El IRNASA-CSIC recibe el asesoramiento de un panel de expertos para avanzar en la segunda fase del proyecto Max-CSIC

El Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC) ha celebrado los días 18 y 19 de septiembre su III Workshop de Excelencia, en el que un panel internacional de expertos junto al propio staff del Instituto, ha participado en la definición y discusión de las líneas estratégicas que deberán integrar el futuro proyecto científico y el plan de excelencia. Se avanza así en la superación de la segunda fase del Proyecto MaX-CSIC (Marco de Autoevaluación y Evaluación de Excelencia Científica y Social-CSIC), una iniciativa que promueve la excelencia científica dentro del principal organismo de investigación a nivel nacional.

En estos dos días se han puesto en común 27 presentaciones a cargo del personal del propio instituto, así como de otros centros a nivel nacional e internacional, que van a permitir confeccionar el plan científico, así como las estrategias de internacionalización, transferencia de conocimiento, atracción de talento o impacto social, a través de las contribuciones de los expertos en todas estas áreas.

El proyecto científico y el plan de excelencia que se presentará próximamente a la segunda fase del Max-CSIC será evaluado por comités internos y externos. La superación de la segunda fase conllevará la concesión de hasta 300.000 euros para la puesta en marcha y desarrollo del plan de excelencia. Además, los centros que lo superen recibirán el sello de Excelencia ASPIRA-MaX Sagrario Martínez-Carrera. La tercera y última fase, consistirá en la evaluación ex-post de forma que los centros que obtengan una valoración positiva recibirán el sello de Excelencia ASPIRA-MaX Margarita Comas, máximo reconocimiento al esfuerzo hacia la excelencia científica otorgado por la presidencia del CSIC.

El IRNASA-CSIC obtuvo el pasado mes de mayo el sello de excelencia ASPIRA-MaX Josefa Barba, superando la primera fase del Proyecto MaX-CSIC, dotado con 20.000 euros para preparar la segunda fase. De los 124 centros que el CSIC tiene repartidos por toda España, solo 40 lograron esta distinción.

El proyecto ‘Marco de Autoevaluación de Excelencia-MaX’ tiene su origen en un grupo de expertos que analizó los centros punteros de investigación dentro del CSIC para determinar las características que los definen. Ese trabajo sirvió para diseñar un programa exportable a otros centros de investigación que les pueda servir para avanzar hacia la excelencia científica. Este programa incluye, entre otras propuestas, la concesión de ayudas económicas para que los centros de investigación puedan desarrollar un plan de actuación propio, que recoja acciones encaminadas a fortalecer aquellos aspectos susceptibles de mejora. Para ello se establece un itinerario que conlleva la asignación de recursos y acreditaciones de excelencia.

Proyecto ‘CLU-2019-05’ Unidad de Excelencia IRNASA-CSIC

El Workshop celebrado esta semana supone la tercera edición de las Jornadas de Excelencia Investigadora que el IRNASA inició en 2022 en el marco del proyecto “CLU-2019-05 Unidad de Excelencia IRNASA-CSIC”, financiado por la Junta de Castilla y León y cofinanciado por la Unión Europea (FEDER “Europa impulsa nuestro crecimiento”), proyecto que concluye este año y que ha permitido realizar importantes avances en materia de internacionalización (fortaleciendo las colaboraciones y la participación en proyectos europeos), transferencia de conocimiento o atracción del talento.

Antígenos del gusano Fasciola hepatica presentan efectos antivirales contra SARS-CoV-2 in vitro

  • Un estudio encabezado por el IRNASA-CSIC concluye que estas moléculas tendrían potencial como agentes terapéuticos frente a SARS-CoV-2 y otros virus respiratorios emergentes

Un estudio realizado por el Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC) en el marco de la Plataforma Temática Interdisciplinar (PTI) Salud Global del CSIC y publicado en la revista International Journal of Molecular Science (IJMS) determina que antígenos del helminto Fasciola hepatica presentan efectos antivirales contra SARS-CoV-2 in vitro.

Los helmintos son gusanos parásitos de gran tamaño que pueden infectar a los seres humanos, siendo responsables del desarrollo de enfermedades en más de dos mil millones de personas en el mundo. Dados los puntos de coincidencia que tienen muchos patógenos al generar una respuesta inmune en el huésped, este grupo de investigadores propone que la infección por helmintos puede influir en la respuesta ante otras enfermedades infecciosas concurrentes, específicamente en la infección por SARS-CoV-2, con potencial para generar nuevos antivirales.

En este estudio, en el que también participa el Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio, centro mixto CSIC-Universidad de Valencia) se utiliza la especie Fasciola hepatica, helminto parásito con un ciclo de vida complejo que puede infectar a humanos, produciendo fasciolosis, causada por la ingestión de metacercarias (su forma larvaria) en agua o plantas acuáticas. Las larvas ingeridas exquistan en el duodeno y liberan FhNEJ, y luego continúan su desarrollo hasta llegar a la edad adulta en los conductos biliares, pudiendo causar daños en los tejidos.

Los FhNEJs inducen cambios en las proteínas de las células huésped relacionadas con el tráfico mediado por vesículas y una regulación positiva de la respuesta inmune mediada por interferones del tipo I (IFN). Ambas respuestas están directamente relacionadas con la entrada celular y replicación de SARS-CoV-2, por lo que la hipótesis del estudio es que la infección por F. hepatica puede tener influencia en la posterior infección por el virus del COVID.

Para evaluar esta hipótesis se utilizaron células Vero pretratadas con extracto de antígeno de FhNEJ enriquecido con tegumento (FhNEJ-TEG) y se observó una reducción en la infección por partículas de VSV (virus de la estomatitis vesicular) pseudotipadas con la proteína S del SARS-CoV-2 (VSV-S2). Estos resultados se comprobaron con un modelo in vitro, utilizando infecciones reales de SARS-CoV-2. Cabe destacar que la actividad antiviral observada en el tratamiento con FhNEJ-TEG es similar a la obtenida gracias al tratamiento con remdesivir, uno de los pocos fármacos aprobados actualmente para tratar la COVID-19.

Además de esto, se trataron las células Vero después de la infección con VSV-S2 y también se observó una reducción en la infección, lo que sugiere que FhNEJ-TEG puede afectar también en las etapas de infección posteriores a la entrada.

En conjunto, estos datos sugieren que se podría fomentar la producción de moléculas derivadas de FhNEJ para ser aplicadas como agentes terapéuticos contra SARS-CoV-2 y otros virus respiratorios emergentes, dada su capacidad de alterar su infectividad.

Esta investigación ha sido financiada por fondos Next Generation de la Comisión Europea a través de la PTI Salud Global del CSIC, por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España (Proyectos AGL2015-67023-C2-2-R y PID2019-108782RB-C22) y por el Proyecto “CLU-2019-05—Unidad de Excelencia IRNASA/CSIC”, financiado por la Junta de Castilla y León y cofinanciado por la Unión Europea (FEDER “Europa impulsa nuestro crecimiento”).

Referencia bibliográfica:

Serrat, J., Francés-Gómez, C., Becerro-Recio, D., González-Miguel, J., Geller, R., & Siles-Lucas, M. (2023). Antigens from the Helminth Fasciola hepatica Exert Antiviral Effects against SARS-CoV-2 In Vitro. International journal of molecular sciences, 24(14), 11597. https://doi.org/10.3390/ijms241411597

Visita a la Universidad de Valencia para probar la técnica DIPA-CRISPR de edición genética de insectos

Investigadores del Laboratorio de Agroecología Molecular (Molecolab) del IRNASA-CSIC se encuentran esta semana en la Universidad de Valencia, en concreto, en el Laboratorio del Dr. Salvador Herrero, probando una nueva técnica para editar genéticamente insectos denominada DIPA-CRISPR. Esta técnica permite editar el genoma de insectos de manera sencilla y eficiente, por lo que constituye una nueva herramienta de investigación muy prometedora.

Programa de fortalecimiento de las estructuras de investigación «Escalera de excelencia» Ayuda a la internacionalización, cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional.

El IRNASA-CSIC celebra sus II Jornadas de Excelencia Investigadora

El Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC) ha celebrado los días 29 y 30 de mayo sus II Jornadas de Excelencia Investigadora, un foro de actualización científico-técnica y networking entre el personal del centro en el que se han presentado los diferentes servicios activos, así como los proyectos de investigación y convenios vigentes.

Las Jornadas, promovidas por la Unidad de Excelencia del IRNASA-CSIC, han constado de dos sesiones de mañana con un total de 27 presentaciones cortas de 15 minutos de duración y tiempo para el debate, un trabajo conjunto fundamental para avanzar hacia los diferentes objetivos del proyecto de Excelencia, fomentar un mayor conocimiento entre los distintos grupos de investigación y áreas del Instituto y destacar su singularidad científica y técnica.

Además, la Jornada de hoy martes ha contado con la presencia de Ana Castro, Vicepresidenta Adjunta de Innovación y Transferencia del CSIC, quien ha detallado el trabajo que se realiza a nivel nacional para fomentar la transferencia de conocimiento en el CSIC y ha resuelto las consultas de los asistentes.

Las I Jornadas de Excelencia Investigadora se han organizado en el marco del proyecto “CLU-2019-05 Unidad de Excelencia IRNASA-CSIC”, financiado por la Junta de Castilla y León y cofinanciado por la Unión Europea (FEDER “Europa impulsa nuestro crecimiento”).

Residuos de champiñón y polvo de ofita mejoran la calidad de los suelos de los viñedos

  • El viñedo riojano presenta índices de riesgo de desertificación alarmantes, con muy bajos niveles de materia orgánica, compactación, falta de estructura y equilibrio, lo que se traduce en una menor calidad de la uva
  • Una investigación desarrollada por el IRNASA-CSIC, en colaboración con la Universidad de La Rioja, evalúa los efectos de un nuevo compost orgánico-mineral como técnica de manejo sostenible
  • El trabajo se enmarca en el proyecto VITIREG (Grupo Operativo Viticultura Regenerativa)

El sector vitivinícola riojano se enfrenta a un importante reto: buscar soluciones a la disminución en la calidad de la uva y a la heterogeneidad de los vinos derivadas de un aumento en la desertificación de los suelos. Un equipo científico del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC), la Universidad de La Rioja y la Universidad de Salamanca ha comprobado que la aplicación repetida de enmiendas a base de residuos de champiñón y su combinación con polvo de ofita, una roca de origen volcánico, puede mejorar la calidad de los suelos.

El trabajo, que acaba de publicarse en la revista ‘Environmental Research’, forma parte del proyecto VITIREG (Grupo Operativo Viticultura Regenerativa) en el que se están ensayando diversas técnicas de agricultura regenerativa para restaurar la salud de los suelos del viñedo riojano y de la uva obtenida.

Entre ellas está la aplicación de enmiendas orgánicas a base de sustrato postcultivo de champiñón (SPCH), un residuo que se genera en grandes cantidades en La Rioja, donde se producen alrededor de 61.000 toneladas de champiñón al año, aproximadamente el 60% de la producción nacional. De esta forma, tal y como detalla la investigadora del IRNASA-CSIC Sonia Rodríguez Cruz, “es posible valorizar este residuo dándole una nueva vida útil, un enfoque muy interesante dentro del nuevo modelo de Economía Circular”.

Por otro lado, se ha estudiado por primera vez la aplicación de esta enmienda recompostada con un 15 por ciento de polvo de ofita, un tipo de roca que también se produce en La Rioja -y que se utiliza por ejemplo en la construcción de vías férreas o carreteras- para ayudar “a remineralizar el suelo, ya que puede aportar componentes clave como manganeso, hierro, zinc y cobre”.

Además, añade la investigadora del IRNASA-CSIC, se ha combinado la aplicación de estas enmiendas “con cubiertas vegetales de gramíneas en los pasillos entre las hileras de los viñedos”, un tipo de manejo que cada vez es más habitual por sus contrastados beneficios, al “proteger al suelo de la erosión y favorecer la retención de agua”, subraya.

Suelos más fértiles y equilibrados

En el trabajo, el equipo investigador evaluó los cambios en los parámetros fisicoquímicos y bioquímicos en dos tipos de suelos de viñedos -franco limoso y franco arenoso- tras aplicar dos dosis de sustrato postcultivo de champiñón (SPCH) y SPCH recompostado con ofita, durante dos años consecutivos. En ambos tipos de suelos, se observó un aumento en el contenido de carbono orgánico y nutrientes que persistió en el tiempo, favorecido en los suelos enmendados con la dosis más alta.

Los hallazgos permiten avanzar en el establecimiento de nuevos protocolos basados ​​en la aplicación de este nuevo compost orgánico-mineral como técnica de manejo sostenible, una de las prácticas innovadoras que plantea el Grupo Operativo VITIREG. En combinación con otras, como las cubiertas vegetales o el aporte de preparados microbiológicos, se pretende incrementar la fertilidad del suelo, disminuir la erosión, mejorar el balance de huella de carbono, reducir el uso de abonos y pesticidas químicos, mejorar el equilibrio nutricional del viñedo y lograr una mayor resistencia a las enfermedades.

El trabajo está cofinanciado por la Unión Europea a través del Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural (FEADER), el Ministerio de Agricultura y el Gobierno de La Rioja. El IRNASA-CSIC cuenta además con el apoyo del Proyecto “CLU-2019-05 – Unidad de Excelencia, cofinanciado por la Junta de Castilla y León y la Unión Europea (FEDER “Europa impulsa nuestro crecimiento”).

Referencia

Carpio MJ, Andrades Rodríguez MS, Herrero-Hernández E, Marín-Benito JM, Sánchez-Martín MJ, Rodríguez-Cruz MS. Changes in vineyard soil parameters after repeated application of organic-inorganic amendments based on spent mushroom substrate. Environ Res. 2023, 221:115339. https://doi.org/10.1016/j.envres.2023.115339

Estancia breve en la Universidad de Oviedo para ampliar conocimientos sobre proteómica

Los investigadores Iván Fernández López y Pedro López Gómez, miembros del Grupo de Interacción Planta-Microorganismo del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC), han realizado una estancia breve la semana pasada en la Universidad de Oviedo con el objetivo de ampliar su formación sobre proteómica y procesamiento de datos proteómicos.

Para ello contaron con el apoyo del Dr. Luis Valledor, del Departamento de Biología de Organismos y Sistemas, especialista en estas áreas. La proteómica estudia el proteoma, es decir, el conjunto de proteínas que se expresan en un determinado tejido en un determinado momento. En la actualidad, mediante diferentes técnicas y herramientas, es posible identificar nuevas proteínas en relación con su función y también conocer como está controlada su expresión dentro de redes de regulación.

Esta información es muy importante en los estudios que realiza el Laboratorio de Agroecología Molecular (Molecolab) del IRNASA-CSIC, al que pertenecen los investigadores, en los que se explora el papel del microbioma de la rizosfera como parte integral del sistema inmunológico de especies de plantas de cultivo.

Una investigación liderada por el IRNASA-CSIC busca nuevas dianas contra la fasciolosis

30 DE ENERO, DÍA MUNDIAL DE LAS ENFERMEDADES TROPICALES DESATENDIDAS

  • La fasciolosis, causada por el gusano parásito ‘Fasciola hepatica’, es una enfermedad zoonótica desatendida que afecta a animales y humanos en todo el mundo
  • Los investigadores han desarrollado nuevos modelos ‘in vitro’ y ‘ex vivo’ de ratón para replicar las primeras interacciones entre hospedador y parásito, con el fin de identificar proteínas y procesos biológicos que se ven alterados
  • Estas moléculas pueden ayudar a definir nuevas herramientas para el control y el tratamiento de la enfermedad

Investigadores del Laboratorio de Helmintos Parásitos de Importancia Zoonótica (ATENEA) del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC), en colaboración con colegas del Instituto de Salud Carlos III y de las universidades de Salamanca y Córdoba, han publicado dos artículos en la revista científica ‘PLOS Neglected Tropical Diseases’ en los que profundizan en la comprensión de las interacciones tempranas entre hospedador y parásito en la fasciolosis, una enfermedad zoonótica desatendida que supone un grave problema sanitario y económico a nivel mundial. El objetivo es identificar nuevas dianas para el control y el tratamiento de la enfermedad.

La fasciolosis es una enfermedad zoonótica –una infección que puede transmitirse entre animales y seres humanos- causada por una especie de gusano parásito, denominado Fasciola hepatica. La infección se produce por la ingestión de plantas acuáticas o de agua contaminada con sus larvas, llamadas metacercarias.

La fasciolosis afecta a animales y humanos en todo el mundo, causando importantes pérdidas económicas a los ganaderos -afecta principalmente a especies herbívoras de gran tamaño, como vacas y ovejas- y problemas de salud en los países en vías de desarrollo. Por ello, tiene el estatus de enfermedad olvidada o desatendida, es decir, se engloba en el conjunto de enfermedades infecciosas, muchas de ellas parasitarias, que afectan principalmente a las poblaciones más pobres y con un limitado acceso a los servicios de salud. Hoy precisamente se celebra su Día Mundial, una efeméride declarada por la OMS con la que se busca concienciar sobre la necesidad de investigarlas, controlarlas y erradicalas.

Tal y como detalla David Becerro Recio, investigador del IRNASA-CSIC y primer autor de ambos artículos, el tratamiento y la prevención de la fasciolosis supone un problema de creciente preocupación debido a la aparición de parásitos resistentes al medicamento disponible en la actualidad, el triclabendazol, y a la eficacia limitada de las vacunas ensayadas.

Desarrollar vacunas antiparasitarias, test diagnósticos y nuevos fármacos para el tratamiento y la prevención de la fasciolosis es fundamental, y para ello, el equipo científico trata de comprender mejor el proceso de infección por este parásito. En concreto, en estos artículos se enfocan en la primera etapa.

“Cuando se ingieren plantas o agua contaminada con metacercarias, estas liberan juveniles en el duodeno del hospedador, donde establecen contacto con el epitelio y cruzan la barrera intestinal para llegar al peritoneo en las 2-3 horas posteriores a la infección. Los juveniles se arrastran por el peritoneo hacia el hígado y migran a través del tejido hepático antes de llegar a su ubicación definitiva dentro de los conductos biliares principales, donde maduran hasta convertirse en gusanos adultos”, explica Becerro Recio, que centra su tesis doctoral en el estudio de esas interacciones tempranas entre hospedador y parásito.

Nuevos modelos ‘in vitro’ y ‘ex vivo’

Para caracterizar qué cambios se producen en esa primera interacción tanto en las células intestinales del hospedador como en el parásito, los investigadores han desarrollado un nuevo modelo ‘in vitro’ que replica el momento en que la forma juvenil del parásito atraviesa la pared intestinal del hospedador.

“Por un lado, hemos utilizado juveniles del parásito y, por otro, un cultivo de células epiteliales primarias de intestino delgado de ratón y los hemos puesto en contacto en una placa. Los dejamos incubando conjuntamente durante tres horas, el tiempo que aproximadamente tarda el parásito en atravesar la pared intestinal, y después separamos ambos organismos y hacemos una extracción de proteínas. Posteriormente, utilizando técnicas proteómicas y bioinformáticas, determinamos qué proteínas cambian sus niveles de expresión tras ese contacto”.

Por otra parte, han planteado un modelo ‘ex vivo’ en el que buscan determinar qué efectos tiene para ambos organismos el paso a través de la pared intestinal. “Hemos preparado un modelo animal de ratón en el que extraemos un trocito de intestino delgado que corresponde a esa región concreta que atraviesan los juveniles de Fasciola, y los introducimos dentro. Los mantenemos durante tres horas y, una vez pasado ese tiempo de incubación, retiramos los juveniles que han logrado pasar y realizamos la caracterización proteómica y bioinformática”, precisa.

Nuevas dianas contra la fasciolosis

Gracias a estos trabajos, el equipo ha podido identificar una serie de proteínas implicadas en procesos biológicos relevantes para el desarrollo del parásito. Entre ellos está la proteólisis o degradación de proteínas, “un proceso fundamental para el parásito ya que le permite migrar a través de los tejidos del hospedador, degradar las estructuras del hospedador para alimentarse y degradar los anticuerpos que tiene ‘pegados’ a su superficie como mecanismo de defensa”. También han detectado proteínas implicadas en la alteración de otros procesos como la nutrición del parásito, la respuesta a los radicales libres o la actividad muscular del parásito.

Las moléculas identificadas en estos modelos de interacciones tempranas hospedador-parásito podrían ayudar a definir nuevas herramientas contra la fasciolosis. Para ello, los investigadores del IRNASA-CSIC siguen profundizando en estos procesos. “Por el momento hemos caracterizado qué proteínas cambian su expresión pero también queremos analizar, utilizando el mismo modelo ‘in vitro’, qué sucede con los ARN de la célula, para saber si hay una correlación entre los datos proteómicos y a nivel de ARN, y realizar una aproximación transcriptómica”, avanza Becerro Recio.

Referencias

Becerro-Recio, D., Serrat, J., López-García, M., Sotillo, J., Simón, F., González-Miguel, J., & Siles-Lucas, M. (2022). Proteomics coupled with in vitro model to study the early crosstalk occurring between newly excysted juveniles of Fasciola hepatica and host intestinal cells. PLOS Neglected Tropical Diseases, 16(10), e0010811. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0010811

Becerro-Recio, D., Serrat, J., López-García, M., Molina-Hernández, V., Pérez-Arévalo, J., Martínez-Moreno, Á., … & Siles-Lucas, M. (2022). Study of the migration of Fasciola hepatica juveniles across the intestinal barrier of the host by quantitative proteomics in an ex vivo model. PLOS Neglected Tropical Diseases, 16(9), e0010766. https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0010766

El IRNASA-CSIC forma parte del Proyecto “CLU-2019-05 – Unidad de Excelencia IRNASA-CSIC”, financiado por la Junta de Castilla y León y cofinanciado por la Unión Europea (FEDER “Europa impulsa nuestro crecimiento”).

El IRNASA-CSIC visibiliza las enfermedades tropicales desatendidas con diversas acciones en su Día Mundial

El Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC) se suma hoy, 30 de enero, a la conmemoración del Día Mundial de las Enfermedades Tropicales Desatendidas, una efeméride declarada por la Organización Mundial de la Salud (OMS) con la que se busca concienciar sobre la necesidad de investigarlas, controlarlas y erradicarlas.

Bajo la premisa, según el lema escogido por la OMS este año, de lograr la equidad sanitaria para acabar con la desatención de estas enfermedades y de otras infecciones relacionadas con la pobreza, conocidas en la Región de las Américas como “enfermedades infecciosas desatendidas” (EID), el IRNASA-CSIC ha desarrollado diversas actividades en los últimos 10 días con el fin de visibilizarlas y de dar a conocer el trabajo que desarrolla el centro en este sentido.

Así, los días 20 y 27 de enero se han realizado dos visitas escolares temáticas a los laboratorios del Grupo de Parasitosis de la Ganadería y Zoonosis Parasitarias, en las que cerca de 50 alumnos de 1º de Bachillerato del IES San Juan Bosco y del centro Misioneras de la Providencia de Salamanca han podido conocer qué son estas enfermedades y cómo el IRNASA-CSIC trabaja para combatir algunas de ellas. Es el caso de la fasciolosis y de la fiebre recurrente humana, profundizando en ellas a nivel molecular con el fin último de desarrollar vacunas, test diagnósticos o nuevos fármacos para su control y prevención, entre otras herramientas.

En la misma línea, el IRNASA-CSIC ha publicado un vídeo divulgativo en su cuenta de la red social TikTok, con el que busca llevar la Ciencia, la divulgación científica y la concienciación social a un formato atractivo y adaptado a los nuevos públicos.

Finalmente, en colaboración con el Departamento de Comunicación del CSIC a nivel nacional, se ha elaborado y publicado una nota de prensa conmemorativa del Día Mundial en la que se habla, precisamente, de los últimos trabajos del IRNASA-CSIC respecto a la fasciolosis, recogidos en sendas publicaciones en la revista científica ‘PLOS Neglected Tropical Diseases’.

El IRNASA-CSIC forma parte del Programa de fortalecimiento de las estructuras de investigación «Escalera de excelencia» Ayuda a la internacionalización, cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional.

Una nueva vida para los residuos mineros que contienen antimonio

  • Un equipo de investigadores liderado por el IRNASA-CSIC ha conseguido encapsular residuos de antimonio en cemento, convirtiendo un producto altamente tóxico en un material apto para el relleno de minas o como agregado alternativo en materiales de construcción

Un equipo de investigadores del Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC), la Universidad de Salamanca, la Universidad de Extremadura y la Universidad de Lorraine (Francia) ha publicado un estudio en la revista ‘Journal of Cleaner Production’ en el que muestran el potencial de la cementación para gestionar residuos mineros que contienen antimonio, un elemento tóxico que es considerado contaminante prioritario por la Unión Europea, debido a los importantes problemas ambientales y de salud que puede ocasionar.

El antimonio es un elemento químico de gran valor que se utiliza en la fabricación de multitud de productos, desde teléfonos móviles hasta vidrio, por lo que su producción, lejos de disminuir, irá en aumento en las próximas décadas. Pero existe una creciente preocupación por su amplia distribución en el medio ambiente. En particular, el antimonio puede alcanzar concentraciones elevadas en las zonas donde se explota, especialmente si se ha realizado una mala gestión de los residuos mineros generados.

La estibina es el mineral más importante y la principal fuente comercial de antimonio. Pero la estibina se oxida con suma facilidad y puede dar lugar a la liberación de antimonio que, por encima de ciertas concentraciones, puede contaminar suelos y aguas, causar efectos tóxicos en plantas, acumularse en ellas y transferirse a través de la cadena trófica, amenazando la salud humana y de los ecosistemas.

En la actualidad, el principal productor de antimonio a nivel mundial es China, donde en áreas mineras la ingesta humana de antimonio es aproximadamente un 50% mayor a la ingesta máxima tolerable. Esa ingesta procede de diversas vías como agua, vegetales, cereales o carne.

Tal y como detalla la investigadora del IRNASA-CSIC Esther Álvarez Ayuso, en España, las principales minas de antimonio se encuentran en Extremadura, pero ya no se explotan. “Su explotación tuvo lugar entre los años 40 y 80 del siglo pasado. No obstante, los residuos generados no se han gestionado adecuadamente y se mantienen depositados en el entorno”, precisa.

De residuos tóxicos a admisibles en vertederos

Dada esta problemática, el equipo de investigadores trata de desarrollar métodos para impedir o minimizar la dispersión de este elemento tóxico. Uno de ellos es la encapsulación mediante cemento que, si bien no es una técnica nueva, apenas se ha explorado para el tratamiento de residuos con presencia de antimonio.

“Pensamos que este método podía tener un gran potencial para el tratamiento de este tipo de residuos. Es una técnica económica y se ha aplicado ya con éxito para el tratamiento de otros elementos que presentan un comportamiento geoquímico similar. Además, permite diferentes opciones de gestión de los materiales que se generan tras el proceso de cementación”, explica Álvarez Ayuso.

De este modo, el equipo sometió los residuos en laboratorio a distintos procesos de cementación, utilizando cemento Portland e hidróxido de calcio como aglomerante, en diferentes proporciones, determinando las condiciones óptimas.

“Bajo las condiciones que hemos seleccionado en este trabajo hemos conseguido que estos residuos, que eran caracterizados como tóxicos y ni siquiera admisibles en vertederos de residuos peligrosos debido a su elevada lixiviación de antimonio, se conviertan en residuos no tóxicos y admisibles en vertederos controlados”, subraya la investigadora del IRNASA-CSIC.

Una gestión circular

Poder depositar este producto en vertederos es una opción para la gestión de estos residuos, pero no la única, ya que otro de los puntos fuertes del trabajo es que comprueba que el material resultante puede ser utilizado para el relleno de minas, ya que cumple con los valores de resistencia a la compresión requeridos. Asimismo, han observado que algunos de los residuos mineros estudiados tienen un gran potencial para ser empleados como sustitutos de agregados naturales en materiales de construcción.

“Lo que estaríamos consiguiendo es el tratamiento de los residuos, evitando la contaminación del medio ambiente y a su vez reutilizarlos, preservando los recursos naturales, lo que es muy interesante desde el punto de vista de la economía circular”, concluye Álvarez Ayuso, quien agrega que la idea del equipo es seguir avanzando en este enfoque a través de futuros proyectos.

El trabajo se enmarca en un proyecto del Programa Estatal de I+D+i Orientado a los Retos de la Sociedad titulado ‘Técnicas de estabilización/encapsulación de residuos mineros con presencia de metaloides’, financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación, la Agencia Estatal de Investigación (AEI) y Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) en el que colaboran las cuatro instituciones que participan en este artículo. Esta línea de investigación también cuenta con el apoyo del proyecto “CLU-2019-05 – Unidad de Excelencia IRNASA-CSIC”, financiado por la Junta de Castilla y León y cofinanciado por la Unión Europea (FEDER “Europa impulsa nuestro crecimiento”).

Explotación minera.

El IRNASA-CSIC pone en marcha un Servicio de Bioinformática y Edición Génica

  • Tendrá como fines optimizar la gestión de los miles de datos biológicos obtenidos en los procesos de investigación y aplicar la tecnología de edición genética CRISPR-CAS a la mejora de plantas de cultivo

El Instituto de Recursos Naturales y Agrobiología de Salamanca (IRNASA-CSIC) suma un nuevo servicio. Se trata del Servicio de Bioinformática y Edición Génica, dirigido por el investigador Iván Manuel Fernández López, que tendrá como objetivo facilitar y mejorar el análisis de los datos biológicos obtenidos en los procesos de investigación, así como aplicar la tecnología de edición genética CRISPR-CAS a la mejora de plantas de cultivo.

La bioinformática, una subdisciplina de la biología y la informática centrada en el uso de la computación para el manejo de datos biológicos, se está convirtiendo en una de las áreas científicas con mayor desarrollo y proyección en los últimos años.

“En la investigación científica, independientemente de la línea en la que estés trabajando, actualmente se manejan gran cantidad de datos y su interpretación resulta compleja”, explica el investigador del IRNASA-CSIC. Un claro ejemplo de esto, son los análisis basados en el “RNA Sequencing”, donde las empresas secuencian las muestras biológicas entregadas por los investigadores y realizan un mapeo genético. Finalmente a los investigadores se les entregan archivos con miles de datos cuya gestión es compleja.

“Muchas veces es difícil encontrar sentido a estos datos. Desde el Servicio de Bioinformática tratamos de ayudar a los investigadores a analizar esos datos, su integración, etc. En el futuro esperamos incluso poder realizar ese mapeo inicial, que requiere de un equipo potente capaz de realizar el proceso”, avanza el responsable del servicio.

Integración de datos ómicos

Una de las líneas más novedosas en las que trabajará el nuevo Servicio de Bioinformática del IRNASA-CSIC es la integración de datos ómicos, es decir, el tratamiento conjunto de los miles de datos procedentes de los estudios de transcriptómica (nivel de expresión génica), proteómica (el conjunto de proteínas) y metabolómica (el conjunto de metabolitos o moléculas orgánicas pequeñas).

“A veces vemos solo por una ventanita, nos quedamos con la expresión de un gen o la cantidad de una hormona, y obviamos que esto está integrado con otras cosas”, apunta Iván Manuel Fernández López sobre la importancia de interrelacionar estos datos para obtener la mayor cantidad de información posible y de la máxima calidad.

En estos momentos, las empresas que se dedican a realizar este tipo de integración efectúan análisis estandarizados. El objetivo del servicio es poder realizar análisis más específicos, adaptados a las necesidades de cada investigador. Una integración que es compleja de implementar y que, a día de hoy, está al alcance de pocas empresas y grupos de investigación, pero que es clave para determinar el porqué de algunos procesos biológicos.

Edición génica de plantas

Por otro lado, el nuevo servicio aplicará la técnica CRISPR-CAS para la obtención de plantas de interés agrícola con características mejoradas, por ejemplo, más productivas, con mejores defensas frente a plagas o enfermedades o con mayor capacidad de adaptación a nuevas condiciones ambientales. Esta técnica de edición génica permite cortar y/o pegar material genético de una forma totalmente dirigida y limpia, evitando el uso de plantas transgénicas.

“En un futuro queremos ofrecer este servicio a usuarios externos ya que en España hay pocas empresas con capacidad para realizar CRISPR-CAS en plantas”, explica el investigador del IRNASA-CSIC.

Para llevar a cabo esta técnica, el servicio cuenta ya con un fitotrón – una cámara que permite controlar las condiciones de temperatura, humedad y radiación para simular condiciones climáticas-, un sistema de transfección que posibilita introducir la secuencia génica de interés en las células vegetales y un equipo de PCR y qPCR. Estos equipos se han adquirido con cargo al proyecto “CLU-2019-05 – Unidad de Excelencia IRNASA-CSIC”, financiado por la Junta de Castilla y León y cofinanciado por la Unión Europea (FEDER “Europa impulsa nuestro crecimiento”) y al Programa de fortalecimiento de las estructuras de investigación «Escalera de excelencia» Ayuda a la internacionalización, cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional.