Investigadores de la Escuela Nacional de Estudios Superiores (ENES), unidad León, de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), desarrollan un proyecto para establecer un banco de células madre o troncales extraídas de la pulpa de piezas dentales, con el fin de que puedan ser utilizadas en la regeneración celular de diferentes tejidos.

Con el soporte del Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica (PAPIIT- IA205518) y el Programa de Apoyo a Proyectos para la Innovación y Mejoramiento de la Enseñanza (PAPIME-PE208518) de la Dirección General de Asuntos del Personal Académico de la UNAM, así como el Nodo Binacional de Innovación (NoBI) del Bajío, este proyecto comenzó con líneas de investigación y servicios de citotoxicidad, nanomateriales o nanopartículas con células de la cavidad oral, como fibras gingivales, ligamento periodontal y células madre de la pulpa dental humana.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, el responsable del banco de células madre e investigador del área de Nanoestructuras y Biomateriales del Laboratorio de Investigación Interdisciplinaria de la ENES, unidad León, René García Contreras, puntualizó que uno de los objetivos principales es desarrollar modelos de negocios identificando áreas de oportunidad que pueden tener este escenario en la región y el resto del país.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Por qué se trabaja con piezas dentales?

René García Contreras (RGC): Está bien documentado que las células pulpares humanas son ricas en células madre, a partir de ese fundamento iniciamos con el aislamiento para ver el efecto citotóxico de diversas nanopartículas y biomateriales. Vimos un área de oportunidad para hacer esta propuesta de un banco.

Trabajamos mucho con células de humanos aisladas directamente de pacientes y hacemos pruebas y servicios externos de citotoxicidad en el Laboratorio de Investigación Interdisciplinaria, que está dividido en nanoestructuras de biomateriales, ciencias agrogenómicas y de patología oral y maxilofacial. Está certificado ante la norma ISO 9001-2015. Lo que hacemos es ofrecer servicios externos, así como enseñanza e investigación a los alumnos de pregrado y posgrado.

AIC: ¿Cómo se obtienen esas células madre?

RGC: Al paciente a quien se le extraerá la pieza dental se le da el consentimiento informado para cubrir la parte bioética, donde se indica que el protocolo está aprobado por la institución. Usualmente extraemos piezas como las muelas del juicio, que ya le causan problemas al paciente y cuyo tratamiento es la extracción. De manera no invasiva se obtiene la muela y sacamos las células de la pulpa o el nervio de ese diente.

Otra opción son los llamados “dientes de leche”. En ese caso, la opción es que el niño acuda con nosotros antes de que se le caiga. Si los papás están interesados, les podemos proporcionar un medio enriquecido para que, en cuanto se caiga la pieza dental, la coloquen ahí y la traigan al laboratorio. Entre más rápida sea la extracción de ese tejido vivo, el éxito es mayor. A las células madre extraídas se les hace una caracterización para después integrarlas a nuestro banco.

AIC: ¿Qué tratamiento reciben estas células en el banco?

RGC: Para preservar estas células, se dejan proliferando en medios enriquecidos específicos hasta por 21 días, en este tiempo nosotros consideramos si fue exitoso o no su establecimiento. Para proliferarlas, las pasamos a platos de cultivo para después guardarlas en tubos de criopreservación con nitrógeno (N) líquido y un cultivo para hacer la caracterización.

Existen requisitos internacionales en los que nos basamos para caracterizar células madre. La primera es la forma que tiene la célula, que debe ser una forma de fibroblasto. El segundo es que tenga adherencia sobre el plato de cultivo celular y después viene la parte de la potencialidad o la plasticidad, para que se diferencie a diversas células de hueso, cartílago y de grasa.

Una vez que cumple con estos requisitos, el último paso es hacer la caracterización inmunológica, utilizamos unos marcadores específicos, de citometría de flujo. Ahí identificamos los marcadores positivos, que deben ser presentes en su mayoría. Con este tipo de citómetros de flujo podemos decir la cantidad de marcadores específicos a células madre y cuántos tengo de mi población de células madre.

AIC: ¿Qué hace que estas células se puedan diversificar tanto?

RGC: Estas células madre, llamadas mesenquimales, son muy potentes; tienen la capacidad de diferenciarse de múltiples tejidos. Existen reportes de que han sido utilizadas para ingeniería de tejidos, acelerar procesos de cicatrización, e incluso para el tratamiento de algunos tipos de cáncer, en córneas para recuperar parte de la vista, entre otras.

AIC: ¿Cuáles son los alcances de este laboratorio de células madre de la ENES León?

RGC: Es un proyecto que estamos iniciando. Trabajamos en todos los aspectos normativos, científicos y la estandarización. Esperamos que a finales de este año ya se considere como un servicio más de la institución. Actualmente contamos con servicios de base tecnológica a pacientes que asistan a las clínicas dentales de la ENES. Hemos incursionado en modelos de negocio. Realizamos algunas metodologías para identificar clientes y su aceptación en la población.

Asimismo, establecimos una propuesta de valor novedosa porque generalmente las células madre se obtienen de otras fuentes como el cordón umbilical o la sangre en el momento del nacimiento, ofreciendo así una segunda oportunidad para que los pacientes puedan conservar sus células. La idea también es reducir los costos porque las empresas de este ramo tienen precios considerablemente elevados y no al alcance de toda la población.

AIC: Actualmente han proliferado en todo el país empresas que ofrecen tratamientos con células madre para diferentes tipos de padecimientos, ¿cómo identificar las que son serias?

RGC: Existen muchas empresas que se dedican incluso a hacer hasta terapias de restitución celular. El rigor científico tiene que ser muy marcado y seguir paso a paso, porque si no cumplen con ciertas características no son consideradas células madre, lo que puede atentar contra la integridad del paciente.

Nosotros trabajamos en ofrecer una propuesta aquí en la comunidad y para un futuro, para que cuando ya contemos con los avances tecnológicos podamos usar las células del banco para terapias o tratamientos para pacientes enfermos o con algún tipo de lesión o enfermedad que lo demande. Existe la tendencia hacia la ingeniería y la regeneración de tejidos, pero aún estamos lejos en México, hace falta más apoyo a la investigación.

El Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA) presentó un desarrollo tecnológico de textiles avanzados en la feria industrial Hannover Messe 2018, el pasado mes de abril. Este proyecto fue uno de los 12 seleccionados a nivel nacional para representar a México en este evento, el cual se convirtió en una vitrina internacional para la institución.

El proyecto Nanocompuesto antimicrobiano para textiles avanzados consiste en un material polimérico con propiedades antimicrobiales, incorporado a telas, con la finalidad de evitar el contagio de enfermedades presentes en ambientes hospitalarios.

Estas telas antimicrobianas son la materialización de una década de trabajo de los investigadores en nanocompuestos de base polimérica, su aplicación industrial y textiles avanzados para diferentes sectores.

En entrevista para la Agencia Informativa Conacyt, científicos del CIQA explican la importancia de este desarrollo que representó a la institución a nivel internacional, su potencial en el sector salud y el beneficio para los pacientes en México y el mundo; además, la posibilidad de otros proyectos semejantes a estos textiles avanzados para el beneficio social y empresarial.

Textil antimicrobiano

Con la finalidad de estar a la vanguardia en investigación de acuerdo con las tendencias mundiales, el CIQA trabaja temas de trascendencia local, nacional e internacional, así lo afirmó el doctor Enrique Saldívar Guerra, director de Investigación y Vinculación del centro.

“Si vemos las grandes tendencias de la ciencia y la tecnología, hay como cuatro o cinco que están vigentes y son muy importantes para que la ciencia tenga impacto social, como son salud, materiales avanzados sustentables, energía, alimentación, agua, entre otros. Son las temáticas que suenan a nivel internacional”.

Saldívar Guerra agregó que la institución participa activamente en dos áreas que se alinean a la vocación de la institución y se ven reflejadas en este proyecto: materiales inteligentes y salud. Los investigadores trabajan un problema de salud pública a nivel mundial, conocido como infecciones nosocomiales.

Al respecto, el doctor Carlos Alberto Ávila Orta, jefe del Departamento de Materiales Avanzados del CIQA y líder del proyecto, dijo que “hay una problemática a nivel mundial que son las infecciones intrahospitalarias, también conocidas como infecciones nosocomiales. Al año se enferman un millón 400 mil personas en todo el mundo, que adquieren infecciones dentro de un hospital. En países de Latinoamérica y África, hasta 40 por ciento de los pacientes que ingresan a un hospital adquiere otra enfermedad ahí”.

Esta problemática tiene implicaciones médicas, sociales y económicas, ya que el paciente adquiere otra enfermedad durante su estancia en el hospital, a consecuencia de la baja en sus defensas, debido a un sistema inmunológico deprimido. Al adquirir una infección nosocomial, la estadía del paciente se extiende, lo que afecta a la familia del paciente y al hospital, e incluso puede desencadenar en la muerte del enfermo.

“Nuestra contribución para la solución de este problema es usar nanopartículas metálicas, las cuales funcionan como aditivos antimicrobiales, es decir, atacan bacterias y hongos. La idea es introducir estas nanopartículas en las fibras textiles para proveer a los uniformes médicos, en principio, la propiedad antimicrobial”, explicó Ávila Orta.

Para desarrollar estos textiles avanzados, los científicos del CIQA tuvieron que resolver primero el problema de la dispersión no homogénea en matrices poliméricas. Esto lo lograron aplicando ultrasonido durante el proceso de extrusión. Gracias a esta innovación patentada en 2008, pudieron surgir esta y otras aplicaciones que permitieron pasar al filamento para los textiles.

La investigación actual es apoyada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y por el Newton Fund en Reino Unido. En este momento, el proyecto está enfocado en uniformes de hospital, pero tiene potencial de aplicación en los diversos textiles presentes en un nosocomio como: ropa de cama, cortinas, filtros de aire (que tienen textiles), alfombras, etcétera.

Respecto al tema de la toxicidad por el uso de nanopartículas, Ávila Orta aclaró que hasta ahora no se ha precisado la parte toxicológica en esta investigación. Sin embargo, en los estudios realizados hasta la fecha se encuentran por debajo del nivel aceptado para la liberación de iones. La norma indica 400 ppm (partes por millón) y esta innovación señala 20 ppm, muy debajo de la norma y hasta el momento es considerado como no tóxico.

Los especialistas resaltaron que actualmente existen otras telas antimicrobiales. Sin embargo, únicamente están recubiertas y pierden el reactivo antimicrobial con el desgaste o al ser lavadas. En cambio, en estos textiles avanzados, las propiedades contra bacterias y hongos son parte de la tela, gracias a las nanopartículas, y no se pierde con el uso o desgaste.

Panorama internacional

Después de cerca de diez años de trabajo, tres encaminados a textiles y con apoyo en infraestructura por parte de Conacyt, los científicos atendieron a una invitación de ProMéxico para exhibir el proyecto en la Feria de Hannover, Alemania, después de realizar las gestiones necesarias ante Conacyt que fungió como enlace.

“Para nosotros es un logro muy importante, ya que nos da el escaparate, la vitrina, el escenario para mostrar nuestras investigaciones a nivel mundial. A nivel México, tenemos varias empresas interesadas en estos desarrollos, tenemos estudiantes trabajando, hemos publicado artículos, no necesariamente de textiles pero muy relacionado con lo que estamos manejando aquí, hemos patentado los desarrollos”, subrayó Ávila Orta.

Doctor Carlos Alberto Ávila Orta y Doctor Enrique Saldívar Guerra.Enrique Saldívar Guerra coincide en que la participación de CIQA en la feria mediante este proyecto es una gran oportunidad, debido al reconocimiento y prestigio del evento a nivel internacional dentro del área tecnológica para la industria, y reiteró el compromiso de la institución con este tipo de investigaciones al estimular a los especialistas.

“El compromiso que tiene CIQA es seguir apoyando estos proyectos con todas las capacidades administrativas, técnicas y de infraestructura, pugnar por que los investigadores estén motivados, contribuir a que, a través del apoyo y la sugerencia de mecanismos, leyes y fundamentos, propicien que el investigador permanezca motivado y siga trabajando en este proyecto. Es un esfuerzo continuo que se hace a nivel institucional”.

En el presente, el proyecto sigue en desarrollo, los investigadores añadieron que el siguiente paso será probar la innovación directamente en un hospital y terminar la investigación en marzo de 2019.

“El paso que sigue es probarlo en un hospital, para este caso hemos hablado con el Hospital Universitario de Saltillo y con el Hospital Regional de Alta Especialidad en Guanajuato. Ya después de esto, si el proyecto termina con éxito, intentaremos expandirnos a otros textiles, a otras aplicaciones, por ejemplo, la ropa de cama, las cortinas, entre otros”, indicó Ávila Orta.

Los científicos señalaron que dentro del sector existe la necesidad de generar productos con distingo competitivo, por lo que están surgiendo desarrollos dirigidos hacia el textil técnico, que representa otra área de oportunidad para el CIQA.

“Ahora lo que intentamos son textiles técnicos. Por ejemplo: un textil que aguante la llama y no te puedas quemar, agregar nanopartículas que inhiban ese choque al quemarse. Otras cuestiones importantes serían en el área de seguridad con materiales más ligeros, materiales antiestáticos para uniformes, etcétera. Vamos trabajando de acuerdo con la demanda que haya en la industria”, puntualizó Ávila Orta.

Respecto a la vinculación con el sector industrial, los científicos mencionaron que el próximo año asistirán a la Feria Internacional de Textiles en Alemania para generar convenios con empresas del sector y mantenerse a la vanguardia sobre los avances y necesidades en el área.

“Este tipo de proyectos puede estar en el mercado, la demanda de textil técnico se ha ido incrementando, los márgenes son más grandes, tienen mayor margen de ganancia que con textiles normales, ya que no se necesita vender tanto para tener margen de ganancia”, resaltó el líder del proyecto.

Los especialistas invitaron a las empresas a invertir en innovación, ya que puede generarles importantes márgenes de ganancia y contribuir al desarrollo científico y económico de la región y el país.

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