¿Puede la química contribuir a reparar el cuerpo humano?

El 10 de enero, en la sede del CSIC y con la presencia de Pilar Tijeras, vicepresidenta del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, dio comienzo la tercera edición del Curso de divulgación ‘Los avances de la química y su impacto en la sociedad’, una iniciativa del investigador y divulgador científico Bernardo Herradón con la que, a través de diferentes conferencias y mesas redondas, se pretende mejorar el conocimiento de la química por parte del público en general y, al mismo tiempo, animar a los estudiantes a adentrarse en la investigación científica.

Con una gran afluencia de público, la conferencia inaugural corrió este año a cargo de la Dra. María Vallet-Regí, catedrática de Química Inorgánica y Bioinorgánica de la Facultad de Farmacia de la Universidad Complutense de Madrid, quien durante su intervención quiso mostrar cómo la química puede contribuir a la reparación del cuerpo humano.

Como señalaba María Vallet-Regí durante su conferencia, la química, y más concretamente los biomateriales, pueden contribuir hoy a reparar el cuerpo humano en dos niveles: ‘Macro’ (fundamentalmente mediante implantes y prótesis en los que la química juega un papel fundamental) y ‘Nano’ (con investigaciones como las que se están llevando a cabo para llegar hasta las células cancerígenas y atacarlas con citotóxicos perjudicando lo menos posible a las sanas).

A nivel de prótesis, lejos han quedado ya las imágenes de ‘garfios’ y ‘patas de palo’. Hoy, los avances tecnológicos en esta materia han sido enormes, hasta el punto de, por ejemplo, permitir al atleta australiano Oscar Pistorius competir al más alto nivel con sus prótesis transtibiales de fibra de carbono.

A día de hoy, la ciencia ya permite la reconstrucción de huesos y articulaciones, de músculos y tendones, de vasos sanguíneos y de nervios… pero la pregunta que muchos se hacen es: ¿existe hoy la posibilidad de reconstruir al mismo tiempo todos estos elementos, ensamblarlos y crear de esta forma un nuevo miembro? La respuesta es que no… aunque habría que añadir ‘de momento’.

Hasta la fecha las 'reparaciones' que se están haciendo en el cuerpo humano corresponden a dos modalidades. Por un lado la llamada ‘biónica’ mediante implantes y prótesis fabricados con materiales de 1ª y 2ª generación; y por el otro, con la ‘medicina regenerativa’, que abarca la terapia celular y la ingeniería de tejidos utilizando materiales de 3ª generación.

En este último campo, en el de la ingeniería tisular, la química sigue aportando importantes avances. Por ejemplo, en el ámbito específico de las reconstrucciones óseas, la regeneración de un hueso a partir de biomateriales es un proceso en auge. Materiales que, además, son biodegradables, desapareciendo del cuerpo humano una vez que han cumplido su función.

Para llevar a cabo este procedimiento, según afirmaba la Dra. María Vallet-Regí, es fundamental contemplar tres elementos:

1) Los andamios sobre los que se van a reconstruir los tejidos. Biomateriales naturales y sintéticos, cuyo diseño debe estar inspirado en la propia naturaleza, y que presentan características claves como la ‘osteconducción’ o capacidad para permitir y favorecer el crecimiento y la organización del tejido óseo.

2) Factores bioquímicos. Señales y factores de crecimiento que atraigan a las células a esos andamios. En este caso el concepto clave es la ‘osteoinducción’ o capacidad para promover la formación del hueso.

3) Células madre y células progenitoras, con capacidad para producir tejido óseo (Osteogénesis).

Emulando la porosidad de los huesos, estos biomateriales que conforman los andamios deben proporcionan un enrejado donde puedan entrar, adherirse, crecer y proliferar las células, guiando el crecimiento de éstas y ejerciendo de soporte y estructura del nuevo tejido. Además, pueden servir como matriz donde cargar fármacos, proteínas, células… Para ello se requiere 'funcionalizar' las superficies de estos andamios, con el objetivo de permitir a las proteínas adherirse a ellas sin modificar la actividad de las células.

A pesar de los avances logrados durante los últimos años, cuando se realiza un implante éste lleva asociado cierto riesgo de infección. En ocasiones, esta infección ofrece una alta resistencia a los tratamientos médicos, creando incluso un biofilm alrededor de la infección que impide la entrada de los antibióticos.

Para estos casos, frente al tratamiento convencional que combina la intervención quirúrgica y el tratamiento antimicrobiano (distribución del fármaco por todo el organismo), existe otra alternativa basada en la resección de la parte del órgano dañada y en la implantación de una biocerámica cargada con antibióticos, que permite simultáneamente regenerar el tejido y tratar las bacterias que pudieran todavía quedar. Tambien se puede impedir la adherencia de las bacterias con materiales zwitterionicos que, al igual que ocurre con las gotas de agua sobre una hoja de flor de loto, impiden a las bacterias adherirse a su superficie.

Otro ámbito destacado donde la química está aportando avances significativos es en el tratamiento del cáncer, con el objetivo de poder realizar terapias dirigidas, focalizadas exclusivamente en las células dañadas sin tener que actuar en todo el organismo.

En este sentido, el objetivo es lograr que los citotóxicos empleados para el tratamiento del cáncer solo se liberen en el organismo cuando detecten una célula cancerígena, facilitando, a través de estímulos, su liberación controlada. A través de nanopartículas funcionalizadas con hebras de ADN y mediante aplicación de campos magnéticos, la consecución de este objetivo parece estar cada vez más cerca.

No quiso terminar su conferencia la Dra. María Vallet-Regí sin antes recordar la importancia que tiene en éste y en otros muchos ámbitos científicos la investigación traslacional, es decir poner en contacto la investigación básica y la aplicación clínica. No puede haber progreso si no hay interacción entre ambas.

Además, como se señaló durante un animado debate final en el que participaron los asistentes a la conferencia, la ciencia moderna hay que entenderla como una disciplina multidisciplinar, en la que es fundamental interactuar con científicos de diferentes áreas para poder progresar.

La tercera edición de este curso de divulgación va a estar conformado por 11 conferencias (los jueves entre el 10 de enero y el 21 de marzo) y dos mesas redondas (los lunes 4 de febrero y 4 de marzo). Todas las sesiones tendrán lugar en el salón de actos del edificio del CSIC en la calle Serrano 113. El programa y el calendario del curso se puede consultar en esta página web. En la web Los Avances de la Química se irá colgando información del curso y también se informará a través de Facebook y de Twitter.

El curso en gratuito y la asistencia es libre, se puede asistir a las sesiones que se deseen. Las personas interesadas podrán tener un diploma de asistencia si asisten a un mínimo de ocho sesiones.

Para obtener más información, contactar con b.herradon@csic.es