El trabajo de investigación titulado “Experimental and theoretical Brownian Dynamics analysis of ion transport during cellular electroporation of E. coli bacteria” fue presentado por el Docente Investigador Juan A. González Cuevas, vinculado al Laboratorio de Mecánica y Energía de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional de Asunción (FIUNA), en el 4th World Congress on Electroporation Pulsed Electric Fields in Biology, Medicine, Food and Environmental Technologies https://wc2022.electroporation.net/ que se llevó a cabo los días 9 al 13 de octubre del corriente en Copenhague, Dinamarca con la participación de más de 400 investigadores de 31 países.

El trabajo consiste en la simulación tridimensional del transporte de iones de calcio, magnesio, sodio, potasio y cloro a través de las membranas interna y externa de la bacteria Escherichia coli durante la permeabilización por electroporación, usando un modelo de dinámica Browniana que es principalmente determinístico siguiendo la mecánica Newtoniana, considerando estocásticamente las colisiones elásticas de los iones con el agua. La conductividad, coeficiente de difusión, movilidad y tiempo de traslación de los iones son estimados con el modelo y validados con experimentos realizados en el Instituto Oncológico Gustave Roussy en Villejuif-París, Francia, contribuyendo de esta manera al diseño de las formas de las ondas de pulsos electromagnéticos aplicados para maximizar la entrada de ADN, medicamentos y material genético en las células. Entre las principales aplicaciones médicas de la electroporación se encuentran el tratamiento de diferentes tipos de tumores cancerígenos y la ablación cardiaca.

Permeabilización de la membrana celular por electroporación

El modelo fue ejecutado con aceleración de intercambio de mensajes (MPI) en el Centro de Cómputos de Alto Desempeño ubicado en CITEC, Isla Bogado, Luque. La investigación fue financiada en su etapa inicial por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT), en el marco del proyecto 14-INV-289 con un aporte incremental proporcionado por la FIUNA. Además se organizó el evento científico “Primer Simposio de Electroporación Celular del Paraguay”

(CONACYT VEVE19-185),pospuesto debido a la pandemia.