Un innovador proyecto que apunta a optimizar la producción de vesículas extracelulares derivadas de células madre para tratar diversas enfermedades entre las que destaca la osteoartritis, está desarrollando la académica de Escuela de Ingeniería Bioquímica (EIB) de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV), Paloma Fuentes.
El estudio destaca por implementar un sistema de cultivo en 3D de células madre y técnicas de reprogramación metabólica que simulan mejor las condiciones fisiológicas del cuerpo humano, con el fin de optimizar la producción de vesículas extracelulares. Estas moléculas actúan como mensajeros biológicos y son capaces de estimular procesos de reparación en el organismo, por lo cual tienen un gran potencial en terapias médicas, aunque su obtención a gran escala sigue siendo un desafío para la ciencia.
Actualmente, estas células se cultivan en condiciones tradicionales, en superficies planas que limitan su crecimiento y afectan su comportamiento. Este método, además de ser poco eficiente, no reproduce fielmente el entorno natural en el que las células se desarrollan dentro del cuerpo humano, lo que impacta directamente en la cantidad y calidad de las vesículas producidas.
Frente a este escenario, el proyecto propone un cambio de paradigma: cultivar las células en un sistema tridimensional y dinámico, donde reciben un suministro constante de nutrientes y se eliminan los desechos, replicando de mejor forma sus condiciones naturales.
Según explicó Paloma Fuentes, este enfoque no solo permite un crecimiento más eficiente, sino que también abre la puerta a procesos más automatizados y escalables. “Al pasar de métodos tradicionales a cultivos a gran escala mediante biorreactores, el estudio busca reducir costos y mejorar la eficiencia terapéutica de estos biofármacos”, detalló.
Procesos escalables
«Estrategia de cultivo en perfusión con reprogramación metabólica para mejorar la producción de vesículas extracelulares pequeñas derivadas de células madre mesenquimales humanas de cordón umbilical», es el nombre del proyecto liderado por Paloma Fuentes y que obtuvo el puntaje máximo en el concurso Fondecyt de Posdoctorado financiado por la Agencia Nacional de Investigación y de Desarrollo (ANID).
La investigadora explicó que el estudio tiene como propósito llevar estrategias que normalmente se realizan a escala de laboratorio, a procesos que alcancen una escala industrial, “de manera que se logre cumplir con los requerimientos que tienen estas producciones tanto a nivel nacional como latinoamericano, así como reducir los costos de producción de manera de hacer más asequibles las terapias que estamos desarrollando”.
Investigación de frontera
Uno de los aspectos más innovadores de la propuesta es la implementación de un proceso en dos etapas. Primero, se promueve la expansión de las células en condiciones óptimas. Luego, se induce un cambio controlado en su metabolismo —es decir, en la forma en que producen energía— para estimular la liberación de vesículas. Esta “reprogramación” tiene un impacto significativo en la funcionalidad terapéutica de estos componentes.
De esta manera, la investigación busca sentar las bases para una plataforma más robusta y eficiente en la generación de vesículas extracelulares, acercando su uso a aplicaciones clínicas reales. El avance no solo representa un paso importante en la biotecnología, sino también una oportunidad para el desarrollo de nuevas terapias regenerativas más accesibles y efectivas.
“Justamente ahí podemos ver el impacto y la retribución de años de investigación. La posibilidad de hacer ciencia de frontera apunta a generar el conocimiento necesario para aplicaciones como el desarrollo de biofármacos, que solo tiene sentido final si es que puede llegar a los pacientes”, finalizó la académica.
La investigación es liderada por Paloma Fuentes y cuenta con el patrocinio de la académica de la Escuela de Ingeniería Bioquímica, Claudia Altamirano, además de la colaboración de Patricia Luz Crawford, de la Universidad de Los Andes, y Jorge Toledo, de la Universidad de Aysén.