Las células madre se caracterizan por su capacidad de autorrenovación y diferenciación en varios tipos de células especializadas. Las primeras células madre que se identificaron fueron las hematopoyéticas; sin embargo, existen diferentes tipos de células madre, de diferente origen y con diferente potencial de diferenciación, por ejemplo las células madres adultas mesenquimales, identificadas y aisladas del estroma de la médula ósea a mediados del siglo pasado.

Actualmente, se sabe que son una población quiescente dentro de muchos tejidos adultos entre ellos, el tejido adiposo. Estas células cuentan con gran potencial de diferenciación in vitro, y son fuente de factores de crecimiento y citoquinas que participan en la regulación de la reparación de tejidos.

A raíz del establecimiento de la Ley de Investigaciones Biomédicas en nuestro país, es posible desarrollar investigaciones con seres humanos; sin embargo, para llegar a este nivel, es necesario sentar las bases que aseguren la calidad y efectividad de los protocolos y productos –células madre derivadas de tejido adiposo- que se vaya aplicar eventualmente a los pacientes en fases avanzadas de la investigación.
Con este proyecto, a través del establecimiento de su cultivo in vitro, identificación y diferenciación en células de diversos tejidos sobre un apósito biológico, se pretende demostrar gran parte del potencial de estas células a nivel in vitro con miras al establecimiento de las bases para las posibles aplicaciones que se les puede dar a nivel clínico. Adicionalmente, se pretende atraer la atención de personal médico de diferentes áreas para el desarrollo de terapias innovadoras que den solución a muchas afecciones que actualmente no cuentan con una cura o bien, optimizar los resultados que en este momento ofrecen las terapias convencionales actuales.

Determinación de la tasa de regeneración en heridas cutáneas aplicando células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo en un andamio de origen biológico.

La Medicina Regenerativa (MR) es un campo emergente que se enfoca en la reparación y regeneración de células, tejidos y órganos dañados. Durante los últimos años se ha desarrollado terapias celulares como parte de la medicina regenerativa. Entre los tipos de células utilizados, se destacan las células madre mesenquimales, que se caracterizan por su capacidad de autorenovación y diferenciación en varios linajes. A nivel internacional, se ha evidenciado que el uso de células madre mesenquimales de tejido adiposo, contribuye a la regeneración de la dermis y epidermis en heridas crónicas y agudas, estimulando a las células que proliferen y a que el tejido lesionado regenere en vez de que se convierta en una cicatriz fibrótica. Debido a las complicaciones que resultan de heridas en la piel causadas por quemaduras o bien úlceras resulta necesaria la implementación de terapias alternativas que mejoren o promuevan la regeneración de lesiones de esta naturaleza. Con este proyecto se busca desarrollar una terapia efectiva para el control de lesiones cutáneas utilizando una matriz de un polímero natural en el cual se encuentren células madre mesenquimales derivadas de tejido adiposo. En lesiones inducidas se aplicarán cinco tratamientos diferentes. Se monitoreará cada una de las heridas para determinar la tasa de regeneración y por otro lado se realizarán análisis histológico con el fin de evaluar el efecto del tratamiento propuesto en calidad del tejido formado.

PALABRAS CLAVE: Células madre de tejido adiposo, quemaduras, úlceras, regeneración, células madre mesenquimales.

• Subárea de investigación: Biotecnología de la salud

La diabetes es considerada una epidemia, según la Organización Mundial de la Salud (OMS), cuya prevalencia va en aumento, principalmente en países de ingresos bajos y medianos. Se estima que será la séptima causa de defunción para el 2030. Esta hiperglucemia, puede afectar órganos principales del cuerpo. Existen tres tipos: Diabetes tipo 1 (insulinodependiente, juvenil o de inicio en la infancia), diabetes de tipo 2 (no insulinodependiente y es la más frecuente) y diabetes gestacional. En Costa Rica, en el año 2014, se reportó un total de 8743 nuevos casos de Diabetes mellitus (tasa de incidencia de 183,17 casos por cada 100000 habitantes). Ese mismo año, fallecieron 720 personas por esa enfermedad (tasa de incidencia de 15,08 casos por 100 000 habitantes). Para controlar la diabetes se los médicos recomiendan medicamentos orales hipoglucemiantes o suministro de insulina en forma subcutánea, modificar la dieta y hacer ejercicio. Debido a que los medicamentos pueden ocasionar efectos secundarios, muchos recurren a remedios caseros o plantas medicinales. La Kalanchoe pinnata o Bryophyllum pinnatum (“hoja de aire”), planta perenne y suculenta, de la familia de las Crassulaceae, es conocida en otros países por ser una fuente rica en agentes terapéuticos para la prevención de muchas enfermedades, se le conoce popularmente como “insulina”, pues se menciona su capacidad de reducir los niveles de glucosa en sangre al consumir las hojas frescas o en infusión. Estudios señalan que K. pinnata, posee una gran cantidad de compuestos: alcaloides, bufadienoloides, flavonoides, triterpenoides, esteroides, compuestos fenólicos, taninos, macrolementos, microlementos y vitaminas. Se han realizado algunas investigaciones con extractos de hoja, determinando su capacidad antidiabética en animales de laboratorio, sin embargo, no se ha identificado el o los metabolitos responsables de esta propiedad. La finalidad del proyecto, es estudiar por primera vez en el país, las características fitoquímicas de K. pinnata, identificar los metabolitos secundarios, obtener extractos y respaldar científicamente la actividad antidiabética de la planta, a través de modelos animales in vivo, para la obtención de un extracto coadyuvante natural en el tratamiento de personas con Diabete mellitus.

PALABRAS CLAVE: Kalanchoe pinnata, Bryophyllum pinnatum, Crassulaceae, extracto, actividad antidiabética.

• Periodo de ejecución: Enero 2017 – Diciembre 2018
• Área: Ciencias médicas y de la salud
• Subárea: Biotecnología de la salud

Generación de conocimiento y desarrollo de tecnologías en el cultivo del higo (Ficus carica) que estimulen su consumo fresco y procesado, como una alternativa de diversificación para el sector agrícola de Costa Rica.

Evaluación de la bacteria endófita Burkholderia cepacia aislada de plantas de higo (Ficus carica) y producida en biorreactor, como una estrategia contra los fitopatógenos Colletotrichum sp. y Phytophthora.

Resumen

La propuesta tiene como objetivo general evaluar el efecto de los nanotubos de carbono en el desarrollo y enraizamiento de vitroplantas del higo y la mora, y analizar muestras de tejidos de plantas expuestas y no expuestas a nanotubos, mediante microscopia electrónica.

Palabras Claves

Nanotubos carbono, higo, mora, enraizamiento in vitro microscopia electrónica.

RESUMEN:

La producción agrícola actual enfrenta importantes retos ambientales y económicos, como la aparición de nuevas plagas y enfermedades, el calentamiento global, la escasez del agua, la contaminación de suelos y el ambiente. Todos esos factores inciden drásticamente en las condiciones óptimas de los cultivos.

La necesidad de enfrentar, de forma eficiente, esta problemática ha impulsado el desarrollo de aplicaciones de las tecnologías multidisciplinarias como la bio-nanotecnología en la producción agrícola, proponiendo soluciones sostenibles a los retos planteados. Este proyecto busca un desarrollo en correspondencia a esta aplicación, controlando el mecanismo de inducción de resistencia en las plantas a través de la estimulación bioquímica celular (elicitación) con partículas diseñadas para este proceso natural.

Conociendo el mecanismo bioquímico por medio del cual las plantas se preparan y enfrentan el ataque de patógenos, se propone el diseño y síntesis de biopartículas construidas con polímeros estructurales de fitopatógenos generalistas, como el quitosano (QTS) y los oligogalacturónidos (OGAs). Este proceso se realizará mediante métodos químicos de encapsulamiento y funcionalización, bajo diseños factoriales robustos, con el fin de obtener biopartículas con potencial elicitor. Los materiales de síntesis y las biopartículas se caracterizarán físico-químicamente, incluyendo microscopia electrónica de barrido, viscosimetría, GPC/ESC, Infrarrojo-FTIR, RAMAN, DSC, TGA y Potencial Zeta. Se espera generar una alternativa a la aplicación excesiva de agroquímicos, sintetizando biopartículas que tengan potencial para contribuir a la producción de cultivos de forma sostenible.

PALABRAS CLAVE:

Elicitores, quitosano, oligogalacturónidos, encapsulación, gelación iónica.

Consolidación de un sistema de producción in vitro de piel humana para pacientes en Costa Rica con diversas aficciones epidémicas.

Diseño de materiales compuestos a partir de colágeno extraído de pieles de tilapia y de quitosano de desechos de camarón como biomateriales potenciales de aplicación en Ingeniería de Tejidos.

Optimización del proceso de producción in vitro de piel humana y su trasplante en pacientes con diversas afecciones epidermicas en Costa Rica.