El “lego químico” que transforma materiales porosos en entidades vivas

El Instituto de Ciencia Molecular de la Universidad de Valencia logra una subvención de dos millones para consolidar este proyecto de investigación

El investigador Carlos Martí del Instituto de Ciencia Molecular de la Universidad de Valencia
El investigador Carlos Martí del Instituto de Ciencia Molecular de la Universidad de Valencia FOTO: La Razón La Razón

El investigador del Instituto de Ciencia Molecular (ICMol) de la Universitat de València Carlos Martí-Gastaldo ha obtenido una prestigiosa subvención de 2 millones de euros del European Research Council (ERC), en su modalidad Consolidator, para el desarrollo de su proyecto Livingpore. La investigación consiste en introducir estrategias innovadoras que permitan “programar” la química y la respuesta estructural de materiales porosos del tipo MOF.

Los MOF son materiales porosos sintetizados en forma de redes, armazones organometálicos que generan espacios donde “capturar” moléculas de muy distinto tipo dentro de sus poros. Por sus múltiples variaciones e infinidad de posibilidades, a los MOF se les conoce en la ciencia de materiales como el “lego químico” y desde hace ya tiempo se aplican en captura del CO2 y otros gases, encapsulado de medicamentos “inteligentes” o almacenamiento de hidrógeno, entre otras múltiples aplicaciones.

De hecho, Martí-Gastaldo y parte de su equipo han impulsado de la mano de la Universitat de València la startup Porous Materials in Action (PMA), dedicada al desarrollo y comercialización de productos, procesos y servicios de MOF para su aplicación en sectores como el almacenamiento de gases útiles como combustibles verdes, la catálisis, la captura de contaminantes, el suministro y potabilización de agua o la purificación ambiental, entre otros.

Carlos Martí-Gastaldo plantea en Livingpore un cambio en la percepción actual de los MOFs que permita transformarlos en materiales porosos únicos capaces de respuestas estructurales y funcionales más cercanas a los sistemas biológicos que permitan aplicaciones actualmente impensables en separación, que podrían ser aplicadas a la industria farmacéutica, o en biocatálisis, mediante una nueva manera de entender el encapsulado de proteínas.

Según Martí Gastaldo, se trataría de dar un salto conceptual para dejar de pensar en los materiales porosos como sistemas “pasivos” o “rígidos” al encapsular huéspedes, y poder pensar en ellos como algo “programable y flexible”, que se adapte y sienta a las moléculas que se alojan en su interior para poder separarlas o incluso transformarlas a conveniencia”. “Si conseguimos no sólo encapsular y estabilizar proteínas, por ejemplo, sino empezar a poder modificar su actividad al alojarlas en un poro, podríamos estar hablando ya de un control químico sin precedentes”.

“Pensamos, como trata de insinuar el nombre del proyecto, en un entorno que se asimile a la vida, que cambie, algo flexible, que sea pueda transformarse como respuesta al entorno o transformar lo que alojamos en su interior”, aclara el investigador de la Universitat de València. Ese cambio conceptual, señala, “es lo que pretendo conseguir y para ello vamos a emplear nuevas metodologías experimentales y computacionales que permitan programar y controlar la complejidad química en materiales porosos, ése es nuestro reto y es el objetivo creativo que planteamos”.

Tras lograr una University Research Fellowship de la Royal Society que le permitió iniciar su carrera independiente en la Universidad de Liverpool, en 2014 Martí-Gastaldo regresó a España, ya como investigador distinguido del programa Ramón y Cajal para formar y liderar el grupo Functional Inorganic Materials (Funimat) en el Instituto de Ciencia Molecular (ICMol). Este centro está acreditado como unidad de excelencia María de Maeztu del Ministerio del Ministerio de Ciencia e Innovación y está dirigido por el catedrático de Química Inorgánica Eugenio Coronado. Martí-Gastaldo es, además, uno de los dos coordinadores de la línea estratégica de diseño de biomateriales moleculares del instituto.

Martí-Gastaldo ya obtuvo en 2016 otros 1,5 millones de financiación del ERC para un primer proyecto relacionado con los MOF. Su ERC Starting Grant (Chem-fs-MOF) que finaliza en diciembre de este año, ha permitido a su equipo superar los problemas de estabilidad que limitaban la aplicación de este tipo de materiales.

Con este nuevo reconocimiento, ahora pretende cambiar la percepción que se tiene actualmente de los MOFs como “análogos sofisticados de otros materiales porosos” y transformarlos en entidades vivas capaces de adaptar sus poros para reconocer moléculas específicas o de ejercer cambios concretos en las moléculas que introducimos en su interior.