La colágena tipo I, biopolímero compatible
que hidrata y funciona como pegamento celular, se podría
aplicar eventualmente en la reparación de un corazón
necrosado por un infarto, en la liberación directa de un
fármaco en un tumor, y en la regeneración de piel
quemada.
Por esas y otras aplicaciones potenciales, María
Cristina Piña Barba, del Instituto de Investigaciones en
Materiales (IIM) de la UNAM, optimizó el proceso de obtención
y purificación de colágena de tendón de bovino,
para utilizarla en ingeniería de tejidos, en medicina regenerativa,
e incluso en cosmetología.
Se puede conseguir la tipo 1 de diferentes tejidos biológicos;
se separa de todo lo que la rodea con el uso de soluciones ácidas
y lavados para purificarla. Estos procesos se han mejorado para
obtener la mayor cantidad en el menor tiempo posible.
La obtención y purificación de colágena
del tendón de bovino se realiza desde tiempo atrás.
No se descubre el hilo negro, pero alguien lo tenía que
hacer en México, no sólo por lo costoso que era
la colágena en la etapa que Piña Barba empezó
sus estudios (un litro valía un millón de pesos),
sino por su potencial de aplicación.
La colágena tipo I, que en solución se
obtiene en el IIM, se podría emplear en cirugía
plástica, inyectada para engrosar labios, hidratar la piel
y borrar arrugas. Pero el trabajo de la universitaria, y otros
investigadores mexicanos, va más allá. La utilizan
para ingeniería de tejidos, con la mira en regeneración
de hueso y reparación de órganos dañados
(piel, hígado o corazón).
Para ayudar a producir hueso con mayor rapidez, donde
éste falta se coloca una tira de colágena; entonces,
los osteoplastos segregan hidroxiapatita, que comienza a originarlo.
De igual manera, se combina con biopolímeros para crear
andamios celulares que ya se usan en experimentos preclínicos
de ingeniería de tejidos.
Totalmente porosos, son como casitas para células
madres o pluri potenciales, que se pueden llevar al órgano
que se necesita reparar. En un corazón necrosado por un
infarto, se puede quitar la parte dañada y poner un andamio
con células pluri potenciales, o células cardiacas
(cardiocitos) del paciente para que se regeneren. A esto también
se le llama medicina regenerativa.
También, es posible obtenerlos a partir de la
colágena de hueso de bovino; primero, se limpia hasta que
quede la matriz ósea mineralizada; luego, se desmineraliza
y queda una esponja, parecida a las de mar, pero de otro color.
Es porosa y se puede moldear, explicó Piña Barba.
Benjamín León, de la Facultad de Medicina (FM),
ha estado a cargo de su caracterización físico-química,
y de encontrarle aplicaciones en medicina.
La universitaria, y alumnos tesistas, han probado esta
“esponja” en la FM y en hospitales de la Ciudad de
México, para transportar células sanas a donde se
requieran.
Christian Acevedo, bajo la dirección de Gabriela Gutiérrez,
en la Unidad de Medicina Experimental que tiene la FM en el Hospital
General de México, sustituyó un segmento de uretra
en perros, e implantó unos cilindros de colágena
tipo I, elaborados en el IIM. Después de tres días,
explicó Piña Barba, al quitar la sonda (se puso
para evitar derrame de orina), el cilindro ya está lleno
de células de uretra.
Regenerar esta última con colágena tipo
I es un gran logro; es muy importante porque muchos problemas
de este conducto podrían tener solución. Si se retira
un pedazo por un tumor, ahora se puede reconstruir con esos cilindros
de esponja.
Además, se puede usar para tejido conjuntivo.
Gabriela Gutiérrez actualmente prueba estos andamios celulares
para saber si es posible regenerar el hígado con mayor
rapidez. Asimismo, se construyen para aplicarlos en problemas
renales. Esta fase experimental se hace en colaboración
con Eduardo Montalvo Jave, también de la FM.
Fernando Villegas y Benjamín León, de la
misma entidad, han empleado esta colágena en la regeneración
de piel en conejos. Se quita un pedazo del lomo y se coloca una
membrana (esponja); la regeneración es más rápida
y de buena calidad, y no deja bordes o cicatrices. Eventualmente,
servirá para personas que sufran quemaduras.
Andamios de colágena tipo 2 para crear tráquea
A solicitud de Villegas, se comenzó a indagar
un material que ayudara en la regeneración o sustitución
de la tráquea, pues la experiencia en niños lo ha
motivado a buscar soluciones con diferentes biomateriales. Existen
casos de infantes que eventualmente fallecen, por ejemplo, al
quemarse por ingesta de ácidos. Actualmente hay sustitutos
de dacrón, pero no son definitivos.
Bajo la dirección de Piña Barba, David
Giraldo trabajó con tráqueas de cerdo; les retiró
las células y sólo dejó la estructura de
colágena, que en este caso es tipo II. Este proceso se
ha llevado a cabo también en colaboración con Avelina
Sotres Vega, del Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias.
Actualmente, se trabaja en los implantes de estas tráqueas
acelularizadas en animales. La labor de Ericka S. Peña
Miraval, patóloga, ha sido fundamental en el estudio.
En la siguiente fase, se pretende que Giraldo aprenda a separar
células del tejido que requiere, y las inserte en el andamio
celular para que la tráquea se regenere más rápido.
Regeneración ósea
Actualmente, para combatir la osteoporosis los pacientes
cuentan con pocos medicamentos y costosos. El grupo de Piña
Barba ha desarrollado la Whitlockita-Mg, un fosfato de calcio
que lleva incorparada a la molécula un ión magnesio
que permite que esa molécula se adhiera con mayor facilidad
al hueso y ayude a su regeneración.
En colaboración con Luis Medina, de la Facultad
de Química, se busca cómo “empacar”
la molécula para que, una vez tomada, llegue a su destino.
En el momento que lo logra, la Whitlockita-Mg se une y evita la
pérdida ósea.
La universitaria trabaja con químicos, médicos,
biólogos e ingenieros de la UNAM y de otras instituciones.
Sus investigaciones involucran a mucha gente, pues requiere de
pruebas físicas, químicas, biológicas y médicas,
algunas cortas y otras largas. “Vamos despacio, pero seguro,
y eso es lo importante”, concluyó.
