El médico egresado de la Universidad del Valle Iván Osorio tendría una solución tecnológica adaptable para controlar y anticipar el dolor.

El dolor es el síntoma más común y frecuente que atienden los médicos en el mundo. No sólo porque es una de las manifestaciones más habituales en numerosas patologías y condiciones, sino porque es un malestar que aqueja a una persona en cualquier momento y edad.

Anualmente, los sistemas de salud y sus pacientes invierten mucho dinero en pastillas, procedimientos y tratamientos naturales (300 billones de dólares sólo en EE.UU, en 2015) que pretenden mitigar desde dolores leves hasta dolores crónicos y severos. Aunque en muchos casos se ha conseguido controlar ampliamente la problemática, también se ha conseguido que nuevas preocupaciones aparezcan, como por ejemplo el aumento de uso de morfina, en EE.UU. desde 1997 hasta 2007 se incrementó en un 700%, las muertes por sobredosis de analgésicos opioides o los costos que implica el manejo de dolor crónico.

El médico investigador Iván Osorio, egresado de la Universidad del Valle, tendría una solución tecnológica y adaptable para controlar y anticipar el dolor de forma automática y con esto evitar todos los males y gastos que este trae en los pacientes que lo padecen. Esta tecnología hace parte de más de 90 patentes que tiene el investigador en Estados Unidos.

El Dispositivo

Se trata de un dispositivo que anticipa la percepción del dolor y lo controla de forma automática, que tendría dos modalidades; una externa, para dolores agudos de relativa corta duración (3 a 6 meses) y otra implantable, que podría ubicarse en el cerebro o en la médula espinal. Evitaría que el dolor agudo evolucione a dolor crónico y  protegería al organismo de males o enfermedades posteriores.

El aparato trabajaría con las señales que indiquen dolor enviadas por el cerebro o por el cuerpo (señales biológicas como el tamaño de pupilas, señales respiratorias o cardiacas) y se activaría de manera automática proporcionando una solución que dependería de cómo se diseñe y que podría ser mediante medicación controlada, impulsos eléctricos o de temperatura.

Para ejemplificar cómo funcionaría el aparato en una de sus modalidades, el médico Osorio explica que “la función del tejido nervioso depende de la temperatura, si se enfría el tejido nervioso, este se apaga; entonces, si uno apaga las neuronas que causan dolor, por medio del frío, no va a haber dolor”. Analgésicos y estimulación eléctrica son otras dos modalidades eficaces para combatir el dolor.

Actualmente se tiene todo el sustento investigativo y el diseño de los dispositivos, además de la patente; ahora viene el desarrollo y fabricación del prototipo y la programación para que sea adaptable a cada paciente, pues está pensado para tener capacidad de inteligencia. Una vez se construya, el dispositivo externo sería portátil y de fácil transporte, con un tamaño no mayor al de un teléfono celular y el implantable sería poco más grande que una moneda.

Su interés es desarrollar la tecnología y licenciarla en Colombia, para que sirva como modelo e impulso para crear una industria biotecnológica que resuelva problemas de urgencia mundial. Aunque aún no se ha construido el dispositivo y no se han desarrollado pruebas en seres humanos, argumenta Osorio que “el conocimiento científico y la investigación están muy bien soportados, por tanto, con una adecuada programación y fabricación del dispositivo, se tendría una solución muy importante”.

Iván Osorio es Médico de la Universidad del Valle, con estudios en Neurociencias en la Universidad de Miami, EE.UU; diseñó un aparato (Aspire SR, Liva Nova, London/Houston) para la detección y cuantificación automática de crisis epilépticas que utiliza señales cardíacas (no cerebrales) que fue lanzado al mercado mundial en 2015.

El cáncer es una de las principales causas de muerte a nivel mundial. Sumado a tratamientos que producen efectos secundarios como fátiga, dolor, úlceras en la boca y la garganta, náuseas, vómitos, diarreas, estreñimiento, trastornos de la sangre, posibles daños nerviosos, disfunción cognitiva, pérdida del apetito, problemas sexuales y reproductivos, el problema es aún mayor. Estos efectos son producto de los fármacos y la radiación de la quimioterapia y la radioterapia tradicionales, principales tratamiento para el cáncer que afectan tanto las células cancerígenas como las células sanas. 

Ahora bien, ¿Creería en un tratamiento contra el cáncer sin efectos secundarios? Un tratamiento por selectividad y localización específica, con prácticamente 0% de destrucción de las células sanas, con un porcentaje de efectividad del 98%, sin mutaciones, contraindicaciones y mínimas posibilidades de presentar cáncer nuevamente. 

Estos resultados pertenecen a una investigación patentada en Colombia y liderada desde la Universidad del Valle sobre un nuevo tratamiento efectivo contra el cáncer basado en un nanocompuesto de Dióxido de Titanio - TiO2 modificado y estimulado con luz ultravioleta en un proceso de terapia fotodinámica. La investigación se encuentra en fase in-vitro con el trabajo en laboratorio de células cancerígenas, especialmente, de cuello uterino.

El dióxido de titanio es un compuesto químico con una amplia gama de aplicaciones. Por ejemplo, para el tratamiento de aguas residuales, dar blancura al papel, como recubrimiento blanco y duro en los dulces, como protección contra la luz solar en algunos cosméticos, así como en la producción de pinturas y plásticos, tintas de impresión, productos textiles, farmacéuticos y alimentarios. Al ser modificada su estructura molecular se convierte en un nanocompuesto, con nuevas propiedades que han arrojado resultados positivos en el tratamiento de las células cancerígenas. 

El tratamiento presenta un inicio de acción rápida por tratarse de nanocompuestos; requiere menor cantidad de dosis; un bajo costo unitario de desarrollo de los nanocompuestos sintetizados; y la Universidad del Valle en sus laboratorios de investigación cuenta con la infraestructura para la producción de los nanocompuestos sintetizados. 

La patente en Colombia se realizó gracias a una convocatoria de Colciencias que también financia el proceso de patente en México, que ya se entregó, y en Estados Unidos que se entregará próximamente. 

El grupo de inventores de la Universidad del Valle está integrado por Rubén Jesús Camargo Amado, José Oscar Gutiérrez Montes, Mónica Basante Romo y William Criollo Gómez. 

El profesor de la Escuela de Ingeniería Química Rubén Jesús Camargo Amado es Doctor (Ph.D.) en Ingeniería Química, director y fundador del Grupo de investigación de Fisicoquímica de Bio y Nanomateriales, y explicó el proceso de desarrollo del tratamiento y los próximos retos trazados: 

Un  nanocompuesto modificado

El proceso comenzó porque en el Grupo de Investigación estábamos trabajando con dióxido de titanio y encontramos en un artículo científico que estaban aplicando este material para combatir el cáncer. El éxito en estos casos de tratamiento contra el cáncer se mide por el  porcentaje de citotoxicidad, y el artículo registraba que la investigación había logrado el 20% de citotoxicidad, que significa el proceso de destrucción de las células cancerígenas. 

Se decidió empezar a trabajar con el dióxido de titanio en cáncer de piel, sin embargo, cuando lo aplicamos, encontramos que sencillamente no funcionó, no generó muerte celular o citotoxicidad en células de cáncer de piel, aunque si disminuyó su proliferación o crecimiento. Nos propusimos ahondar en ese problema porque si bien era positivo que se disminuyera la velocidad de crecimiento de células con cáncer, necesitábamos algo mucho más contundente. Desde estos resultados el equipo decidió cambiar las células cancerígenas con las que se estaba trabajando y revisar el proceso de síntesis del dióxido de titanio.

Esta decisión orientó a dos rutas de trabajo. Por un lado, se cambiaron las células cancerígenas con las que se estaba realizando el tratamiento, de cáncer de piel a células de cáncer de cuello uterino, porque el método propuesto utiliza luz ultravioleta y la piel es la parte del cuerpo que está más preparada para recibir la radiación solar, entre ellas la luz ultravioleta. 

Por otro lado, modificamos la estructura molecular del dióxido de titanio. Empezamos a hacer cambios desde la síntesis, obteniendo como resultado una familia de ocho tipos distintos de nanomateriales, y de estos encontramos uno en específico que al aplicarlo con luz ultravioleta sobre las células cancerígenas, generó el 98% de la muerte celular en 40 minutos, es decir el 98% de citotoxicidad en células cancerígenas. Este es el proceso que patentamos: el TiO2 modificado. 

Al aplicar este nanomaterial con luz ultravioleta en células normales o sanas, es decir sin  cáncer; no generó ningún porcentaje de citotoxicidad, no generó muerte celular, en otras palabras, no generaría efectos secundarios. 

En resumen encontramos un nanomaterial que en presencia de luz ultravioleta ataca selectivamente las células cancerígenas, dejando las células normales intactas; y, adicionalmente, descubrimos que no es genotóxico ni mutagénico, es decir, que no tiene la posibilidad a futuro de generar cáncer, ni mutaciones,  a diferencia de la quimioterapia y la radioterapia.  Hicimos estudios de genotoxicidad, mutagenicidad y estudios de toxicidad en seres vivos, utilizamos artemia salina, que es un crustáceo, y ratones, y los resultados fueron efectivos en todos los casos. 

Tratamiento en ratones

Nosotros iniciamos el trabajo  en sistema In Vivo con ratones. Lo primero que quisimos probar es que el nanomaterial solo, es decir, sin la presencia simultánea de luz ultravioleta, no es dañino para el organismo, no es tóxico. En las pruebas de toxicidad en ratones hay dos límites: el límite inferior es de 25 miligramos por kilogramo de ratón y el límite superior de 5000 miligramos por kilogramo de ratón. Si al aplicar 25 miligramos por kilogramo el ratón sufre de toxicidad, el material se considera tóxico. Mientras que si se colocan 5000 mg por kilogramo de ratón y no pasa nada, el material se considera no tóxico. Es importante anotar que 5000 miligramos por kilogramo equivale a que a una persona de 70 kilos se le coloque en una sola inyección 350 gramos del compuesto activo, que corresponde a su vez al contenido de una gaseosa de 350 ml.

En las pruebas realizadas con ratones, llegamos a utilizar 5000 mg por kilogramo de ratón del compuesto de TiO2 modificado.

El ratón eliminó el compuesto, sin efectos secundarios. A los 10 días el patólogo veterinario examinó por completo al ratón desde el cerebro hasta la piel, y al terminar los estudios el patólogo preguntó “¿Ustedes qué hicieron? ¿A este ratón no le hicieron nada?” Y en verdad el tratamiento no generó respuesta del sistema inmune, no generó inflamación,  ni respuesta de linfocitos T, ni células gigantes de cuerpo extraño. 

En palabras sencillas,  al aplicar el nanomaterial desarrollado, y sin la presencia de luz ultravioleta, se demostró que no es tóxico para el organismo y que el cuerpo elimina el nanomaterial sin dañar ningún órgano.

El próximo paso a seguir

El tratamiento se realiza en escala, es decir, debe responder a un proceso de desarrollo que asegura respetar medidas protocolarias y sobre todo analizar resultados antes de llegar a ser probada en humanos. Actualmente, se patentó el tratamiento realizado en células cancerígenas en un proceso in vitro, en un ambiente controlado fuera de un organismo vivo. El paso en el que nos encontramos actualmente es el de pruebas en ratones con cáncer; después seguiría en animales más grandes y finalmente se realizaría en humanos. Hay un proceso entre seis y siete años de investigación in vivo antes de llegar a los clínicos en humanos, de los cuales ya llevamos recorridos dos de esos años.

Son etapas que hay que cumplir porque se trata de salud humana, y en caso de que se incurra en algún procedimiento que genere daños a humanos se evaluará si se cumplieron todos los protocolos. 

Esta investigación hace parte del macroproyecto de Medicina Regenerativa,  patrocinado por el Sistema General de Regalías, recursos que fueron  adjudicados  por Gobernación del Valle del Cauca y por Colciencias y que son administrados por la Universidad del Valle. En el macroproyecto participan el Hospital Universitario del Valle, la Universidad Autónoma de Occidente y la Universidad del Valle.

Por otra parte, estamos iniciando pruebas preliminares con otros tipos de cáncer, como el cáncer de mama,  el cáncer de próstata y el cáncer de pulmón. 

Ya hicimos pruebas preliminares con sangre de un paciente con leucemia mieloide aguda al cual no se le había realizado ningún tratamiento previo. En este caso, la muestra de sangre inicialmente tenía el 40% de las células cancerígenas; después del tratamiento pasó a tener solo 5% de células cancerígenas mientras que las células normales permanecieron intactas; es de destacar que la prueba se hizo en tan solo cuarenta minutos. 

Esa fue una prueba preliminar que demostró que el nanomaterial aplicado en simultáneo con luz ultravioleta  podía utilizarse en leucemia. Hace poco se completó el estudio con líneas celulares y encontramos que, efectivamente, en 40 minutos se tiene una citotoxicidad entre el 80 y 99% dependiendo del nanomaterial que se utilice. Al eliminar el 99% de las células es muy poco probable que el cáncer regrese, sin embargo, para asegurar la eliminación total de las células cancerígenas se trabajaría con mayores tiempos de tratamiento.

Para utilizar este tratamiento no se debe tener un estado específico del cáncer, se puede abordar en distintos etapas con probabilidades de éxito. Nosotros estamos trabajando con cánceres en las últimas etapas, pero en estados más tempranos es más factible que la solución sea más efectiva. 

Como proyección, sabemos que en algún momento vamos a estar hablando con las casas farmacéuticas que trabajan con la quimioterapia y radioterapia. El lado positivo es que al liderar la investigación desde la institución se puede tener un control social y entregar un beneficio real para la comunidad. 

Experiencia personal, de lo científico a lo humano

Es algo maravilloso que esta investigación llegase a salvar la vida de una persona.

Debemos además sentirnos orgullosos de la Universidad del Valle y sus investigaciones. Y si la investigación llega a humanos, éste sería el primer tratamiento no quirúrgico de cáncer que se desarrolla en Colombia.

Como experiencia personal es muy necesario agradecer a todas las personas e instituciones que nos apoyaron. A la Universidad del Valle dado que el primer proyecto de cáncer de piel fue gracias a una convocatoria interna, a la Escuela de Ingeniería Química y al Departamento de Farmacología de la Universidad del Valle en donde trabajamos, a la Oficina de Transferencia de Resultados de Investigación – OTRI de la Institución por el apoyo legal en el proceso de patente, a Colciencias que dio los recursos para la investigación en cáncer de cuello uterino y para la patente, y a la Gobernación del Valle que también nos está apoyando con recursos de Regalías y nos permite saltar a la etapa in-vivo. 

Colciencias y la Revista Semana se unieron para publicar una edición especial sobre Ciencia, Tecnología e Innovación -CteI, en Colombia.

La meta del Gobierno, dice la edición especial, es convertir al país en uno delos tres más innovadores en América Latina, en el 2025, para ello se debe invertir el 1% de PIB en investigación.

Además, se requieren grandes inversiones en la formación de talento humano y la formación de las nuevas generaciones con interés en la investigación científica y acercar a las Universidades y al sector privado , para acercar la ciencia a la cotidianidad.

Otro de los compromisos, para lograr un mayor desarrollo es hacer que en Colombia se valore la innovación como motor de desarrollo y crecimiento económico del país y de las regiones.

En la publicación se invita a investigadores, analistas y expertos relacionados con la CteI para que opinen sobre el tema o sobre temas estratégicos para el país.

Con el propósito de que los investigadores y todos aquellos interesados en la Ciencia, la Tecnología e Innovación tengan una referencia autorizada sobre el tema, presentamos la edición de la publicación especial.

Ver revista

La Facultad de Ingeniería de la Universidad del Valle y la empresa INNOVA 4J ofrecen, a los estudiantes y egresados de ingeniería de sistemas, el Taller Básico sobre Lenguaje de Programación Go (Golang) el 31 de agosto de 2016.

El taller busca hacer una introducción al lenguaje de programación Go (Golang), guiando a los asistentes a través de un recorrido con los primeros pasos para aprender a programar en este lenguaje.

Go es un lenguaje de programación desarrollado por Google y sus diseñadores iniciales son Robert Griesemer, Rob Pike y Ken Thompson.

Este taller es organizado por la empresa INNOVA 4J, cuya especialidad es ofrecer consultoría, desarrollo de software y soluciones innovadoras en el campo de la información para empresas en una amplia variedad de sectores productivos.

En este enlace, los estudiantes y egresados interesados pueden registrarse

Fecha: Miércoles 31 de agosto de 2016                    

Lugar: Sala 5 edificio 331      

Hora: 6:00 – 8:00 p.m.                                                            

Cupos limitados

Mayor Información:

Viviana Aragón

Commercial Manager

Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

Teléfono: (057 2) 371 1190