Investigadores del Tec de Monterrey trabajan en soluciones para ayudar a la humanidad a enfrentar problemas como trasplantes, gases de efecto invernadero y la manera en la que vivimos en las ciudades.
Como parte del Tec Science Summit 2025, los científicos reflexionaron sobre las posibles soluciones y los problemas que se han encontrado en el camino en el formato Tec Talks.
¿Cómo deben ser las mejores ciudades para vivir?
“¿Cuál es la mejor ciudad en el mundo para vivir?”, pregunta Roberto Ponce, investigador del Centro para el Futuro de las Ciudades y la Escuela de Gobierno y Transformación Pública.
Según él, no hay una respuesta universal. Todo depende de las necesidades y preferencias de los habitantes, sin embargo, hay características que pueden tener en común las urbes donde las personas pueden desarrollarse y hallar calidad de vida.
Idealmente, deben ofrecer proximidad, es decir, sus habitantes no dependen de un vehículo privado, además, ofrece oportunidades, como vivienda accesible, empleos cercanos y opciones de consumo. Tiene densidad y diversidad, con espacios caminables y diferentes actividades dentro de su entorno.
En el país, la Ciudad de México, Monterrey y Guadalajara enfrentan diferentes desafíos por modelos costosos socialmente, ambientalmente y financieramente: han perdido hasta un 31% de su población en las últimas dos décadas y crecen de manera desordenada hacia las periferias, enfrentan segregación social, zonas centrales en abandono por precios altos de vivienda y deficiencias en transportes por falta de regulación.
Para hacer frente a estos retos, Ponce comparte algunas soluciones, como obras de infraestructura, como nuevas líneas de transporte público, una regulación del suelo que permita mayor densidad en zonas centrales y facilitar la regeneración urbana; e incentivos económicos como apoyos para viviendas asequibles. Para lograrlo, es necesario definir una visión de ciudad hacia los próximos 20 años, además, usar tecnología para planificación urbana con modelos virtuales, visión computacional e Inteligencia Artificial para analizar entornos, y medir seguridad y habitabilidad.
La búsqueda de la sustentabilidad en la agricultura
El sector agrícola representa el 4% del Producto Interno Bruto de México y es un pilar del sistema socioeconómico global, “casi el 30% de la población mundial recibe empleo en este sector”, dice Ashutosh Sharma, director del Departamento Regional de Bioingeniería en el Tec campus Querétaro, por otro lado, aporta el 25% de gases de efecto invernadero, lo que representa un impacto en el medio ambiente y el cambio climático.
La solución está en la sustentabilidad en la agricultura, dice, con impacto en la alimentación y en aspectos de pobreza, salud y medio ambiente. Uno de sus proyectos, en colaboración con organizaciones como Nestlé y el Instituto Nacional de Ciencias Agrícolas en Suiza, se enfoca en las granjas lecheras, que generan un 6% del total de emisiones en el sector, para reducirlas a la mitad hacia los próximos cinco años con estrategias de mejora en la alimentación del ganado, uso de biomoléculas para neutralizar las emisiones, optimizar el manejo del estiércol y el desarrollo de tecnologías de bajo costo, entre otras.
Sharma habla sobre avances para mejorar la producción de plantas en México hacia una mayor independencia agrícola, por ejemplo, con las plántulas para producir fresa, que se importan en un 100% desde Estados Unidos, con la micropropagación, es decir, clonarlas y que sean genéticamente idénticas y de alta calidad para una producción masiva y con menos costo a largo plazo.
En su laboratorio también trabajan con árboles híbridos de crecimiento ultra rápido −seis centímetros por día− que pueden ser una solución para la reforestación y para la industria maderera. Además, al alcanzar hasta cuatro metros de altura en tres meses y medio, estos también podrían capturar hasta 10 veces más CO2 que los árboles tradicionales para mitigar los efectos del cambio climático.
También, trabaja con empresarios del sector farmacéutico, agricultores y gobierno en un proyecto sobre el cultivo y preservación de plantas medicinales como la Galfimia y en la creación de laboratorios móviles de clonación para zonas rurales que son 10 veces más baratos que uno tradicional.
Un mundo donde la ceguera corneal no sea una sentencia
Judith Zavala es una investigadora destacada del Tec de Monterrey, que forma parte del Grupo de Investigación en Ciencias Visuales y es miembro del Sistema Nacional de Investigadores. En el 2019 su proyecto para desarrollar córneas sintéticas estaba, según sus propias palabras, “en la cima del cielo”, pues contaban con mucha producción científica, evidencias, resultados prometedores, recursos, estudiantes de posgrado: su equipo estaba listo para dar el gran salto hacia los ensayos clínicos con humanos y consolidar años de investigación.
Pero llegó la pandemia. Esto puso en pausa todo el proyecto de investigación, una dolorosa experiencia que marcó un antes y un después.
Su proyecto de investigación consiste en hacer que las células del endotelio corneal que no se reproducen en el ojo, lo hagan en condiciones de laboratorio, manteniendo todas sus características.
“Muchos de nosotros damos por sentado la capacidad de ver y de admirar el mundo que nos rodea, pero para otros esto es un sueño distante: 11 millones de personas en el mundo sufren ceguera corneal y el trasplante es su única estrategia. Sin embargo, el trasplante enfrenta varios retos: años en lista de espera, insuficiente donación de órganos, costos elevados, y por si fuera poco, la córnea es el órgano que menos se quiere donar”.
Según datos de la Organización Panamericana de la Salud (OMS/OPS), la córnea es el órgano que más se trasplanta en el mundo, pero solo existe una córnea por cada 70 que se requieren. Esto afecta la vida de las personas, de sus familias, su independencia, su capacidad de trabajar y muchos aspectos psicológicos relacionados al duelo de perder la vista”.
Bajo este contexto y junto con su equipo, han diseñado una estrategia para que las células de la córnea se puedan reproducir en una placa de cultivo, de hecho, han logrado reproducir hasta 10 veces más células con una sola cornea donante.
Además, desarrollaron un biomaterial sintético que sirve como andamio en donde las células se pueden adherir y formar un tejido biosintético funcional muy similar al de una córnea humana sana.
“Durante la pandemia, enfrenté fuertes desafíos que marcaron mi vida, a los investigadores nos exhortaron a tomar cursos de emprendimiento, que para mí eran como hablar otra lengua, pues no me veía vendiendo córneas, pero los terminé pensando que nunca iba a usar este conocimiento en mi vida profesional. Además tuve que someterme a una cirugía mayor que requirió meses de recuperación. Todo eso me permitió reflexionar en la dicha de dedicarme a lo que me gusta: la ciencia enfocada al desarrollo de tratamientos para enfermedades que hoy en día no tienen cura”.
Fue cuando regresó a las actividades presenciales −totalmente recuperada− que descubrió la resiliencia, pues al encontrar su laboratorio como un pueblo fantasma (frascos de reactivos caducados, cultivos celulares inservibles, sin alumnos y sin recursos) pensó “o nos rendimos o buscamos una alternativa”.
Cuenta que fue un reto muy grande retomar el proyecto desde donde lo dejó, y más aún desarrollar los ensayos clínicos para fortalecer la evidencia de sus hallazgos, pues para ello necesitaba financiamiento.
“Para mi sorpresa encontré una convocatoria que buscaba proyectos científicos con potencial. Fue ahí donde inesperadamente apliqué lo que creía que nunca iba a usar profesionalmente en los talleres de emprendimiento. Hoy con esa inversión podemos establecernos como una startup científica y estamos rumbo a los ensayos clínicos y la comercialización de esta tecnología. Tenemos el potencial de generar entre seis y 10 implantes a partir de una sola córnea a un costo mucho más accesible que un trasplante”.
Ahora, el sueño de poner pequeñas fábricas de tejido corneal a demanda ya no se ve tan lejano. “Dentro de unos años espero compartir los resultados del primer paciente trasplantado con este tejido, un paciente que abra los ojos y pueda volver a ver a su familia. Me gusta pensar que no solamente estamos fabricando tejido sintético; tenemos en nuestras manos el devolver sueños y esperanzas, solamente así vamos a poner la ciencia al servicio de la sociedad”.
Misiles, escudos y espadas: la batalla contra las superbacterias
¿En dónde se encuentra la siguiente amenaza que pone en duda la fragilidad de nuestra especie? En las superbacterias: la pandemia silenciosa. Así lo aseguró María Luisa del Prado, profesora investigadora del Departamento de Tecnologías Sostenibles de la Escuela de Ingeniería y Ciencias, y líder del Grupo de Investigación “INBioTech Lab” (Laboratory for Innovation in Nano and BioTechnology).
Explicó que las bacterias están en todos todas partes del organismo y la piel, y a veces “nos hacen pasar malos ratos con las infecciones”, no obstante pensamos que se pueden controlar gracias a los antibióticos. “Les quiero dar malas noticias: ya no están tan controladas. Si el descubrimiento de la penicilina marcó un hito en la historia y cambió el rumbo de la medicina, también marcó el inicio de lo que hoy conocemos como resistencia antibiótica”.
Esto significa que una bacteria que era susceptible a un fármaco, después de cierto tiempo y por varios procesos evolutivos, ya no lo es.
¿Por qué sucede la resistencia antimicrobiana?, cuestionó Del Prado al auditorio. “Las bacterias evidentemente quieren sobrevivir, entonces son muy comunicativas y se comparten todo, como información entre ellas, tanto de generación en generación como de forma horizontal, sean o no bacterias de su misma especie. Entonces nuestras bacterias empiezan a recibir información sobre los antibióticos que usamos. Y si bien, las bacterias no patógenas son nuestras amigas, ellas pueden compartir información con bacterias que sí son dañinas”.
La investigadora dijo que también la automedicación y la laxitud con que tomamos nuestros tratamientos médicos abonan a la resistencia, ya que se mueren las bacterias más débiles, pero las más fuertes se nutren con la información que les damos con los antibióticos, “fuimos con el enemigo, le enseñamos nuestras armas, pero no las usamos en la dosis letal”, y con esa información son capaces de aprender a evadir los tratamientos. Esta situación “el ciclo de las bacterias resistentes” es tan peligrosa que se estima que, para 2050, habrá 39 millones de muertes relacionadas a la resistencia. “Por ello es hora de luchar”.
En su laboratorio, junto a sus colegas, han trabajado con diferentes plataformas poliméricas para la liberación controlada, a las cuales llama “misiles, escudos y espadas”, enriquecidas con moléculas naturales como el aceite de orégano mexicano, el carvacrol y la curcumina, las cuales han demostrado tener propiedades antioxidantes y antimicrobianas.
El carvacrol es una molécula que está dentro del aceite de orégano y que tiene muchas propiedades pero también varias limitaciones “pues no se lleva bien con el agua” es decir, no es soluble en medios acuosos. “Así que decidimos usarlas dentro de un misil en forma de nanopartícula polimérica, y observamos que una cepa resistente llamada Staphylococcus Aureus al estar en contacto con estos misiles disminuye su viabilidad e inhibe su crecimiento.
Pero las bacterias también son constructoras y en la batalla construyen sus propios “bunkers” para sobrevivir, los cuales en realidad se llaman biopelículas que protegen a las bacterias de que les llegue el antibiótico. “Las protege tanto que son 1000 veces más resistentes dentro de esa biopelícula. Para ello creamos un escudo bioactivo, una membrana muy delgada con microfibras incorporadas con aceite de orégano y carvacrol, y observamos una disrupción de dicha estructura, lo cual significa que funcionan cuando las bacterias están fuera pero también dentro de la biopelícula”.
“Ya teníamos los misiles y el escudo, pero nos faltaban las espadas, entonces diseñamos un parche polimérico con microagujas, cargadas de agentes antimicrobianos como la curcumina, también con efectos sobre bacterias resistentes y difíciles de controlar”. El trabajo aún es largo y falta más evidencia, pero para salir victoriosos de esta batalla, Del Prado llamó a tomar “manos a la bacteria”, e hizo un llamado para que la comunidad científica de todo el mundo y de diferentes disciplinas se unan y colaboren, solo así se podrá ganar esta batalla contra las superbacterias: la pandemia silenciosa. (Ricardo Treviño / Michael Rodríguez / TecScience)
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