¡Investigación de vanguardia! Conoce el proyecto interinstitucional de Química Computacional
En un esfuerzo interinstitucional que inició en 2017, Utadeo y el Laboratorio de Química Computacional de la Universidad Javeriana, dirigido por la profesora Sol Milena Mejía, trabajan de manera conjunta en investigaciones de vanguardia que responden a las necesidades del sector industrial y farmacológico del país, haciendo uso de computadores. Esta alianza interinstitucional surgió como una iniciativa promovida por el egresado del programa de Ingeniería Química y estudiante de la Maestría en Modelado y Simulación de Utadeo, Kevin Chacón,
Actualmente, el grupo que trabaja en este proyecto está integrado por siete estudiantes, dos jóvenes profesionales egresadas del programa de Ingeniería Química, patrocinadas por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación, y un estudiante de la Maestría en Modelado y Simulación, quienes cuentan no solo con las herramientas tecnológicas del laboratorio sino además con el respaldo y la asesoría de un grupo de profesores de ambas universidades y de algunas universidades nacionales e internacionales, entre los que se destacan Andrés Fernando Bernal (Utadeo), Ernesto Chigo (Universidad Autónoma de Puebla – México-), Fabián Harvey López (Universidad Nacional) y Ronaldo Rodrigues Pelá (Universidad Humboldt de Berlín – Alemania-).
“En el laboratorio se brindan bastantes herramientas para que los estudiantes puedan desarrollar con éxito su trabajo de grado. Tenemos definidas metodologías, cronogramas, video tutoriales de actividades semanales, rúbricas de evaluación y una serie de actividades dirigidas. Antes de iniciar, se definen los cupos disponibles para nuevos estudiantes, temas de los trabajos de grado y los conceptos básicos que debe aprender el estudiante para desarrollar dicho trabajo, de tal forma que solo deban preocuparse por llegar a aprender, realizar los cálculos, escribir y pasarla bien”, señala Chacón.
Kevin Chacón, tadeísta pionero de esta alianza interinstitucional
Como lo advierten los estudiantes, el proyecto se ha convertido en una importante ventana para proyectarse internacionalmente y obtener financiación para sus investigaciones. Por ejemplo, el profesor Rodrigues no solo brinda asesoría a los estudiantes colombianos, sino también se encuentra gestionando posibles estancias, intercambios académicos y prácticas de investigación en Alemania, al tiempo que se abren posibilidades de becas para maestría y doctorado.
De igual manera, uno de los proyectos adelantados por la estudiante Diana Sofía Martínez, que versa sobre la “Predicción de parámetros de afinidad molecular entre modificadores de polímeros anfifílicos y la anfotericina B como compuesto con actividad antifúngica”, tendría una importante aplicación en la industria farmacéutica, recibe financiación por parte del programa Jóvenes Talentos del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación. La investigación en cuestión permitiría el desarrollo del encapsulado de un tipo de antibiótico muy tóxico que es utilizado para tratar enfermedades relacionadas con el sistema inmunológico. Dicho encapsulado permitiría que el medicamento se suministre de forma oral, y así disminuir su toxicidad.
“La experiencia en el laboratorio ha sido interesante e innovadora. Ha sido un reto para confrontarnos como estudiantes, aprender a investigar y escribir como científicos”, precisa Martínez.
Sol Mejía, directora del Laboratorio de Química Computacional de la U. Javeriana
El Laboratorio de Química Computacional, por medio de Min. Ciencias, tiene vinculado, de tiempo completo, personal científico que contribuye en el desarrollo de algunos trabajos de investigación en los que están trabajando los tesistas, siendo un apoyo importante para ellos, al tiempo que los estudiantes cuentan con la asesoría permanente de la profesora Sol Mejía, Kevin Chacón, Andrés Bernal y Daniel Pardo, quienes llevan a cabo funciones como la realización de cálculos de estructura electrónica, a través de software especializado y otras labores de coordinación o capacitación de los jóvenes investigadores.
Otros de los temas centrales que allí se manejan tienen que ver con las interacciones intermoleculares con énfasis en los puentes de hidrógeno, la caracterización de nanoclústeres de oro y la síntesis de fármacos bajo metodologías que están en boca de la industria moderna, tal como lo es la mecánica cuántica, la dinámica molecular y el acoplamiento o docking molecular
El tadeísta Christian Medina trabaja junto con con el profesor Chigo en torno a la “Evaluación del efecto de la temperatura y del medio acuoso sobre la adsorción de óxido nítrico (NO) por el fullereno de nitruro de boro (B26N2)”. Su estudio, con el cual ya ha participado en algunos encuentros internacionales de investigación, permitiria identificar los diferentes procesos de adsorción como mecanismo de transporte para ingresar óxido nítrico al cuerpo humano, y de esta manera contribuir con el desarrollo de un posible tratamiento para la diabetes mellitus tipo 2, dado que esta enfermedad se caracteriza por la insuficiencia de dicho óxido en el cuerpo. En las fases in silico (hecho por computadora o vía simulación), ha trabajado partiendo de la teoría funcional de la densidad, al tiempo que explora el análisis de micromateriales dispuestos en dichos fulerenos.
Christian Medina y Diana Martínez integrantes del Laboratorio de Química Computacional
Por otro lado, el tadeísta Andrés Forero desarrolla una investigación en torno a nanocatalizadores que permitirían purificar el hidrógeno, a partir de la oxidación del monóxido de carbono. Este tipo de acercamiento servirían, por ejemplo, para que los carros que utilizan este tipo de combustible puedan tener un producto más puro y así obtener un mayor rendimiento: “Este proyecto tiene un plan muy estructurado y brinda las herramientas a los estudiantes para generar una investigación de muy alto desempeño”, añade Forero.
Andrés Forero, integrante del Laboratorio en Química Computacional
Ampliando las redes de colaboración
Para el primer semestre del próximo año, la idea es que esta alianza interinstitucional se multiplique, incluyendo a nuevos actores, entre ellos a estudiantes y docentes de las universidades de Los Andes, Distrital y de América, con quienes ya se han adelantado conversaciones, con el fin de llevar esta experiencia innovadora a más estudiantes y profesores colombianos.
"Estamos pensando en aumentar nuestra capacidad de dirección de estudiantes por medio del mejoramiento de nuestras metodologías, cronogramas y capacitaciones. Estamos contemplando la posibilidad de permitir el desarrollo de los trabajos por parejas; de esta manera, se tendrían planeadas aproximadamente cinco propuestas de trabajos de grado en la modalidad de formación para la investigación para los estudiantes de la Tadeo. La próxima convocatoria se dará a conocer a mediados de octubre”, anticipa Chacón.
Distribución de carga, mapas de potencial electrostático, caminos de reacción y diagrama de densidad de estados a nivel molecular
Un ejemplo de esas redes de cooperación se evidencia en la pesquisa del estudiante John Jairo Molina, quien hace un “Análisis de acoplamiento molecular para la identificación de potenciales compuestos inhíbidores de cisteína sintasa de Trypanosoma cruzi”. A esta iniciativa se han sumado estudiantes de doctorado en la Javeriana y un grupo de investigación en la Universidad Manuela Beltrán.
De igual forma, los estudiantes María Camila Padilla y Daniel Mojica recientemente se involucraron en este grupo de investigación; ellos iniciaron un proyecto que se enfoca en identificar componentes de la leche y otros alimentos que inhiben la efectividad de los antibióticos en el organismo, cuando se consumen al mismo tiempo.
María Camila Padilla y Daniel Mojica, integrantes del Laboratorio de Quimica Computacional
La invitación está hecha para todos aquellos estudiantes que quieran desarrollar su trabajo de grado en el laboratorio; allí tendrán la oportunidad de conocer cómo se hace ciencia desde un grupo de investigación internacional, obtener reconocimiento académico y experiencia útil para la vida laboral; muestra de ello son las seis participaciones en eventos científicos que los estudiantes han llevado a cabo.
