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.
Optimizan en el Instituto de Investigaciones en Materiales de la UNAM proceso para obtenerla y purificarla. Se ha utilizado en estudios preclínicos para regeneración de hueso, uretra, hígado y piel.
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.