Generar conocimiento científico-tecnológico en áreas inexploradas, formar a nuevos jóvenes científicos, construir redes nacionales e internacionales y proyectar avances hacia el sector educacional, industrial y social del país, son los principales enfoques de la Iniciativa Científica Milenio del Ministerio de Economía, que este 2017 seleccionó un total de 11 Núcleos de Investigación en Cs. Naturales y Exactas, donde la U. de Chile obtuvo recursos superiores a los 600 millones de pesos, para financiar tres nuevos proyectos y participar como asociada en otros dos de renovación.
Para la Directora de Investigación de la Casa de Bello, Silvia Núñez, “este tipo de iniciativas son fundamentales, pues entregan recursos valiosos para grupos académicos que desean profundizar temas investigados desde hace años y también permiten integrar a nuevos jóvenes investigadores. De las 44 postulaciones a nivel nacional, la Universidad presentó 12 propuestas y obtuvimos una tasa de adjudicación bastante positiva, pero es muy interesante observar la presencia de una mirada complementaria desde la ciencia básica. Los Núcleos Milenio buscan resolver problemas importantes y reales para la sociedad, que no han sido suficientemente investigados”.
Ciencia básica para contribuir a desafíos multidisciplinarios
Durante esta edición, la U. de Chile adjudicó tres proyectos como institución principal, que tendrán un financiamiento anual de 204 millones de pesos para desarrollarse en un plazo de tres años con posibilidad de renovarse. Entre éstos destaca el Núcleo Milenio de Materiales Funcionales para la Ciencia Aplicada de Superficies, formulado por el Académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Edgar Mosquera, cuyo objetivo es difundir conocimiento enmarcado en las propiedades de crecimiento de las superficies nanométricas. Estos materiales poseen diversas aplicaciones, como la mejora de microrobots que liberan fármacos dentro del cuerpo, o la robustez de los discos duros y otros dispositivos electrónicos.
En tanto, el Núcleo Milenio de Enfermedades asociadas a Canales Iónicos (MiNICAD), a cargo del Académico de la Facultad de Medicina, Oscar Cerda, es una iniciativa multidisciplinaria que estudiará los mecanismos de regulación de dichos canales, desde un contexto celular, fisiológico y biofísico, para desarrollar herramientas terapéuticas asociadas al tema. El proyecto reúne a investigadores de las universidades de Chile, Talca, Santiago de Chile, Austral e instituciones internacionales, promoviendo la formación de capital humano avanzado y la movilidad de estudiantes pre y postgrado especializados en ciencia médica, bioinformática, biotecnología, física y química.
De acuerdo al Profesor Cerda, “actualmente falta especificidad en los fármacos utilizados para enfrentar enfermedades asociadas a canales iónicos, por lo que generar nuevas herramientas terapéuticas para regular la actividad de los canales constituye una importante rama en la biomedicina. Es fundamental investigar los mecanismos regulatorios de estas moléculas en un contexto fisiopatológico, donde el proyecto adjudicado busca contribuir con este gran desafío. Para ello, diseñaremos medicamentos que esperamos aplicar en modelos preclínicos, luego de probarlos funcionalmente mediante aproximaciones electrofisiológicas, bioquímicas y de microscopía”.
Los canales iónicos son proteínas integrales de membrana que permiten el paso selectivo de iones. La actividad de estas moléculas regula la señalización eléctrica en la célula y también ayuda a organizar complejos macromoleculares que participan en diferentes vías de señalización, siendo esenciales en la fisiología celular y sistémica. Sin embargo, sus alteraciones están relacionadas a enfermedades altamente prevalentes, como cardiopatías, trastornos neurológicos, diabetes, obesidad, cáncer e infecciones bacterianas y virales; además de incidir en alteraciones funcionales durante el envejecimiento. Por tanto, la primera etapa del proyecto se enfocará en el rol de la superfamilia de canales Receptores de Potencial Transitorio (TRP) en procesos patológicos y en evaluar si la interrupción de interacciones proteína-proteína específicas, o las alteraciones en modificaciones post-traduccionales, pueden utilizarse como blancos terapéuticos.
Asimismo, el Núcleo Milenio Física de la Materia Activa, liderado por el Académico de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Rodrigo Soto, estudiará los sistemas compuestos de numerosos elementos biológicos o artificiales, donde cada uno tiene la capacidad de generar movimiento por su cuenta, como es el caso de las suspensiones bacterianas, los tejidos celulares o los coloides activos. El tema de investigación se ha desarrollado parcialmente desde 2010, con una primera publicación en 2011, por lo que la adjudicación de fondos integrará diversos trabajos para generar resultados de mayor impacto en la ciencia y tecnología.
El Profesor Soto enfatizó que “en este Núcleo desarrollaremos la capacidad de manipular Escherichia Coli –organismo patógeno- y aislarla en condiciones controladas, pues es ampliamente utilizada como una herramienta biotecnológica para la producción de proteínas. Usaremos los conocimientos generados en este proyecto para abrir nuevas líneas de investigación aplicada en el ámbito de la tecnología de Lab On a Chip (LOC) -dispositivo que integra una o varias funciones propias de un laboratorio en un único chip- para la biotecnología. Este campo también implica ideas fascinantes, como la flecha del tiempo, la teoría de la vida, la interpretación física de la información y la aparición de estructuras ordenadas o de complejidad. De esta forma, contribuiremos con el desarrollo de la termodinámica y la mecánica estadística de la materia activa, con la visión a largo plazo de aplicar estos conceptos a sistemas de interés biológico”.
Sobre la materia activa, es un término utilizado por los físicos de la última década para representar sistemas compuestos de muchos elementos discretos, ya sean biológicos o artificiales; cada uno con la capacidad de transformar la energía interna en movimiento. El estudio de este tema impacta directamente en la tecnología y comprensión de dichos componentes, como la migración celular activa en fases del desarrollo o el sanado activo de los tejidos. Por lo que durante el segundo semestre de este año, el equipo contratará a nuevos investigadores y se organizará una escuela de verano dirigida a estudiantes de postgrado para generar nuevas capacidades en el tema.
En cuanto a los dos proyectos de renovación donde participa la U. de Chile como institución asociada, corresponden al Núcleo Milenio Modelos Estocásticos de Sistemas Complejos Desordenados y el Núcleo Milenio Centro de Investigación de la Web Semántica. Ambos están dirigidos por investigadores de la Universidad Católica y tendrán recursos para continuar desarrollándose por tres años más.
Para conocer la lista completa de Núcleos Milenio 2017, click aquí.