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Más cerca de la sangre artificial: el proyecto español para fabricar glóbulos rojos sintéticos
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POSIBILIDADES TERAPÉUTICAS

Más cerca de la sangre artificial: el proyecto español para fabricar glóbulos rojos sintéticos

El Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona, perteneciente al CSIC, quiere conseguir eritrocitos sintéticos que imiten a los naturales y puedan fabricarse a gran escala

Foto: Investigadores del grupo FunNanoSurf. (SynEry, ICMAB-CSIC)
Investigadores del grupo FunNanoSurf. (SynEry, ICMAB-CSIC)

Cada cierto tiempo, especialmente en algunas épocas del año, las distintas comunidades autónomas lanzan un llamamiento a la población para que acuda a donar sangre porque los hospitales se están quedando sin reservas. Sin ir más lejos, es lo que sucedió en Madrid a comienzos de este mes. Si esto ocurre en condiciones normales, en un país con un sistema sanitario organizado y una población concienciada, podemos imaginar lo grave que puede ser su escasez en otros contextos, como conflictos bélicos o catástrofes naturales. Además, en zonas poco desarrolladas también existe el riesgo de que las transfusiones puedan transmitir infecciones. ¿Existe alguna alternativa a la donación?

Una sorprendente iniciativa europea pretende sentar las bases para la fabricación de sangre artificial, idea para la que será clave el Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB, centro del CSIC). El objetivo es desarrollar una tecnología que permita diseñar glóbulos rojos sintéticos que imiten las características de los naturales. Si todo sale bien en los próximos años en el laboratorio y funciona en modelos animales, el proyecto SynEry (acrónimo de Bottom-up reconstruction of a Synthetic Erythrocyte, en inglés, reconstrucción de abajo arriba de un eritrocito sintético) puede suponer un gran salto para la medicina.

Foto: Foto: iStock.

¿Cómo acometer esa reconstrucción de los eritrocitos o glóbulos rojos, que son las células más abundantes de la sangre? “El proyecto acaba de empezar, pero va a suponer la confluencia de diferentes tecnologías para mimetizar su estructura”, explica Arántzazu González Campo, investigadora del ICMAB, en declaraciones a Teknautas. “Es como tener un andamio sobre el que ir colocando los diferentes elementos de la célula”, añade, desde el citoesqueleto al conjunto de las proteínas. Por eso, se han unido especialistas en diversos campos, desde la bioquímica al estudio de los microfluidos.

SynEry está coordinado por la Universidad UK Leuven (Bélgica) y, además del grupo de investigación de Barcelona, también cuenta con la participación del Center for Nanomedicine and Tissue Engineering (CNTE) de Italia y el Integrated Biology of Red Blood Cell de la Universidad de París Cité (Francia). En total, los investigadores disponen de 3,2 millones de euros del programa Horizonte Europa-EIC Pathfinder hasta 2026. El laboratorio de Arántzazu González, denominado FunNanoSurf (Functional Nanomaterials & Surfaces Group), cuenta con otras investigadoras para este proyecto, como Chiara Distefano y Sara Battista, y se centra en “la biofuncionalización” de partículas, es decir, en controlar que los diferentes elementos puedan interaccionar con otras moléculas, jugar con su ensamblaje o desensamblaje en ese proceso de fabricación de estas células de la sangre. Otros socios se ocupan, por ejemplo, de extraer las proteínas de las membranas de los glóbulos rojos.

placeholder Reunión del grupo internacional de investigadores del proyecto. (SynEry, ICMAB-CSIC)
Reunión del grupo internacional de investigadores del proyecto. (SynEry, ICMAB-CSIC)

En general, la fabricación artificial de células es un campo prometedor, pero no es tan fácil como parecía. En 2010, el biólogo Craig Venter y su equipo anunciaron la creación de la primera célula con un genoma totalmente sintético, pero desde entonces los avances han sido lentos. “Las técnicas actuales aún tienen un alto coste y es difícil producir grandes cantidades”, comenta la investigadora. En este caso, los glóbulos rojos que intenta desarrollar el consorcio internacional del que forma parte también van a ser células sintéticas, aunque muy diferentes, y “existe un gran interés en su producción”, asegura la experta, pero aún quedan muchos retos por superar para llegar a contar con una tecnología eficiente y escalable para producirlos a demanda. Además, hay que tener en cuenta que estas células sanguíneas tienen fecha de caducidad: su duración en condiciones naturales es de unos 120 días.

¿Y el resto de los componentes sanguíneos?

Por otra parte, pensando en el objetivo final, hay que tener en cuenta que la sangre no solo está compuesta por glóbulos rojos, sino que también hay plasma, glóbulos blancos y plaquetas. Sin embargo, si el proceso de desarrollo de los eritrocitos llega a buen puerto, los investigadores habrán dado un paso decisivo, demostrando que esa meta es viable y que podrían acometer el desarrollo del resto de los componentes. Los glóbulos rojos que salgan de este proyecto tienen que ser biocompatibles y esta característica se validará in vivo en roedores.

“Lo vamos a probar tanto en ratones femeninos como masculinos”, destaca la investigadora del ICMAB. La distinción es importante, porque la sangre es muy diversa y es necesario analizar si el resultado final será compatible con todas las personas. Por ejemplo, ¿qué pasa con los distintos grupos sanguíneos? “Queremos ver si nuestros eritrocitos serían válidos para todos o si hay que hacer modificaciones”, comenta. No obstante, en caso de ser necesarias, es muy probable que fueran mínimas y que, una vez desarrolladas estas células de la sangre, no hubiera demasiado problema en adaptarlas.

placeholder Reproducción artística de un glóbulo rojo. (SynEry, ICMAB-CSIC)
Reproducción artística de un glóbulo rojo. (SynEry, ICMAB-CSIC)

En realidad, todas esas preocupaciones aún están lejos de la mente de los investigadores, que apenas llevan unos meses con el proyecto en marcha. Para llegar a tener un sustituto eficaz y universal de la sangre, un producto que pueda ser fabricado a gran escala por compañías farmacéuticas de forma rentable, hay que perfeccionar su diseño en el laboratorio y luego pensar cómo escalarlo. “La idea es tener la base, pero ya hay empresas interesadas en esta tecnología y, si la ponemos a punto, se abrirá al mercado”, comenta.

Utilidad más allá de la sangre

No obstante, aunque este proyecto pone el foco en la sangre artificial, en un futuro podría aportar mucho más a la medicina. “Lo bueno de esta tecnología es que es multifuncional, al crear el esqueleto del eritrocito, adaptar después este desarrollo a otro tipo de células es más fácil”, afirma la experta. ¿Cómo? “Cambiando las proteínas de membrana o el citoesqueleto de la célula, puedes intentar crear otras nuevas”, apunta. Esto supone incluso dar pasos hacia las terapias celulares, es decir, tratamientos basados en células.

Los investigadores creen que podría emplearse este sistema para diseñar células terapéuticas artificiales, como las células T del sistema inmunitario, que ayudan al organismo a combatir las infecciones y que también circulan por la sangre, ya que son un tipo de glóbulo blanco. De hecho, la terapia de células T con receptores quiméricos de antígenos (CAR-T) se está empleando ya como tratamiento contra el cáncer y consiste en modificar genéticamente estas células para que reconozcan y ataquen los tumores. ¿Podrían diseñarse de manera artificial desde cero? De momento, esto es ciencia ficción, pero proyectos como este parecen acercar también esa posibilidad.

Foto: EFE.

En realidad, si el sistema funciona, las transfusiones de sangre solo serán una de las posibles aplicaciones. Diseñar células sintéticas biocompatibles abre la puerta a la administración de fármacos y biomoléculas de una manera distinta y, presumiblemente, más eficaz. ¿Cuándo se hará realidad esa producción industrial de sangre, con sus múltiples aplicaciones? “En ciencia, decir una fecha es imposible, es prueba y error, pero la primera meta es que en los próximos cuatro años logremos la creación y validación de eritrocitos sintéticos”, destaca la investigadora.

El proyecto SynEry no es el único intento de la comunidad científica de producir sangre a la carta, aunque las estrategias de otras investigaciones son diferentes. Por ejemplo, en el Reino Unido se dio a conocer el pasado mes de noviembre el primer ensayo clínico de glóbulos rojos cultivados en laboratorio y transfundidos a voluntarios. En ese caso, no se trata de células sintéticas, sino que se desarrollaron a partir de células madre de donantes. Los científicos británicos consideran que su utilidad estaría enfocada a cubrir la demanda de tipos de sangre raros o a tratar enfermedades de la sangre.

Cada cierto tiempo, especialmente en algunas épocas del año, las distintas comunidades autónomas lanzan un llamamiento a la población para que acuda a donar sangre porque los hospitales se están quedando sin reservas. Sin ir más lejos, es lo que sucedió en Madrid a comienzos de este mes. Si esto ocurre en condiciones normales, en un país con un sistema sanitario organizado y una población concienciada, podemos imaginar lo grave que puede ser su escasez en otros contextos, como conflictos bélicos o catástrofes naturales. Además, en zonas poco desarrolladas también existe el riesgo de que las transfusiones puedan transmitir infecciones. ¿Existe alguna alternativa a la donación?

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