Bioimpresión de nuevos tejidos
Por Érika Rodríguez
Zacatecas, Zacatecas. 1 de enero de 2018 (Agencia Informativa Conacyt).- El Cuerpo Académico de Medicina y Epidemiología Molecular de la Universidad Autónoma de Zacatecas (UAZ) ha iniciado un trabajo de investigación en el desarrollo de nuevas terapias de medicina regenerativa, que involucra el uso de una bioimpresora 3D para el tratamiento de lesiones de piel y otros tejidos, asociados con el pie diabético.
Desde 2011, este cuerpo académico ha adquirido infraestructura mediante financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), a través de diferentes convocatorias para consolidar espacios especializados en cultivo celular, terapia génica y celular e ingeniería de tejidos.
En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, la doctora Idalia Garza Veloz, docente investigadora de la Unidad Académica de Medicina Humana y Ciencias de la Salud (UAMHyCS) de la UAZ, explicó que este proyecto será finalizado en febrero de 2019 y en él participa un grupo interdisciplinario de investigadores pertenecientes a dicha unidad, a la Unidad Académica de Ciencias Químicas (UACQ), al posgrado en Ingeniería y Tecnología Aplicada de la Unidad Académica de Ingeniería Eléctrica (UAIE) de la UAZ y el Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias de la Salud de la Universidad Autónoma de Nuevo León (Cidis UANL).
La doctora Margarita de la Luz Martínez Fierro, miembro nivel II del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), especificó que la interdisciplinariedad de este equipo de científicos ha sido factor clave para la consolidación de la infraestructura, ya que además de la adquisición de una bioimpresora 3D, el grupo ha adaptado su propio biorreactor para el acoplamiento de los procesos.
Impresión de un bronquio pediátrico
Este biorreactor es dual y posee la capacidad de controlar bioprocesos. A manera de prueba, los investigadores de la UAZ lograron bioimprimir un bronquio pediátrico, con lo que comprobaron el funcionamiento y la efectividad de la infraestructura.
“La interdisciplinariedad de nuestro grupo de investigación nos ha permitido conjuntar esfuerzos, infraestructura y conocimientos para proponer proyectos enfocados en aplicaciones prácticas que contribuyan con la solución de problemas en salud. Particularmente con la infraestructura del área de medicina regenerativa, hemos bioimpreso el andamiaje del primer bronquio pediátrico en México, a manera de prueba y para comprobar que el tren de infraestructura que se ha generado funciona eficientemente. Parte de la tecnología que se está creando, particularmente en el área de ingeniería y software, incluye una plataforma que nos ayudará a adaptar el diseño de los implantes de acuerdo con las necesidades de los pacientes —tamaño y profundidad de la herida”, especificó.
Implante con células regenerativas embebidas
La doctora Idalia Garza Veloz indicó que el objetivo de este proyecto es, mediante bioimpresión 3D, desarrollar un implante para regenerar el tejido dañado en lesiones por pie diabético en pacientes con diabetes mellitus. El implante se generará con células embebidas en un material de soporte especializado para albergarlas y que sea adaptable al sitio de la lesión para que una vez colocado en la úlcera permita que las células proliferen para restaurar el tejido dañado.
Indicó que el proyecto está dividido en dos etapas, la primera consiste en analizar y seleccionar cuáles son las células más adecuadas para la creación del tejido —por ejemplo, células madre mesenquimales, fibroblastos, entre otras— y evaluarlas in vitro en un implante 3D bioimpreso. La siguiente etapa es la evaluación in vivo mediante un ensayo preclínico —con modelo murino— al que se le inducirá diabetes y una lesión similar a la de pie diabético, para evaluar la efectividad del implante.
“Para conseguir el equipo necesario tuvimos que someter nuestra investigación desde 2011 a distintas convocatorias de Conacyt y mediante la última, en 2016, buscamos además incursionar en el área de biomateriales. De esta manera, en cada etapa del proyecto se cuenta con la colaboración de diferentes especialistas, por ejemplo, durante esta primera etapa, contamos con la colaboración de la doctora Virginia Flores Morales, quien es química orgánica en el área de síntesis asimétrica y que se encarga de realizar modificaciones a la estructura de las moléculas para otorgarles propiedades adicionales, como por ejemplo la de servir de soporte y además tener propiedades antimicrobianas, con el objetivo de favorecer la integración del implante al organismo”.
Garza Veloz, miembro nivel I del SNI, indicó que actualmente en el mercado existen geles, esponjas, nanofibras, nanotubos y diversos tipos de compuestos biológicos o sintéticos utilizados para regeneración de tejidos; sin embargo, el grupo de la UAZ busca innovar con la creación de sus propios biomateriales para lograr aumentar el potencial terapéutico de los implantes generados.
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El Cuerpo Académico de Medicina y Epidemiología Molecular UAZ-CA-207 de la Unidad Académica de Medicina Humana y Ciencias de la Salud (UAMHyCS) de la UAZ, está formado por: Dra. Margarita de la Luz Martínez Fierro
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“Consideramos que el proyecto es pionero en México, ya que los esfuerzos que se han hecho anteriormente en el país han permitido el desarrollo de aerosoles y geles hechos con nanopartículas, enfocados en la cicatrización de las heridas; sin embargo, no se han conjuntado biomateriales modificados con células regenerativas en un implante 3D bioimpreso adaptado a la lesión como se realiza en este proyecto. Si bien esta propuesta incluye la generación del implante mediante tecnología de vanguardia y un estudio preclínico, el conocimiento generado nos permitirá en poco tiempo escalar el proceso a un ensayo clínico que nos permita probar la eficacia en humanos y con ello ofrecer a la sociedad una alternativa terapéutica para las lesiones por pie diabético, lo que permitirá mejorar la calidad de vida de los pacientes”, detalló.
Infraestructura especializada con financiamiento Conacyt
Idalia Garza Veloz, doctora en biología molecular e ingeniería genética, exteriorizó que en 2011, el equipo de científicos de la UAZ participó en una convocatoria de Fondos Mixtos (Fomix) Conacyt–Gobierno del Estado, en donde adquirió infraestructura para la adecuación, equipamiento y puesta en marcha de un área dedicada a la ingeniería de tejidos.
“Posteriormente, en 2013, nos aprobaron otro proyecto de Fomix para la creación de un área destinada a la realización de procesos biotecnológicos. En 2015, nos apoyaron un proyecto de infraestructura, con el que se adquirieron equipos más especializados del área de terapia génica y celular; en él adquirimos una ultracentrífuga, un microscopio de fluorescencia y un biorreactor para el escalamiento de los procesos. Gracias al financiamiento de dichos fondos pudimos crecer en el área de medicina regenerativa para, finalmente, ser apoyados por el Programa de Problemas Nacionales 2015, que es el financiamiento gracias al que podemos investigar y desarrollar estrategias terapéuticas para el manejo del pie diabético”, especificó.
Planes a futuro
La doctora Margarita Martínez Fierro exteriorizó que el grupo de científicos de la UAZ planea continuar con las colaboraciones con otros grupos de investigadores en México, con la intención de aplicar la medicina regenerativa para, además de lesiones por pie diabético, la regeneración de otros tejidos, entre ellos cartílago y hueso.
“Hemos tenido avances en la diferenciación de células madre mesenquimales de diferentes orígenes, hacia linajes celulares tales como hueso y cartílago. Actualmente en el Laboratorio de Medicina Molecular estamos trabajando en la obtención de nuestros propios andamiajes, con la ayuda de estudiantes de medicina (pregrado) y posgrado de la UAZ. De manera muy importante colaboramos estrechamente con investigadores de la UANL, específicamente con el doctor Iván Marino Martínez, responsable del Laboratorio de Terapia Celular del Centro de Investigación y Desarrollo en Ciencias de la Salud de la UANL; el doctor Jorge Lara Arias, del banco de hueso y tejido del Hospital Universitario de la UANL, ya que justamente buscamos fines comunes que consisten en la generación de matrices idóneas que permitan la regeneración de estructuras óseas y articulares con tamaños y formas definidas”.
Finalmente, especificó que aunque estos proyectos aún no existen, el equipo de científicos tiene la convicción de lograrlos en un periodo corto de tiempo y hoy en día exploran las vías que les permitan cumplir con dichos requerimientos para así ofrecer alternativas viables a estos problemas de salud considerados como prioritarios.
• Dra. Idalia Garza Veloz
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• Dra. Margarita de la Luz Martínez Fierro
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