"Tuvimos la idea de usar nanopartículas de sílice mesoporosas para transportar fármacos"

Nació en Las Palmas de Gran Canaria en abril de 1946, pero estudió, se doctoró y ejerció casi toda su carrera en la Universidad Complutense de Madrid (UCM). María Vallet-Regí se desempeña actualmente como profesora emérita de Química Inorgánica y directora del Grupo de Investigación de Biomateriales Inteligentes (GIBI) de esa universidad.

Investigadora pionera en el campo de los materiales cerámicos mesoporosos, esta especialista también ha explorado en las aplicaciones biomédicas potenciales de estos, particularmente en cuanto a la regeneración ósea y a los sistemas de liberación controlada de fármacos. Por sus novedosas contribuciones en este campo recibió, en 2018, el premio Rey Jaime I de Investigación Básica. 

Según el índice internacional de publicaciones científicas ISI, Vallet-Regí es la figura científica española más citada en el área de la ciencia de materiales en las últimas dos décadas. Pero en las distancias cortas, también destaca su sonrisa indeleble y una sincera predisposición al diálogo, como lo confirma esta entrevista con SINC en el marco de la última edición del Festival Internacional Passion for Knowledge, que cada año organiza el Donostia International Physics Center, en San Sebastián.

¿Empezó a dedicarse a los biomateriales al ver que nuestra larga esperanza de vida implicaba ir reponiendo partes del cuerpo?

No. En realidad, soy química de estado sólido. Sintetizaba materiales superconductores o materiales magnéticos que luego medían los físicos, españoles y franceses, porque estuve mucho tiempo en Grenoble. Allí, en su Escuela de Ingenieros Electricistas es donde de repente comprendí que lo que yo hacía podría tener aplicaciones directas en cosas muy normales en nuestra vida. 

En el año 90 aprobé una oposición como catedrática de Química Inorgánica pero en la Facultad de Farmacia de la UCM. Para mis estudiantes de farmacia, lo que yo estaba investigando no tenía el mínimo interés. Entonces, me puse en contacto con médicos, para ver qué podía aportar desde mi campo de los materiales al de la salud. Así, mi primera publicación de biomateriales es del año 96 y fue como cambié de partenaires: en vez de trabajar con físicos, empecé a hacerlo con médicos. Y me pareció fascinante, pues era un mundo que no conocía.

¿Cómo es ese proceso de pensar sobre las propiedades de los materiales en abstracto a indagar para que fueran útiles y seguros para la salud?

Primero, investigar para que no fueran tóxicos. Luego, que fueran compatibles con el cuerpo humano. Les explicaba a mis alumnos cuál es la composición que tenemos en el cuerpo humano y cómo proceder para no alterar demasiado los equilibrios que hay, cuando metemos algo dentro. Había que saber de las propiedades de la superficie, de las condiciones biológicas, porque si a un material no le gustan las células, hay un rechazo.

De una cosa que estoy muy orgullosa —una idea que podría considerarse pionera—  fue la de utilizar nanopartículas de sílice mesoporosas, lo que sería un granito de arena nanométrico con miles de poros

En ese proceso, monté un equipo multidisciplinar, en el que hay físicos, farmacéuticos, médicos e ingenieros trabajando para una idea concreta, que incluye que aquello que hagamos sirva para llegar al paciente.

¿En vuestro campo sí os ocupáis de que la idea sea muy próxima a la aplicación?

Que sea muy cercana, claro. Cuando se ve que para un problema dado sería bueno tener una determinada pieza, partimos de esa idea para pensar cómo lo hacemos para que al final llegue a la cama del enfermo.

¿Cuáles han sido los grandes logros de su laboratorio, ya sea por encontrar un material que no se conocía o hallando un diseño para una zona del cuerpo para la que aún no había soluciones?

De una cosa que estoy muy orgullosa —una idea que podría considerarse pionera—  fue la de utilizar nanopartículas de sílice mesoporosas, lo que sería un granito de arena nanométrico con miles de poros. Cada nanopartícula tiene 1.400 poros de dos nanómetros de diámetro. Como las moléculas de fármacos, en general, miden un nanómetro, podemos imaginar lo que se puede cargar allí.

Decía que un cabello tiene 80.000 nanómetros…

Y el espesor de un folio de Din A4 es de 100.000 nanómetros. Yo ya había trabajado en esos materiales, que se habían patentado en el año 92, y que significaban un reto importante. Sabes por qué? Porque en los años 80 hubo una crisis de petróleo y estaban buscando materiales nuevos, específicamente para transformar alcoholes en gasolinas. Pero los que cabían (como el metanol) resultaban más caros que la gasolina, por lo que había que hacer los poros más grandes para que cupieran alcoholes más baratos.

¿Los avances venían de la investigación en la industria de los combustibles?

Claro. Yo llego desde esos estudios químicos a Farmacia, y es como mirar un problema desde la ventana opuesta. Entonces, te preguntas, ¿cómo es que esto no se le ha ocurrido a nadie?

En 2001, me pregunté ¿por qué no metemos aquí fármacos y hacemos una liberación controlada? Además, podíamos poner en las nanopartículas algo que las señalizase 

Por lo tanto, empecé estas indagaciones en el año 2001, con la pregunta ¿por qué no metemos aquí fármacos y hacemos una liberación controlada? Además, podíamos poner en las nanopartículas algo que las señalizase y fueran, por ejemplo, a los tumores o a la infección, directamente, en lugar de estar repartiendo el fármaco por todo el cuerpo.

¿Este enfoque terapéutico ya se aplica?

La Organización Mundial de la Salud (OMS) tiene que permitir el uso de esos materiales, pero están a punto de ser aprobados.

¿Quiénes son los que usted piensa que lo van a poner en el mercado?

Yo creo que los norteamericanos.

¿Nos explica cómo llegó a sus 'andamios' para la regeneración ósea?

Durante mis primeros 10 años en Farmacia, tuve que hacer mucho trabajo de campo para, primero, poder instalar lo mínimo necesario para hacer investigación allí y formar un equipo para llevarla a cabo.

Empecé por todo lo que fuese más sencillo, lo que era más barato y lo que tenía más cerca: sabía hacer materiales cerámicos y por eso tuve mis primeros contactos con traumatólogos

Entonces empecé por todo lo que fuese más sencillo, lo que era más barato y lo que tenía más cerca. Yo sabía hacer, sobre todo, materiales cerámicos y entonces tuve mis primeros contactos con traumatólogos, porque lo que podía intentar solucionar eran problemas de huesos. Así, hice cerámicas para sustituirlos y repararlos con materiales clásicos, como las apatitas, que es el componente mineral del hueso.

Sabía perfectamente que las apatitas tienen un tamaño muy pequeñito, de 25 nanómetros, porque constantemente nuestros huesos se están disolviendo y formando. Es la manera que la naturaleza tiene para reparar los huesos.

En el laboratorio conseguíamos esos materiales por métodos de vía húmeda —como las bajas temperaturas— y se podían lograr hidroxiapatitas de tamaño nanométrico, equivalentes a nuestros huesos, para que pudieran disolverse. Entonces, lo primero que hice fueron esas hidroxiapatitas nanométricas, pero luego, también, vidrios, que era una técnica que había utilizado un médico norteamericano con los soldados que regresaban de la guerra de Vietnam.

¿Cuáles son las similitudes y las incompatibilidades entre los vidrios y las apatitas?

¿Qué pasa con los vidrios? Que no tienen orden cristalino; las apatitas, sí.  Por tanto, se disolvían más rápidamente y podían formar más rápidamente hueso. También hay vitrocerámicas (en este caso, las expuso un científico japonés). Lo cierto es que cada material tenía su aplicación y su porqué, también dependiendo de la parte del cuerpo en que se podía utilizar.

A partir de ahí, un día me dije ¿por qué no hacemos esto en mesoporosos, y, en lugar de usar sílice, lo hacemos con compuestos que tengan calcio y logramos vidrios mesoporosos? De ahí que me especializara en todo tipo de cerámicas bioactivas que reaccionaran con el cuerpo y pudieran transformarse en nuevo hueso, en hueso biológico.

¿Bioactivo significa que estos materiales pueden interactuar casi naturalmente con las células del cuerpo?

Sucede que las primeras cerámicas que se utilizaban eran muy 'grandotas', y siempre eran reconocidas como un cuerpo extraño, porque no llegaban a integrarse (y eso les pasa a los polímeros y a los metales, también).

Sin embargo, si son compatibles, el cuerpo las acepta, pero nunca las reconoce como algo suyo. Entonces, se forma como una cápsula fibrosa que impide que el material llegue a integrarse.

El titanio es biocompatible pero jamás el cuerpo lo reconoce como suyo. O sea que allí sí se hace una cápsula fibrosa

La idea, por tanto, es que no haya una capa fibrosa, sino una unión directa: eso es lo que se consigue con los bioactivos. Se consigue que los materiales se unan a los tejidos.

¿Cómo se llega a esa integración entre materiales artificiales y tejidos del cuerpo?

Cuando allí hay un equilibrio entre la formación de hueso y su regeneración, donde el cuerpo, al no sentirlo como algo extraño, lo integra.

¿Esa unión llega a suceder con los implantes de titanio que nos ponemos en los maxilares?

El titanio es biocompatible (pero no biactivo), por eso el cuerpo jamás lo reconoce como suyo. O sea que allí sí se hace una cápsula fibrosa.

Algunas prótesis de cadera son de titanio, pero pueden venir recubiertas de hidroxiapatita, que sí es bioactiva

Suelo poner como ejemplo algunas prótesis de cadera que, aunque sean de titanio, algunas veces vienen recubiertas de hidroxiapatita —que sí es bioactiva— para mostrar cómo se integran. Estas ya hace años que se utilizan.

Y en esto se va muy rápido: han variado muchas cosas. Imagínate que la primera prótesis de cadera se puso en Oxford, en los años 50, y la diseñó y la colocó un mismo traumatólogo. Era como un hombre del Renacimiento. Los precios también se han abaratado.

¿En qué cree que se necesita investigar más a fondo hoy?

En todo lo que es la regeneración. Ya no en sustituir o reparar, sino en que los huesos se regeneren. Se está investigando en ingeniería de tejidos y terapia génica, porque esto requeriría edición de genoma.

Entonces la idea es, como usted mencionaba en una conferencia, llegar a los 90 años solo con la fragilidad como problema…

Bueno, pero ni siquiera fragilidad, porque si logras regenerar... y en algún momento nos regeneraremos… Es decir, la idea no es no morirse, sino pasar esa última etapa de nuestra existencia con mejor calidad de vida. Quizá no se logre en el corto plazo, pero en un plazo medio, sí. Y además, como ahora en esto están involucradas las grandes fortunas mundiales y han montado laboratorios (porque ellos quieren que estos avances les lleguen a ellos), pues a lo mejor acortamos los tiempos.