Ginekologiaren eta antzutasunaren osasun-erronkei aurre egiteko talde berria

Mariana Medina Sánchez kolonbiar ingeniari mekatroniko gailen bat da. Bartzelonan Kataluniako Nanozientzia eta Nanoteknologia Institutuan (ICN2) doktoretza lortu ondoren, Dresdengo (Alemania) Leibniz Institutuan (IFW Leibniz) sartu zen. Mikrorrobot medikoak garatzera bideratu du karrera; hain zuzen, lagunduriko ugalketan erabiltzekoak eta minbizi ginekologikoa tratatzeko terapien askapen lokalizatuan erabiltzekoak.  2024aren hasieran, Mariana Medina Sánchez nanoGUNEn sartu zen Ikerbasque ikertzaile gisa. Bertan, bere ikerketa-karrerari jarraipena emateko, ikerketa-talde berria osatzen ari da eta laborategi berri bat abian jartzen ere bai. 

Medina Sanchezek nanoGUNEn ireki duen ikerketa-ildoetako bat da gametoak edo enbrioiak garraiatzeko eta askatzeko mikrotresnak eta nanotresnak garatzea, antzutasun-kasuetan in vivoko ugalketari laguntzeko. Antzutasunak erronka mediko esanguratsua planteatzen du; izan ere, 6 bikotetik 1 antzua da munduan, eta lagunduriko ugalketarako aukera egokia da in vitro ernalkuntza. Hala ere, enbrioien transferentzia-tasak txikiak dira, emakumeen heren bat bakarrik iristen baita haurdunaldi klinikora. Horregatik, “funtsezkoa izan daiteke Falopioren tronpetan kalitate handiko gametoak edo enbrioiak garraiatzeko eta askatzeko metodo bat ikertzea. Maila esperimentalean, metodo horrek enbrioiarentzako ingurune fisiologikoagoa bermatuko du, endometrioaren prestakuntzarekin sinkronizatua. Gure taldeak funtzio anitzeko mikrorrobotak garatuko ditu espermatozoideen edo enbrioien transferentzia ez-inbaditzailerako, bai eta in vivoko irudi-tresnak ere, mikrorrobot horiek organismo bizidunetan gidatzeko eremu magnetikoak edo ultrasoinuak urrunetik erabiliz”, adierazi du Medina Sánchez doktoreak.

Izan ere, “nire azken lanetako batean —dio Medina Sánchezek—, osasun-arreta irauli nahi dugu mikrorrobot biobateragarriak eta biodegradagarriak —terapia lokalizatuak garraiatzen eta askatzen laguntzeko diseinatuak— garatuz.  Mikrorrobot horiek bigunak eta biodegradagarriak dira, eta kapsula ñimiñoen (20 eta 120 mikrometro arteko diametrokoak) formako medikamentuekin kargatuta daude. Kontrol magnetiko bati esker, modu autonomoan mugitzeko gaitasuna dute, eta 10 ordu baino gehiagoz funtzionatzen dute. Gainera, haien barnean badituzte autosuntsipen programatua ahalbidetzen duten nanorreaktore entzimatiko batzuk, bai eta ultrasoinuen eta teknika fotoakustikoen bidez denbora errealean jarraipena egitea errazten duten agenteak ere. Teknologia horrek agerian uzten du zer potentzial duen farmako-eramaile kontrolagarrien belaunaldi berri batek terapia zehatz eta ez hain inbaditzaileetan”, gaineratu du Mariana Medina Sánchezek. 

nanoGUNEko Nanobiosistemak taldeko arduradunaren arabera, “gure ikergai nagusia ginekologiaren eta antzutasunaren osasun-erronkak badira ere, gure ikerketak arlo mediko zabalagoak ere jorratzen ditu, eta zenbait arlotan soluzioak ematen laguntzen du, hala nola gaixotasun infekziosoen (esaterako, SARS-CoV-2) diagnostiko goiztiarra egiteko eta mikroaldamioak garatzeko. Zelula indibidualaren mailan hezur-eraketa aztertzearren, zelula amen bereizketa, ugaritzea eta migrazioa ikertzeko erabiltzen dira mikroaldamioak. 

Taldearen ikerketa-ildoetako bat nanobiosentsore mikrofluidiko aurreratuen garapena da. Mikrofabrikazioko eta nanofabrikazioko nahiz espektroskopiako teknikak erabiliz lagin errealetan analitoen maila minimoak, hala nola minbiziaren biomarkatzaile eta antzutasun-faktoreenak, detektatzeko balio dute sentsore aurreratu horiek. Gainera, mikrorrobot eta nanorobot medikoak esploratuko dira, naturan inspiratuak eta zelula mailan jarduteko diseinatuak; izan ere, in vivoko diagnostikoak eta terapiak ahalbidetzen dituzte —farmakoen hornidura kontrolatua barne—. 

Taldeak, halaber, sentsore eta eragingailuen sistema adimendunak sortuko ditu organoak-txip-batean erako plataformetan, zeinek, ezaugarri anatomiko jakin batzuk kopiatzeaz gain, mikroingurunearen eta epitelioaren zenbait alderdi ere kopiatuko baitituzte, hala nola Falopioren tronpena. Horri esker, in situ eta modu pertsonalizatuan diagnostikatzeko eta tratatzeko garatutako tresnen diseinua eta funtzioa optimizatu ahal izango dira, eta, horrela, animaliekin egindako esperimentuen kopurua murrizten lagunduko da. Era berean, lan egingo da mikrogailu eta nanogailu horiek ingurune biologiko konplexuetan funtzionatzea bermatuko duten in vivoko irudi- eta kontrol-teknologiak garatzeko.

Lankidetzak eta laborategi berriak

Abangoardiako ikerketa-lerro horiek guztiak aurrera eramateko, nanoGUNEk IIS Biogipuzkoaren laguntza izan du. Hari esker, in vivoko tresna horiek testatzeko laborategi partekatu bat sortu da, eta pazienteen ehun eta lagin garrantzitsuetarako sarbidea erraztu da. 

nanoGUNE laborategiak ekipamendu berritzaileak ditu. Haien artean, begizta itxi bidezko kontrol-sistema bat, hiru dimentsioko eremu magnetikoak erabiltzen dituena azpiko ehunetan mikrorrobot horiek urrundik manipulatzeko. Sistema hori ultrasoinu eta fotoakustika bidezko irudi-teknologietara akoplatuta dago, eta deep learningeko algoritmoak erabiltzen ditu mikrorrobotak antzemateko eraginkortasuna hobetzeko. Gainera, ibilbideak optimizatzeko eta mikrorroboten mugimendua baldintza dinamikoetan egokitzeko aukera eskaintzen du. 

Bestalde, zelula-kultiboko laborategi bat dugu, zenbait karakterizazio-teknikaz hornitua. Laborategi horretan, fluoreszentzia-mikroskopio batzuk instalatu dira, kontrol magnetikoko eta mikromanipulazioko sistemetara akoplatuta daudenak. Halaber, nanoGUNEk badu areto zuri bat, litografiako zenbait ekipamendu dituena, eta, haien artean, gailu eskuratu berri bat, mikroegituren 3D inprimaketa bi fotoiren xurgaketa bidez egiten duena. Era berean, metal eta oxidoen jalkitze-ekipamenduak ditugu; haien bidez, mota askotako mikrogailuak eta nanogailuak fabrikatzen dira. Biogipuzkoarekin partekatutako laborategian, irudi biomedikoko beste ekipamendu aurrekliniko bat instalatuko da; eta harekin batera, aipatutako gailuen in vivoko kontrol magnetikoa egiteko sistema eskalatu bat.

Taldearen ikerketa lerroak garatzeko beharrezkoa den ekipamendu zientifiko berriaren erosketa Gipuzkoako Foru Aldundiaren Sare Programak kofinantzatu du.

Mariana Medina Sánchez

Mariana Medina Sánchez ingeniari mekatronikoa da Bogotako (Kolonbia) San Buenaventura Unibertsitatean, Nanoteknologiako masterra du eta Bioteknologian doktorea da Bartzelonako Nanozientzia eta Nanoteknologia Institutu Katalanean (ICN2) eta Bartzelonako Unibertsitate Autonomoan. Bartzelonan egon zen bitartean, Medina Sánchez doktorearen lanaren ardatza nanomaterialetan eta tinta-injekzio bidezko inprimaketan oinarritutako biosentsore elektrokimikoen garapena izan zen. Alzheimer-en gaixotasuna eta beste batzuk diagnostikatzea zuen helburu. Doktore-tesia amaitu ondoren, Dresdengo Leibniz Institutuan (IFW Leibniz) sartu zen, Alemanian, doktoratu ondoko ikertzaile gisa. Bertan, esperma geldiaren garraiorako magnetikoki eragindako mikroeramaileen aurrerapenean lagundu zuen, eta zeregin giltzarria bete zuen azido nukleikoak detektatzeko mikrosentsore biribilkatu ultrasentikorren garapenean. Bi urtean Ingeniaritza Mikrobiomediko eta Nanobiomedikoko Taldeko buru izatera iritsi zen, institutu berean. Medina Sánchez doktorea mikrorrobot medikoekin lotutako ahaleginen buru izan zen, eta lagundutako ernalketan eta botiken administrazio selektiboan jarri zuen batez ere arreta. Arlo hauetan aritu zen lanean: mikrorrobot optimoen diseinua, ingurune konplexuetako esperman oinarritutako mikromotoreen azterketa, eta, berriki, mikromotor horien ehun sakonetako denbora errealeko jarraipenaren aurrerapena —hain zuzen, organismo bizidunetan aplikatzeko funtsezko urratsa—. 

Egindako ekarpenengatik aitortu dute, eta 2019an Europako Ikerketa Batzordearen dirulaguntza entzutetsua jaso zuen ERC Starting Grant kategorian, MIcroGIFT proiektuan lan egiteko ugalketa-tekniketan laguntzeko mikrorrobotak garatzen. 2020tik, talde independenteko buru izan da IFW Leibnizen, eta B CUBEko buru TU Dresdenen. TU Dresdeneko Medikuntza Fakultateko ikertzaile gaztearen saria ere jaso zuen. Sari hori ibilbide akademiko nabarmena duten eta beren lanean independentzia erakutsi duten ikertzaile gazteei ematen zaie soilik. 2024aren hasieran CIC nanoGUNEn sartu zen Ikerbasque ikertzaile eta Nanobiosistemen taldeko buru gisa.