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Investigadores Colombianos Elaboran Soportes de Tejidos con Colágeno Bovino para Tratar Lesiones de Cartílago

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Procedimientos para aislar colágenos tipo I y II han sido utilizados por el Grupo de Investigación en Ingeniería de Tejidos de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), para elaborar soportes de tejidos que ayudan en el tratamiento de heridas de piel.

Estos colágenos son proteínas constituyentes de tejidos como el hueso, la piel y el cartílago. “El colágeno II es un componente importante del cartílago articular que se usa para producir matrices o soportes útiles como injertos en el tratamiento de lesiones de las articulaciones”, explica la profesora Martha Raquel Fontanilla Duque, directora del grupo de investigación.

Por esta razón, en la tesis de Maestría en Ingeniería Química realizada por María Elisa Soto se estandarizó una metodología para aislar el colágeno II y la producción de membranas porosas de esta proteína.

Continuando con la investigación, la estudiante Adriana Matilde Flórez, del Doctorado en Ciencia y Tecnología de Materiales de la U.N., demostró que condrocitos humanos -células que conforman el cartílago- crecen en las membranas de colágeno II y producen un tejido similar al cartílago de las articulaciones.

Al mismo tiempo, estableció un procedimiento para obtener un tipo de cartílago que se puede usar con seguridad como injerto en lesiones de cartílago articular.

Tejido de alto rendimiento

El cartílago obtenido a partir de la tráquea de vaca es sometido a un proceso químico -que se espera patentar- para eliminar su contenido celular y los componentes que pueden ser rechazados por el sistema inmune humano. “Utilizamos tráquea de bovino, debido al rendimiento que se obtiene de este tejido”, destaca la doctorante.

Gracias a este proceso se evita cualquier contaminación o reacción adversa a la hora de implantarlo en el cartílago para mejorar la reparación del tejido lesionado.

El proyecto también contempla el trabajo con células madre, cuya principal característica es que se pueden convertir en tipos celulares que formarán hueso, cartílago o tejido adiposo y condrocitos para este caso específico.

“Como la investigación se encuentra en su fase experimental es necesario hacer todas estas pruebas, con el fin de determinar si dichos biomateriales son capaces de regenerar cartílago”, precisa la doctorante.

La caracterización de la membrana porosa y el cartílago bovino se han llevado a cabo en el Laboratorio del Grupo, en el Departamento de Farmacia y en el Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Coimbra (Portugal), con quienes se está colaborando.

Experimentos preclínicos

En el momento se están planificando experimentos preclínicos con animales que permitirán evaluar su seguridad y eficacia en un modelo no humano de lesión articular.

Una vez se realicen estas pruebas se escalará el proceso de producción de estos productos y se solicitará el registro sanitario para su fabricación y comercialización.

Por tal razón, el grupo de investigación adelanta -junto con las vicerrectorías General y de la Sede Bogotá- el proceso de oficialización de una spin-off, es decir una empresa que utiliza los desarrollos de las investigaciones adelantadas en la Universidad.

En tal sentido, los investigadores destacan el papel que la Dirección de Investigación y Laboratorios de la U.N. de la Vicerrectoría de Investigación junto con Colciencias han tenido en la financiación de sus trabajos científicos.

 

 

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Girolando, la mejor alternativa para la producción lechera en climas cálidos

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Con una producción promedio de 5.000 litros de leche durante 305 días bajo el calor del clima tropical, estas terneras presentan una mayor resistencia y adaptación al entorno, lo que aumenta sus tasas de supervivencia. Estas cualidades las destacan en un país donde la cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %. Las terneras Girolando pueden producir en promedio 5.000 litros de leche durante 305 días en climas cálidos. Fotos: Felipe Argoty, magíster en Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional de Colombia sede Palmira.

En Colombia la producción lechera afronta una crisis marcada por los altos costos tanto de los insumos importados utilizados por la industria como de los alimentos concentrados para el ganado, además de factores como la tendencia al bajo consumo en el mercado y el encarecimiento de las tierras en zonas tradicionales de ganadería, entre otros, situación que ha obligado a los productores a buscar nuevas alternativas que permitan mantener la rentabilidad del negocio y reducir las pérdidas.

Foto. La cría de terneras enfrenta tasas de mortalidad de hasta el 25 %

Cerca del 80 % de la producción de leche proviene de animales con composición genuina en su genética, escenario en el que resaltan las terneras Girolando, una raza que toma y supera lo mejor del cruzamiento entre la productividad de la Holstein y la rusticidad de la Gyr, lo que les permite adaptarse a altas temperaturas, ser más tolerantes a parásitos y poderse pastorear en condiciones adversas, características que las convierten en la mejor opción para climas tropicales como los de Tolima, Valle del Cauca, Magdalena Medio y los Llanos Orientales y la Costa Caribe, en donde han demostrado un rendimiento superior.

En la industria lechera la etapa más crítica es la cría de las terneras, ya que es cuando los animales dependen de una adecuada alimentación y cuidados especiales para asegurar su supervivencia y óptimo desarrollo. Además de ser costosa, esta fase se asocia con altos índices de mortalidad, en particular por problemas de nutrición.

Ante este problema, durante su Maestría en Ciencias Agrarias en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Palmira, el zootecnista Luis Felipe Argoty López evaluó mediante tres experimentos alternativas para mejorar la rentabilidad durante la cría, con dietas menos costosas pero con el aporte nutricional necesario para evitar problemas de crecimiento y desarrollo, clave en la crianza de reemplazo, cuando preparan a las terneras para que se conviertan en futuras vacas lecheras que renueven el hato y mantengan la productividad del sistema.

Foto. En Colombia cerca del 50 % de la producción de leche proviene de cruces de toros y cebús.

El Estudio

En la investigación se analizó el crecimiento y desarrollo ruminal (ingesta de alimento sólido) de 19 terneras Girolando F1 con edades entre 14 y 22 meses, en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias, municipio de Guacarí (Valle del Cauca).

Para el trabajo se hicieron 3 grupos de animales con sendos tratamientos. A los del primer grupo (grupo control) se le suministraron 4 litros de leche al día, repartidas en dos tomas, y concentrado comercial; al segundo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento experimental; y al tercer grupo, 4 L de leche distribuidos en tres tomas, más consumo de alimento comercial. A todos los tratamientos se les suministró pasto pangola y agua a voluntad.

Sobre el alimento experimental, el investigador explica que “hicimos ajustes dentro de la proteína, la pusimos un poco más disponible dentro de la dieta de las terneras, usamos soya, maíz, algunos cereales, premezclas, un promotor de crecimiento ruminal y lo que utilizan todos los alimentos concentrados, porque el reto era hacer un concentrado experimental similar en composición al comercial, pero con algunas mejoras”.

Foto. El estudio se realizó con 19 terneras en el corregimiento de Santa Rosa de Tapias (Valle del Cauca)

También recolectó muestras de sangre cada 15 días, para analizar metabolitos como proteína, albúmina, globulinas, calcio, betahidroxibutirato (BHB) y cortisol. Así mismo evaluó parámetros biométricos como edad, peso, circunferencia, altura, ganancia de peso, consumo promedio y conversión alimenticia. Cada variable evaluada se analizó estadísticamente a través de un modelo mixto de medidas repetidas.

Aunque en la ganancia de peso los resultados no arrojaron diferencias significativas entre los tratamientos, entre muestreo sí las hubo y se evidenció que la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal.

También se evidenció que “la edad de los animales influye en la concentración de proteínas en la sangre y que el BHB permite conocer indirectamente el desarrollo ruminal”.

Foto. Con la raza Girolando se puede obtener una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas

El investigador destaca que, “este indicador sugiere que las terneras están desarrollando su rumen de forma óptima, lo cual es esencial para una digestión eficiente, y en última instancia para su futura capacidad de producir leche”.

También se registraron bajos niveles de cortisol en la sangre, una hormona que se libera en respuesta al estrés y puede afectar el crecimiento y la salud general del animal. Altos niveles de este indican que las terneras están experimentando estrés, lo que puede influir negativamente en su sistema inmunológico y reducir su capacidad de aprovechar nutrientes, afectando el desarrollo del rumen y la futura producción de leche.

“Si logramos que más productores opten por razas como la Girolando, tendríamos una producción lechera más competitiva y menos dependiente de razas europeas, cuya adaptación a nuestras condiciones es limitada”, anota el magíster.

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