La química de la bioimpresión 4D

La química vallisoletana de la excelencia en bioimpresión 4D. Fue durante su formación en el grado de Química en la Universidad de Valladolid (UVa) que nació en María Puertas Bartolomé un interés por el desarrollo de soluciones con impacto biomédico, el cual cultivó durante sus primeros años de investigación, gracias a los que descubrió el campo de los biomateriales y le atrajo precisamente por «esa conexión entre ciencia básica y aplicación médica».

«Me parecía muy estimulante poder diseñar materiales desde el laboratorio y que, a largo plazo, estos materiales pudieran servir para mejorar la salud de las personas. Esa idea de trabajar en la frontera entre química, biología, ciencia de materiales y medicina fue lo que me llevó a orientar mi carrera hacia la medicina regenerativa», explica la joven.

Sus primeros pasos en esta área se dieron durante su doctorado en el área de biomateriales por el Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros del CSIC, en Madrid. Un periodo durante el cual empezó a trabajar con materiales poliméricos aplicados a biomedicina.

A esta experiencia se sumaron varias estancias internacionales en otros puntos de España, Estados Unidos y Alemania. Experiencias que le permitieron «ampliar la perspectiva, aprender nuevas técnicas y trabajar con equipos muy interdisciplinares. Creo que todo ello ha marcado mucho mi trayectoria actual».

Pasados esos años de estancia en el extranjero, Puertas Bartolomé regresó a su ciudad natal, donde trabaja como investigadora postdoctoral Marie Curie en la Universidad de Valladolid, dentro del grupo BIOFORGE. Pero, además, es miembro fundadora y presidenta de la Sociedad Española de Medicina Regenerativa e Ingeniería de Tejidos, SEMIT.

Desde la ciudad del Pisuerga, focaliza ese conocimiento adquirido mediante el diseño de biomateriales para medicina regenerativa e ingeniería de tejidos. «Me interesa desarrollar materiales que puedan imitar algunas de las propiedades de los tejidos vivos y servir como soporte para que las células crezcan, se organicen o respondan más parecido a como lo harían en el organismo».

Dentro de este campo, trabaja con biomateriales inspirados en proteínas naturales, como la elastina o la resilina, las cuales tienen propiedades muy relevantes desde el punto de vista estructural y mecánico. Esto se debe a que la elastina aporta elasticidad a muchos tejidos del cuerpo, mientras que la resilina destaca por su gran capacidad de recuperación tras deformarse. «Inspirarnos en ellas nos permite diseñar materiales más dinámicos, flexibles y adaptados a aplicaciones biomédicas».

Más concretamente, se centra en el desarrollo de biotintas inteligentes, es decir, materiales que pueden procesarse mediante bioimpresión 4D para generar estructuras similares a los tejidos del cuerpo. Un trabajo que la ha llevado a hacerse con uno de los 5 premios ‘For Women in Science’ 2026 España de la UNESCO.

El punto de partida de este nuevo proyecto detalla que es un «problema muy claro, las enfermedades cardiovasculares siguen siendo una de las principales causas de mortalidad, y necesitamos mejores herramientas para estudiarlas, probar tratamientos y avanzar hacia estrategias que permitan reparar tejidos dañados».

«Muchos materiales utilizados en el laboratorio reproducen parcialmente la estructura del tejido, pero no siempre captan su carácter dinámico. Esto es especialmente importante cuando hablamos de tejidos como el cardiovascular, que no son estáticos: el corazón late de forma continua, los vasos sanguíneos soportan flujo y presión, y las células están sometidas a señales mecánicas constantes».

Partiendo de este contexto, se marcó por objetivo reproducir la forma de esos tejidos y algunas de sus propiedades dinámicas, como su capacidad de responder al entorno o adaptarse a estímulos externos. Con estas biotintas quiere crear modelos de tejido más realistas en el laboratorio, especialmente orientados al tejido cardiovascular.

«La idea es fabricar materiales que se parezcan más a los tejidos naturales, no solo desde el punto de vista estructural, sino también en la forma en que responden a su entorno. Para ello, diseñamos biotintas basadas en proteínas naturales, que presentan propiedades como elasticidad, capacidad de recuperación o respuesta a cambios de temperatura. Esa capacidad de transformarse con el tiempo es lo que aporta la cuarta dimensión a la bioimpresión», incide.

Algo que puede ser útil tanto para estudiar mejor determinadas enfermedades como para probar nuevos tratamientos y, a largo plazo, avanzar hacia futuras estrategias de medicina regenerativa. «Estos materiales podrían permitir generar modelos más realistas de tejido cardiovascular en el laboratorio, lo que ayudaría a estudiar enfermedades y tratamientos, además de contribuir a reducir el uso de modelos animales. A más largo plazo, también podrían formar parte de estrategias para reparar o reemplazar tejido dañado, por ejemplo, después de un infarto».

María Puertas Bartolomé asegura que los resultados que están observando son prometedores, ya que los materiales muestran propiedades «dinámicas» y capacidad de adaptación, algo clave para imitar mejor el entorno natural de las células. Además, los materiales inspirados en elastina ya han demostrado un gran potencial en aplicaciones cardiovasculares, especialmente por su capacidad para favorecer una mejor integración con el tejido y reducir respuestas no deseadas como la formación de cicatrices.

Es esta vocación y sus resultados lo que la ha llevado a la investigadora vallisoletana a recibir uno de los premios L’Oreal-UNESCO ‘For Women in Science’, el cual remarca que «supone un reconocimiento muy importante», tanto para el proyecto como para su trayectoria investigadora. «A nivel personal es un reconocimiento muy especial porque visibiliza años de trabajo, esfuerzo y formación. La carrera investigadora es exigente y a menudo está marcada por la incertidumbre, por lo que recibir un premio de este tipo supone también un impulso para seguir avanzando y consolidar mi línea de investigación. Además, este programa da visibilidad a las mujeres en la ciencia y contribuye a romper el techo de cristal que existe en la carrera investigadora».