Tesis
doctoral en Ciencias Biológicas
En 2007, la Bqca. María Virginia Piaggio* obtuvo su doctorado
en Ciencias Biológicas en la Facultad de Bioquímica y Ciencias
Biológicas de la Universidad Nacional del Litoral (FBCB/UNL) con
la tesis “Modelado de la electroforesis capilar por zona. Aplicaciones
bioquímicas y biotecnológicas”. Fue dirigida por el Dr.
Julio A. Deiber**, investigador superior del CONICET en el INTEC/UNL/CONICET***
de nuestra ciudad, donde dirige el Grupo de Reología y Fenómenos
de Transporte. Las aplicaciones refieren, por ejemplo, a química
forense, de alimentos, y neurociencia, así como a la caracterización
de proteínas y drogas de bajo peso molecular, entre otras. .
¿Qué debe entenderse por electroforesis capilar por zona?
Conocida en la bibliografía con la sigla CZE, se puede decir,
de manera simplificada, que se trata de una técnica analítica
relativamente nueva cuyo objetivo principal es separar entre sí,
por acción de un campo eléctrico aplicado, moléculas
y/o macromoléculas, en general cargadas eléctricamente,
que están suspendidas en una solución electrolítica.
Estos analitos separados -ver ilustración- se visualizan como
picos que aparecen a un determinado tiempo (que se designa como “de migración”
o “de detección”) en la pantalla de una PC que recibe la información
desde el equipo analizador. Cada pico corresponde a un analito diferente
y el área debajo de cada pico es una medida de la concentración
con que éste está presente en la mezcla que se estudia.
El conjunto de picos que se ve en la pantalla se llama electroferograma
y, en principio, es una valiosa información “empírica”
desde el punto de vista químico-analítico. En otras palabras,
el tiempo al cual se detecta un analito es característico del
mismo bajo esas condiciones de experimentación.
Pero
el tiempo de detección del analito, ¿es
un dato suficiente para conocer sus características fisicoquímicas? ¿alcanza
este dato empírico para realizar interpretaciones adicionales,
aparte de saber que tal o cual sustancia están o no presentes
en la muestra?
La respuesta es no. Pero sí es posible, mediante un modelo teórico-computacional
con base en teorías fisicoquímicas rigurosas y probadas
de manera fehaciente en la literatura científica, usar el valor
experimental del tiempo de migración del analito para caracterizarlo
desde el punto de vista fisicoquímico.
¿Y
en qué consiste caracterizar un analito a través del
modelo propuesto?
Con el uso del modelo y datos básicos del protocolo (pH, fuerza
iónica, temperatura, entre otros) se pueden estimar, de manera
cuantitativa, propiedades relevantes tales como: radio hidrodinámico
(tamaño), forma, carga eléctrica efectiva, hidratación,
potencial eléctrico y concentración de hidrogeniones en
el entorno de la molécula (pH del entorno). Estos datos son de
valor científico y tecnológico para distintos campos
de aplicaciones.
Esto último es lo que usted establece en su tesis...
Sí, mi trabajo de tesis consistió en demostrar que esto
es viable en una forma relativamente simple con el estado actual de las
teorías vigentes. Asimismo, la posibilidad de traducir el modelo
en un programa computacional de relativa sencillez incrementa su utilidad
en aplicaciones específicas en el área de la bioquímica
y la biotecnología.
¿De
qué tipo de aplicaciones se trata?
Son múltiples, tanto en el campo teórico y científico
básico como práctico en diversas disciplinas, tales como:
química clínica, forense y de alimentos; bioquímica,
ciencia farmacéutica, neurociencia, biología molecular
y ciencia ambiental. Es decir, la CZE demostró ser útil
en separaciones de aminoácidos, drogas quirales, vitaminas, pesticidas,
iones inorgánicos, ácidos orgánicos, colorantes,
tensoactivos, péptidos, proteínas, carbohidratos, partículas
virales y oligonucleótidos. En particular, el modelo propuesto
en la tesis se aplica a la caracterización de proteínas,
péptidos, aminoácidos y drogas de bajo peso molecular.
¿Cuál
ha sido su principal aporte a la disciplina?
En términos prácticos, es relevante mencionar que el uso
de modelos para la separación de analitos mediante la CZE permite
disminuir, de manera sustancial, el tiempo de experimentación
(evita las aproximaciones de prueba y error, a las que en forma habitual
están sometidos los usuarios de la CZE) y ayuda a la optimización
de protocolos de trabajo. Y, en particular, el modelo teórico-computacional
propuesto en esta tesis, como ya lo expresé, permite la estimación
de propiedades fisicoquímicas relevantes de difentes analitos
y el análisis y la interpretación del comportamiento hidrodinámico
de las partículas en un medio electrolítico determinado.
¿Por
qué eligió este tema de investigación?
En principio, porque la electroforesis capilar es una metodología
bastante nueva, con avances muy importantes desde el punto de vista práctico
en los últimos años, pero donde se visualizaba cierta falencia
en la conexión entre teoría y experimentos. Por ello era
factible y necesario relacionar los principios teóricos con la
experimentación a través del uso de modelos.
¿Ha
despertado interés en ambientes no académicos? ¿podría
resultar atractivo para empresas?
Sí, el modelo de la CZE podría ser de interés, por
ejemplo, en el diseño de nuevos fármacos, con base en péptidos,
donde, como parte del proceso de desarrollo es necesaria una etapa de
caracterización de estos analitos que luego actuarán como
ligandos de unión a determinados receptores.
¿Cuál es su ocupación actual?
Continúo con el tema de investigación en el grupo de Reología
y Fenómenos de Transporte del INTEC, con el que trabajo, con nuevas
ideas y propuestas a implementar. Además, prosigo con mi actividad
docente en la cátedra de Bioquímica Básica de Macromoléculas
de la FBCB/UNL, donde los temas incluidos en el programa de esta materia
están muy vinculados con áreas que tuve que profundizar
para el desarrollo de mi trabajo de tesis.
¿De
qué manera le gustaría concluir esta entrevista?
Agradeciendo a todos los integrantes del Grupo aludido en el párrafo
anterior, por su cálida recepción y por la colaboración
brindada para la concreción de esta tesis. También quiero
agradecer el aporte financiero recibido de dos organismos estatales:
el CONICET (mediante los proyectos PIP) y la UNL (a través
de los programas CAI+D).
(*) Nacida
en Santa Fe, egresó como Bioquímica de la FBCB/UNL,
donde trabaja en la Cátedra de Bioquímica Básica
de Macromoléculas.
(**) Profesor titular en la UNL.
(***) Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química,
sito en Güemes 3450 de Santa Fe.
Entrevistó: Lic. Enrique A. Rabe (ÁCS/CONICET Santa Fe).
