Miguel Quirós realiza sus investigaciones en la Universidad de Michigan, EE. UU., donde hace su posdoctorado

Por: Irene Rodríguez 19 noviembre
Miguel Quirós, costarricense que labora como investigador en la Universidad de Michgan, en Estados Unidos.
Miguel Quirós, costarricense que labora como investigador en la Universidad de Michgan, en Estados Unidos.

Las personas con úlceras por enfermedades intestinales inflamatorias como Crohn o la colitis ulcerosa tienen una calidad de vida disminuida: pierden peso, van al baño constantemente durante el día, sangran cada vez que defecan y algunos sufren dolores fuertes.

A esto se le unen las pocas opciones de tratamiento: los medicamentos pueden dejar de responder y la alternativa en muchos casos es cortar parte del intestino.

Con esto en mente, el doctor en microbiología Miguel Quirós busca, realiza estudios celulares para encontrar respuestas.

Así, desde su laboratorio en la Universidad de Michigan, Estados Unidos, este desamparadeño fue parte del hallazgo de una posible solución.

Junto con especialistas del Instituto Tecnológico de Georgia (también en EE. UU.), hallaron una posibilidad de que células sanas puedan utilizarse para sanar las úlceras y "cerrar los huecos" que estas dejan.

La clave está en un gel donde el 98% es agua, y por ello recibe el nombre de hidrogel.

El descubrimiento fue tan llamativo que esta investigación fue la portada de la edición de noviembre de la revista Nature Cell Biology.

Los estudios realizado por el tico y sus compañeros científicos son en células de laboratorio y ratones, y aún falta camino para que puedan llegar a utilizarse en seres humanos. Sin embargo, ya es el primer paso que busca remediar una enfermedad que limita la salud y calidad de vida de quienes la padecen.

"Para entender cómo funciona el padecimiento tenemos que entender las células epiteliales. Estas células protegen el exterior del cuerpo y de algunos órganos. El tejido epitelial más importante es el de la piel, pero también existen al interior", explicó Quirós.

En esta imagen se ven las organelas celulares de intestino en el hidrogel. Esta es la base de la investigación de la Universidad de Michigan con el Instituto de Tecnología de Georgia.
En esta imagen se ven las organelas celulares de intestino en el hidrogel. Esta es la base de la investigación de la Universidad de Michigan con el Instituto de Tecnología de Georgia.

"El intestino posee muchas células epiteliales para proteger de bacterias que tiene el excremento. Si ese tejido se rompe hay problemas de contaminación. Las personas con enfermedades inflamatorias en el intestino tienen muchas úlceras, que son, en otras palabras, 'huecos' en las células epiteliales", agregó.

De acuerdo con el costarricense, si se pudieran "rellenar" estos "huecos" con más células epiteliales, esto podría brindar un tratamiento para los pacientes.

Hidrogel es clave en este proyecto

La solución consistiría en tomar células saludables del propio paciente (pueden tomarse de cualquier órgano sano).

"Se pueden tomar células de cualquier parte del cuerpo, volverlas células madre y de ahí convertirlas en cualquier otro tipo de célula. A esto se le conoce como células pluripotenciales inducidas (IPSC, por sus siglas en inglés)", explicó el especialista.

Estas células pueden formar estructuras tridimensionales llamadas organelas. En este caso específico, las organelas podrían ayudar a "rellenar" las úlceras.

Sin embargo, los científicos se enfrentaban a un problema: para desarrollar los tejidos de las organelas se necesita que las células crezcan en una matriz extracelular. Es decir, se les pone en laboratorio en un medio que tiene proteínas y factores de crecimiento. Pero la mayoría de las matrices proviene de tumores de ratón.

"No pueden ponerse tejidos animales de este tipo en los pacientes, por lo que teníamos que buscar otro tipo de solución", enfatizó Quirós.

Los científicos se pusieron como reto crear una matriz químicamente definida en la que las células pudieran crecer y desarrollarse sin problema, y que no tuviera origen animal para evitar un rechazo por parte del cuerpo humano.

En el Laboratorio en la Universidad de Michigan, Quiros estudia las células epiteliales que protegen al intestino.
En el Laboratorio en la Universidad de Michigan, Quiros estudia las células epiteliales que protegen al intestino.

Se les pidió trabajar no solo con células de intestino, si no también probar con las de pulmón.

"Un año y medio estuvimos trabajando ¡y nada! Cuando vimos que por fin llegamos a un gel en el que las células llevaban una semana, la felicidad era... indescriptible", subrayó Quirós.

El resultado fue este hidrogel con 98% y un 2% de proteínas y factores de crecimiento que según Quirós es lo más importante, pues lo que permite el crecimiento celular. Las cantidades y forma en la que se mezcla este 2% no pueden revelarse pues están protegidos por patente.

Pruebas en ratones

Ni los científicos de la Universidad de Michigan ni los del Insituto Tecnológico de Georgia se dedican a realizar ensayos clínicos para probar este tipo de tratamientos en seres humanos, pero sí los efectuaron con ratones inmunosuprimidos (a los que se les quitan las defensas, pues de lo contrario generarían rechazo a las organelas producto de células humanas).

Ellos hicieron una herida con fórceps en el intestino y posteriormente les inyectaron las células. A unos les pusieron las células solas y a otros con el hidrogel.

"Temíamos que al ser células el intestino las absorbiera y luego se defecaran", dijo Quirós.

Sin embargo, se vio que el hidrogel sí funcionó para sanar las úlceras.

En un comentario que acompaña al artículo en la revista científica, Jeffrey Brown y Jason Mills, del departamento de Medicina de la Universidad de Washington, destacaron: "el hidrogel en el que se crecieron las organelas provee una herramienta para crecimiento, expansión y trasplantes".

Andrés García, ingeniero mecánico del Instituto Tecnológico de Georgia, quien trabajó junto con Quirós, señaló en un comunicado de prensa: "hemos mostrado que la matriz de hidrogel ayuda a que los organoides de células humanas de intestino se amolden al tejido intestinal y sanen al herida".

"Este trabajo prueba el principio de usar la organelas de células intestinales humanas derivadas de células IPSC como tratamiento", añadió.

¿Qué sigue? Quirós indica que ya hay cuatro compañías farmacéuticas interesadas en el hidrogel, pero no adelantó más detalles.

Por su parte, seguirán trabajando en ver cómo esta solución podría ayudar a tratar otro tipo de enfermedades.

"El sistema de hidrogel se puede modificar fácilmente, entonces podemos alterarlo y ajustarlo a otros parámetros para crear las propiedades biológicas y mecánicas deseadas para dar soporte a organoides de varios tipos de células", enfatizó García.

Mientras Quirós desarrolla su proyecto en la Universidad de Michigan –a la que llegó luego de sacar su doctorado en México– este graduado del Liceo de San Antonio de Desampardos es consciente de todo lo que hizo por él la educación costarricense.

"Casi todos los científicos que he conocido aquí en EE. UU. son brillantes y les va muy bien económicamente, pero la mayoría tienen una deuda espantosa que adquirieron para poder pagarse cada parte de sus estudios universitarios y de posgrado. Llevan años pagando. Yo puedo decir que no tengo un cinco de deuda gracias a la Universidad de Costa Rica y al sistema educativo tico", concluyó.