PROYECTOS DESTACADOS

2019-2022

“SYNAPT XS: a high-resolution ion mobility mass spectrometer for Chilean frontier research in mass spectrometry-based approaches applied to chemical, biological, pharmaceutical and medical sciences”. III Concurso de Equipamiento Científico y Tecnológico Mayor, Fondequip 2022.

El proyecto tiene como objetivo la adquisición de un espectrómetro de masas de alta resolución con movilidad iónica. Este equipo está configurado con un cromatógrafo líquido de ultra alta eficiencia (UHPLC) con detector de diodos acoplado a un espectrómetro de masas híbrido de alta resolución (QTOF) con separación por movilidad iónica (IMS). El equipo permitirá realizar análisis de espectrometría de masas de alta resolución (>75.000 FWHM) para determinar las composiciones elementales a través de mediciones de masa exactas, presenta una alta relación señal/ruido que permite eliminar las interferencias de la señal del analito en estudio, y los rangos amplios de m/z logran el análisis simultáneo de moléculas pequeñas y grandes (m/z 64.000). Además, este equipo permite realizar IMS, que agregan una dimensión extra de separación, es decir, tamaño, forma y carga. Esta característica es crítica para la identificación inequívoca, particularmente de moléculas isobáricas y muestras complejas.

“Instituto Milenio en Amoniaco Verde Como Vector Energético (MIGA)”. Institutos Milenio en Ciencias Naturales y Exactas, Anid 2022.

El objetivo principal de MIGA es consolidar un espacio interdisciplinario de excelencia científica, promoviendo la formación de recursos humanos avanzados, conocimiento y tecnología en temas relacionados con la producción sostenible y el uso del amoniaco como vector energético; y contribuyendo a la instalación de economías basadas en energías limpias para Chile y la comunidad internacional. MIGA es una iniciativa única en América Latina y se diferencia de otros centros mundiales por su concepto transdisciplinario involucrando desde la electroquímica hasta la economía. MIGA es una alianza derivada de la relación académica entre el Centro de Energía UC, el Centro de Investigación en Nanotecnología y Materiales Avanzados UC y la incorporación de instituciones nacionales e internacionales, reuniendo lo mejor de la experiencia de cada grupo y sumando las capacidades científicas de destacados investigadores.

Dr. Néstor Escalona

“Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (CSC)” (renovación). Núcleos Milenio en Ciencias Naturales y Exactas, Anid 2021.

Desde el año 2018, el Núcleo Milenio en Procesos Catalíticos hacia la Química Sustentable (CSC) ha tenido como objetivo principal el diseño y la síntesis de nuevos sistemas catalíticos para la producción, a partir de derivados de biomasa, de combustibles y productos químicos de alto valor agregado a través de procesos sustentables. Para su renovación por tres años, el Núcleo Milenio CSC propuso continuar el desarrollo de las líneas de investigación de hidrotratamiento y procesos de oxidación selectiva, al igual que incorporar la producción de H2. La propuesta también incluye los nuevos desafíos de optimizar el diseño de catalizadores y aumentar a doce el número de moléculas derivadas de la biomasa, que serán transformadas catalíticamente para aumentar su valor agregado.

Caso de estudio: La interdisciplina a un click de la ciencia sustentable Dra. Flavia

Zacconi

La hemostasia y la inflamación son procesos altamente integrados en los que la activación de un sistema, debido a una lesión o la invasión de un patógeno, puede amplificar la activación del otro y provocar daño tisular, patologías graves, trombosis o insuficiencia multiorgánica. La respuesta a la pregunta ¿cómo influyen los factores de coagulación en las respuestas inflamatorias? es uno de los desafíos que la Dra. Flavia Zacconi y su equipo han realizado por los últimos diez años, investigando el desarrollo de inhibidores del factor Xa (proteasa) de coagulación y analizando la relación directa que existe con los receptores de proteasa activados (PAR) y el aumento de la respuesta inflamatoria.

Considerando que el FXa (proteína de coagulación) produce efectos directos en una amplia variedad de células a través de la activación de estos receptores y que la activación exclusiva de PAR por el factor Xa conduce a una rápida expresión y exposición en la membrana de las células endoteliales, la diafonía bidireccional única entre FXa (hemostasia/coagulación) y PAR (inflamación) juegan funciones vitales en la coagulación, la inflamación y la inmunidad, lo que se ha demostrado con las consecuencias producidas por el virus SARS-CoV-2. Los estudios han verificado el valor de los agentes antitrombóticos estándar, que incluyen aspirina, warfarina, inhibidores indirectos del FXa, y heparinas para una amplia prevención y tratamiento de patologías tromboembólicas y cardiovasculares.

Desde el año 2011, los primeros inhibidores orales directos del FXa marcaron un hito sin precedentes que representa el gran avance en el desarrollo del campo de los anticoa gulantes orales directos (DOAC), mejorando la estrategia farmacológica antitrombótica. Sin embargo, estos fármacos no consideran necesariamente el control del sistema inflamatorio de episodios trombóticos. Sobre esa premisa, el futuro desarrollo de un innovador anticoagulante/antiinflamatorio fármaco en Chile que esté diseñado para prevenir trastornos hemostáticos e inflamatorios sería una significativa innovación en salud que beneficiaría a personas a nivel mundial y ampliaría el rol de Chile en la investigación farmacológica mundial de vanguardia.

Actualmente, existen fármacos comerciales para el tratamiento de patologías antitrombóticas, con una amplia gama de desventajas, efectos secundarios adversos, altos costos para los pacientes, síntesis extensas y producción utilizando componentes tóxicos, con alto costo energético y mediante metodologías no amigables con el medioambiente. El diseño sintético, procedimientos y producción respetuosa con el medio ambiente es un desafío continuo para el diseño de nuevos materiales sintéticos. En este contexto, el campo de la Química Verde nació hace más de una década, con el objetivo de disminuir los subproductos, simplificar los métodos, maximizar los rendimientos de los productos y perseguir la utilización de los productos ecológicos solventes.

Teniendo en cuenta lo mencionado, el grupo de la Dra. Zacconi se encuentra desarrollando una potencial e innovadora respuesta que involucra el diseño bioinformático, producción y evaluación biológica in vitro-in vivo-ex vivo de potenciales nanosistemas con actividad dual. Este importante desarrollo científico-tecnológico se realiza en el marco de los Principios de la Química Verde, donde se utilizan metodologías recientemente galardonadas como procedimientos Click Chemistry (Premio Nobel 2022 a este desarrollo realizado por Sharpless, Meldal y Bertozzi), nanocatalizadores de metales abundantes, disolventes biorenovables y verdes, irradiación por microondas, entre otras.

Considerando la amplia gama de herramientas y metodologías necesarias para llevar a cabo la propuesta, el grupo de la Dra. Zacconi realiza esta investigación interdisciplinaria en conjunto con grupos de académicos de tres universidades chilenas y dos universidades extranjeras. Para la académica, cada uno de los integrantes de su proyecto, desde estudiantes de pre y postgrado hasta colegas investigadores, genera una sinergia imprescindible para alcanzar el objetivo de lograr una contribución científica valiosa hacia la promoción de una mejor calidad de vida para todas las personas con un impacto nacional e internacional, estando a la vanguardia de la medicina moderna.

El grupo de la Dra. Zacconi se encuentra desarrollando una potencial e innovadora respuesta que involucra el diseño bioinformático, producción y evaluación biológica in vitro-in vivo-ex vivo de potenciales nanosistemas con actividad dual.