HULK: la fotosíntesi humana a l’abast de la ciència

Una part de la nostra biodiversitat representada per plantes, fongs i algues, ha donat a llum, possiblement, els majors canvis en la història de ciència terapèutica, la passada i futura. En particular, ens referim a les aplicacions pràctiques desenvolupades a partir de l’experimentació amb aquests organismes. Els treballs de Mendel amb models vegetals varen establir les bases de la genètica; els fongs ens portaren els primers antibiòtics que canviaren radicalment l’esperança de vida al planeta; els primers analgèsics (com l’Aspirina) fabricats a escala industrial ens els va entregar l’escorça de salze, i d’igual forma, la lluita contra el càncer de mama es va transformar sensiblement amb el medicament Taxol, el principi actiu del qual es va aïllar originàriament de la conífera Taxus brevifolia.

     Taxus brevifolia. Imatge de Luke McGuff. Font: FlickR

Des de la biotecnologia, les noves simbiosis i quimeres terapèutiques que proposen els investigadors, on interaccionen la cèl·lula animal i vegetal, suposen, probablement, l’avantsala del desenvolupament de biomaterials i biomodels que no podem encara ni imaginar. És el cas de les investigacions de frontera que han creat empelts de pell humana fotosintètics amb algues.

HULK: teixits humans fotosintètics

Des dels laboratoris d’enginyeria de teixits de la universitat alemanya de Lübeck, l’equip que dirigeix l’investigador, doctor en biologia i farmacologia Tomas Egaña ha desenvolupat empelts de pell capaços d’aportar oxigen mitjançant fotosíntesi a òrgans i teixits animals danyats. Aquests empelts híbrids de naturalesa animal i vegetal s’han batejat amb el nom de HULK (Hyperoxie Unter Licht Konditionierung) i són capaços d’aportar oxigen allà on el sistema vascular o circulatori deteriorat ja no ho pot fer. És el cas de les úlceres cròniques que presenten els malalts de diabetis o el d’aquells pacients que han sofert un deteriorament important del sistema vascular i tenen dificultats per a oxigenar els teixits correctament. En aquestes situacions, HULK pot actuar com una font d’oxigen, contribuir a la recuperació del teixit danyat i promocionar el creixement de vasos sanguinis.

Tomás Egaña 

Dins del conjunt de la biodiversitat coneguda, no resulta fàcil trobar un organisme en què conviuen teixits animals i vegetals i, més encara, organismes animals amb la capacitat de tenir una activitat fotosintètica de la qual obtenir oxigen i nutrients per a garantir la seua supervivència. En aquest sentit, el mol·lusc Elysia chlorotica és un cas excepcional: un dels pocs organismes coneguts capaç d’albergar teixit vegetal que utilitza per a produir oxigen i nutrients mitjançant fotosíntesi per exposició a una font lluminosa.

Empelts de pell fotosintètics

Per desenvolupar aquest paradigmàtic teixit híbrid, els investigadors han utilitzat els components clàssics d’empelts de pell, col·lagen d’origen boví i fibrina, als que han aconseguit afegir i estabilitzar la microalga Chlamydomonas reinhardtii, capaç de produir oxigen d’origen fotosintètic i alliberar-lo a l’exterior. El resultat és un teixit gelatinós d’escàs grossor i coloració verdosa, similar a un teixit eminentment vegetal, que pot ser colonitzat per cèl·lules d’origen animal, humà en particular. Actualment, els investigadors cerquen altres opcions de microalgues als deserts extrems d’Atacama que puguen donar major durabilitat al teixit desenvolupat amb l’alga Chlamydomona. Aquesta té una vida útil de 10-14 dies, suficient, per el moment, per a abordar els primers assajos clínics.

 Elysia chlorotica. Imatge de Wikipedia

Potencialitats de HULK

Dels treballs sobre animals d’experimentació s’ha conclòs que els empelts no provoquen rebuig, i són capaços de generar un microambient que augmenta en 50 vegades els nivells d’oxigen previs a la seua implantació en teixits danyats i amb baixos nivells d’oxigen.

Els investigadors no s’han aturat en aquest punt i creuen que l’edició genètica del genoma de l’alga Chlamydomonas reinhardtii permetria que, a més d’oxigen, el biomaterial per a teixits alliberara també antibiòtics i analgèsics. El que han aconseguit ja, mitjançant modificació genètica de l’alga Chlamydomonas, és que la mateixa alga produïsca la proteïna VEGF (Factor de Creixement Endotelial Vascular) que té un paper director en la creació de nous vasos sanguinis. És a dir, aquest teixit humà-vegetal, a més d’oxigenar els teixits danyats, també és capaç d’induir la gènesi de vasos sanguinis que garantisquen la recuperació permanent del teixit deteriorat. Per altra banda, també es treballa en la possibilitat de generar aquest teixit híbrid (HULK) en forma d’aerosol que permetria ser polvoritzat.

En 2017 començaran els assajos clínics en pacients, autoritzats per l’Institut de Salut Pública de Xile (ISPCH). Es posarà a prova aquest nou model d’empelt híbrid, que ha aconseguit important resultats en treballs previs, i s’obtindran dades en humans sobre les seues limitacions i potencialitats. Els científics no apunten sols a la idea d’aplicació sobre ferides externes, sinó que creuen viable el paper d’aquests teixits sobre patologies coronàries i cardíaques, així com davant determinats tipus de càncer i sobre òrgans per a trasplantaments que han de mantenir nivells d’oxigenació òptims.