Nanopartículas desarrolladas en Valencia que traducen mensajes entre organismos con 'idiomas' diferentes

Un equipo de la Universidat Politécnica de Valencia (UPV) y del Centro de Investigación Biomédica en Red de Bioingeniería, Biomateriales y Nanomedicina (CIBER-BBN) ha demostrado, por primera vez, el potencial del uso de nanopartículas traductoras para facilitar la comunicación entre diferentes tipos de células o microorganismos.

Su estudio podría tener aplicación en múltiples ámbitos, desde el médico -para la prevención y tratamiento del cáncer-; el agrario –para el desarrollo de nuevas estrategias de protección frente a plagas; o el medio ambiente.

Sus resultados han sido publicados en la revista Nano Letters. "Hemos demostrado que es posible comunicar microorganismos de diferentes reinos usando nanopartículas como traductores", explican los responsables del proyecto.

En este sentido, las nanopartículas procesan un mensaje producido por el primer tipo de células (bacterias) y lo transforman en un mensaje comprensible para el segundo tipo de células (levaduras) que responden a él.

De esta forma, la información fluye desde las células emisoras (las bacterias) al nanodispositivo y desde éste a las células receptoras (levaduras), lo que permite la comunicación entre dos microorganismos que de otro modo no interactuarían.

"Esto es un avance en el diseño de sistemas comunicación en la nanoescala y abre la puerta para el desarrollo de futuras aplicaciones", señala Ramón Martínez Máñez, investigador del Instituto de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) en la UPV y director científico del CIBER-BBN.

Entre esas futuras aplicaciones, el equipo UPV-CIBER BBN destaca la posible regulación de las interacciones entre bacterias y células humanas, por ejemplo, para prevenir infecciones, matar bacterias o modular nuestro microbioma intestinal, y para el tratamiento de enfermedades como el cáncer.

En plantas y hongos

"En este caso, ayudaría a que células de nuestro sistema inmune pudieran reconocer de forma más eficiente células cancerosas, regulando las interacciones entre unas y otras", señala Antoni Llopis, investigador del CIBER-BBN en el Instituto IDM.

También podría ser útil para el diseño de partículas que hagan posible que las plantas y los hongos se comuniquen entre sí lo que podría ayudar a desarrollar nuevas estrategias de protección de las plantas.

"Podríamos establecer una comunicación entre células de plantas con otros microorganismos de su entorno para así prevenir plagas o utilizarlas como tratamiento para mejorar el rendimiento de las plantas", apunta Ángela Morellá, investigadora también del Instituto de Reconocimiento Molecular y Desarrollo Tecnológico (IDM) y coautora del estudio.

En cualquier caso, el equipo de la UPV y el CIBER-BBN incide en que los resultados obtenidos son incipientes –"es una prueba de concepto", remarcan-, si bien abren una vía con un gran potencial para el campo de la micro/nanotecnología y biología sintética.

"Quizás el mayor desafío será leer si la comunicación entre esos dos reinos ha sido exitosa o no. En nuestro estudio, hemos utilizado la expresión de proteína fluorescente por parte de las células receptoras, lo que facilitó el seguimiento del proceso. El desarrollo de futuras aplicaciones requerirá metodologías más avanzadas para permitir la monitorización de los procesos de comunicación química en entornos biológicos complejos", concluye Ramón Martínez Máñez.

Esta notable disrupción es la prueba evidente de que la tecnología hace posible la evolución de sectores como el de la medicina. Tal y como aciertan a afirmar los expertos, una correcta formación y preparación de los sanitarios en un mundo en constante innovación es clave.

Proyecto sobre habilidades digitales

Curiosamente, también desde la UPV, universidad que ha abanderado este proyecto con nanopartículas, se ha desarrollado un proyecto de investigación europeo para mejorar las habilidades digitales de los profesionales sanitarios, desarrollar herramientas de formación y beneficiar a pacientes de diversas patologías, mejorando la calidad de la atención sanitaria.

Este proyecto se realiza en colaboración con la Universidad de Valencia (UV) y el Instituto de Investigación Sanitaria del Hospital La Fe (IIS La Fe).

En el año 2018, estas instituciones públicas iniciaron un trabajo conjunto de investigación en el marco del proyecto europeo DISH (Digital & Innovation Skills Helix in Health). El objetivo principal del proyecto, que ha contado con un presupuesto de 996.760 euros, ha sido potenciar la innovación y las habilidades digitales del personal sanitario para fomentar el uso de las soluciones de e-salud en su práctica cotidiana.

Los conceptos y herramientas desarrollados en la investigación han sido probados en España, Noruega, Dinamarca, Alemania, Reino Unido y Polonia, que han participado con sus respectivos grupos de investigación en el proyecto.

"El ensayo en distintos contextos sanitarios europeos demuestra el carácter flexible y adaptable de los mismos", según explica Gertrudis Fornés, investigadora de Polibienestar.

Durante la ejecución de este proyecto, se desarrollaron tres herramientas: una de preparación para la innovación y adopción de habilidades digitales; una segunda para la formación en el trabajo; y una tercera herramienta para la evaluación y reconocimiento de dichas capacidades.

Estos tres conceptos o herramientas sirven de guía en el proceso de diseño de formaciones adaptadas: personas claves que deben ser involucradas, la detección de las necesidades del personal sanitario, la formación requerida, los objetivos y la metodología de la formación, así como su evaluación.

En la Comunidad Valenciana, estos conceptos se han utilizado para planificar, diseñar e implementar un curso de formación gratuito dirigido a profesionales sanitarios de atención primaria y especialidades, tanto personal médico como de enfermería.

Este curso, certificado por la Escuela Valencia de Estudios de la Salud (EVES) con cinco créditos ECTS, se centra en el uso de una plataforma de formación online (Moodle), la prescripción de recursos digitales y el manejo de un cuadro de mandos para la Diabetes Mellitus tipo II.