Científicos chilenos desarrollan tecnología para mantener “huesos vivos”

Estudiante de bioingeniería UAI participó en el desarrollo de un biorreactor para mantener “huesos vivos” y comprobar los beneficios de la estimulación mecánica para mantener el tejido óseo saludable

El estudio además derriba el mito acerca de los riesgos de la actividad física en huesos osteoporóticos, demostrando que la estimulación mecánica o el movimiento del hueso, regenera las células óseas.

Tras un año de trabajo, una estudiante de posgrado UAI desarrolló un biorreactor que permitió estudiar un modelo animal ex vivo, capaz de mantener tejido vivo extraído de un animal en condiciones de laboratorio controlado. El modelo logró mantener vivas 24 muestras de hueso de esternón de vacuno, sometidas a estimulación mecánica por 21 días seguidos, con el fin de demostrar los beneficios de este tratamiento en el esqueleto y que en particular podría traer beneficios en huesos osteoporóticos.

Alejandra Correa es estudiante de magíster de Ciencias de Ingeniería, mención Bioingeniería, de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez (UAI), y desarrolló su investigación en la Universidad de Queen´s de Canadá y la UAI Campus Viña del Mar. Durante la investigación participó en el desarrollo de un biorreactor consistente en un recipiente o sistema que recrea condiciones biológicas y biomecánicas de manera controlada para estudiar órganos y que fomentan el crecimiento de células en un ambiente artificial biológicamente activo.

De este modo, en estudios de biomecánica del esqueleto es posible replicar las condiciones externas a las que está expuesto un hueso y medir los resultados al ser estimulado con fuerza o sometido a movimiento moderado. Este tipo de modelos podría utilizarse para comprender el efecto de estímulo externo en personas con osteoporosis.

“Existe mucha literatura científica acerca de la prevención de fracturas en huesos osteoporóticos; no obstante, casi no hay estudios acerca del tratamiento una vez que ocurren. A ellos se suma el mito de que un hueso débil no debe someterse a estrés y por ende se evita la actividad física, y este estudio aspira a demostrar que las células vivas del hueso se multiplican en la medida que son estimuladas mecánicamente”, señala.

La investigación se hizo en hueso de vacuno, considerando un modelo de estudio apropiado para determinar factores relevantes en el esqueleto humano, ya que investigaciones previas se realizaron en huesos diminutos (ej: roedores y conejos) que no cumplían con las dimensiones volumétricas reales del hueso humano.

“Este tipo de desarrollos, como en el que participó Alejandra, nos abre las puertas para estudiar órganos mediante modelos ex vivo, en condiciones más cercanas a la realidad, y que son más representativos que los modelos tradicionales in vitro e in silico (computacionales)”, explica el profesor Juan Francisco Vivanco, director de tesis de Alejandra y director del Grupo B3Mat del Centro de Bioingeniería UAI.

Y añadió que: “Alejandra obtuvo la beca ELAP de líderes jóvenes latinoamericanos para estudiar en Canadá; ha sido una estudiante destacada en nuestra carrera y es un modelo a seguir para los futuros estudiantes que quieren seguir la carrera de investigación en bioingeniería. Ella no solo nos está permitiendo consolidar nuestras alianzas internacionales, Canadá, sino que además, a través de esta alianza estamos estableciendo el uso de biorreactores en nuestra sala de cultivo celular para desarrollar estructuras 3D biocompatibles utilizadas en la regeneración de tejido óseo”.

El trabajo de Alejandra será parte de una conferencia Europea y además pronto se enviará a publicar a una revista científica; sentando las bases para futuros estudios de biomecánica tanto de tejido óseo natural como de estructuras integradas con células madre que reemplazan al tejido óseo deteriorado.

“Nuestra meta no es destruir el hueso o medir su resistencia, sino evaluar el rango de estimulación mecánica que promueve la salud del hueso, al igual como hace un deportista. Estudios como este pueden comprobar que la actividad física es beneficiosa para la salud ósea en pacientes osteoporóticos, en la medida que se realice dentro de parámetros seguros”, finaliza Alejandra Correa.