{"id":744,"date":"2023-08-11T12:07:46","date_gmt":"2023-08-11T15:07:46","guid":{"rendered":"https:\/\/dfc.uchile.cl\/inicio\/?p=744"},"modified":"2023-08-11T12:24:17","modified_gmt":"2023-08-11T15:24:17","slug":"estudio-pionero-en-chile-con-mini-robots-desvelan-los-secretos-de-las-bacterias-magneticas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/dfc.uchile.cl\/inicio\/estudio-pionero-en-chile-con-mini-robots-desvelan-los-secretos-de-las-bacterias-magneticas\/","title":{"rendered":"Estudio pionero en Chile: con mini robots desvelan los secretos de las bacterias magn\u00e9ticas"},"content":{"rendered":"

\"\"Los investigadores del N\u00facleo Milenio F\u00edsica de la Materia Activa, N\u00e9stor Sep\u00falveda (UAI) y Francisca Guzm\u00e1n (DFC- UChile), junto al doctor en F\u00edsica, Andr\u00e9s Concha (UAI), crearon simulaciones computaciones y un modelo experimental con m\u00e1s de 100 mini robot magn\u00e9ticos para estudiar el comportamiento de las bacterias magnetot\u00e1cticas, que diversos cient\u00edficos investigan por su potencial uso en biomedicina.<\/strong><\/span><\/p>\n

Las bacterias magnetot\u00e1cticas son un grupo de microbios acu\u00e1ticos, que viven en r\u00edos, pantanos y lagos del mundo, que se caracterizan por poseer en su interior una cadena de nanopart\u00edculas magn\u00e9ticas, llamada magnetosomas. Una especie de \u201ccolumna vertebral de imanes\u201d que funciona como una br\u00fajula y que les permite orientarse, seg\u00fan el campo magn\u00e9tico de la Tierra y, as\u00ed nadar y guiarse en busca de nutrientes y zonas bajas en ox\u00edgeno, que es el ambiente que necesitan para reproducirse.
\nEsta es una cualidad que ha llamado la atenci\u00f3n de la ciencia, debido a su potencial uso como biorobots con aplicaciones m\u00e9dicas, dado que pueden -eventualmente- ser controladas mediante la aplicaci\u00f3n de campos magn\u00e9ticos externos a ellas. Conocer m\u00e1s sobre su comportamiento y desentra\u00f1ar c\u00f3mo se desenvuelven en diversos escenarios se ha vuelto crucial para la ciencia.
\n\"\"Francisca Guzm\u00e1n<\/strong>, investigadora principal en el N\u00facleo Milenio F\u00edsica de la Materia Activa y acad\u00e9mica del Departamento de F\u00edsica (DFC) de la Universidad de Chile realiz\u00f3 en 2016 un estudio -publicado en la revista Nature- donde analiz\u00f3 el comportamiento de bacterias magn\u00e9ticas artificiales. En dicho trabajo descubri\u00f3 que las colonias de estas bacterias pod\u00edan organizarse, formando cadenas, v\u00f3rtices y diversas configuraciones -hasta entonces desconocidas-, seg\u00fan fueran sus necesidades.
\nDos a\u00f1os despu\u00e9s, Andr\u00e9s Concha, doctor en F\u00edsica y docente de la Universidad Adolfo Ib\u00e1\u00f1ez (UAI) decidi\u00f3 hacer un estudio experimental para ver si las configuraciones que la doctora Guzm\u00e1n hab\u00eda descubierto a nivel microsc\u00f3pico se repet\u00edan a nivel macro, es decir, con objetos m\u00e1s grandes que pudieran verse a simple vista. Los objetos escogidos para los experimentos fueron los hexbugs, una suerte de \u201cbichitos\u201d rob\u00f3ticos, del tama\u00f1o de una cabeza de cepillo de dientes, que se usan en diversas investigaciones de f\u00edsica.
\nEs as\u00ed como en 2019, el equipo conformado por los doctores Concha (UAI) y Guzm\u00e1n (DFC-UChile), adem\u00e1s del investigador principal del N\u00facleo Milenio y docente en la UAI, N\u00e9stor Sep\u00falveda, colocaron en un corral circular un centenar de estos mini robots, a cada uno de los cuales les agregaron un caparaz\u00f3n con un magneto, para estudiar sus movimientos.
\nN\u00e9stor Sep\u00falveda experto en f\u00edsica computacional aplicada a la biolog\u00eda, realiz\u00f3 las simulaciones computaciones para ir registrando los movimientos de esta colonia de peque\u00f1os robots y dotarlos de las caracter\u00edsticas de las bacterias magn\u00e9ticas, pero a macroescala. \u201cPod\u00edamos controlar su velocidad a trav\u00e9s de la pila que usaban y la intensidad de los magnetos, que \u00edbamos cambiando para ver sus comportamientos\u201d, dice la doctora en Fluodin\u00e1mica, Francisca Guzm\u00e1n.<\/p>\n

\"\"L\u00edmite biol\u00f3gico<\/strong>
\nEn la investigaci\u00f3n, publicada en arXiv<\/strong><\/a>, los fisicos (as) descubrieron que los robots se comportaban igual que las bacterias lo hac\u00edan a nivel microsc\u00f3pico, formando estructuras como cadenas, v\u00f3rtices y otras configuraciones. Sin embargo, tambi\u00e9n vieron que cuando la intensidad del im\u00e1n era aumentada, los robots dejaban de armar estas formas para generar duplas que giraban sin parar. \u201cEso nos dice que hay un l\u00edmite biol\u00f3gico para la intensidad de ese magneto en la vida real. Estas bacterias lo deben tener d\u00e9bil, porque si tuvieran un magneto de alta intensidad no podr\u00edan sobrevivir, no podr\u00edan vivir en comunidad, ya que se acoplar\u00edan en duplas y ser\u00edan incapaces de nadar\u201d, dice la investigadora.
\nLos experimentos revelaron, adem\u00e1s, que no s\u00f3lo los sistemas pasivos -o que no se autopropulsan-, tienen configuraciones metaestables (o de baja energ\u00eda) al interactuar magn\u00e9ticamente. Los sistemas activos tambi\u00e9n las pueden tener, aunque de forma distinta. \u201cEn las part\u00edculas pasivas existen ciertas configuraciones, metaestables, porque el sistema est\u00e1 en equilibrio cuando existe la interacci\u00f3n magn\u00e9tica. Pero cuando las cosas se mueven o tienen alguna actividad, vimos que tambi\u00e9n se pueden ver estados metaestables, lo que desde el punto de vista de la f\u00edsica es muy interesante, ya que no se hab\u00eda visto de forma experimental\u201d.
\nLos resultados de esta investigaci\u00f3n pueden impactar tanto en f\u00edsica, como ecolog\u00eda y medicina, ya que conocer m\u00e1s sobre los l\u00edmites biol\u00f3gicos de estas bacterias magn\u00e9ticas y su comportamiento al nadar en grupo, permite estudiar nuevos estados y configuraciones en los sistemas activos; entender como han evolucionado y la importancia de la vida en colonia en sus nichos ecol\u00f3gicos naturales; adem\u00e1s de tener m\u00e1s informaci\u00f3n a la hora de usarlas en potenciales investigaciones biom\u00e9dicas para reparar tejidos o llevar f\u00e1rmacos directo a tumores, estudios que est\u00e1n realizando diversos cient\u00edficos en el mundo, entre ellos un equipo de investigadores del N\u00facleo Milenio, encabezado por la doctora Mar\u00eda Luisa Cordero.<\/p>\n

Puedes ver esta investigaci\u00f3n en esta c\u00e1psula animada financiada por el Programa PME de Iniciativa Cient\u00edfica Milenio, de Centros ANID, Ministerio de Ciencia, Tecnolog\u00eda, Conocimiento e Innovaci\u00f3n de Chile.<\/strong><\/span><\/p>\n