Investigadores de la Escuela de Ingeniería Bioquímica de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso realizan cultivos celulares in vitro para la generación de biofármacos. Se trata de proteínas que facilitan el reconocimiento y eliminación de las células oncogénicas, promoviendo la activación del sistema inmune del paciente contra la enfermedad.

Crear, sintetizar y producir anticuerpos para combatir las células cancerígenas en pacientes que padecen cáncer gástrico o atenuar la inflamación en la enfermedad autoinmune denominada colitis ulcerosa, es el trabajo que realiza un grupo de académicos de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, con la finalidad de desarrollar una inmunoterapia efectiva para ambas enfermedades.

En el Laboratorio de Cultivo de Células Animales de la Escuela de Ingeniería Bioquímica se desarrolla la producción de los anticuerpos. De este modo, se fomenta el crecimiento de las células para que produzcan diferentes moléculas terapéuticas. Una vez generadas, se someten a constantes pruebas in vitro para garantizar que actúen de manera óptima como biofármaco.

“Los anticuerpos son proteínas que gatillan una serie de mecanismos de defensa que le permiten al organismo responder a compuestos ajenos de forma altamente específica”, afirmó la académica Claudia Altamirano, directora del proyecto Anillo “Diseño y producción de anticuerpos monoclonales recombinantes completamente humanos mediante un enfoque multidisciplinar basado en el desarrollo de estrategias optimizadas”.

La inmunoterapia busca utilizar las herramientas que ya dispone el organismo para fortalecerlas e impulsarlas a que actúen sobre las células oncogénicas o componentes asociados a enfermedades autoinmunes como la colitis ulcerosa.

Diariamente se toman muestras desde las incubadoras de atmósfera controlada en que se encuentran los cultivos, las cuales recrean el ambiente natural del cuerpo humano a 37 grados Celsius, con un 5% de dióxido de carbono, 95% de humedad y 21% de oxígeno. De esa manera, las células crecen y viven dentro de un ambiente limpio, controlado y con el soporte nutricional adecuado.

“Analizamos el comportamiento y el desarrollo de las células en tres tipos de sistemas, uno de incubación estática, otro de agitación constante en las incubadoras y otro realizado en biorreactores, dispositivos diseñados para mantener un contexto biológicamente activo, al cual le inyectamos gases (nitrógeno, oxígeno, y dióxido de carbono) y aire. Así podemos cambiar las condiciones del cultivo, lo que posibilita observar de qué manera crecen, cuánto crecen o si viven más o menos tiempo en un medio u otro”, sostuvo la directora del proyecto Anillo, integrado también por el profesor de la Escuela de Ingeniería Bioquímica de la PUCV, Julio Berríos, y académicos de las universidades de Chile y de Concepción.

Cada muestra es extraída dentro de las cabinas de flujo laminar, lo que permite trabajar en ambientes limpios y estériles a causa de la circulación de aire de manera vertical.

¿CÓMO FUNCIONA LA CREACIÓN DE ANTICUERPOS?

Las moléculas producidas en el laboratorio actúan por reconocimiento físico pues identifican concretamente a la célula cancerígena marcándola, inhibiéndola y colaborando en su eliminación. Sin embargo, en la mayoría de los tipos de cáncer, las células oncogénicas logran engañar al sistema inmune. Esta capacidad se origina, por ejemplo, en la liberación de compuestos que rodean a la célula cancerígena y que actúan como escudo.

Cabe consignar que los anticuerpos producidos en el laboratorio de la PUCV fueron creados mediante ingeniería genética y biología molecular. “Se trata de un diseño sofisticado y racional de construcción de proteínas que hacen que el anticuerpo reconozca específicamente a la célula”, sostuvo la investigadora.

Respecto a la enfermedad de colitis ulcerosa, “el anticuerpo neutraliza las moléculas que provocan el daño, promoviendo la regeneración de los tejidos”, acotó.

ESTUDIANTES DE POSTGRADO

En esta investigación también trabajan estudiantes de postgrado de la PUCV. José Alejandro Rodríguez cursa el cuarto año del Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ingeniería Civil Bioquímica. Él integra el equipo de laboratorio y se desempeña en mejorar la calidad del anticuerpo que, en un futuro, esperan derive en la creación de un fármaco. “El proyecto es un gran desafío bioquímico y farmacológico, ya que estamos cimentando las bases para la futura producción a gran escala que será testeada en ensayos clínicos”, resaltó.

Por su parte, Constanza Collarte, quien cursa el Magíster en Ciencias de la Ingeniería con Mención en Ingeniería Bioquímica, se enfoca en el análisis de las muestras del llamado sobrenadante de cultivos, es decir el medio sin células. “Realizo la medición de los niveles de moléculas que describen el comportamiento del cultivo, como la glucosa, el lactato y el amonio, proceso que demora entre 3 a 5 días”, enfatizó.

El contenido del taller consideró el uso de vehículos eléctricos nivel usuario, modos de carga, autonomía, seguridad, además de los beneficios legales para adquirir un taxi eléctrico, estuvo a cargo de los docentes Álvaro Vargas y Óscar Donoso, quienes actuaron como relatores y los estudiantes Paula Carrasco e Israel Aros, que se encargaron de la experiencia práctica.

Antonio Perrotti, Representante de la Asociación Gremial Taxis Plazuela Ecuador, quien participó de esta actividad, indicó que: “Iniciativas como estas nos permiten interiorizarnos y darnos herramientas para nuestro trabajo diario como taxistas, conocer los pros y los contras de la electromovilidad y, en mi caso, orientar a los demás taxistas de mi asociación sobre cómo se viene este tema, cómo avanzar y tener las consideraciones al momento de cambiar los vehículos”.

El Director de Carrera, Miguel Letelier, concluyó que: “actividades como estas son parte del ADN de nuestra institución, ya que a través de nuestro proceso formativo nos vinculamos con el medio, por una parte, para contribuir con soluciones de valor para la sociedad y en este caso a la problemática medioambiental, y por otra, para nuestros estudiantes aprendan ejerciendo en las condiciones y un ambiente real”. 

Más de 40 instituciones de investigación y académicas impulsan esta nueva institucionalidad que busca consolidar la supercomputación como una herramienta crítica para el avance de la ciencia y el desarrollo del país.

En una colaboración interinstitucional sin precedentes, treinta y nueve universidades -entre ellas la Universidad Técnica Federico Santa María- cuatro centros de investigación y Red Universitaria Nacional (REUNA), firmaron el convenio para la creación del Laboratorio Nacional de Supercomputación, con el objetivo de garantizar que la comunidad científica local cuente con los recursos de cómputo necesarios para mantener un grado de competitividad internacional y, a la vez, contribuir al desarrollo del país de manera transversal, mejorando las capacidades de la industria nacional e impulsando la innovación en el sector público.

En Chile, la inversión estatal en infraestructura de supercomputación ha sido canalizada principalmente a través de fondos concursables, entregados por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID). Fruto de este financiamiento, nace el Laboratorio Nacional de Computación de Alto Rendimiento (NLHPC, por su sigla en inglés), creado en 2010 por el Centro de Modelamiento Matemático (CMM) de la Universidad de Chile, junto a las Universidades de la Frontera, Federico Santa María, de Talca, de Santiago, Católica de Chile, Católica del Norte y REUNA, el que actúa en base colaborativa.

Su nodo de procesamiento está alojado en el CMM, donde se encuentra instalado Guacolda-Leftraru, el supercomputador más potente de Chile y uno de los más importantes de Latinoamérica dedicado a la academia, con una capacidad de 5236 núcleos de cómputo, 266 TFLOPS de rendimiento, conexión Infiniband a 56 Gbps y 4 PB de almacenamiento.

El ministro de Ciencia, Flavio Salazar, manifestó que “uno de los objetivos del ministerio es avanzar hacia una soberanía nacional en la capacidad de análisis de datos, en el sentido que desde el Estado podamos articular la recolección y análisis de datos en una gobernanza común. Por eso quiero destacar la firma de este acuerdo de más de 40 instituciones, que establece la voluntad de avanzar hacia una institucionalidad que permita crear, en el corto plazo, un Laboratorio Nacional de Supercomputación”.

Eugenio González, representante de la USM, señaló que “tenemos la capacidad humana y obviamente con este proyecto se podrán realizar más actividades y mejor todavía si se realiza de manera colaborativa. Esto es fundamental y lo estamos haciendo desde hace mucho tiempo. Tenemos programas de doctorado con otras universidades y permite que los investigadores se relacionen entre sí y que, tal como ha señalado el ministro, es para nosotros un desafío mayor si lo que se quiere es fortalecer también a las universidades regionales”, sostuvo.

En esa misma línea, el director científico del NLHPC, Jaime San Martín, destacó que “esta nueva institucionalidad busca aumentar considerablemente la inversión de recursos y conseguir un financiamiento permanente por parte del Estado, para mejorar las capacidades de supercómputo nacionales, asegurar la renovación periódica del supercomputador cada cinco años y continuar creciendo. Chile tiene que dar un salto importante, hemos demostramos que lo hemos hecho bien durante más de 10 años —y no lo decimos nosotros, sino cientos de usuarios y los evaluadores internacionales—, y es hora de pasar al siguiente nivel”.