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Perfeccionamiento de la producción biotecnológica de los quitosanos

Los científicos del proyecto financiado por la Unión Europea NANO3BIO utilizan hongos, bacterias y algas especialmente optimizados para producir quitosanos ecológicos que sirven como materia prima para diferentes aplicaciones importantes.
Perfeccionamiento de la producción biotecnológica de los quitosanos
Las fuentes de energía renovables son cada vez más importantes, pues la producción de combustibles está decayendo. En un futuro cercano, la producción biológica de materia prima deberá desempeñar una función aún más importante para poder atender las necesidades de los clientes y de la industria respetando el medio ambiente.

Para facilitar esta transición hacia la producción biológica de materia prima, el proyecto NANO3BIO, financiado por la Unión Europea, desarrolló un proceso para la producción biotecnológica de quitosanos.

La gran utilidad de los quitosanos

Los quitosanos pueden utilizarse como materia prima en medicina, agricultura, tratamiento de aguas, cosmética, industrias textiles y del papel, así como en muchas otras aplicaciones. Por ejemplo, un quitosano específico es adecuado para el tratamiento de semillas con el fin de protegerlas de plagas y enfermedades y obtener así cosechas más abundantes. Otros sirven como agentes formadores de películas antibacterianas en yesos que permiten acelerar la curación de heridas y evitar la formación de cicatriz. En aplicaciones médicas, algunos quitosanos específicos pueden garantizar el transporte de fármacos a sus destinos (por ejemplo, en el cerebro o en células neoplásicas).

«Los quitosanos son obtenidos generalmente por medios químicos a partir de recursos muy limitados, como las conchas de cangrejos y camarones, o más raramente de hongos o camarones», explica el científico del proyecto Achim Hennecke. «En los procesos biotecnológicos de interés para el proyecto NANO3BIO, se utilizarán hongos, bacterias y algas optimizados para la producción de quitosanos».

Según Hennecke, estos quitosanos de tercera generación son superiores gracias a que las características estructurales están mejor definidas (algunas incluso se desconocían antes), las actividades biológicas están descritas claramente y los modos de acción celulares se conocen bien. Como resultado, plantean nuevas oportunidades comerciales, y además son más eficientes, más respetuosos con el medio ambiente y menos costosos que los métodos utilizados actualmente.

Un menú de avances importantes

A partir del proyecto NANO3BIO se lograron avances en diferentes áreas importantes. Por ejemplo, los científicos desarrollaron protocolos para producir quitosanos con estructuras mejor definidas y una tecnología de diseño de proteínas de bajo coste para facilitar su optimización biotecnológica. Además, aislaron e identificaron los primeros quitosanos naturales producidos por microalgas.

«El proyecto identificó genes de diferentes organismos que pueden utilizarse para favorecer la producción biotecnológica de enzimas con quitinas y quitosanos modificados», explicó Hennecke. «Estos se caracterizaron y utilizaron para la conversión biotecnológica de la quitina en nuevos quitosanos de alta calidad».

Por ejemplo, los científicos de NANO3BIO desarrollaron nanofibras de quitosano electrohiladas y nanopartículas de quitosano electropulverizadas como plataformas tecnológicas para la encapsulación y liberación eficiente de fármacos, vacunas y sustancias bioactivas. También inventaron hidrogeles de quitosano termosensibles, que son materiales prometedores para la regeneración de tejidos dañados.

Otro resultado importante del proyecto es la información esclarecedora sobre la internalización de las nanocápsulas de quitosano en las células humanas, un hallazgo decisivo que podría permitir la administración dirigida de medicamentos quimioterapéuticos contra las metástasis de cáncer en etapas muy tempranas. «Ello sienta las bases para el desarrollo de tratamientos más eficaces con menos efectos adversos y mejor calidad de vida para los pacientes», informó Hennecke.

Según Hennecke, muchos de estos resultados tienen gran potencial económico. «El proyecto NANO3BIO ha obtenido resultados muy alentadores», aseguró. «Los quitosanos no son tóxicos, y el proyecto ha contribuido al desarrollo de una economía europea ecológicamente sostenible y al fortalecimiento de la competitividad de la industria europea y las pymes».

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Palabras clave

NANO3BIO, quitosanos, tecnología de diseño de proteínas, materias primas
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