La ingeniera que ense?a a nuestro cuerpo a autorrepararse: ¡°Hemos regenerado piel, cart¨ªlagos y vasos sangu¨ªneos, pero todav¨ªa tenemos que hacer m¨¢s¡±

Los antiguos egipcios usaban suturas hechas de cintas de lino y tendones de animales, y en Sud¨¢frica e India se aprovechaban las cabezas de grandes hormigas mordedoras para sujetar los bordes de las heridas. Los seres humanos han recurrido durante siglos a materiales naturales y artificiales para reparar todo tipo de tejidos. M¨¢s de 4.000 a?os despu¨¦s, la ingeniera estadounidense Kristi Anseth investiga c¨®mo los biomateriales m¨¢s modernos y sofisticados ayudan a regenerar cart¨ªlagos, a que los huesos sanen m¨¢s r¨¢pido y a entender mejor algunas enfermedades.

¡°Los biomateriales pueden desempe?ar un papel clave para ayudar a nuestros cuerpos a curarse a s¨ª mismos¡±, afirma Anseth, que recibi¨® hace unos d¨ªas el premio internacional L¡¯Or¨¦al-UNESCO For Women in Science 2020 (por las mujeres en la ciencia, en espa?ol) en Par¨ªs, donde se ha realizado esta entrevista. Esta investigadora de 54 a?os, especializada en medicina regenerativa e ingenier¨ªa de tejidos, dise?a materiales sint¨¦ticos que imitan nuestros tejidos: ¡°No solo estamos usando los materiales dise?ados para productos textiles como colchones o ropa, sino que estamos haciendo que puedan interactuar con el cuerpo¡±.

Ante una lesi¨®n o enfermedad, los biomateriales ¡°pueden usarse para administrar mol¨¦culas que ayuden a los tejidos a sanar m¨¢s r¨¢pido¡±. ¡°Cuando inyectas c¨¦lulas solas, a veces no sobreviven muy bien y necesitan alg¨²n tipo de entorno tridimensional, un biomaterial que pueda proporcionarles el andamiaje y las instrucciones sobre d¨®nde y cu¨¢ndo cultivar el tipo correcto de tejido¡±, explica Anseth, que tambi¨¦n es profesora de Cirug¨ªa en la Universidad de Colorado.

Existen muchos tipos de biomateriales: de las v¨¢lvulas card¨ªacas a los reemplazos de articulaciones de cadera pasando por los implantes dentales. Los hay fabricados con c¨¦lulas, tejidos vivos, metales, cer¨¢mica, pl¨¢stico o vidrio. El Instituto Nacional de Imagen Biom¨¦dica y Bioingenier¨ªa de Estados Unidos indica que pueden ser dise?ados en piezas moldeadas o maquinadas, recubrimientos, fibras, pel¨ªculas, espumas y telas para productos y dispositivos biom¨¦dicos. Entre los biomateriales usados en la actualidad, Anseth subraya el potencial de las suturas degradables, que pueden ¡°unir los tejidos y disolverse una vez que han sido sanados¡±.

Tambi¨¦n destaca aquellos dise?ados para curar la artritis, una inflamaci¨®n de las articulaciones que puede provocar dolor e hinchaz¨®n. Lo que suele ocurrir, seg¨²n Anseth, es que el cart¨ªlago que recubre una articulaci¨®n ¡ªpor ejemplo, la rodilla¡ª se desgasta. ¡°Cuando no tienes esa superficie lubricante y un hueso interact¨²a con otro, resulta doloroso¡±, se?ala. Pero ¡°tenemos mucho cart¨ªlago extra en nuestro cuerpo¡±, por lo que es posible ¡°cogerlo de otro lugar, cultivar las c¨¦lulas en un biorreactor y llevarlas a la articulaci¨®n para que crezcan y regeneren esa superficie del cart¨ªlago¡±.

Adem¨¢s, existen algunas prote¨ªnas, llamadas factores de crecimiento, que tambi¨¦n ¡°pueden ayudar a que los tejidos y las c¨¦lulas crezcan y se reparen¡±. Algo que, seg¨²n cuenta, puede ser ¨²til en caso de fractura. ¡°Aunque por lo general nuestros huesos se curan, a veces hay que ponerse un yeso o incluso recurrir a placas y tornillos. Es un proceso largo¡±, explica. Adem¨¢s, ¡°es posible que algunos defectos grandes causados por un accidente de coche o un c¨¢ncer ¨®seo no sanen muy bien¡±.

La ingeniera explica que existe un factor de crecimiento en la m¨¦dula ¨®sea que puede resultar ¨²til en estos casos. Pero hay un inconveniente: ¡°No se puede administrar por s¨ª solo a una lesi¨®n realmente grande en un hueso porque podr¨ªa degradarse¡±. Es ah¨ª donde entran en juego los biomateriales, que se pueden utilizar ¡°para administrar ese factor localmente durante per¨ªodos de tiempo m¨¢s largos y en la dosis, el momento y el lugar correctos¡±.

Riesgo de infecciones

Pese a su gran potencial, los biomateriales tambi¨¦n tienen sus limitaciones. Si no son biocompatibles, existe el riesgo de que provoquen infecciones. La presencia de materiales ex¨®genos en el cuerpo humano se remonta a la prehistoria, tal y como indica una investigaci¨®n publicada en la revista cient¨ªfica Processes. Una punta de lanza incrustada en la cadera del Hombre de Kennewick, un esqueleto de 9.000 a?os hallado en el estado de Washington, y el uso de part¨ªculas de carb¨®n para tatuar son ejemplos de cuerpos extra?os tolerados hace siglos por el anfitri¨®n.

Hay dos factores clave que determinan la biocompatibilidad de un material, seg¨²n una revisi¨®n publicada en Materials: la reacci¨®n del hu¨¦sped y su degradaci¨®n en el cuerpo. En ocasiones, seg¨²n Anseth, ¡°es dif¨ªcil lograr que los biomateriales se degraden al mismo ritmo que se forma el tejido¡±. Adem¨¢s, que un biomaterial tenga todas las propiedades deseadas ¡°resulta complicado¡±. ¡°Los huesos, por ejemplo, son realmente fuertes y la mayor¨ªa de biomateriales o no lo son tanto o no tienen las mismas propiedades¡±, a?ade la investigadora.

A¨²n hacen falta m¨¢s investigaciones para desentra?ar todos los misterios del cuerpo humano. ¡°Hemos regenerado piel, cart¨ªlagos y vasos sangu¨ªneos, y tambi¨¦n hemos ayudado a que los huesos sanen m¨¢s r¨¢pido. Pero todav¨ªa tenemos que hacer m¨¢s¡±, afirma la ingeniera, que lanza la siguiente pregunta: ¡°?Por qu¨¦ cuando tienes un infarto el coraz¨®n no se regenera de la misma forma que lo hacen los m¨²sculos esquel¨¦ticos que usamos para caminar y hacer ejercicio?¡±.

En la pr¨®xima d¨¦cada, Anseth augura ¡°un avance significativo en la medicina¡±. ¡°Vamos a ver c¨®mo podemos intervenir antes para conseguir que los m¨²sculos crezcan, reparar cart¨ªlagos o curar nervios¡±. ¡°Cosas que tal vez ni siquiera sean posibles en este momento¡±, a?ade. Uno de los objetivos m¨¢s ambiciosos de la ingeniera es prevenir los problemas de salud relacionados con el envejecimiento. La edad, que es un factor de riesgo para m¨²ltiples enfermedades cr¨®nicas, suele venir acompa?ada de una p¨¦rdida de masa corporal.

A medida que se envejece, ¡°les sucede algo a nuestras c¨¦lulas¡±: ¡°Se han dividido muchas veces y ya no est¨¢n tan activas ni pueden repararse igual¡±, se?ala. Los biomateriales, seg¨²n cuenta, podr¨ªan aportar c¨¦lulas madre j¨®venes para ayudar a que los m¨²sculos vuelvan a crecer. ¡°El envejecimiento es un proceso natural complejo que no necesariamente podemos revertir, pero s¨ª podemos mejorar la calidad de vida a medida que sufrimos cierta degeneraci¨®n en nuestras articulaciones, m¨²sculos y corazones¡±.

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