Los jóvenes egresados del Tec crearon un chip que simula un pulmón para crear y probar nuevos tratamientos médicos.
Carlos y Germán iban al gimnasio y charlaban sobre basquetbol sin saber que años más tarde ambos serían partícipes en la creación de un pulmón artificial en chip que busca revolucionar los tratamientos médicos.
Germán García y Carlos Ezio Garcíamendez egresaron de Ingeniería mecatrónica en el Tec de Monterrey, donde los investigadores Mario Álvarez y Grissel Trujillo fueron sus guías tanto en su carrera como en una estancia en Harvard para trabajar en un “pulmón en chip”.
Junto con otros investigadores del mundo, Germán y Carlos usaron sus conocimientos para replicar la función de los alvéolos pulmonares en un dispositivo milimétrico, con capacidad de hacer pruebas médicas en menos tiempo y sin experimentar en humanos y animales.
El doctor Yu Shrike Zhang, líder del laboratorio en Harvard, asegura que este es un proyecto único en el mundo, al ser el primer chip tridimensional, a diferencia de otros modelos similares en 2D.
Cáncer y COVID-19 son al menos 2 enfermedades para las que se pueden generar nuevos tratamientos usando este chip, que fue solo el inicio de los proyectos de simulación de órganos que Germán y Carlos buscan desarrollar en el futuro.
Así se replica un órgano humano
Según el Instituto Nacional del Cáncer en Estados Unidos, los alvéolos son unas bolsas diminutas que permiten el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono en los pulmones.
El proyecto en el que colaboraron Carlos y Germán consistió en desarrollar un chip que simula los alvéolos pulmonares en un modelo tridimensional usando hidrogel y células humanas.
El modelo contiene un sistema de expansión y contracción que permite investigar en un ambiente simulado de respiración, útil por ejemplo para simular los efectos de fumar.
“El objetivo es desarrollar fármacos donde los ensayos clínicos son limitados o no tienes tiempo para hacer ensayos clínicos (como en la pandemia de COVID-19).
“Probar diferentes fármacos y ver cuántos funcionan sin la necesidad de ensayos clínicos en personas y animales, junto con los aspectos éticos que conlleva”, menciona Germán.
En el proyecto, dirigido por el doctor Yu Shrike Zhang, participaron investigadores de diversas partes del mundo como Italia, Estados Unidos y México, entre los que estaban Carlos y Germán.
“Ambos somos mecatrónicos y nuestro rol en el proyecto fue desarrollar el chip y poder crear el ambiente que te encontrarías en un órgano. Controlar el flujo, los fármacos, las células y el bombeo así como controlar la humedad y temperatura”, menciona Carlos
El microchip tiene medidas de 5 milímetros de ancho y 2.5 milímetros de alto, montado sobre un molde de 1 centímetro cuadrado.
El desarrollo del microchip se realizó en el centro médico Brigham and Women's Hospital de la Escuela de Medicina de la Universidad de Harvard.
En un comunicado del centro médico, el doctor en bioingeniería Zhang asegura que este modelo es único en el mundo.
“Este es un modelo in-vitro único que puede ser usado para probar mecanismos biológicos y terapéuticos ,incluido drogas antivirales para investigación de COVID-19”, señaló Zhang en el comunicado replicado por eurekalert.org
Las dificultades a la hora de replicar un pulmón
Trabajar en Harvard en el desarrollo de un proyecto único en el mundo a la par que ocurría una pandemia fue uno de los retos más complejos a los que se enfrentaron Carlos y Germán.
“Durante la pandemia muchos se regresaron (a sus países de origen). Seguíamos con la misma carga de trabajo, pero había menos gente”, menciona Carlos
El tener que hacer la labor de otras personas durante meses fue uno de los momentos más estresantes de sus vidas, ya que sus jornadas laborales se alargaban de 12 a 15 horas en promedio.
“Es tanta la presión y el estrés. Todos esperan resultados y no queda otra más que trabajar”, menciona Carlos, quien añade que fue Germán uno de sus grandes apoyos.
“Me decía (Germán) que pensara a largo plazo, que pensara en lo que venía: poner el nombre de tu país en alto, el de tu familia y del Tec. Afortunadamente él y yo nos hemos apoyado”, recuerda Carlos.
Hoy, ambos forman parte de los 19 autores del artículo “Reversed-engineered human alveolar lung-on-a-chip model”, publicado en diverso medios científicos como pubmed.gov.
Del gimnasio del Tec a Harvard
Germán y Carlos egresaron del Tec de Monterrey campus Monterrey en Ingeniería en Mecatrónica en diciembre del 2020.
Durante su etapa como estudiantes Carlos y Germán comenzaron a convivir e incluso iban juntos al gimnasio y charlaban sobre basquetbol.
“Somos 'amigazos'. Desde antes de los proyectos y de todo lo demás. Empezamos la amistad yendo al gimnasio, luego en carrera, ya graduados y ahora en posgrado”, menciona Carlos sonriendo.
Durante la carrera, Germán ingresó a una actividad llamada “Semana i”, cinco días durante los cuales se suspenden las clases y se realizan actividades fuera de las aulas en cientos de áreas de conocimiento.
Germán eligió participar en un curso de bioingeniería a cargo de los investigadores Grissel Trujillo y Mario Álvarez, profesores del campus Monterrey.
"Lo que quieres conseguir está del otro lado de la palabra difícil".- Germán García
Ambos científicos han impulsado estancias de investigación para alumnos del Tec en Harvard e incluso Grissel ha sido premiada internacionalmente por su trabajo en impresión de órganos.
“Empezamos en 2018 en el laboratorio de Mario y Grissel. A ellos les debemos la oportunidad. Son grandes mentores y nos han dado mucho de su conocimiento”, señala Germán.
Esa sería la puerta de entrada de Germán al mundo de la bioingeniería, no sin antes voltear hacia donde su amigo e invitarlo a sumarse.
“Germán me invitó. Me contó sobre la oportunidad de Harvard y dije: ‘Si ellos pueden, yo también quiero lograr cosas enormes como ellos’”, indica Carlos.
Las pláticas del gimnasio sobre la dupla de jugadores de Miami Heat, Lebron James y Dwayne Wade, acabarían formando una dupla en Harvard desde donde Carlos y German trabajaron juntos sobre “la duela” de la bioingeniería y la bioimpresión.
Su futuro en la simulación de órganos
Cuando se les pregunta con qué palabra definen el periodo en el que trabajaron sobre uno de los órganos más afectados por la pandemia, ambos mencionan “orgullo”.
“Orgullo familiar, orgullo por mi país, por el Tec, por toda la gente que nos ha apoyado.
“Es una satisfacción las horas de trabajo y que hayamos contribuido en esto. Es la razón por lo que lo hacemos, la meta es cambiar el mundo”, asevera Carlos.
Con esa idea, ambos ingenieros buscan continuar colaborando en diversos proyectos sobre la simulación y creación de órganos, como el proyecto de un corazón simulado en el que planean trabajar.
“En teoría se puede usar para analizar diferentes enfermedades en órganos. Si tienes un corazón que tiene latidos irregulares es posible intentar simular eso y recrear ese ambiente sin tener que ir con humanos.
“Puedes ver qué tipo de fármacos o drogas pueden ayudar a sanar las células”, asevera Carlos.
También Germán comenta que próximamente saldrá un artículo sobre el trabajo que continúan realizando en el área.
“Es un área donde se puede crecer mucho y lograr cosas importantes en el mundo.
"Me gustaría seguir en ese camino y con el favor de Dios seguir trabajando en este tipo de proyectos”, menciona Germán, quien además estudiará un posgrado en la Escuela Politécnica Federal de Lausanne, en Suiza.
“Mi consejo para las siguientes generaciones es que lo intenten. Si quieren cambiar al mundo es algo posible y una gran oportunidad que no deben dejar pasar”.- Carlos Ezio
Por su parte, Carlos continúa trabajando en el laboratorio de Harvard de tiempo completo y busca estudiar un posgrado cuando sea posible.
A la par ambos colaboraron en un artículo en el que son primeros autores en Harvard, el cual será dado a conocer en meses posteriores.
“Mi consejo para las siguientes generaciones es que lo intenten. Si quieren cambiar al mundo es algo posible y una gran oportunidad que no deben dejar pasar”, asegura Carlos
“No piensen que es algo del otro mundo. Es algo que se consigue con trabajo y dedicación.
"Lo que quieres conseguir está del otro lado de la palabra difícil", finaliza Germán.
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