Caos para generar microarquitectura
Está por cumplir una década como profesora investigadora en la Escuela de Ingeniería y Ciencias del Tecnológico de Monterrey. Viste elegante; sus brazos delatan la disciplina del gimnasio y acelera las palabras cuando habla de las posibilidades de su trabajo.
Su fuente de energía es la promesa de un futuro. Además del anhelo de imprimir órganos, la bioimpresión abre la puerta a la creación de modelos tridimensionales más realistas para el estudio de fármacos y probióticos, una línea de investigación que ya exploran en el ámbito de los tumores y las comunidades bacterianas.
Durante su formación científica, Trujillo de Santiago realizó dos estancias: una en Italia, otra en la India. Aprendió técnicas y rutinas de laboratorio. Pero la disciplina, la más decisiva, la había formado antes, practicando taekwondo y viendo a su madre, hija de campesinos, cursar un doctorado mientras trabajaba y criaba a dos hijos.
El laboratorio de Advanced Biofabrication, cuenta, es un espacio húmedo, con tarjas y campanas de extracción, con equipo especializado que, a la vista de la científica, anuncia la vocación del laboratorio: máquinas, refrigeradores, bioimpresoras y microscopios para seguirle la pista a la materia viva.
Años atrás, durante su postdoctorado en Boston, en el área de tecnología de la salud de Harvard y MIT, cruzó la puerta del laboratorio de Ali Khademhosseini, referente mundial en ingeniería tisular. Allí, junto a su colega Kan Yue, escribió el artículo de revisión sobre el hidrogel GelMA más citado del mundo y uno de los más descargados en Biomaterials. Fue también el lugar donde imaginó una nueva forma de estructurar tejidos impresos.
Cada día mueren 20 personas en espera de un órgano, el sueño de la ingeniería de tejidos es imprimirlos. El camino está tapizado de retos. Trujillo explica dos.
Uno es generar estructuras muy delgadas sin provocar una matanza de células en el proceso. La microescala es necesaria porque así están hechos nuestros tejidos: de capas ultrafinas que dialogan con fronteras más pequeñas. Pero al intentar replicarlas con una bioimpresora por extrusión, que expulsa material biológico de forma controlada a través de una boquilla, las células mueren por el esfuerzo cortante.
Otro desafío son los tejidos gruesos. Buena parte de la ingeniería tisular se hace con hidrogeles, una especie de gelatina translúcida en la que se incorporan células vivas y que, al exponerse a la luz, pasa de líquido a sólido. En esra mezcla, llamada biotinta, los hidrogeles emulan la nuestra matriz extracelular, el microambiente en el que ocurre la función celular. Cuando el tejido impreso es voluminoso, las células del centro mueren por falta de oxígeno y nutrientes, entonces se requieren vasos sanguíneos, muchos y muy delgados, para suministrar nutrientes y oxígeno y eliminar desechos metabólicos.
logrado generar fibras continuas con microescalas internas del grosor de una célula de mamífero y también han logrado tamaños más pequeños para trabajar con bacterias. Dos asuntos que revolucionaron la resolución y velocidad de las técnicas de impresión 3D disponibles. Esta técnica también hizo a Grissel y Mario ganadores del Premio Rómulo Garza en la categoría Emprendimiento.Organoides, bacterias y otros potenciales
El mundo de la bioimpresión ya suma varios hitos: trasplantes exitosos de vejigas e implantes para la reparación de cartílagos probados en modelos animales.
Los órganos complejos aún parecen lejanos, para cuando se impriman riñones o corazones funcionales, el siguiente gran desafío será la regulación, una conversación que, considera Trujillo, debe impulsarse desde ahora.
En el presente, indica, diversas tecnologías están en un punto ideal de madurez para combinarse y llegar más lejos. Mientras, se usan los avances para otras aplicaciones, como hacer organoides para evaluar tratamientos.
En el laboratorio, el equipo de Trujillo y Álvarez prueban plataformas como tumores en chips. Para estudiar el crecimiento anormal de células, lo usual es inducir la formación de tumores en ratones, se sacrifica al animal y analiza postmortem lo qué ocurrió. Si bien el uso de animales sigue siendo valioso en la investigación, los modelos tridimensionales prometen reducir significativamente su utilización.
Realizar pruebas in vitro en modelos tridimensionales, en lugar de cultivar células sobre superficies planas, permite recapitular con mayor fidelidad la complejidad de los tumores. Por ejemplo, cultivar células cancerosas embebidas en hidrogeles rodeados por tejido sano para observar cómo responden a quimioterapias, en comparación con un control; evaluando los efectos en el tumor y el tejido sano.
La incorporación de chips microfluídicos en estos sistemas introduce otro elemento: un entorno dinámico. Así pueden simular tumores vascularizados, condición de gran relevancia para la salud de los pacientes.
En 2019, el mismo año en que Trujillo ganó la Beca Para las Mujeres en la Ciencia L’Oréal–UNESCO, le fue diagnosticado cáncer renal. Hoy se encuentra en fase de remisión, pero en un texto autobiográfico cuenta: “Perder un órgano cambió profundamente mi manera de ver el cuerpo, la fragilidad humana y el papel de la ciencia. A partir de entonces, mi trabajo dejó de ser solo un ejercicio intelectual y se convirtió también en un acto de empatía”.
UNESCO, en Chile, México y Perú las mujeres representan menos del 34% del total de investigadores, mientras que en el sector empresarial sólo alrededor del 6% de los países tiene paridad.Para impulsar ecosistemas económicos basados en ciencia, Trujillo considera necesario fortalecer las soft skills, “una formación más estructurada en comunicación y finanzas”.
El más reciente informe del Global Entrepreneurship Monitor sobre emprendimiento femenino señala que, a nivel mundial, las mujeres lideran una proporción significativa de startups de alto potencial (de sectores innovadores, orientadas a grandes mercados o con equipos numerosos) e incluso, en 18 de 51 países estudiados su participación es igual o superior a la de los hombres.
“La tecnología de la industria de carne cultivada debe madurar desde muchas aristas. No creo que vaya a haber una empresa que vaya a llegar a hacerlo solita a su máximo esplendor”. Entre los retos más grandes está el escalamiento de producción de células o tener medios de cultivo adecuados diferentes al suero bovino fetal.
Por eso, el equipo de Forma Foods decidió enfocarse en su fortaleza: la estructuración mediante impresión caótica. Trabajan en la incorporación de canales resistentes dentro de los hidrogeles para usarlos como vasos sanguíneos y permitir que las células en estructuras gruesas accedan a oxígeno.
Su oferta en carne cultivada es, por ahora, vegetal. En lugar de hidrogeles apuestan por pastas que simulen el tejido muscular, a base de proteína de chícharo, coloreados con betabel y cocoa, otra pasta simula el tejido adiposo, hecha con aceite de coco, y otra el tejido conectivo, “la pielecita que vemos en la carne, le da propiedades elásticas, con una raíz oriental que se llama konjac”.