La ingeniera que enseña a nuestro cuerpo a autorrepararse: “Hemos regenerado piel, cartílagos y vasos sanguíneos, pero todavía tenemos que hacer más”

Los antiguos egipcios usaban suturas hechas de cintas de lino y tendones de animales, y en Sudáfrica 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. Más de 4.000 años después, la ingeniera estadounidense Kristi Anseth investiga cómo los biomateriales más modernos y sofisticados ayudan a regenerar cartílagos, a que los huesos sanen más rápido y a entender mejor algunas enfermedades.

“Los biomateriales pueden desempeñar un papel clave para ayudar a nuestros cuerpos a curarse a sí mismos”, afirma Anseth, que recibió hace unos días el premio internacional L’Oréal-UNESCO For Women in Science 2020 (por las mujeres en la ciencia, en español) en París, donde se ha realizado esta entrevista. Esta investigadora de 54 años, especializada en medicina regenerativa e ingeniería de tejidos, diseña materiales sintéticos que imitan nuestros tejidos: “No solo estamos usando los materiales diseñados para productos textiles como colchones o ropa, sino que estamos haciendo que puedan interactuar con el cuerpo”.

Ante una lesión o enfermedad, los biomateriales “pueden usarse para administrar moléculas que ayuden a los tejidos a sanar más rápido”. “Cuando inyectas células solas, a veces no sobreviven muy bien y necesitan algún tipo de entorno tridimensional, un biomaterial que pueda proporcionarles el andamiaje y las instrucciones sobre dónde y cuándo cultivar el tipo correcto de tejido”, explica Anseth, que también es profesora de Cirugía en la Universidad de Colorado.

Existen muchos tipos de biomateriales: de las válvulas cardíacas a los reemplazos de articulaciones de cadera pasando por los implantes dentales. Los hay fabricados con células, tejidos vivos, metales, cerámica, plástico o vidrio. El Instituto Nacional de Imagen Biomédica y Bioingeniería de Estados Unidos indica que pueden ser diseñados en piezas moldeadas o maquinadas, recubrimientos, fibras, películas, espumas y telas para productos y dispositivos biomédicos. 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”.

También destaca aquellos diseñados para curar la artritis, una inflamación de las articulaciones que puede provocar dolor e hinchazón. Lo que suele ocurrir, según Anseth, es que el cartílago que recubre una articulación —por ejemplo, la rodilla— se desgasta. “Cuando no tienes esa superficie lubricante y un hueso interactúa con otro, resulta doloroso”, señala. Pero “tenemos mucho cartílago extra en nuestro cuerpo”, por lo que es posible “cogerlo de otro lugar, cultivar las células en un biorreactor y llevarlas a la articulación para que crezcan y regeneren esa superficie del cartílago”.

Además, existen algunas proteínas, llamadas factores de crecimiento, que también “pueden ayudar a que los tejidos y las células crezcan y se reparen”. Algo que, según cuenta, puede ser útil 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. Además, “es posible que algunos defectos grandes causados por un accidente de coche o un cáncer óseo no sanen muy bien”.

La ingeniera explica que existe un factor de crecimiento en la médula ósea que puede resultar útil en estos casos. Pero hay un inconveniente: “No se puede administrar por sí solo a una lesión realmente grande en un hueso porque podría degradarse”. Es ahí donde entran en juego los biomateriales, que se pueden utilizar “para administrar ese factor localmente durante períodos de tiempo más largos y en la dosis, el momento y el lugar correctos”.

Riesgo de infecciones

Pese a su gran potencial, los biomateriales también tienen sus limitaciones. Si no son biocompatibles, existe el riesgo de que provoquen infecciones. La presencia de materiales exógenos en el cuerpo humano se remonta a la prehistoria, tal y como indica una investigación publicada en la revista científica Processes. Una punta de lanza incrustada en la cadera del Hombre de Kennewick, un esqueleto de 9.000 años hallado en el estado de Washington, y el uso de partículas de carbón para tatuar son ejemplos de cuerpos extraños tolerados hace siglos por el anfitrión.

Hay dos factores clave que determinan la biocompatibilidad de un material, según una revisión publicada en Materials: la reacción del huésped y su degradación en el cuerpo. En ocasiones, según Anseth, “es difícil lograr que los biomateriales se degraden al mismo ritmo que se forma el tejido”. Además, que un biomaterial tenga todas las propiedades deseadas “resulta complicado”. “Los huesos, por ejemplo, son realmente fuertes y la mayoría de biomateriales o no lo son tanto o no tienen las mismas propiedades”, añade la investigadora.

Aún hacen falta más investigaciones para desentrañar todos los misterios del cuerpo humano. “Hemos regenerado piel, cartílagos y vasos sanguíneos, y también hemos ayudado a que los huesos sanen más rápido. Pero todavía tenemos que hacer más”, afirma la ingeniera, que lanza la siguiente pregunta: “¿Por qué cuando tienes un infarto el corazón no se regenera de la misma forma que lo hacen los músculos esqueléticos que usamos para caminar y hacer ejercicio?”.

En la próxima década, Anseth augura “un avance significativo en la medicina”. “Vamos a ver cómo podemos intervenir antes para conseguir que los músculos crezcan, reparar cartílagos o curar nervios”. “Cosas que tal vez ni siquiera sean posibles en este momento”, añade. Uno de los objetivos más ambiciosos de la ingeniera es prevenir los problemas de salud relacionados con el envejecimiento. La edad, que es un factor de riesgo para múltiples enfermedades crónicas, suele venir acompañada de una pérdida de masa corporal.

A medida que se envejece, “les sucede algo a nuestras células”: “Se han dividido muchas veces y ya no están tan activas ni pueden repararse igual”, señala. Los biomateriales, según cuenta, podrían aportar células madre jóvenes para ayudar a que los músculos vuelvan a crecer. “El envejecimiento es un proceso natural complejo que no necesariamente podemos revertir, pero sí podemos mejorar la calidad de vida a medida que sufrimos cierta degeneración en nuestras articulaciones, músculos y corazones”.

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