La ganadora de la beca L’Oréal-UNESCO-AMC 2020 en Ciencias Exactas investiga el origen de la vida

La beca ’Oréal-UNESCO-AMC  fue instituida en 2007 y se entrega a científicas mexicanas que obtuvieron el grado de doctora en los últimos cinco años y no han cumplido 40 años, consistiendo en 100 mil pesos para concretar su investigación.

Compartimos comunicado de la UNAM:

Por un proyecto que comprende la relación entre el origen de la vida y las problemáticas farmacéuticas actuales, Penélope Rodríguez Zamora, investigadora posdoctoral del Instituto de Física (IF) de la UNAM, se hizo acreedora a la Beca L’Oréal-UNESCO-AMC 2020, en el área de Ciencias Exactas, reconocimiento instituido en 2007 para promover la participación de las mujeres en la ciencia.

Con el trabajo Quiralidad en Nanoestructuras Híbridas Bio-Metálicas: La Relación entre el Origen de la Vida y las Problemáticas Farmacéuticas, la universitaria abarca dos temas que en apariencia no tienen relación. El hilo que las une es precisamente esa propiedad geométrica presente en muchas partes del Universo.

Su propuesta se centra en la quiralidad y en la potencial aplicación de las nanociencias en el área de la farmacéutica para facilitar la producción de medicamentos.

La quiralidad es un concepto de no simetría hallado en matemáticas, física y química, que consiste en la imposibilidad de hacer coincidir el objeto original con su imagen especular, como la generada en un espejo plano.

El ejemplo más claro, explicó la investigadora, son nuestras manos. “Si nos fijamos, la izquierda es la imagen espejo de la derecha, pero cuando tratamos de superimponerlas no podemos hacer que encuadren perfectamente; si las ponemos una sobre la otra, no coinciden los pulgares, o si la ponemos del otro lado, una es la palma y la otra es la parte posterior, y tampoco coinciden”.

Como ellas, los objetos quirales tienen un “izquierdo” y un “derecho”, a los cuales se les llama enantiómeros. Así ocurre también en la quiralidad biológica a nivel molecular, o en sistemas que nada tienen que ver con la biología, como las nanopartículas metálicas.

“Mediante la aplicación del conocimiento sobre los procesos físicos que se llevan a cabo en las nanopartículas, es posible entender los mecanismos de interacción de éstas con las moléculas relevantes en fármacos”, dijo.

El ADN que nos constituye, y los aminoácidos que forman las proteínas de las que estamos hechos, son quirales. El ADN está formado por azúcares “derechos” y su doble hélice gira siempre para el mismo lado, y los aminoácidos son casi en su totalidad “izquierdos”.

Penélope Rodríguez señaló que en su caso utiliza nanoestructuras híbridas biometálicas, un núcleo con nanopartículas metálicas: de oro, plata o cobre (con un tamaño de 1 por 10-9, es decir, la mil millonésima parte de un metro), con biomoléculas a su alrededor, específicamente con uno de los 20 aminoácidos no esenciales, llamado cisteína, o el tripéptido denominado glutatión.

La científica mencionó que la quiralidad la podemos encontrar en todo lo que tenga vida, pero ¿existe desde su inicio? “Hasta la fecha se desconoce con exactitud qué fue lo que dio paso al origen de la vida, pero se ha propuesto que tiene una estrecha relación con la homoquiralidad (moléculas con la misma quiralidad) biológica”.

Al respecto, Rodríguez Zamora aclaró que en el Universo tiende a haber una alta simetría, pero para que exista quiralidad esa simetría debe “romperse”. En la Tierra hubo un momento, no se sabe exactamente cuándo, por qué, ni cómo, en que eso ocurrió para dar preferencia al lado derecho, en el caso de los azúcares que forman el ADN, y en otro momento, al lado izquierdo, para formar los aminoácidos, todas moléculas esenciales para la vida.

Por eso, la investigación básica de la universitaria tratará de entender cuáles fueron los mecanismos por los cuales se rompió esa simetría, dando paso a sistemas quirales, y la evolución del ADN y los aminoácidos.

Debido a que la quiralidad en la nanoescala también tiene aplicaciones, la integrante del IF la utiliza en el área de la farmacéutica.

“En este caso, resulta que muchos de los medicamentos que tomamos son quirales y eso tiene implicaciones importantes cuando los consumimos, porque nosotros también lo somos; hay un ‘reconocimiento quiral’ entre nuestro sistema y los fármacos que usamos”.

Cuando en el laboratorio se produce un químico quiral, resulta 50 por ciento moléculas izquierdas y 50 por ciento derechas, pero a veces, a pesar de que ambos enantiómeros son básicamente idénticos, pueden tener efectos distintos en el cuerpo humano.

Así ocurrió a finales de la década de 1950 en Alemania, cuando se liberó comercialmente un medicamento para mujeres embarazadas llamado Talidomida, en el cual estaban presentes los enantiómeros izquierdos y derechos. Los primeros quitaban las náuseas, pero los segundos produjeron malformaciones congénitas o muerte del feto.

Por eso, añadió, buscamos aplicaciones en las que se puedan introducir las nanociencias en el área farmacéutica para la separación de enantiómeros, y estar seguros de que en el medicamento se tenga el que queremos y no una mezcla de los dos.

Existen métodos para hacer la separación física de enantiómeros, pero aún son difíciles y lentos, y eso provoca el encarecimiento de los fármacos.

“La idea de mi proyecto es implementar las nanociencias para crear nuevas metodologías que permitan una separación más rápida y eficiente. Al entender los mecanismos físicos de interacción entre la nanopartícula metálica y las biomoléculas podemos idear la forma de crear nanoestructuras que involucren a estas nanopartículas para que tengan una afinidad específica por un enantiómero, ya sea izquierdo o derecho”.

Beca para visibilizar el trabajo de las mujeres en la ciencia

Con colaboradores en el IF y la Facultad de Medicina, Penélope Rodríguez calificó como un honor y un gran reconocimiento dentro de su carrera la obtención de la beca. “Estoy muy contenta, sobre todo porque busca visibilizar el trabajo de las mujeres dentro de la ciencia. Que no haya una representación más grande de mujeres en áreas como física, ingeniería o matemáticas, es algo que hay que evidenciar y trabajar para que cambie”.

Este premio demuestra que hay mujeres que hacemos un trabajo importante en la ciencia, además de proporcionarnos un apoyo para nuestra carrera académica. También es un incentivo para las niñas y las jóvenes, para que formen parte de este quehacer que es muy satisfactorio, concluyó.

La Beca L’Oréal-UNESCO-AMC 2020 se entrega a científicas mexicanas que obtuvieron el grado de doctora en los últimos cinco años y no han cumplido 40 años; consiste en el otorgamiento de cien mil pesos, que deberán destinarse a la realización del proyecto presentado. Para designar a las ganadoras, el jurado tomó en cuenta la calidad, originalidad, independencia y relevancia de la línea de estudio de las candidatas.