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María Belén Cabal Álvarez

Asturianas con ciencia

María Belén Cabal Álvarez

Materiales antimicrobianos

Un paso más allá de la farmacoterapia tradicional

Belén Cabal es doctora (2009) y licenciada en Química (2004) por la Universidad de Oviedo. Es coautora de 43 publicaciones en revistas científicas, además de coinventora de 3 patentes, estando una de ellas licenciada. Ha presentado más de 30 trabajos en congresos nacionales e internacionales, incluyendo charlas invitadas. También ha participado en 15 proyectos de I+D, siendo investigadora principal de 5 de ellos. Forma parte del consejo editorial de la revista científica “Scientific Reports” del grupo Nature Publishing, actuando como “editorial board member” (miembro del equipo editorial).

La pandemia actual ocasionada por el SARS-CoV-2 ha puesto de relieve la urgente necesidad de desarrollar nuevas estrategias que permitan controlar la propagación de nuevos agentes patógenos que supongan un elevado riesgo sanitario. Los materiales antimicrobianos se han desarrollado para prevenir el crecimiento, la proliferación y la transferencia de microorganismos patógenos. Uno de los mayores retos en la frontera de la Ciencia de Materiales es reemplazar a las tradicionales farmacoterapias antimicrobianas por materiales avanzados, que exhiban precisas propiedades físico-químicas optimizadas para aplicación en áreas muy diversas, entre otras como la medicina, la industria textil, alimentación, la industria automovilística, o el tratamiento de aguas. El desarrollo de nuevos productos con propiedades antimicrobianas, que puedan ser eficaces contra microorganismos resistentes, y frente a nuevos agentes patógenos como el SARS-CoV-2, cuyo uso no genere resistencias ni efectos adversos en organismos vivos o en el medio ambiente constituye un reto importante. Es precisamente en esta área donde se enmarca la línea de investigación que estoy llevando a cabo desde hace años.

Hemos desarrollado materiales capaces de inactivar el coronavirus a los 10 minutos de contacto

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Mi carrera investigadora comenzó en el Instituto Nacional del Carbón (INCAR) donde desarrollé mi tesis doctoral sobre carbones activados para aplicaciones medioambientales. Los conocimientos que adquirí en esta etapa sobre el desarrollo, caracterización textural y superficial de materiales fueron conocimientos básicos, necesarios, para poder abordar la etapa postdoctoral. En el año 2010 me incorporé al departamento de Biomateriales y Materiales Bioinspirados del Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM). Periodo que me sirvió para ampliar mis conocimientos en el desarrollo y diseño de materiales “a medida”, focalizando mi investigación en la síntesis, funcionalización y caracterización de nuevas formulaciones de materiales antimicrobianos. Tras esta etapa postdoctoral, me incorporé al Centro de Investigación en Nanomateriales y Nanotecnología (CINN) donde a lo largo de los años me he especializado en el desarrollo de materiales antimicrobianos de naturaleza inorgánica, basados principalmente en sistemas nanoparticulados de metales u óxidos metálicos, y en materiales de naturaleza vítrea (vidrios, vitrocerámicas). Es importante el diseño de nuevas estrategias que prevengan el crecimiento y la propagación de patógenos a partir del desarrollo de nuevos agentes antimicrobianos. En este sentido el uso de estos materiales para reducir/eliminar la incidencia de contaminación microbiológica es una línea de investigación totalmente innovadora respecto a los sistemas utilizados hasta el momento. Estos materiales son capaces de inhibir significativamente el crecimiento microbiológico, tanto de origen bacteriano, como fúngico o vírico, siendo perfectamente compatibles con los seres vivos y el medio ambiente.

Esta línea de investigación, aunque tiene un marco global común de conocimiento, requiere soluciones científicas a diversos problemas en función del campo de aplicación específico al que vaya dirigida. Por lo tanto, requiere del trabajo conjunto de equipos multidisciplinares constituidos por: químicos, microbiólogos, virólogos, físicos, ingenieros y médicos. A lo largo de mi carrera científica he podido contar con la colaboración de grandes profesionales que han hecho viable el avance y el desarrollo de estas soluciones, sin ellos no hubiera sido factible.

El posible campo de aplicación de este tipo de materiales es muy amplio y diverso. Actualmente estamos involucrados en proyectos de investigación que abordan diferentes problemáticas. Por ejemplo, desde el año 2019 mantenemos una estrecha colaboración con investigadores de la Universidad Khalifa de Abu Dhabi con la finalidad de evaluar técnicamente la posibilidad de utilizar estos materiales antimicrobianos para la desinfección microbiológica de aguas residuales. Otro de los proyectos en el que estamos trabajando se enmarca en el sector del envase y el embalaje, es el proyecto ECOPLACKAGING (Vegetal fibres-reinforced PLA antimicrobial composites for packaging applications). El objetivo que se persigue en este proyecto es desarrollar bioplásticos sostenibles que puedan ser empleados en la fabricación de envases de alimentos, con buenas propiedades mecánicas y con actividad antimicrobiana. Para ello se está evaluando la combinación de un biopolímero (ácido poliláctico), con fibras vegetales obtenidas de una planta invasora de las islas Azores y con vidrios antimicrobianos. Es un proyecto enmarcado dentro de la estrategia Europea para el plástico y promueve el concepto de Economía Circular. El reto que se persigue con la utilización del aditivo antimicrobiano es conseguir un envase activo que permita prolongar la vida útil del producto, de tal forma que se mantenga su calidad nutricional, inhibiendo el crecimiento de organismos patógenos y de deterioro, mejorando su calidad y garantizando la seguridad alimentaria.

La generación de nuevos conocimientos es fundamental para responder a las necesidades de la sociedad

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La prevalencia de los microorganismos sobre diferentes tipos de superficies es una de las formas de propagación del agente patógeno (contagio indirecto). A lo largo del año 2020, gracias a un proyecto financiado por CSIC, hemos podido evaluar la potencial efectividad antiviral de estos materiales y su capacidad de minimizar o erradicar la transmisión por contacto indirecto. Como resultado de la investigación llevada a cabo, hemos desarrollado materiales capaces de inactivar el coronavirus a los 10 minutos de contacto. Actualmente, seguimos trabajando en la optimización de la incorporación de estos activos antimicrobianos sobre diferentes tipos de superficies.

La pandemia del covid-19 ha puesto de relieve la importancia de la ciencia al servicio de la sociedad. La ciencia es la vía más importante de acceso al conocimiento, y la generación de nuevos conocimientos es fundamental para responder a las necesidades de la sociedad y a los desafíos mundiales como el actual. Dedicarse profesionalmente a la investigación no es un camino sencillo, pero está lleno de momentos muy gratificantes. Hay que aprender a convivir con el fracaso y transformar los problemas en oportunidades.

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