El Consejo Europeo de Investigación acaba de publicar la lista de los nuevos proyectos de investigación avanzados que va a financiar durante los siguientes cinco años. Se trata de los prestigiosos ERC Advanced Grant, dotados de 2,5 millones de euros cada uno, que se conceden a proyectos de investigación de gran potencial que pueden implicar importantes avances y ofrecer soluciones a algunos de los mayores desafíos actuales. El líder del grupo de Bionanotecnología del Carbono de CIC biomaGUNE, el profesor Ikerbasque y AXA Chair Maurizio Prato, es uno de los científicos que va a recibir una de estas dotaciones, que se conceden para desarrollar las ideas más creativas, así como proyectos que desempeñan un papel decisivo en el avance de todos los dominios del conocimiento. Este es ya el segundo Advanced Grant concedido a Prato en su trayectoria investigadora.
El proyecto que va a ser financiado con dichos fondos lleva el acrónimo e-DOTS. Se trata de un proyecto de investigación fundamental cuyo objetivo es “investigar la estructura y las propiedades de los llamados nanopuntos de carbono o nanodots, para llegar a sintetizarlos exactamente con las propiedades que queremos que tengan”, precisa Prato. Los nanodots son nanopartículas esféricas (miden unas 3 o 4 millonésimas de milímetro) compuestas de carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, que se sintetizan tratando moléculas orgánicas a temperaturas de entre 200 y 300 °C. La solubilidad en agua y en otros disolventes, así como la intensa luminiscencia de estos nanodots, les confiere unas propiedades ideales para su utilización en imagen biomédica, con aplicaciones tanto en nuevas terapias como en diagnóstico. La ERC ha valorado que este “es un proyecto que puede transformar los nanodots desde un nivel puramente académico hasta un nivel de aplicación en la nanomedicina y en la ciencia médica, en general”.
“Todavía no se conoce bien la estructura de los nanodots. A las temperaturas a las que se someten los reactivos, se obtienen estructuras bastante más complicadas que las originales, y todavía no las conocemos. Sabemos que dependiendo del método de síntesis, es decir, utilizando diferentes compuestos para su formación, se pueden modificar sus propiedades. Y es ese, precisamente, el objetivo principal de este proyecto: llegar a conocer en detalle la estructura, la reactividad química y las propiedades de estos materiales, entender cómo se forman y llegar a modificarlos en la manera que deseamos”, señala el investigador. Según explica Prato, los nanodots tienen un núcleo central, donde se sitúan los llamados cromóforos, que les proporcionan las propiedades de luminiscencia, y externamente están cubiertos de cadenas de carbono “con diferentes funciones, que pueden servir para dirigir estas nanopartículas a una diana en concreto”.
Sistema automatizado para descubrir nuevos nanodots
Además de estudiar cómo se forman estas nanopartículas y de entender qué tipo de estructuras se pueden formar, “también queremos aplicar un sistema automatizado para descubrir nuevos nanodots utilizando un nuevo método para la optimización de su síntesis; es decir, una especie de robot que prepare nuevas nanopartículas, las analice y nos diga si las propiedades son mejores o peores de lo que esperamos, que nos ayude a entender cómo sintetizar los mejores nanopuntos y qué propiedades podemos introducirles”, explica Prato. Así, podrán modular las propiedades de los nanodots: utilizando diferentes compuestos en la reacción de síntesis, “podremos cambiar el núcleo y la parte externa, para conseguir las propiedades deseadas”, añade.
Profundizar en los aspectos fundamentales de los nanodots de carbono permitirá desplegar todo su potencial en aplicaciones tecnológicas y biológicas, que pueden ir desde la bioimagen de alta calidad hasta la catálisis verde en agua. “Se pueden utilizar en sistemas de catálisis orgánica, para obtener compuestos con un alto valor añadido. Por otra parte, esperamos sintetizar agentes de contraste para imagen de resonancia magnética; y, además, si cargamos estos nanodots con moléculas terapéuticas, podemos utilizarlos tanto como elemento terapéutico como de diagnóstico (este campo emergente se llama teragnóstica)”, explica el profesor Ikerbasque.
Se podrían utilizar como marcadores en sistemas biológicos, “así que dependiendo de la estructura externa de los nanodots podremos dirigirlos hasta un tipo de células particular, es decir, podríamos identificar células cancerígenas a través de este sistema”. Para ello, afirma que es importante establecer un perfil de bioseguridad de los nanodots, ya que “todavía no se sabe bien cómo interaccionan con las células y seres vivos. Es importante estar seguros de que son completamente inocuos”, aunque avanza que según los estudios que han realizado ya “se ve que no tienen toxicidad”.
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