Celaya, Gto., 28 de enero de 2025. TecNM/DCD. El Tecnológico Nacional de México (TecNM), a través del Instituto Tecnológico de Celaya, impulsa investigación científica de alto nivel orientada a la salud, mediante el uso de simulación molecular y química cuántica como herramientas clave para el desarrollo de alternativas más seguras en el tratamiento del cáncer.
Desde el Departamento de Ingeniería Química, el doctor Edgar Omar Castrejón González y la estudiante de la Maestría en Ciencias, Victoria Oliveros Maco, desarrollan un proyecto de investigación enfocado en evaluar la factibilidad de emplear sílice amorfa como excipiente —material que funge como vehículo del fármaco— para el cisplatino, uno de los medicamentos más utilizados en quimioterapia.
El objetivo central del proyecto es analizar si este material puede contribuir a dirigir el fármaco de manera más específica hacia las células cancerosas, reduciendo el impacto sobre las células sanas y, con ello, los efectos secundarios asociados a los tratamientos convencionales.
La investigación surge ante una de las principales limitaciones de la quimioterapia tradicional: la falta de selectividad. Al circular por todo el organismo, los fármacos anticancerígenos afectan tanto a células malignas como a células sanas, provocando efectos adversos significativos en los pacientes. En este contexto, la propuesta del equipo del TecNM Celaya plantea el uso de un excipiente capaz de encapsular o transportar el cisplatino, permitiendo que actúe de forma más focalizada en los tumores.
Para evaluar esta posibilidad, el estudio se desarrolla inicialmente en un entorno completamente digital. Mediante programas especializados, se recrea la estructura de la sílice amorfa y se simula su interacción con el cisplatino, lo que permite observar el comportamiento molecular, los tipos de interacciones químicas que se forman y la estabilidad del sistema, sin recurrir de inmediato a experimentos físicos costosos.
Las principales herramientas utilizadas son LAMMPS, un software de dinámica molecular empleado para modelar la sílice amorfa a través de procesos controlados de calentamiento y enfriamiento, y Gaussian, un programa de química cuántica que permite calcular con alta precisión las energías de interacción entre el fármaco y el material portador. La combinación de ambas metodologías posibilita un análisis integral del sistema a nivel estructural y electrónico.
Los resultados preliminares han permitido identificar las estructuras más adecuadas de sílice amorfa y las condiciones óptimas para lograr una adsorción estable del cisplatino, estableciendo así un diseño teórico inicial del sistema fármaco–excipiente. No obstante, los investigadores señalan que aún se requiere profundizar en el estudio antes de considerar aplicaciones clínicas.
La siguiente fase del proyecto contempla la simulación del sistema en presencia de agua, condición fundamental para comprender el proceso de hidrólisis del cisplatino dentro del organismo, mecanismo que permite su activación y posterior interacción con el ADN de las células cancerosas. Analizar este comportamiento será clave para determinar si el fármaco puede liberarse en el momento y lugar adecuados.
Entre los principales retos del proyecto se encuentra la escasa información previa sobre la interacción específica entre cisplatino y sílice amorfa, lo que ha obligado al equipo a generar sus propios datos teóricos mediante métodos avanzados de química cuántica. Asimismo, las simulaciones requieren una alta capacidad de cómputo, por lo que se busca el acceso a laboratorios nacionales de supercómputo que permitan ampliar el alcance y realismo de los modelos.
El proyecto también tiene un carácter interinstitucional. Tras el fallecimiento del investigador que lo inició, el equipo del Instituto Tecnológico de Celaya trabaja en su consolidación mediante colaboraciones con otras instituciones, como la Universidad de Guanajuato, que podría participar en etapas experimentales y clínicas futuras, con el objetivo de transitar de la ciencia básica a la ciencia aplicada.
Desde una perspectiva social, esta investigación adquiere especial relevancia por su potencial impacto en el tratamiento de diversos tipos de cáncer, entre ellos el cáncer cervicouterino, una de las principales causas de mortalidad en mujeres en México. El desarrollo de terapias más selectivas no solo incrementaría la eficacia de los tratamientos, sino que también mejoraría la calidad de vida de las y los pacientes.
Finalmente, los investigadores destacan que la Ingeniería Química ofrece amplias oportunidades más allá del sector industrial, abarcando áreas como la salud, la simulación computacional y el desarrollo de nuevos materiales. En este sentido, invitan a las y los jóvenes a interesarse por la ciencia y la investigación, y a reconocer que en México se genera conocimiento de frontera con impacto global.
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