Biología + ingeniería: conoce los innovadores proyectos del centro de investigación UTEC

LDLG. Cultivar papas en un suelo parecido al de Marte e imprimir tejidos para futuros trasplantes, están entre ellos.

Cultivar papas en un suelo parecido al de Marte o imprimir tejidos y cartílagos para futuros trasplantes ahora puede ser posible gracias a los proyectos del nuevo Centro de Investigación en Bioingeniería de la Universidad de Ingeniería y Tecnología (UTEC), donde estos intentos buscan dar soluciones a diferentes necesidades a través de la unión de la biología y la ingeniería.

“Habitualmente cuando uno piensa en ingeniería, se imagina matemáticas, física y química. Sin embargo, la biología ahora se integra como una solución. Esto ya existe en el mundo, aunque en el Perú tiene poco tiempo, tres años para ser exactos”, explica Julio Valdivia, director del Centro de Investigación en Bioingeniería y director de la carrera de Bioingeniería en esta casa de estudios, quien afirmó que el objetivo es utilizar nuevas herramientas para generar tecnología y soluciones accesibles al mercado.

Actualmente se trabajan 10 líneas e investigación, las cuales se estarán consolidando hasta el 2022. Estas son: Bioinformática y medicina cuantitativa, Bioprocesos y control biológico, Procesamiento de imágenes y señales médicas, Biodiversidad y ciencias ómicas, Nanotecnología y nanomedicina, Biomecánica y biotransporte, Ingeniería de tejidos, Microfluidos y BioMEMS, Biodiseño y dispositivos médicos, y Biología sintética en procesos ambiental.

Este centro cuenta con la participación de 40 personas, incluyendo profesores de áreas laterales a la Bioingeniería, como electrónica, mecánica y computación. Asimismo, impulsa que los estudiantes de la carrera de Bioingeniería propongan y realicen proyectos de este tipo desde los primeros ciclos. “La tecnología avanza muy rápido y nuestros chicos tiene que estar acompañando esa velocidad”, destaca en declaraciones a la Agencia Andina.

A continuación, presentamos los proyectos específicos que se vienen desarrollando en el Centro de Investigación en Bioingeniería de UTEC: 

Papas en Marte

Este proyecto empezó en 2016 y a la fecha las pruebas siguen dando resultados. Este trabajo, realizado en conjunto con la NASA y el Centro Internacional de la Papa (CIP), busca solucionar el problema del hambre en zonas donde el cultivo de ciertos alimentos resulta casi imposible. 

“Es un proyecto muy serio que en otros lugares está dando alimentación actualmente a (gente de) China y Bangladesh. Está ayudando a entender cuáles son las papas resistentes a ambientes muy extremos en salinidad. Además, nos ha enseñado a poder generar biorreactores”, sostuvo Valdivia.

Los biorreactores son sistemas cerrados donde las condiciones internas son totalmente diferentes a las externas. Estos artefactos cuentan con una cámara de presión, donde se simula el clima que deseamos, en este caso el clima de Marte. Tiene un software de control que está integrado en el sistema y que permite ingresar los datos de lo que queremos simular. Su construcción demoró cerca de un año.

De las 4,500 especies de papa existentes, se ha probado con 64 variedades en invernaderos con suelos parecidos al de Marte que existen en el desierto de La Joya, en la región Arequipa. Estos suelos tienen alto porcentaje de sal (40%). Entre todas las la variedades de papa probadas, se encontraron 4 que lograron soportar el ambiente frío y la radiación que posee el planeta rojo.

El experto también recalcó que este proyecto no solo ayudaría en la producción de papas en condiciones inhóspitas, sino que también podría mejorar el sistema de cultivo de algunos alimentos.

Bioimpresora 3D

Otro de los proyectos en los que trabaja el Centro de Investigación en Bioingeniería es la impresión de tejidos y piel.

Para lograr este objetivo, están probando distintos biomateriales, es decir sustancias naturales o sintéticas que no presentan ningún rechazo al estar en contacto con tejidos vivos. Por ejemplo, el titanio de los implantes dentales o un cartílago sintético. Lo más importante es que no tenga rechazo inmunológico en el cuerpo.

¿Cómo se hace? Primero, se crea el modelo digital del prototipo que la bioimpresora producirá. Para ello, requerirán de las imágenes de la tomografía o resonancia magnética del paciente. 

Posteriormente, se logra imprimir capa por capa el biomaterial utilizado en el modelo. Finalmente, cuando se termina la impresión, la inyección de células vivas al prototipo es fundamental para que el proyecto sea exitoso.

“Es similar a una impresora 3D. La diferencia radica en que mientras en un cartucho hay biomaterial, en el otro ponemos las células del paciente. Los componentes metálicos que los acompañan le dan la temperatura requerida, dependiendo del tipo de célula y empieza a imprimir capa por capa. Incluso la bioimpresora nos indica cuánto biomaterial necesitamos”, detalla Valdivia.

Estos avances representan un logro importante para el país en la reproducción natural de células y, más adelante, en podría ocurrir lo mismo con la generación de órganos. 

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Pez robot

Este proyecto consiste en un dispositivo colocado dentro de un prototipo de pez robot, en el cual se hace uso de una bacteria para la detección de contaminantes en los lagos y ríos.

Con ayuda de la Bioingeniería, los investigadores lograron modificar una bacteria para que sea sensible al arsénico en este caso (podría utilizarse cualquier otro contaminante). Luego, la bacteria es introducida en el pez robot, el cual contiene una pequeña microbomba que toma un poco del agua, la pasa por la bacteria y la regresa.

“La bacteria no logra salir porque hay una serie de trampas que la retienen. Entonces, lo que hace esta bacteria es que si detecta arsénico, cambiará de fluorescencia y enviará una señal que será transmitida al Internet. En caso no haya señal por la altura, lo que va a pasar es que esa información irá a una base de datos”, explica Valdivia.

Regulación de dispositivos

A futuro, el Centro de Investigación en Bioingeniería de UTEC está previendo la posibilidad de dar “una opinión técnica importante” en el tema de dispositivos médicos. Julio Valdivia indicó que esto se debe a la importancia de contar con políticas de regulación de dispositivos, uno de los problemas que -a su juicio- tiene el país en materia de innovación.

“Los centros de ingeniería ayudan a entender mejor cómo es un dispositivo médico en un área real y legal: política regulatoria. Creo que es un tema en el que estamos fallando para poder dar tecnologías accesibles”, sostuvo.

La biología y la tecnología se han unido para brindar un abanico de opciones que pueden ayudar no solo en los campos de la salud, sino también en las industrias y la lucha contra el cambio climático. Queda seguir impulsando el desarrollo de innovación para mejorar la calidad de vida de la población. 

Dato:

* El Centro de Investigación en Bioingeniería tiene como aliados a Cleveland Clinic, la Universidad de Favaloro (Argentina), Universidad Purdue (Estados Unidos), MIT, Tianjin University of Science & Technology (China), Universidad de Sao Paulo (Brasil), Universidad de Santa Catarina, Universidad de Nuevo México, Tecnológico de Monterrey (México), las empresas Biotech y Biomedic

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