FQM-182 (UJA) conecta química orgánica y ecología para proteger cultivos y ecosistemas
Desde el diseño y síntesis de compuestos orgánicos con potencial farmacológico hasta el desarrollo de estrategias sostenibles para el control de plagas, el Grupo de investigación en compuestos de interés biológico FQM-182 de la Universidad de Jaén sitúa la química en el centro de la innovación biomédica y ambiental. Su investigación combina síntesis orgánica, modelización molecular y ecología química para generar soluciones que van desde el tratamiento de enfermedades raras hasta la protección de cultivos, siempre bajo el prisma de la bioeconomía y la transferencia al sector productivo.
Antonio J. Ortiz Hernández y Lucía Ruiz, dos de los investigadores de este grupo, encabezado por Sofía Salido Ruiz, nos explican las líneas que desarrollan, los datos obtenidos más relevantes y la importancia de pertenecer al Campus de Excelencia Internacional Agroalimentario ceiA3.
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¿Qué líneas de investigación realiza su grupo?
El trabajo de nuestro grupo de investigación se basa en el diseño, síntesis e identificación de compuestos químicos de naturaleza orgánica con valor añadido y, fundamentalmente, con actividad biológica.
En el campus de Jaén investigamos con compuestos orgánicos que actúan como inhibidores de enzimas clave en la enfermedad rara denominada hiperoxaluria primaria. En esta línea se diseñan compuestos, se lleva a cabo una propuesta sintética y se identifican los compuestos obtenidos. Finalmente, se evalúa la actividad biológica mediante protocolos y pruebas de actividad farmacológica. En función de los resultados, se rediseña la síntesis mediante modelización y simulación de estructuras a través de química teórico-orgánica, antes de pasar a una nueva síntesis en el laboratorio. En este campus también aislamos y evaluamos la actividad de compuestos orgánicos presentes en residuos de poda de plantaciones de nuestro entorno.
En el campus de Linares investigamos en desarrollo de técnicas ecocompatibles y protección integrada de plagas, utilizando semioquímicos. Los semioquímicos son compuestos químicos que los organismos vivos utilizan para comunicarse entre ellos. Nuestro objetivo es identificarlos y saber qué respuestas generan para así poder reducir las poblaciones de insectos (plagas) que provocan perjuicios económicos y sociales en cultivos, el medio ambiente o el ámbito humano. No hablamos de eliminar o erradicar, sino de reducir las poblaciones para que no generen incidencia negativa en los ecosistemas. Un ejemplo actual son los problemas graves en Andalucía con especies como Vespa orientalis o Vespa velutina, en el arco mediterráneo, que afectan a la apicultura y a la sociedad en general. Estudiamos cómo se comunican para usar esos compuestos en el control de su comportamiento y frenar su progresión.
¿Qué proyectos (actuales o pasados) querrían destacar como ejemplos en los que haya participado el grupo?
Tenemos financiación del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades para la línea dedicada al desarrollo de inhibidores enzimáticos, de aplicación farmacológica. Así como también quisiéramos poner en valor la colaboración universidad-empresa que estamos desarrollado durante muchos años. Hacemos hincapié en la «i minúscula» de I+D+i, que es la transferencia. No podemos dejar la transferencia como la «hermana pobre» del tridente científico; para nosotros es uno de los pilares del Grupo. Realizamos transferencia a través del artículo 60 de la LOSU, lo que genera ingresos, pero, sobre todo, confianza de las empresas e instituciones en nuestra investigación.
Hemos desarrollado un ecosistema donde hay buena simbiosis entre los requerimientos sociales y nuestra tecnología. Es un reto porque la sociedad demanda resultados rápidos y la investigación requiere procesos largos; por ejemplo, un tratamiento contra una plaga requiere ensayos de campo durante al menos tres años. Aun así, tenemos casos de éxito.
¿Cuáles son los datos obtenidos más relevantes hasta el momento?
En las competencias específicas de nuestro ámbito universitario, entre los resultados más relevantes obtenidos por el grupo FQM-182, quisiéramos destacar la formación de doctores e investigadores con un elevado nivel científico-técnico, excelente espíritu de análisis y crítico.
La capacidad de aislamiento y síntesis de compuestos con actividad inhibidora de enzimas clave en patologías poco estudiadas y el diseño de nanotransportadores para la liberación selectiva de estos compuestos en el órgano necesario.
Además de la implantación de compuestos semioquímicos para el control de plagas agrícolas (Xyloctrechus arvícola), forestales (Trypophloeus binodulus) y apícolas (Vespa velutina). Así como la reducción del uso de formulaciones basadas en IVM de elevado impacto ecosistémico, para el control de parásitos en el ganado vacuno y equino.
Algunas de nuestras patentes se han explotado durante 20 años por empresas, hasta que han pasado a ser libres. Actualmente tenemos una patente vigente con otras universidades y otros compuestos que están en proceso de transferencia de propiedad industrial entre la universidad y la empresa, a través de convenios o contratos.
¿Qué importancia cree que tiene pertenecer al ceiA3 y qué oportunidades de investigación puede aportarles?
Para nuestro grupo, que integra la química orgánica sintética, la ecología química y el control integrado de plagas, pertenecer al Campus de Excelencia Internacional Agroalimentario (ceiA3) nos permite pertenecer a un entorno con rigor y excelencia investigadora, interuniversitario, validado institucionalmente y alineado con las nuevas políticas europeas.
Además, nos ofrece transversalidad entre grupos, colaboraciones interdisciplinares, generando nuevas oportunidades I+D+i, compartiendo infraestructuras, experiencias, con un aumento de posibilidades de conseguir financiación, la transferencia a sectores de relacionados con la economía circular, la sostenibilidad y la seguridad alimentaria.
¿Está la bioeconomía presente en vuestras líneas de investigación?
No solo está presente, sino que ocupa un lugar prioritario en los objetivos de la investigación de nuestro grupo. Observa que todas y cada una de las líneas de trabajo aborda alguno de los aspectos claves de un modelo económico que prioriza la sostenibilidad, el fomento de la economía circular o la reducción del impacto medioambiental.
Un ejemplo relevante es el estudio de compuestos fenólicos y proantocianidinas aislados a partir de residuos de madera de poda (Prunus domestica L.), evaluando su capacidad como inhibidores de hLDHA. Este enfoque transforma un residuo agrícola en una fuente de moléculas con alto valor añadido para la salud humana y la economía.
Con respecto a la incidencia del desarrollo de herramientas para la protección integrada de cultivos, el empleo de semioquímicos aumenta exponencialmente la sostenibilidad de las producciones agroganaderas, reduciendo drásticamente el uso de pesticidas de síntesis, con el beneficio para el medioambiente, la economía y la sostenibilidad.
¿Qué retos se plantean de cara al futuro?
Los retos de cara al futuro para la investigación llevada a cabo por nuestro grupo FQM-182, bajo el paraguas del ceiA3, responden a los objetivos que lo definen. Por un lado, optimizar, validar, sintetizar y formular inhibidores que generen un fármaco para el tratamiento de la enfermedad rara hiperoxaluria primaria. Y, por otro, implementar herramientas para el control integrado de plagas de diferentes especies de himenópteros (V. orientalis, V. Philantus y V. velutina) que afectan a la seguridad alimentaria, al medioambiente, a la biodiversidad y a la salud humana.
