Este grupo interdisciplinario tiene como objetivo explotar la convergencia de la química, la biología y la física con la nanotecnología para resolver no solo preguntas fundamentales sobre la estructura y la dinámica biomolecular y el diseño racional de péptidos, proteínas y moléculas, sino también comprender las moléculas y los parámetros involucrados en la fertilidad y reproducción de mosquitos; y el desarrollo de nanobioensamblajes para el diagnóstico y la intervención de enfermedades.
El grupo pretende impactar en:
La investigación de la estructura y dinámica biomolecular: los hallazgos teóricos contrastados con los experimentales sirven como base para el diseño racional de moléculas dirigidas a proteínas para el diagnóstico y tratamiento de enfermedades.
La comprensión de los parámetros reproductivos en los mosquitos vectores, determinar las proteínas involucradas en sus procesos de fertilidad y reproducción, y desarrollar nuevos inhibidores para suprimir la fertilidad.
El desarrollo de plataformas funcionales de nano-bioingeniería de propiedades mejoradas mediante la integración de nuevas biomoléculas con nanomateriales para el diagnóstico e intervención de enfermedades.
Líneas y/o áreas de investigación
Biología reproductiva del mosquito
Biofísica de las enfermedades tropicales)
Nanobioingeniería
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)
Coordinador(a) del Grupo
Jahir Orozco Holguín, Dr. en Química
Universidad de Barcelona e Instituto de Microelectrónica de Barcelona.
Max Planck Institute of Colloids and Interfaces (Potsdam, Germany)
Max Planck Institute of Polymers Research (Mainz, Germany)
Max Planck Institute of Infection Biology (Berlin, Germany)
Max Planck Institute of Biofísica (Frankfurt, Germany)
University of Cornell (New York, USA)
Universidad Complutense de Madrid (Madrid, España)
University of Wisconsin (Madison, USA)
Syracuse University (New York, USA)
Princeton University (New Jersey, USA)
University of Aalto (Helsinki, Finlandia)
Proyectos para resaltar
Grupos Tándem Max Planck, Universidad de Antioquia.
Consorcio Académico-Científico para el fortalecimiento del sistema educativo colombiano enfocado en Nanobioingeniería para la prevención, diagnóstico y tratamiento del Cáncer de Colon. Programa de Ecosistemas Científicos, Nanobiocáncer.
Nanobiosensores para la detección rápida del SARS-CoV-2. Mincienciatón.
Nanobiosensores electroquímicos ultrasensibles para la monitorización de un panel de biomarcadores tumorales asociados al diagnóstico precoz del cáncer de colon, en el punto de atención. Nanobiocáncer.
Principales resultados de investigación
Se desarrolló el primer micromotor en Colombia: Un dispositivo que se propulsa de forma autónoma en un fluído transformando una reacción catalítica en movimiento. Mientras que es tan pequeño como una célula, puede desplazase en espacios donde otros dispositivos más grandes no podrían, y el movimiento puede acelerar las reacciones que tienen lugar en su entorno. Es una cápsula que utiliza materiales biocompatibles y biodegradables para acelerar reacciones enzimáticas de gran utilidad en remediación ambiental y catálisis industrial, protege biomoléculas como las enzimas de la adversidad de su entorno para que interaccione con su sustrato de forma más rápida y eficiente pudiendo por ejemplo descomponer contaminantes persistentes, antibióticos, colorantes, patógenos (virus, bacterias, hongos) etc; o acelerando las reacciones químicas en un reactor industrial. Los hallazgos se publicaron recientemente en la revista ACS Applied Materials & Interfaces https://doi.org/10.1021/acsami.1c14663 de USA (IF = 10.38) y por su relevancia fueron también portada en la revista.
Se desarrolló el primer genosensor para la detección diferencial del ZIKA y su discriminación de arbovirus homólogos de dengue (DENV) y chikungunya (CHIKV): Se seleccionaron las sondas moleculares diana, de captura y de señal mediante un diseño bioinformático riguroso, que fueron altamente específicas para la hebra diana, se optimizo el genosensor y se demostró su desempeño en la detección del virus del ZIKA en suero, orina y saliva enriquecidos; y en muestras de pacientes infectados. Además se desarrolló una estrategia de amplificación de la señal electroquímica basada en nanopartículas de oro decoradas con hebras de ADN. El desarrollo dio lugar a tres publicaciones (Genosensors for differential detection of Zika virushttps://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.120648, Gold nanoparticle/DNA-based nanobioconjugate for electrochemical detection of Zika virushttps://doi.org/10.1007/s00604-020-04568-1 y Differential detection of zika virus based on PCR https://doi.org/10.1016/j.jviromet.2022.114459); al premio Shizu y Yu Takeuchi 2021 a la mejor tesis de maestría en Ciencias Exactas, Físicas y Naturales (Daniel Alzate) y a los premios a mejor trabajo de investigación en las secciones de Nanobiomateriales (Nestor S. Cajigas) y de Nanomedicina (Daniel Alzate) en el IX Simposio de Química Aplicada (IX Siquia) y I Congreso Internacional de Nanoquímica, Nanofísica y Nanomedicina (ICINNN), 21-23 de agosto 2019, Armenia, Colombia.
Se desarrolló el primer inmunosensor electroquímico para la determinación del biomarcador de cáncer colorrectal (CCR) β-1,4-GalT-V: El sistema de detección por espectroscopía de impedancia electroquímica fue simple y confiable, y permitió detectarlo en niveles de relevancia clínica en suero sin diluir, con alta especificidad (β-1,4-Galactosyltransferase-V colorectal cancer biomarker immunosensor with label-free electrochemical detection https://doi.org/10.1016/j.talanta.2022.123337). Nanoestructurando el sistema de detección y utilizando espectroscopía de capacitancia electroquímica, nuestro equipo de trabajo mejoró el sistema de detección con un sistema que detecta 350 veces concentraciones más bajas del biomarcador (Capacitive nanobiosensing of β-1,4-galactosyltransferase-V colorectal cancer biomarker https://doi.org/10.1016/j.snb.2022.132784). Los sistemas ofrecen nuevas oportunidades para el diagnóstico/pronóstico temprano del CCR en entornos descentralizados.
Portafolio de servicios y/o productos
El grupo presta servicios según los equipos disponibles en el siguiente link.
