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VALLADOLID

Andamiajes biológicos que regeneran tejidos

El grupo Bioforge de la UVA participa en un proyecto europeo que desarrolla hidrogeles para aplicaciones biomédicas.

E.L.
18/07/2017

 

Es un andamiaje similar a la gelatina, con muchos usos en diferentes ámbitos. Los hidrogeles son vehículos encargados de meter en vereda a esas células rebeldes. Materiales con alto contenido en agua y formados por entramados moleculares que dejan huecos que pueden ser rellenados por agua. Esta circunstancia confiere unas propiedades de gran resistencia y elasticidad, siendo adecuados para la biomedicina.

De hecho, la eficacia de un fármaco depende, en gran medida, de su manera de dosificación. Por este motivo, se reclaman estrategias no invasivas que garanticen la seguridad del cartílago o el hueso que se va a rehabilitar para que vuelva a regenerarse en condiciones óptimas. Investigación, investigación e investigación es la única manera de llegar a buen puerto. Y eso es lo que quiere el grupo Bioforge de la Universidad de Valladolid (UVA), que participa en un proyecto europeo del programa Horizonte 2020 junto a otros científicos de Alemania, Austria, España, Grecia y Países Bajos, centrado en la ingeniería de hidrogeles sensibles para diagnósticos y terapias.

El trabajo «busca inspiración» en los tejidos biológicos, como las proteínas y los polisacáridos, con tres objetivos: el desarrollo de recubridores biointegradores para aumentar la eficacia de dispositivos actualmente en uso; el diseño de terapias avanzadas en medicina regenerativa mediante el empleo de hidrogeles innovadores y la fabricación de nuevos sistemas de diagnóstico a través de hidrogeles y sistemas nanométricos con capacidad de respuesta a estímulos, explica José Carlos Rodríguez Cabello, director del grupo Bioforge.

Su labor va encaminada a desarrollar la parte que no es agua, que debe ser funcional y tener unas propiedades determinadas para que pueda interactuar con células o fármacos. Para llegar a este punto los miembros de este consorcio estudian los conceptos básicos para entender mejor sus propiedades físicas, químicas y biológicas o, en otras palabras, analizar cómo funcionan molecularmente. A partir de ahí, se lanzan a la tarea de fabricar nuevos hidrogeles en áreas donde existen problemas que no se han resuelto tecnológicamente.

Para Rodríguez Cabello, la innovación del proyecto denominado Biogel radica en que se enfoca en combinaciones de productos sintéticos y moléculas biológicas híbridas con el fin de obtener hidrogeles que dirijan y orquesten las interacciones con biomoléculas naturales, células y tejidos biológicos. «Todo ello motivado con una fuerte vocación traslacional a la clínica», apunta.

Este equipo trata de comprender los sistemas biológicos naturales, por lo que la biología juega un «papel determinante» en un área que estaba principalmente basada en conceptos y tecnologías puramente químicas y físicas. Ahí es donde radica la peculiaridad. Junto a esto, la combinación en el proyecto de investigadores con «una amplia formación» disciplinar, en la que, además de los grupos académicos de Europa, USA y Japón, se incluyen diferentes empresas y centros médicos.

El proyecto comenzó a finales de 2015 y se prolongará hasta 2018. La idea se fue madurando durante un cierto periodo de tiempo en la que los participantes fueron refinando la propuesta mediante contactos y reuniones. No son los únicos que trabajan esta línea, pero la coordinación de un consorcio tan amplio, complementario e internacional les da una clara ventaja competitiva, asegura el director del grupo Bioforge. En este entramado también se encuentra la empresa vallisoletana Technical Proteins Nanobiotechnology, ya que una de las metas es que la investigación no quede en un cajón y los resultados se vean reflejados en aplicaciones prácticas para el mercado.

En este sentido, comenta que los hidrogeles podrían servir para ayudar a las células a encontrarse. Un ejemplo puede ser la regeneración de tejidos cardíacos, cartílagos, nervios o vasos sanguíneos. «La terapia celular siempre requiere un hidrogel, con una actividad biológica controlada y mínimamente invasivo», sostiene el experto en una nota de prensa difundida por la UVA, ya que la labor del elemento es servir de vehículo para que las células «lleguen donde deben y no se vayan».

¿Cómo lo lograrían? Mimetizándose con el entorno. Una estrategia para conseguirlo, señala, es que estén formado por proteínas sintéticas. Entonces, los investigadores han llegado hasta el fin del funcionamiento de los tejidos biológicos y ahora quieren desarrollar versiones «más simplificadas» de las proteínas naturales que pueden tener justo las propiedades que buscan. De hecho, añade, esas proteínas formarán parte de los materiales que compondrán los nuevos hidrogeles. «Pensamos en una composición y tratamos de fabricar el ADN sintético que produciría ese compuesto en un ser vivo», indica Rodríguez Cabello, antes de agregar que es una manera de tener materiales «a un coste reducido y en un tiempo récord».

En esta línea, expresa que este proyecto alcanzará sistemas terapéuticos y de diagnóstico mucho más eficaces que los actualmente existentes. «Este aumento de eficacia ocasionaría no solo importantes ahorros en las cuentas de los sistemas públicos de salud sino un aumento considerable de la calidad de vida y una mejora en el pronóstico de los pacientes y sus enfermedades», considera.

Es verdad que existen hidrogeles destinados a aplicaciones biomédicas pero, según informa, están constituidos por componentes muy básicos, más orientados, por ejemplo, al transporte de fármacos. Aunque todavía es pronto, el experto vallisoletano comenta que la idea es seleccionar las mejores opciones. Después de eso, optimizar y desarrollar «al máximo» estos sistemas para acercarlos «lo más posible» a su uso en la clínica y finalmente su transferencia al sector productivo para que estas tecnologías puedan alcanzar una producción industrial y la universalización de su uso.

Aparte de la labor investigadora, el trabajo tiene un componente formativo. Se han seleccionado 14 jóvenes científicos –al menos seis de ellos pasarán por Valladolid– en el ámbito internacional para que puedan desarrollar su tesis doctoral en campos estratégicos de conocimiento. Están continuamente viajando y podrán conocer la forma de trabajar en Europa, Estados Unidos y Japón. Además, se realizan reuniones periódicas para compartir sus avances.

El proyecto está dotado con un presupuesto global de más de 3,5 millones, de los que la UVA recibe más de 250.000 euros. La idea es aprovechar las sinergias y formar un consorcio muy potente que aproveche todo el saber hacer repartido por el mundo. Es un andamiaje similar a la gelatina, con muchos usos en diferentes ámbitos. Los hidrogeles son vehículos encargados de meter en vereda a esas células rebeldes. Materiales con alto contenido en agua y formados por entramados moleculares que dejan huecos que pueden ser rellenados por agua. Esta circunstancia confiere unas propiedades de gran resistencia y elasticidad, siendo adecuados para la biomedicina.

De hecho, la eficacia de un fármaco depende, en gran medida, de su manera de dosificación. Por este motivo, se reclaman estrategias no invasivas que garanticen la seguridad del cartílago o el hueso que se va a rehabilitar para que vuelva a regenerarse en condiciones óptimas. Investigación, investigación e investigación es la única manera de llegar a buen puerto. Y eso es lo que quiere el grupo Bioforge de la Universidad de Valladolid (UVA), que participa en un proyecto europeo del programa Horizonte 2020 junto a otros científicos de Alemania, Austria, España, Grecia y Países Bajos, centrado en la ingeniería de hidrogeles sensibles para diagnósticos y terapias.

El trabajo «busca inspiración» en los tejidos biológicos, como las proteínas y los polisacáridos, con tres objetivos: el desarrollo de recubridores biointegradores para aumentar la eficacia de dispositivos actualmente en uso; el diseño de terapias avanzadas en medicina regenerativa mediante el empleo de hidrogeles innovadores y la fabricación de nuevos sistemas de diagnóstico a través de hidrogeles y sistemas nanométricos con capacidad de respuesta a estímulos, explica José Carlos Rodríguez Cabello, director del grupo Bioforge.

Su labor va encaminada a desarrollar la parte que no es agua, que debe ser funcional y tener unas propiedades determinadas para que pueda interactuar con células o fármacos. Para llegar a este punto los miembros de este consorcio estudian los conceptos básicos para entender mejor sus propiedades físicas, químicas y biológicas o, en otras palabras, analizar cómo funcionan molecularmente. A partir de ahí, se lanzan a la tarea de fabricar nuevos hidrogeles en áreas donde existen problemas que no se han resuelto tecnológicamente.

Para Rodríguez Cabello, la innovación del proyecto denominado Biogel radica en que se enfoca en combinaciones de productos sintéticos y moléculas biológicas híbridas con el fin de obtener hidrogeles que dirijan y orquesten las interacciones con biomoléculas naturales, células y tejidos biológicos. «Todo ello motivado con una fuerte vocación traslacional a la clínica», apunta.

Este equipo trata de comprender los sistemas biológicos naturales, por lo que la biología juega un «papel determinante» en un área que estaba principalmente basada en conceptos y tecnologías puramente químicas y físicas. Ahí es donde radica la peculiaridad. Junto a esto, la combinación en el proyecto de investigadores con «una amplia formación» disciplinar, en la que, además de los grupos académicos de Europa, USA y Japón, se incluyen diferentes empresas y centros médicos.

El proyecto comenzó a finales de 2015 y se prolongará hasta 2018. La idea se fue madurando durante un cierto periodo de tiempo en la que los participantes fueron refinando la propuesta mediante contactos y reuniones. No son los únicos que trabajan esta línea, pero la coordinación de un consorcio tan amplio, complementario e internacional les da una clara ventaja competitiva, asegura el director del grupo Bioforge. En este entramado también se encuentra la empresa vallisoletana Technical Proteins Nanobiotechnology, ya que una de las metas es que la investigación no quede en un cajón y los resultados se vean reflejados en aplicaciones prácticas para el mercado.

En este sentido, comenta que los hidrogeles podrían servir para ayudar a las células a encontrarse. Un ejemplo puede ser la regeneración de tejidos cardíacos, cartílagos, nervios o vasos sanguíneos. «La terapia celular siempre requiere un hidrogel, con una actividad biológica controlada y mínimamente invasivo», sostiene el experto en una nota de prensa difundida por la UVA, ya que la labor del elemento es servir de vehículo para que las células «lleguen donde deben y no se vayan».

¿Cómo lo lograrían? Mimetizándose con el entorno. Una estrategia para conseguirlo, señala, es que estén formado por proteínas sintéticas. Entonces, los investigadores han llegado hasta el fin del funcionamiento de los tejidos biológicos y ahora quieren desarrollar versiones «más simplificadas» de las proteínas naturales que pueden tener justo las propiedades que buscan. De hecho, añade, esas proteínas formarán parte de los materiales que compondrán los nuevos hidrogeles. «Pensamos en una composición y tratamos de fabricar el ADN sintético que produciría ese compuesto en un ser vivo», indica Rodríguez Cabello, antes de agregar que es una manera de tener materiales «a un coste reducido y en un tiempo récord».

En esta línea, expresa que este proyecto alcanzará sistemas terapéuticos y de diagnóstico mucho más eficaces que los actualmente existentes. «Este aumento de eficacia ocasionaría no solo importantes ahorros en las cuentas de los sistemas públicos de salud sino un aumento considerable de la calidad de vida y una mejora en el pronóstico de los pacientes y sus enfermedades», considera.

Es verdad que existen hidrogeles destinados a aplicaciones biomédicas pero, según informa, están constituidos por componentes muy básicos, más orientados, por ejemplo, al transporte de fármacos. Aunque todavía es pronto, el experto vallisoletano comenta que la idea es seleccionar las mejores opciones. Después de eso, optimizar y desarrollar «al máximo» estos sistemas para acercarlos «lo más posible» a su uso en la clínica y finalmente su transferencia al sector productivo para que estas tecnologías puedan alcanzar una producción industrial y la universalización de su uso.

Aparte de la labor investigadora, el trabajo tiene un componente formativo. Se han seleccionado 14 jóvenes científicos –al menos seis de ellos pasarán por Valladolid– en el ámbito internacional para que puedan desarrollar su tesis doctoral en campos estratégicos de conocimiento. Están continuamente viajando y podrán conocer la forma de trabajar en Europa, Estados Unidos y Japón. Además, se realizan reuniones periódicas para compartir sus avances.

El proyecto está dotado con un presupuesto global de más de 3,5 millones, de los que la UVA recibe más de 250.000 euros. La idea es aprovechar las sinergias y formar un consorcio muy potente que aproveche todo el saber hacer repartido por el mundo. 

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