Los hidrogeles son materiales con alto contenido en agua y formados por entramados moleculares que dejan huecos que pueden ser rellenados por agua. Esto le confiere unas propiedades de gran elasticidad y resistencia, siendo especialmente adecuados para algunos usos, como el biomédico.
“Nuestra tarea consiste en desarrollar nuevos materiales para formar estos hidrogeles, es decir, la parte que no es agua, que debe ser funcional y tener unas propiedades determinadas para que pueda interactuar con células o fármacos, por ejemplo”, explica José Carlos Rodríguez Cabello, director de Bioforge, grupo del CIBER-BBN en la Universidad de Valladolid. De hecho, el sector biomédico es el campo con mayores aplicaciones, puesto que de algún modo “todos los tejidos biológicos son similares a los hidrogeles”, asegura.
En este sentido, el proyecto europeo Biogel trabaja sobre conceptos básicos para entender mejor sus propiedades físicas, químicas y biológicas, es decir, sobre cómo funcionan molecularmente. Sobre estos conocimientos, servirá también para fabricar nuevos hidrogeles en áreas donde existen problemas aún no resueltos tecnológicamente. Para ello, “intentamos comprender cómo funcionan los hidrogeles biológicos en las células y fuera de ellas”.
Se trata de “buscar inspiración” en los tejidos biológicos y aplicar esos conocimientos para desarrollar nuevos hidrogeles sintéticos en áreas como la ingeniería de tejidos o medicina regenerativa, para la dosificación de fármacos y otras aplicaciones relacionadas con la nanomedicina, es decir, la medicina a muy pequeña escala.
Aplicaciones prácticasEl proyecto arrancó hace poco más de un año y tiene prevista una duración de cuatro, de manera que se prolongará hasta finales de 2018. Dentro del consorcio se incluyen empresas, como la vallisoletana Technical Proteins Nanobiotechnology, ya que uno de los objetivos es que la investigación no pierda de vista la transferencia de resultados, de manera que el trabajo se vea reflejado en aplicaciones prácticas para el mercado.
En el campo de las terapias celulares, es decir, los tratamientos que utilizan las células como agente terapéutico, los hidrogeles pueden servir para “ayudar a las células a encontrarse”. Un ejemplo puede ser la regeneración de tejidos cardiacos, cartílagos, nervios o vasos sanguíneos. “La terapia celular siempre requiere un hidrogel, con una actividad biológica controlada y mínimamente invasivo”, apunta el experto, ya que la labor de este elemento es servir de vehículo “para que las células lleguen donde deben y no se vayan”.
Mimetización con el entorno
Para ello, los hidrogeles se tienen que mimetizar con su entorno y una estrategia para conseguirlo es que estén formados por proteínas sintéticas. Tras estudiar cómo funcionan los tejidos biológicos, los investigadores se proponen realizar “versiones simplificadas de las proteínas naturales” que puedan tener justo las propiedades que se buscan.
En eso consistirán los materiales avanzados que formarán los nuevos hidrogeles en desarrollo y que serán producidos por técnicas biotecnológicas. “Pensamos en una composición y tratamos de fabricar el ADN sintético que produciría ese compuesto en un ser vivo”, apunta el coordinador del grupo Bioforge. “Es una manera de tener materiales sofisticados a un coste reducido y en un tiempo récord”, agrega.
Aunque en la actualidad ya existen diversos hidrogeles destinados a aplicaciones biomédicas, generalmente están constituidos por componentes muy básicos, más orientados, por ejemplo, al transporte de fármacos, y que fallan en aplicaciones más avanzadas como las que se propone este proyecto europeo.
Jóvenes investigadores
Aparte de la labor investigadora, el proyecto tiene un importante componente formativo, ya que se incluye dentro de las acciones Marie Skłodowska-Curie Innovative Training Networks (ITN-ETN) de la Comisión Europea, cuyo objetivo principal es la formación de jóvenes científicos que van a realizar su tesis doctoral en campos estratégicos del conocimiento.
Con un presupuesto global de más de 3,5 millones de euros, de los que la UVa recibe casi 250.000, la idea es aprovechar las sinergias de grupos de investigación muy potentes que se unen para formar el consorcio internacional. De esta forma, los futuros doctores pueden moverse por varios laboratorios y obtener una formación multidisciplinar. En este caso, se contratan 14 jóvenes investigadores que se reparten entre los socios del proyecto –al menos seis de ellos pasarán por Valladolid- y realizan reuniones periódicas entre sí para compartir sus avances. “Nuestros estudiantes están continuamente viajando y, en este caso, aparte de la dimensión europea del proyecto, también tienen la posibilidad de realizar estancias en Estados Unidos y Japón”, destaca José Carlos Rodríguez Cabello.
