Los biopolímeros y polisacáridos actualmente ofrecen ser una alternativa sostenible para el diseño y desarrollo de herramientas versátiles basadas en estructuras flexibles de relevancia en alimentos, la farmacia y los biomateriales. En este seminario, explicaré cómo los sistemas basados en polisacáridos y otras biomacromoléculas —incluidos los quitosanos, las mucinas y sistemas coloidales alimentarios— pueden diseñarse desde la nanoescala hasta la microescala para controlar la estructura, la estabilidad y la funcionalidad en matrices complejas. Haré referencia a ejemplos de nanopartículas y micropartículas, hidrogeles  y ensamblajes coloidales diseñados para la administración oral de fitoquímicos e ingredientes farmacéuticos activos, con especial atención a la mejora de la biodisponibilidad, la modulación de la bioactividad y la focalización en interfaces biológicas específicas. Asimismo, mostraré cómo los conceptos y las herramientas de la nanobiotecnología y la física de la materia blanda nos ayudan a comprender y aprovechar las interacciones de los biopolímeros con las barreras epiteliales, las mucosas y las biopelículas bacterianas, lo que abre nuevas oportunidades para estrategias antimicrobianas y de antivirulencia que van más allá de los antibióticos convencionales. Finalmente, conectaré estos avances con el diseño de nuevos alimentos funcionales y de ingredientes de origen sostenible, así como con el desarrollo de biomateriales bioinspirados, destacando retos actuales y posibles sinergias con líneas de investigación en acuicultura en la Universidad de Murcia.

Vibrio parahaemolyticus es una de las dos especies del género Vibrio que han sido capaces de generar brotes pandémicos. Aunque existen muchas interrogantes sobre las bases moleculares que favorecieron la diseminación global de la clona pandémica de V. parahaemolyticus, estudios genómicos sugieren que su “moviloma” jugó un papel fundamental. Uno de los elementos genéticos móviles (EGM) que conforman este “moviloma” es la isla de patogenicidad VpaI-7, que alberga los principales factores de virulencia causantes de gastroenteritis en mamíferos. Recientemente se reportó que esta isla está albergada dentro de un transposón de la familia Tn7 con un peculiar mecanismo de transposición. La transposición de este tipo de EGM depende de varios componentes de la maquinaria de defensa contra DNA foráneo de un sistema CRISPR/Cas. La funcionalidad de este tipo de maquinarias de transposición se ha estudiado casi exclusivamente en fondos genéticos heterólogos, y poco se sabe de su actividad y regulación en los fondos genéticos nativos en los que fueron descubiertas. 

Nuestros estudios iniciales han revelado varios aspectos interesantes sobre la funcionalidad y regulación de los transposones guiados por CRISPR/Cas (CAST) en V. parahaemolyticus. Sin embargo, varias de nuestras preguntas iniciales y nuevas preguntas esperan respuesta. La resolución de estas incógnitas podría ayudarnos a esclarecer la trayectoria evolutiva que llevó al origen de la clona pandémica y los riesgos del surgimiento de nuevas cepas virulentas.