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Científicos del Tecnológico de Monterrey usaron nanotecnología para desarrollar nuevos biomateriales que se pueden usar como andamios flexibles para generar tejidos de mamíferos, en laboratorio. Gracias a esta línea de investigación los investigadores fueron seleccionados para recibir el Premio a la Innovación en Bionano, Ciencia y Tecnología 2022, que otorgan conjuntamente el Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) y el grupo farmacéutico mexicano Neolpharma y cuyos ganadores fueron anunciados el 17 de noviembre.
La investigación galardonada se llama “Adición de nanopartículas del virus del mosaico del nabo (TuMV) en hidrogeles de matacriloil-gelatina (GelMA) para la fabricación de constructos tisulares nano-estructurados”. Este esfuerzo propone como innovación el uso de virus vegetales flexibles para hacerlos interactuar con la fisiología humana.
El estudio ganador fue encabezado por Mario Moisés Álvarez y Grissel Trujillo de Santiago, quienes laboran en el Centro de Biotecnología-FEMSA, localizado en el interior del Campus Monterrey, del Tec.
“Algunos lugares trabajan con virus producidos con bacterias generados por reactores, otros los usan procedentes de plantas, pero pocos de esos estudios los aplican en ingeniería tisular, que es un área que combina disciplinas de biomateriales y cultivo celular para crear en laboratorio tejido de mamífero vivo, útil para medicina regenerativa o en modelos in vitro, cuya finalidad es probar fármacos. Nosotros usamos un virus de planta que puede formar andamios tisulares flexibles en hidrogeles”, explicó Moisés Álvarez.
Los hidrogeles de GelMa son materiales muy utilizados por investigadores alrededor del mundo en la ingeniería tisular y la propuesta fue adicionarles nanopartículas virales del virus del mosaico del nabo para mejorar sus propiedades cuando se hacen experimentos de ingeniería tisular.
Los tejidos humanos son acuosos y en términos coloquiales el cuerpo humano es un hidrogel, por ello, los hidrogeles son muy socorridos para trabajos experimentales, preclínicos y clínicos en ingeniería tisular.
“El propósito es imitar la estructura de tejidos humanos, porque las células secretan proteínas y generan moléculas o estructuras funcionales que generan condiciones adecuadas para la realización actividad fisiológica o biológica como en un organismo vivo”, comentó Grissel Trujillo de Santiago.
Al adicionar los hidrogeles con altas concentraciones de este virus compuesto de filamentos flexibles de proteínas de hasta 800 micras de longitud y muy delgado (alrededor de 20 nanómetros), se conforman una especie de redes similares a las de pesca, que a su vez generan nanoandamios capaces de interactuar con las células y modificar sus comportamientos biológicos.
Cuando a los hidrogeles se les adicionan las nanopartículas virales procedentes de plantas no se corre el riesgo de afectar o infectar a las células de mamífero, por lo tanto, si en el futuro fueran implantados en seres humanos, no se correría el riesgo de infección en el receptor.
El diseño y estudio de estos hidrogeles con nanopartículas virales incluyó en ellos células de diversos tipos para estudiar interacciones. Adicionalmente, las partículas virales se funcionalizaron o “decoraron” químicamente para que los andamios producidos provean señales físicas o químicas dirigidas a las células, con el propósito de inducir ciertos comportamientos biológicos, por ejemplo, con la adición de un factor de crecimiento es posible logar mayor proliferación celular.
La investigación propuso tres escenarios de biofabricación de constructos derivados de la tecnología que permiten producir tejidos o fibras musculares: colado, moldeo por flujo y bioimpresión.
ALIANZA PÚBLICO-PRIVADA
Al encabezar la ceremonia de premiación, el director general del Cinvestav, José Mustre de León, destacó que la relevancia de este tipo de iniciativas radica en dar a conocer a la población el valor del trabajo científico realizado en México y de su impacto en diversas áreas, y subrayó la importancia de construir alianzas entre instituciones públicas y privadas para lograr proyectos exitosos.
En los diez años que se ha realizado este Premio, los proyectos participantes han aumentado en cada edición y suman más de 180 presentados por instituciones de educación superior, hospitales, universidades y centros de investigación del país. Este aumento indica que la bionanotecnología es un área de conocimiento con un crecimiento importante en México, aunque todavía de requieren más acciones para impulsar su consolidación nacional.
“Para el Cinvestav es muy importante haber creado mancuerna con el Grupo Neolpharma con el objetivo de impulsar el desarrollo de la bionanotecnología en México, porque es de suma importancia fortalecer el vínculo entre academia e industria, y en estos 10 años el Premio se ha convertido en referente de cómo este binomio puede contribuir a impulsar el desarrollo de un área de investigación que crece en el país”, sostuvo el Doctor Mustre en julio pasado, cuando se lanzó la convocatoria.
El Premio Bionano ha crecido durante 10 años, logrando reconocer proyectos de investigación nacionales e impulsarlos para que puedan contribuir a solucionar problemas actuales, en campos como la salud y la protección del medio ambiente, como detalló en su participación, Diego Ocampo Gutiérrez de Velasco, Vicepresidente de Innovación y Desarrollo del Grupo Neolpharma.
En julio, Ocampo había señalado que este Premio ha permitido al ecosistema científicos mexicano pasar de ciencia básica a ideas de productos que pueden llegar a cambiar las vidas de pacientes en el país. “Además, la colaboración con el Cinvestav ha sido un ejemplo de sinergia que ha redundado en el avance de varios proyectos; continuaremos impulsando este tipo de premios que ayudan a dirigir los esfuerzos de investigación hacia temas relevantes para la sociedad, como la salud”, agregó.
El certamen inició en 2013 con el “objetivo de promover el desarrollo y consolidación de proyectos científicos con un impacto directo en la sociedad, para la generación de algún producto basado en nanotecnología, que ofrezca una solución o se aplique a la atención de problemas en el área de las ciencias de la salud, del medioambiente o de materiales, entre otros”, explicó Liliana Quintanar Vera, coordinadora del certamen.
En el Premio han concursado proyectos procedentes de más de 30 instituciones de investigación, y entre los trabajos reconocidos figuran proyectos sobre la utilización de nanopartículas metálicas para la degradación de contaminantes, o para el diagnóstico y potencial tratamiento de infecciones por papiloma humano; el uso de nanoestructuras en el combate del cáncer; la generación de materiales antimicrobianos; el diseño de nanovacunas o la generación de vehículos útiles en la entrega de fármacos.
Los investigadores que resultaron ganadores coincidieron al señalar que el Premio los motiva porque que instituciones como el Cinvestav y empresas como Neolpharma, impulsan la bionanotecnología para resolver problemas importantes de la sociedad.
“Este galardón es una palmada en la espalda para estimular nuestro trabajo, porque academia e industria confían en que puede tener una implicación en el desarrollo de tecnología relevante para el país y generar un ambiente científico más fértil para las generaciones futuras”, mencionaron.
Premio dirigido a la comunidad que realiza investigación
El Premio Bionano está dirigido a la comunidad científica que labora en México, adscrita a centros de investigación, hospitales, universidades e instituciones de educación superior públicas o privadas y que desarrollen estudios de bionanotecnologia. Los trabajos de sometidos a concurso tuvieron que mostrar que sus resultados tienen una aplicación potencial para contribuir al desarrollo y al mejoramiento de las ciencias biológicas y de la salud; las propuestas podían haber sido publicadas en revistas científicas en un lapso no anterior al primero de enero de 2021.
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