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Valeria Bosio, 34

Ha ideado biomateriales de proteínas de seda y partículas mineralizadoras para prótesis óseas baratas y eficaces

Una de cada dos mujeres mayores de 50 años sufrirá una fractura osteoporótica en algún momento de su vida, según estimaciones de la Fundación Internacional de la Osteoporosis. Sólo en Argentina, esta enfermedad que debilita silenciosamente los huesos y ataca especialmente a mujeres y ancianos, genera más de 140 millones de euros anuales en gastos de hospitalización.

Dado que en el próximo medio siglo la población mayor de 65 años aumentará significativamente en Latinoamérica, y la cantidad de fracturas de cadera se equiparará con las cifras actuales de Estados Unidos y Europa, encontrar tratamientos asequibles y eficaces se ha convertido en un asunto de gran interés para los gobiernos y las instituciones sanitarias en esta región y a nivel mundial.

Tras sufrir una fractura de cadera, normalmente es necesario colocar al paciente un implante sobre el que las células del hueso puedan reconstruir el tejido dañado. Para crear mejores implantes, resistentes y capaces de desintegrarse a medida que el nuevo tejido óseo se va formando, la innovadora argentina Valeria Bosio ha decidido imitar todo lo posible la estructura del hueso humano.

Además, esta joven científica del Centro de Investigación de Ingeniería de Tejidos de Boston (EEUU) y becaria posdoctoral del CONICET (Argentina) ha utilizado componentes que permitirían crear estos biomateriales para terapias de hueso de forma más barata, y que evitarían también que los pacientes tuvieran que someterse a más de una intervención quirúrgica para sustituir prótesis como las actuales.

La parte rígida de los huesos humanos está formada por una serie de capas concéntricas de matriz mineralizada en la que se encuentran dos tipos de células encargadas de conferir estabilidad y regenerar este tejido: los osteoclastos, que al activarse disuelven el mineral de los huesos; y los osteoblastos, que lo crean nuevo. El equilibrio entre las actividades ambas determina si el hueso gana, mantiene o pierde masa ósea.

El trabajo desarrollado por Bosio ha consistido en "emular la estructura ósea" a través de la creación de una matriz tridimensional compuesta de fibras de seda reforzadas con diminutas partículas nanoestructuradas de carbonato cálcico. Sobre ellas, integran células madre aisladas de médula ósea, y otro tipo de células que también produce la médula llamadas monocitos, que se diferenciarán después en osteoblastos y osteoclastos respectivamente, gracias a los medios de cultivo que han empleado. “La seda es mecánicamente robusta y a la vez flexible, versátil en términos de estructura y morfología, y capaz de integrar el crecimiento celular en una estructura tipo esponja”, detalla la joven.

Para crear esta estructura, Bosio procesa la seda obtenida de capullos de gusanos de seda junto a las micropartículas de carbonato cálcico para obtener una lámina porosa. Tras ser cubierta con células madre y monocitos, las láminas son enrolladas para formar unos finos conductos mineralizados que funcionan como “unidad 3D básica del sistema vascularizado final”. Es decir, por dentro de cada uno de ellos puede circular un capilar que irriga la estructura, igual que ocurre en el tejido óseo natural. A continuación, la joven coloca todos estos tubos en forma de estructura concéntrica, una especie de “ramillete” en cuyo centro queda un canal central por el que circula la médula ósea y otros vasos sanguíneos.

Para crear las partículas que refuerzan la matriz de proteínas de seda, Bosio se ha basado en un desarrollo previo propio consistente en unas partículas nanoestructuradas capaces de portar y liberar moléculas de interés biológico (por ejemplo, fármacos anticancerígenos) que están actualmente en trámite de patente.

Para este caso, Bosio ha comprobado que las micropartículas de carbonato cálcico que ha incorporado a su plataforma se degradan más rápido que otras de mayor tamaño y, en ese proceso, generan una mayor disponibilidad de iones de calcio. Esta abundancia es aprovechada en el proceso de mineralización biológica y generación de nuevo tejido que realizan los osteoblastos.

Un biomaterial barato y versátil

Tal y como explica la joven, la principal ventaja de esta plataforma desde el punto de vista económico es “su bajo coste como materia prima principal del implante”. Pero además, este biomaterial ofrecería la posibilidad de prescindir de una segunda intervención quirúrgica, que muchas veces es necesaria durante el proceso de regeneración del tejido. "Otro tipo de implantes deben retirarse transcurrido cierto tiempo porque no presentan la capacidad de integrarse al nuevo hueso formado o no son de naturaleza biodegradable", indica la joven.

El proyecto liderado por Bosio comprende dos etapas de desarrollo y estudio de este sistema tridimensional. Actualmente, está construyendo las matrices de seda enrolladas y estudiando la incorporación de las micropartículas nanoestructuradas para aumentar su resistencia mecánica. A su vez, está observando como la mineralización de la matriz, motivada por la diferenciación de los diferentes tipos de células que están colocando en ella, se ve incrementada por la acción de estas diminutas partículas. En la próxima fase, el objetivo de Bosio es cargar dichas partículas con moléculas solubles que estimulen las funciones que regulan la producción de hueso, como “citoquinas, factores de crecimiento, hormonas, iones y vitaminas”, enumera la joven, para optimizar aún más el proceso de reconstrucción del tejido.

La asesora sénior independiente de TPG Credit Funds, Paloma Cabello, miembro del jurado de los premios MIT Technology Review Innovadores menores de 35 Argentina y Uruguay, ha valorado especialmente la "orientación a la ciencia aplicada mediante la relación con el mercado" de Bosio, y ha destacado que la joven posee los valores que caracterizan a una ganadora de esta distinción: "osadía, ambición, capacidad de ejecución e innovación". – Elena Zafra