago

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28 de abril de 2026

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El pasado 14 de abril de 2026, la industria extractiva argentina marcó un antes y un después con la inauguración del primer Laboratorio de Nanotecnología Aplicada a la Minería. Ubicado en la provincia de San Juan, este centro no solo representa un avance académico, sino una pieza estratégica para la competitividad del litio y el cobre en el mercado global.

Bajo la dirección del Dr. Ariel Maratta y el respaldo de la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ), este laboratorio busca aplicar la «ciencia de lo pequeño» para resolver problemas ambientales y operativos que los métodos químicos tradicionales no han podido mitigar con eficiencia.

1. ¿Qué es la Nanominería y por qué es revolucionaria?

La nanotecnología trabaja en una escala de entre 1 y 100 nanómetros (unas 80,000 veces más pequeño que un cabello humano). A este nivel, los materiales conocidos como el oro o el carbono cambian sus propiedades: se vuelven más reactivos, magnéticos o capaces de «atrapar» moléculas específicas.

Avances clave desarrollados en el laboratorio:

  • Nanofiltros y Nanopartículas Magnéticas: Se están utilizando nanomateriales de carbono magnético que actúan como «imanes selectivos». Al introducirlos en efluentes mineros, pueden capturar metales pesados y ser retirados fácilmente con imanes externos, limpiando el agua de forma casi total.
  • Sustitución de Químicos Tóxicos: Uno de los objetivos es reducir drásticamente el uso de cianuro y otros solventes orgánicos, reemplazándolos por nanocatalizadores que aceleran la separación de minerales de forma limpia.
  • NanoDust: Un desarrollo propio del laboratorio que funciona como un supresor de polvo ultra-eficiente para los caminos mineros, superando a las sales tradicionales en durabilidad y bajo impacto ambiental.

2. Negocios y Sostenibilidad: El «Sello San Juan»

La apertura de este centro ocurre en un momento crítico para la electromovilidad. Con el auge de las baterías de litio, las empresas mineras enfrentan una presión creciente para certificar procesos sostenibles.

  • Minería Verde: La capacidad de tratar aguas residuales in situ y recuperar metales estratégicos (como tierras raras) convierte a los residuos en subproductos valiosos, fomentando una economía circular.
  • Transferencia Tecnológica: El laboratorio ya funciona como una incubadora para startups y ofrece servicios de consultoría para grandes operadoras mineras, vinculando la investigación pública con la inversión privada.

3. Impacto en el Litio y el Cobre

Para proyectos de litio en el norte argentino y de cobre en San Juan, la nanotecnología ofrece una solución a la escasez hídrica. Al permitir que el recurso hídrico vuelva al ciclo productivo tras ser filtrado a escala nano, se reduce la huella de agua de la actividad, un factor determinante para obtener la licencia social en las comunidades.

Fuentes y links de interés:

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Nano

Cristales Fotoestrictivos: La Revolución de las Nanomáquinas que Funcionan con Luz

Publicado

4 semanas ago

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28 de abril de 2026

por

La ciencia de materiales ha alcanzado un hito que parece extraído de la ciencia ficción. A finales de abril de 2026, un equipo internacional de investigadores ha reportado un avance sin precedentes en cristales de perovskita. Estos materiales no solo son el futuro de la energía solar, sino que ahora han demostrado propiedades de fotoestricción ultra veloz: la capacidad de cambiar de forma física de manera reversible al ser impactados por fotones.

1. ¿Qué es la Fotoestricción y por qué la Perovskita?

La fotoestricción es un fenómeno donde un material experimenta una deformación mecánica (se dobla, se expande o se contrae) cuando absorbe luz.

Aunque este efecto se conocía en otros materiales, las perovskitas de haluro presentan una ventaja crítica: su estructura cristalina es altamente flexible y responde a frecuencias de luz específicas con una velocidad de nanosegundos. Esto significa que podemos «programar» el movimiento del cristal simplemente cambiando el color o la intensidad del láser que lo golpea.

2. El Avance: Movimiento Reversible y «Sin Contacto»

El gran avance reportado este mes radica en la reversibilidad total. Anteriormente, muchos materiales se deformaban pero tardaban demasiado en volver a su estado original o se degradaban en el proceso.

  • Accionamiento por Frecuencia: Los nuevos cristales responden a pulsos de luz verde y azul para contraerse y luz roja para expandirse.
  • Sin Calor: A diferencia de otros actuadores térmicos, este cambio de forma no depende del calor (lo que dañaría tejidos biológicos), sino de la redistribución de cargas eléctricas internas provocada por la luz.

3. Impacto Tecnológico: El Nacimiento de la Óptica Activa

Este descubrimiento elimina la necesidad de motores eléctricos y cableado en dispositivos de escala microscópica:

Micro-robots Médicos (Nanomáquinas)

La aplicación más prometedora es la creación de micro-robots para cirugía no invasiva. Estos dispositivos podrían navegar por el torrente sanguíneo y, al ser alcanzados por un láser externo controlado por un cirujano, activar sus «brazos» o pinzas de perovskita para liberar un fármaco o realizar una incisión microscópica, todo sin llevar una batería a bordo.

Lentes de Enfoque Instantáneo

En la industria de la óptica, estos cristales permiten crear lentes que cambian su curvatura de forma instantánea. Esto revolucionará las cámaras de los smartphones y los dispositivos de Realidad Aumentada (AR), permitiendo enfoques automáticos que imitan el ojo humano sin partes mecánicas móviles que se desgasten.

4. Hacia una Infraestructura «Inalámbrica»

Al no depender de electricidad convencional, estos dispositivos son inmunes a la interferencia electromagnética, lo que los hace ideales para trabajar dentro de máquinas de Resonancia Magnética (MRI) o en entornos aeroespaciales extremos donde los cables son un punto de falla.

«Estamos viendo el nacimiento de una tecnología donde el comando y la energía viajan en el mismo rayo de luz. Es la simplificación máxima de la robótica.»

Fuentes y Enlaces de Referencia:

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Vacuna Universal: Cómo la IA y la Nanotecnología están Redefiniendo la Inmunización Global

Publicado

4 semanas ago

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28 de abril de 2026

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En el marco de la Semana de la Vacunación en las Américas (abril 2026), la comunidad científica ha presentado un cambio de paradigma: las plataformas de ARNm de «Plug & Play». Gracias a la integración de Inteligencia Artificial y Nanopartículas Lipídicas (LNP) de nueva generación, la medicina ha logrado separar el «vehículo» del «mensaje», permitiendo una respuesta inmunológica casi inmediata ante patógenos históricos.

1. El Concepto de «Bases Comunes Intercambiables»

Hasta hoy, cada vacuna requería un diseño integral desde cero. El avance actual radica en la estandarización de la nanopartícula lipídica.

  • La Plataforma (El Vehículo): Se han desarrollado LNPs optimizadas por IA que son ultraestables y tienen una afinidad específica por las células dendríticas del sistema inmune. Esta base ya está probada y aprobada en términos de seguridad.
  • El Código (La Carga): Al tener una plataforma estandarizada, los científicos solo necesitan «cargar» la secuencia de ARNm específica del patógeno (VIH, Malaria, Tuberculosis o una nueva variante de influenza).

2. Reducción de Tiempos: De Años a Meses

Como bien señaló la Dra. Rosana Felice, Directora Médica de la Cámara Argentina de Especialidades Medicinales (CAEMe), este enfoque elimina los cuellos de botella burocráticos y técnicos.

«La plataforma ya es conocida por las agencias reguladoras. Solo se evalúa el nuevo ‘casete’ de información genética que se inserta, lo que permite pasar de años de desarrollo a apenas unos meses para iniciar la producción masiva.»

Ventajas Logísticas:

  • Producción Descentralizada: Las plantas que fabrican la base común pueden estar distribuidas globalmente, cargando el código genético localmente según la necesidad regional.
  • Estabilidad Térmica: Las nuevas versiones de nanopartículas presentadas este 2026 son menos dependientes de la cadena de frío extrema, facilitando su llegada a zonas rurales.

3. El Triunfo sobre el VIH, la Malaria y la Tuberculosis

Estos tres patógenos han evadido las vacunas tradicionales durante décadas debido a su capacidad de mutación o complejidad estructural.

  1. VIH: La IA ha permitido diseñar ARNm que instruye al cuerpo a producir «anticuerpos ampliamente neutralizantes» (bNAbs).
  2. Malaria: La plataforma permite atacar múltiples etapas del ciclo de vida del parásito simultáneamente, algo imposible con las vacunas de proteínas anteriores.
  3. Tuberculosis: Se están probando inhaladores de ARNm que utilizan estas mismas nanopartículas para generar inmunidad directamente en los pulmones.

4. IA: El Arquitecto de las Nanopartículas

La Inteligencia Artificial no solo ayuda a descifrar el código del virus, sino que diseña la propia partícula de grasa (lípido) que lo transporta. Los algoritmos de aprendizaje profundo han predicho qué combinaciones de lípidos protegen mejor el ARNm del calor y cómo se liberan con mayor eficacia dentro de las células humanas, minimizando efectos secundarios.

Fuentes y Enlaces de Referencia:

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