Entre los temas de investigación más importantes que existen hoy en el campo de la Física se encuentra el de la difusión en sistemas confinados y su aplicación en áreas vinculadas a la Química, la Biología y la Ingeniería, señaló el doctor Leonardo Dagdug Lima, investigador del Área de Sistemas Complejos de la Unidad Iztapalapa de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM).
El interés por el estudio de fenómenos que ocurren a nivel de las proteínas de la membrana celular ha cobrado gran interés en los últimos años –tanto para quienes hacen teoría como para quienes se dedican a la parte experimental– debido al alcance de sus posibles repercusiones en campos como la medicina, la matemática, la física y los procesos biológicos, entre otros.
Producto de la colaboración con el National Institute of Health (NIH) de los Estados Unidos, donde hizo un posdoctorado y trabajó al lado de destacados especialistas como los doctores George Wiss, Alexander Berezhkovskii y Sergey Bezrukov, el doctor Dagdug Lima ha participado en la publicación de más de 60 artículos especializados relacionados con la difusión dentro de la célula.
El investigador del Departamento de Física de la Unidad Iztapalapa –quien ha sido profesor invitado y ha recibido distinciones por parte del NIH– explicó en entrevista que el propósito de su trabajo es estudiar los procesos de difusión dentro de la célula, principalmente de los movimientos difusivos en la membrana. “Buscamos establecer cómo los ligandos se unen a los receptores celulares, así como el proceso por el que los iones pasan por los canales iónicos”, señaló.
Los receptores son proteínas que se encuentran en la membrana celular y juegan un papel fundamental al enviar señales al interior de la célula cuando entran en contacto con diferentes ligandos. Otra forma en que las células se comunican es a través de canales que dejan pasar iones y éste es uno más de los aspectos que el grupo investiga.
La complicación de estudiar la difusión en sistemas biológicos es que siempre el movimiento de los fenómenos estudiados está confinada, ya sea por un tubo, por obstáculos o porque no pueden salir de la membrana y esto hace complicado su análisis.
El doctor Dagdug Lima indicó que en los últimos 10 años el grupo ha desarrollado teorías “bastante poderosas” para estudiar estos procesos. Particularmente el grupo de la UAM, en el que participan los doctores Inti Pineda, Alejandro García Chung, así como Guillermo Chacón, de la Unidad Cuajimalpa, ha realizado una importante aportación teórica al resolver el problema de la difusión en sistemas que no son simétricos. “Nosotros pudimos resolver el problema en canales asimétricos y también la difusión en una membrana con obstáculos y canales que tampoco se había podido solucionar”, comentó.
Como resultado de este trabajo, el doctor Dagdug Lima fue invitado a dar una serie de conferencias al Instituto Max Planck, enfocado a los sistemas complejos, porque consideran que uno de los temas actuales de mayor importancia en el campo de la Física es la difusión en sistemas confinados y sus aplicaciones tanto en la Química, la Física y la Ingeniería, entre otras.
En relación con las aplicaciones de este campo de investigación subrayó que algunas de las más importantes tienen lugar en el ámbito de la medicina, y destacó el caso del trabajo realizado con el doctor Wiss, “ya que participamos con la teoría que nos dice cómo medir el volumen de los tumores de cáncer”, y esto sirvió para que el NIH diseñara un aparato que hace esa función, que hoy tienen a prueba.
En la Física es también muy interesante porque se observan fenómenos antes desconocidos y esto enriquece la disciplina, por ejemplo, cuando se confinan más partículas en un sistema, se comportan de manera muy diferente a cuando sin fronteras y entonces, “por medio de este confinamiento, podemos controlar muchas cosas, como la liberación de un medicamento a determinada velocidad”.
Fuente UAM
