Un innovador sistema desarrollado por investigadoras del CeBiB busca superar las barreras tecnológicas en la producción masiva de células madre mesenquimales, facilitando terapias avanzadas para enfermedades graves y fortaleciendo la posición de Chile en la biomedicina global.
Un desafío clave en la medicina regenerativa
Las células madre mesenquimales (MSC) han revolucionado la medicina regenerativa debido a su capacidad para reparar tejidos, modular el sistema inmune y diferenciarse en diversos tipos celulares. Estas terapias han mostrado un enorme potencial para tratar patologías como insuficiencia cardíaca, lesiones óseas e incluso ciertos tipos de cáncer. Sin embargo, la producción a gran escala de estas células sigue siendo un desafío crítico debido a limitaciones tecnológicas en los procesos actuales de cultivo y cosecha.
Para abordar esta problemática, la Dra. Ziomara Gerdtzen, investigadora asociada del CeBiB, junto a la Dra. Anamaría Daza, co-investigadora del proyecto, lideran la iniciativa “Prototipado de un sistema escalable de cultivo y cosecha de células madre para aplicaciones en biomedicina”, financiada por el Concurso de Validación Tecnológica de la Universidad de Chile (CVTUCH 2024). En un plazo de 10 meses, el equipo busca desarrollar y validar un sistema innovador que optimice la expansión y recolección de MSC, impulsando el desarrollo biomédico en Chile.
Un enfoque innovador para la producción celular
“Actualmente, hemos logrado escalar el proceso de expansión celular con un alto rendimiento, pero el gran desafío sigue siendo la separación y recuperación eficiente de las células al final del ciclo de producción, garantizando su viabilidad para aplicaciones terapéuticas”, explica la Dra. Gerdtzen.
El proyecto propone integrar en un solo dispositivo el proceso de cultivo y cosecha celular, optimizando la eficiencia y reduciendo los riesgos de contaminación. “El objetivo es desarrollar un equipo que cubra las necesidades de este bioproceso a escala de laboratorio y que pueda escalarse a niveles industriales”, agrega la investigadora.
Ventajas sobre los métodos tradicionales
El uso de microcarriers para el cultivo de MSC permite obtener grandes cantidades de células en un espacio reducido. Por ejemplo, un cultivo de apenas 120 mL puede generar hasta 300 millones de células, lo que en los métodos tradicionales requeriría al menos 50 placas de cultivo.
A pesar de estos avances, no existe actualmente un equipo óptimo para la separación y cosecha de células en volúmenes intermedios. “Los sistemas actuales solo permiten trabajar con volúmenes muy pequeños (10 mL) o excesivamente grandes (más de 2 L), lo que genera dificultades para la investigación y la producción biomédica a escala media”, señala la Dra. Daza.
El prototipo desarrollado por CeBiB busca solucionar esta brecha tecnológica combinando ambas etapas en un solo sistema. Esto permitirá reducir la manipulación, minimizar la contaminación, optimizar costos y garantizar una mayor reproducibilidad en el proceso.
Impacto en la biomedicina y el acceso a terapias avanzadas
Las terapias celulares requieren entre 1 y 10 millones de células por kg de peso del paciente, lo que puede significar hasta 700 millones de células por tratamiento. Con el nuevo sistema, esta cantidad podría alcanzarse con apenas tres cultivos en paralelo, en contraste con los cientos de placas necesarias en los métodos convencionales.
“Esperamos desarrollar un sistema de producción más eficiente y accesible, lo que podría reducir los costos de estas terapias avanzadas y mejorar su disponibilidad para los pacientes”, destaca la Dra. Gerdtzen.
Además de su aplicación en medicina regenerativa, este sistema podría ser clave en áreas como la inmunoterapia, al facilitar la producción de células especializadas en condiciones controladas y reproducibles.
Próximos pasos: hacia la industrialización
El equipo de investigación comenzará con la validación del prototipo en volúmenes pequeños (0.1-0.2 L), para luego desarrollar una versión optimizada que permita escalar la producción a volúmenes entre 1 y 2 litros. A futuro, se trabajará en la protección intelectual y la estrategia de comercialización de la tecnología, acercándola a su implementación en la industria biomédica.
El Centro de Biotecnología y Bioingeniería (CeBiB) destaca la importancia de este tipo de iniciativas, que no solo abordan desafíos científicos y tecnológicos globales, sino que también posicionan a Chile como un actor clave en la investigación biomédica avanzada.
“Este tipo de proyectos son fundamentales para el CeBiB, ya que buscamos no solo desarrollar ciencia de frontera, sino también generar aplicaciones industriales que beneficien a la sociedad”, concluye el Dr. Asenjo, director del centro.
