Ingeniería Biomédica

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Evaluación de riesgos y eventos adversos asociados a equipos biomédico, caso: Nuevo Hospital de Bocagrande

Rodríguez Gasca, María del Socorro | 2011

RESUMEN: Este proyecto presenta un estudio realizado en el Nuevo Hospital Bocagrande de la ciudad de Cartagena, en donde se evaluaron los riesgos presentes en el uso de equipos médicos, y eventos adversos ocurridos en el 2010 con el uso de equipos, como: monitores de signos vitales, ventiladores, electrocradiógrafos, máquinas de anestesia, incubadoras abiertas, incubadoras cerradas, desfibriladores, electrobisturís, bombas de infusión, entre otros. Se muestran las deficiencias observadas en cuanto a la organización y gestión de tecnología en el hospital, se presentan recomendaciones para mejorar estas deficiencias y la participación del departamento de ingeniería en la prestación de atención de calidad, además se propone un plan para la gestión del riesgo del Nuevo Hospital Bocagrande.

Prototipo de Stent metálico para una arteria

Montoya Góez, Yesid de Jesús | 2011

RESUMEN: Todos los años las enfermedades cardiovasculares encabezan las listas de los problemas de salud más graves, son las principales causas de muerte en el mundo y muchas están directamente relacionadas con la pared de los conductos vasculares, debido a elementos que bloquean el flujo sanguíneo como las placas de grasa que se adhieren a las paredes a causa de las aterosclerosis, como resultado se altera el aporte de sustancias requeridas para el normal funcionamiento y finalmente la muerte del tejido. Este trabajo recoge la metodología empleada para el diseño de un prototipo de stent auto expandible, dispositivo en forma de malla cilíndrica que reestablece las condiciones normales de sostén en la pared y flujo sanguíneo en una artería afectada por una estenosis y se muestran los resultados obtenidos mediante la simulación por elementos finitos (FEA) de los esfuerzos mecánicos en el stent, donde se aprecia un buen desempeño y se realiza un análisis de la dinámica de fluidos computacional (CFD) en paralelo de la artería con y sin estenosis, con el fin de distinguir las vacaciones en el flujo a causa de una estenosis. El material seleccionado para el dispositivo es el nitinol debido a su excelente propiedad de superelasticidad y biocompatibilidad.

Reuso de una manguera siliconada para liposucción utilizada en procedimientos quirúrgicos

Montoya Góez, Yesid de Jesús | 2011

RESUMEN: Algunos dispositivos quirúrgicos se utilizan más de una vez, con el fin de reducir los costos operativos. Aunque el fabricante recomienda no repetir su uso, se les somete a una rigurosa esterilización y reutilización. En este trabajo se comparan las propiedades mecánicas, de composición y de la superficie de una manguera de silicona para lipoaspirado, cuando es sometida a nueve ciclos de usos y esterilización en autoclave, con respecto a una manguera nueva sin reuso ni esterilización. Se usa un espectrofotómetro de infrarrojos, una máquina para ensayos de tracción y un microscopio óptico para medir los cambios en la composición, el módulo de elasticidad, resistencia a la tracción y características visuales.

Detección de la proteína ósea colágeno tipo I alfa1 de células osteogénicas por la técnica de Western Blot

Pineda Molina, Catalina | 2011

RESUMEN: El objetivo de este trabajo fue la evaluación de la técnica de inmuno-electrotransferencia (western blot) para la detección de la proteína Colágeno tipo I alfa 1 el cual es la base de la matriz extracelular y sobre el que se hará la mineralización en el proceso de formación del hueso. La proteína ribosornal L13A fue utilizada como control para lograr una adecuada estandarización de la técnica. Las muestras fueron obtenidas de la línea celular de osteosarcoma humano (HOS), las cuales fueron cultivadas bajo dos tratamientos diferentes, con factores de inducción osteogénicos: dexametasona, acido L-ascórbico y B-glicerol fosfato y en ausencia de estos durante 4 periodos de tiempo diferentes: 7, 14,21 y 28 días

Evaluación de una órtesis pasiva tobillo-pie

Montoya Góez, Yesid de Jesús | 2010

RESUMEN: Existen enfermedades y discapacidades como la parálisis cerebral, poliomielitis, distrofia muscular, accidentes cerebrovasculares, disfunción ortopédica y trastornos neuromusculares que pueden interferir con el funcionamiento normal del pie, del tobillo y la musculatura asociada. Si dichas enfermedades no se corrigen, pueden conducir a deformidades en el pie, además de la degradación de la marcha. El uso de órtesis tobillo-pie puede corregir o minimizar las alteraciones en la marcha cuando existen ciertas condiciones fisiológicas. Una condición para la que prescriben órtesis tobillo-pie es conocida como drop foot. Esta implica una flexión plantar excesiva e incontrolada.

Propuesta para el desarrollo de un observatorio en ingeniería clínica para el Área Metropolitana de Medellín

Ruíz Ibanez, Carlos | 2011

RESUMEN: La ingeniería clínica emergió como una disciplina en la segunda mitad del siglo XX, cómo consecuencia del incremento constante de dispositivos cada vez más complejos en el ambiente hospitalario. Dentro de este ambiente moderno y especializado, la IC se concentraba principalmente en la tecnología médica; sin embargo, sus labores fueron extendiéndose a través de los años gracias a su reconocimiento por diferentes agencias e instituciones hasta llegar a ser parte de actividades de desarrollo, innovación e investigación, fabricación, evaluación y regulación de los dispositivos médicos. Una de las grandes disciplinas que hacen parte de esta profesión es la gestión de la tecnología, la cual incluye actividades de evaluación, adquisición, planeación, mantenimiento, aseguramiento de la calidad, etc. A pesar del reconocimiento de esta ultima labor como esencial en los sistemas de salud, es aún más difícil determinar el estado actual de su desarrollo dentro de las instituciones de salud de Colombia. En este trabajo se presenta una base teórica para la creación de un sistema de información en ingeniería clínica con el objetivo primario de aumentar el nivel de conocimiento de la sociedad interesada acerca de las practicas actuales de gestión de los departamentos en IC de las principales IPS del área metropolitana de Medellín. Esta base teórica, incluye una revisión literaria del estado de la ingeniera clínica den el mundo y los observatorios mas influyentes a nivel nacional e internacional en temáticas similares o diferentes. Además de un plan estratégico que describe la ruta crítica que debería seguir el observatorio en ingeniería clínica con el propósito de lograr sus objetivos y la definición de los ejes temáticos del mismo a través la opinión de expertos en este ámbito. Este trabajo de grado, tiene el propósito de fomentar la investigación en ingeniera clínica en la ciudad en general y en el país, e integrarlo a actividades innovativas de las que la sociedad pueda participar activamente.

Protocolo para la prestación de servicios de telesalud en la evaluación remota del binomio materno-fetal

Flórez Arango, José Fernando | 2010

RESUMEN: En Colombia la evaluación materno-fetal, está considerada una de las prácticas más importantes al interior de los servicios de las instituciones prestadoras de salud, por parte del Ministerio de la Protección Social. Ya que los estudios realizados muestran que las mujeres que no acuden a los controles prenatales, están expuestas a enfermedades que de no ser controladas pueden llegar a causar la muerte materna o del feto, lo cual conlleva a un problema de salud pública. La mayoría de las mujeres que no asisten a los controles prenatales, dicen no contar con los recursos necesarios para trasladarse hacia los centros habilitados en la prestación del servicio. Sin embargo, otras alegan desconocimiento de la práctica. Por tal motivo el presente trabajo desarrolla un protocolo que permite orientar al personal encargado de habilitar servicios de telesalud para la evaluación remota del binomio materno-fetal en los servicios de consulta externa. El protocolo empieza por centrar su desarrollo en las especificaciones técnicas requeridas en las estaciones remotas, que comprende infraestructura, dotación, software y recurso humano. Luego, continúa con los requerimientos de la estación de referencia, los cuales se dividen en recursos humano, dotación y software. Descrito lo anterior, se pasa al tema de los modelos estructurales de red, el cual busca mostrar las diferentes topologías que pueden servir como base para el diseño de las conexiones del servicio. Después, se toma el tema de canales de comunicaciones, en el cual se describen las diferentes tecnologías que permiten la transmisión de datos entre las estaciones remotas y de referencia.

Segmentación de vasos sanguíneos oculares en imágenes a color

Valencia Díaz, Édison | 2010

RESUMEN: asegurar un buen diagnóstico y prever enfermedades que afectan el ojo es hoy en día uno de los mayores retos que tienen los especialistas en el área de la salud que se dedican a la visión. Los sistemas de segmentación de imágenes del fondo de ojo que existen actualmente, son de gran ayuda para los especialistas ya que permiten el reconocimiento del árbol arterial y otras partes del ojo que son importantes en el seguimiento, diagnóstico y prevención de patologías. Un método para la segmentación de vasos sanguíneos del fondo de ojo es descrito en este trabajo, el cual ha sido desarrollado con el fin de crear un ambiente práctico dónde el especialista puede visualizar el fondo del ojo y la imagen procesada, además permite la ubicación del nervio óptico y la fóvea. La aplicación permite además almacenar algunos datos del paciente y los parámetros con los que se ha realizado el procesamiento de las imágenes adquiridas, con el propósito de construir un documento clínico sobre el paciente.

Estabilidad de nanopartículas de carboximetil quitosano con potencial aplicación en la liberación de principios activos

Agudelo Pérez, Natalia Andrea | 2022

RESUMEN: El carboximetil quitosano (CMQ), es un derivado del quitosano el cual es biocompatible, no tóxico y biodegradable, además, es soluble a pH neutro y en soluciones básicas, lo que permite el uso del polímero en diversas aplicaciones como transporte de principios activos, terapia génica e ingeniería de tejidos (Moaddab et al., 2018). Las características propias del CMQ están fuertemente relacionadas con las condiciones intrínsecas del quitosano (como el %DD y el peso molecular). La estructura química del CMQ posee grupos carboxilato, los cuales están cargados negativamente (-COO-); estos grupos pueden llevar a cabo interacciones iónicas con iones de carga positiva, como es el caso de los iones de calcio (Ca2+), provenientes de la sal de cloruro de calcio (CaCl2). Las interacciones entre las cadenas del polímero y estos iones con carga positiva permiten la formación de agregados de cadenas, de tal forma que es posible hablar de la formación de partículas a través de un proceso de compactación de dichas cadenas poliméricas. Con el fin de obtener partículas con tamaños menores a 200 nm, que puedan ser usadas a futuro como sistemas de liberación de principios activos, en este trabajo se llevó a cabo la formación de partículas de CMQ evaluando el efecto del peso molecular del polímero sobre el tamaño de las partículas. De manera análoga se evaluó el efecto de la concentración de CaCl2 sobre el tamaño y el índice de polidispersidad de las partículas obtenidas. Finalmente, se evaluó su estabilidad bajo condiciones fisiológicas simuladas para determinar su viabilidad como sistema de nanotransporte de principios activos dentro del cuerpo humano.

Sistema para la estimación del bienestar a partir de la monitorización de signos vitales

Torres Villa, Róbinson Alberto | 2022

RESUMEN: El propósito de este estudio es desarrollar un sistema para la estimación del bienestar de forma cuantitativa a partir del procesamiento de variables fisiológicas. Para esto se utilizaron indicadores previamente reportados en la literatura como el índice de coherencia global (ICG) y una ecuación estimada del estrés. La metodología implementada consistió en un protocolo experimental con 47 voluntarios 18 hombres y 29 mujeres. El estudio se dividió en 3 fases: en el primer y último encuentro se les solicitó a los participantes llenar una encuesta de 72 preguntas, las cuales fueron propuestas por HeartMath Institute para la estimación cualitativa del bienestar, y, a continuación, se les midieron las variables fisiológicas en intervalos de a 5 minutos en estado basal, realizando la prueba de colores de Stroop y estado basal nuevamente. En la segunda fase se les brindó a los participantes un entrenamiento para aprender a enfrentar el estrés y alcanzar un estado resiliente por medio de un programa de desarrollo de resiliencia personal. Finalmente, se obtuvo como resultado principal que el ICG ayuda a identificar qué está sucediendo a nivel emocional y, por tanto, eventualmente puede usarse con certeza como un estimador del estado de bienestar de una persona. Asimismo, se puede decir que la relación entre el ICG y la ecuación de estrés es inversa.

Evaluacion de Nanoparticulas Basadas en Complejos de Coordinacion de Quitosano-Fe3+ en Esferiodes Celulares

Osorio Osorno, Yuliana Andrea | 2022

RESUMEN: El cáncer es una enfermedad reconocida como una de las principales causas de muerte en el mundo, y su tratamiento representa uno de los principales desafíos para la medicina contemporánea. En los últimos años se ha incrementado la implementación de la nanotecnología como una posible terapia, ya que aquellas existentes son generalizadas y se reducen, en su mayoría, a cirugías, radioterapia o terapias sistémicas como la quimioterapia e inmunoterapia. En muchos estudios se llevan a cabo ensayos in vitro para evaluar la efectividad de nuevos medicamentos o terapias dirigidas diseñadas para la eliminación de las células cancerígenas, lo cual se realiza, en su mayoría, en cultivos celulares en 2D. Este tipo de cultivos no simulan las condiciones reales, ya que los tumores son tridimensionales, es por esto que, para solventar esta limitación, se han empezado a usar los cultivos en 3D como los esferoides, donde se aprovecha la tendencia natural de agregación de las células entre sí para formar masas, como sucedería in vivo, y se convierten en un mejor modelo de prueba para ensayos terapéuticos. Por lo anterior, en este trabajo, se propuso establecer un modelo in vitro de evaluación del efecto citotóxico generado por nanopartículas basadas en complejos de coordinación de quitosano-Fe3+, a partir de esferoides de una línea celular de fibroblastos NIH3T3 y la medición de la citotoxicidad generada. Para obtener las nanopartículas fue necesario realizar titulaciones de hierro y tripolifosfato de sodio, con el propósito de encontrar la cantidad idónea a agregar a la solución de quitosano para así garantizar la obtención de nanopartículas con tamaños inferiores a 200 nm y con un índice de polidispersidad menor a 0,3. Luego, se estandarizó la formación de los esferoides celulares con el método “hanging drops” o gotas colgantes, donde se determinó que 3.000 células cada 27µL era la concentración ideal por gota para formar esferoides de aproximadamente 200 µm de diámetro. Las nanopartículas se diluyeron en medio de cultivo suplementado con suero fetal bovino (FBS) y sin suplementar, a diferentes concentraciones, y se pusieron en los pozos con los esferoides durante 24 horas. Se encontró que a partir de concentraciones del 50 % de nanopartículas, los esferoides empiezan a perder actividad metabólica y reducir su diámetro. También se probaron las diferentes concentraciones de nanopartículas en cultivos 2D, para comparar los resultados con aquellos obtenidos con los esferoides. De lo anterior se encontró que los ensayos en cultivos 2D tienden a ser muy variables, y se alejan más de lo que sucedería realmente en condiciones biológicas normales, la cual se simula de una mejor manera con los esferoides.

Prototipo de un producto de apoyo para facilitar la educación inclusiva de niños con parálisis cerebral

Franco Ochoa, Mariana | 2022

RESUMEN: La parálisis cerebral es una condición del neurodesarrollo que afecta el tono muscular, el movimiento y las habilidades motoras. Es la causa más frecuente y costosa de parálisis motriz en la edad infantil, entendiéndose a la parálisis como la pérdida de la función, ya sea sensitiva o motora (Espinosa et al., 2019). Muchas de las personas que tienen esta condición viven en entornos que tienen diversos obstáculos, físicos, culturales y educativos; los cuales, les dificultan su desarrollo social y su completa participación de una educación inclusiva (González et al., 2012). En este trabajo de grado, se desarrolló un prototipo de producto de apoyo, adecuado a las necesidades del entorno en el que estas personas se desarrollan, que permita mejorar la calidad de vida de los niños con parálisis cerebral y facilite la educación inclusiva de estos. Para realizar este producto de apoyo, el presente trabajo se basó en la metodología de Ulrich y Eppinger, con la que se logró conocer las necesidades de los usuarios y desarrollar el prototipo de producto de apoyo que ayudará con las dificultades que se les presentan en el cotidiano vivir a los niños que tienen esta condición y sus respectivos cuidadores.

Prototipo de simulador cardiaco con estenosis e insuficiencia en válvula mitral

Montoya Goez, Yesid | 2022

RESUMEN: Tradicionalmente, el entrenamiento de los estudiantes de medicina para distintas cirugías, especialmente del corazón, se realiza con el uso de tejido animal o algunos recursos tecnológicos que no logran simular todos los elementos de dicho órgano, y que son relevantes a la hora de tratar patologías y como estas lo afectan como la textura y flexibilidad de los tejidos en condiciones normales, así como estados de enfermedad. Con base a lo anterior, en este proyecto se desarrolló un prototipo de simulador cardiaco enfocado en el entrenamiento de reemplazo o reparo de válvula mitral recreando diferentes escenarios de estenosis o insuficiencia mitral, las cuales son las principales causas de ese tipo de cirugías. El dispositivo está construido en materiales blandos, tratando de recrear la percepción que el cirujano debería sentir a manipular los tejidos y además, cuenta con actuadores electromecánicos que permiten recrear varios grados de estenosis o calcificación de la válvula mitral.

Adquisición de señales por medio de electroencefalografía para futuro control de prótesis de miembro superior

Torres Villa, Robinson Alberto | 2022

RESUMEN: La amputación representa un gran impacto en la vida de una persona, en el ámbito social y familiar, impidiéndoles así realizar tareas cotidianas por si solos. Las prótesis que están disponibles en la actualidad representan un alto costo para aquellos individuos que las necesitan, por lo que se ha explorado una gran variedad de alternativas con el fin de suplir esta necesidad. Es por esto por lo que en este trabajo se realizara un sistema de adquisición de señales de electroencefalografía, a la cual se le implementará un aprendizaje de la maquina o Machine Learning, para clasificar la entrada de los datos en diferentes movimientos, los cuales serán utilizados para activar una prótesis. Para desarrollar este trabajo se propone el desarrollo de un dispositivo mecánico como prototipo de prótesis que sirva de medio para evaluar un modelo de Machine Learning. Este será diseñado por medio de la plataforma Edge Impulse, la cual permite la adquisición de datos y elaboración de modelos de Machine Learning, sin la necesidad de tener conocimientos avanzados en programación, y con la oportunidad de aplicarlos en dispositivos embebidos. De manera que sea posible activar actuadores dentro del prototipo de prótesis a través de la adquisición de señales de electroencefalografía y el reconocimiento de los movimientos asociados a estas. En cuanto a los resultados obtenidos, se destaca el modelo de Machine Learning que identificó y clasificó correctamente, de acuerdo con las métricas de evaluación, los movimientos de brazo derecho, brazo izquierdo y pierna derecha, además de un estado de reposo. De manera que el dispositivo se considera funcional para realizar acciones como la activación de actuadores dentro de un prototipo de prótesis.

SISTEMA BASADO EN EL PROCESAMIENTO DIGITAL DE IMÁGENES PARA LA ADQUISICIÓN Y MONITOREO DE VARIABLES FISIOLÓGICAS

Jaramillo, Mariana |

El presente trabajo se refiere a un sistema para el monitoreo de frecuencia cardiaca y frecuencia respiratoria que hace uso de las cualidades de absorción de la luz de los tejidos a través de técnicas de fotopletismografía remota (rPPG), de tal modo que transformen una señal de colorimetría en una señal PPG. El sistema fue desarrollado en Python y cuenta con una interfaz gráfica que permite la medición y visualización de estas variables en tiempo real, además de una base de datos local donde se almacena la información del usuario como primer acercamiento a un sistema de telemedicina. Este hace uso de una cámara de consumo (webcam) la cual toma los fragmentos de video a través de técnicas de procesamiento de imagen. Además, integra un modelo de inteligencia artificial para detectar el rostro y las regiones específicas de interés (frente y nariz) para obtener el promedio de los pixeles que formarán la señal base de la investigación. Dicha señal es procesada mediante diferentes filtros hasta finalmente obtener la señal de PPG y las variables FC y FR, las cuales son almacenadas en una base de datos con toda la información del usuario su medición. A lo largo del trabajo se muestra cómo se tuvieron en cuenta diferentes parámetros de resolución e iluminación, se probaron varias técnicas de procesamiento de señales al igual que propuestas para el modelo de inteligencia artificial hasta obtener el mejor sistema posible.

Efecto de las características de las células presentes en la sangre menstrual sobre el valor de su viscosidad

Montoya Goez, Yesid | 2022

ABSTRACT: Most disorders and diseases related to the female reproductive system manifest themselves primarily with menstrual changes and alterations. Despite the prevalence of these irregularities, research on menstrual characteristics is recent and mostly incomplete. The aim of this study is to establish a relationship between the measurement of blood viscosity and the number of cells present in menstrual blood samples from healthy women over 18 years of age, in order to know the viscosity values and the content of cells present in the fluid under normal conditions. Menstrual blood samples from 8 volunteer women over 18 years of age who met the inclusion criteria and not the exclusion criteria were studied. The cellular composition of the menstrual blood samples was analyzed with Ficoll-Paque density gradient solution and their viscosity was measured with a piston viscometer, designed and constructed during this investigation. The results showed that the viscometer built in this project achieves an accuracy of 0.1 mPa and that capillary type viscometers are not suitable for measuring this type of fluids; it was established that the relationship between the viscosity of menstrual blood with the detected cell count is linear; but the relationship between density and cell count is inversely proportional to a power with a correlation coefficient of 0.96; that is, the higher the cell content per unit volume, the higher the viscosity and the lower the density of menstrual blood.

Evaluación técnica de la instalación eléctrica hospitalaria en Medellín

Escobar Mejía, Ignacio | 2004

Los países industrializados se han preocupado por establecer una serie de normas de seguridad eléctrica con el único fin de proteger, a las personas y a sus bienes, de los peligros asociados al uso de la energía eléctrica. Colombia no ajeno a esta tendencia posee el Código Eléctrico Colombiano. Es importante conocer la situación actual de las instituciones de asistencia médica en el área metropolitana ya que la práctica médica moderna requiere de equipos eléctricos e instalaciones adecuadas para brindar un servicio con calidad sin exponer al paciente o al personal médico y paramédico a los peligros inherentes que acarrea el uso de la electricidad.

Evaluación de los niveles de ruido en los puestos de trabajo de una central hidroeléctrica y el efecto sobre la audición de sus empleados

Quinchia Figueroa, Juan Carlos | 2006

El propósito del presente trabajo es crear una guía para la elaboración y la adecuación de programas de salud ocupacional dentro de las Centrales Hidroeléctricas enfocados al cuidado de la audición de sus empleados y al cumplimiento de la legislación que en Colombia existe sobre el ruido en el ambiente laboral. Además la metodología que se plantea en éste documento puede ser fácilmente adaptada para su utilización en otras industrias, puesto que los controles que se pueden hacer al ruido no dependen normalmente de la función de la industria en donde éste se presenta. Para este fin se realiza una recopilación bibliográfica sobre la fisiología del sistema auditivo y las formas para evaluar la audición, sobre el ruido y los mecanismos para medirlo, así como de los métodos de control y de protección contra el ruido existentes en la actualidad y de los requisitos que debe cumplir un programa de prevención en éste campo para ser eficiente. Luego se desarrolla una metodología para la evaluación del ruido en las Centrales Hidroeléctricas, la cuál conforma el principal logro del presente trabajo, en el que para comprobar la eficacia de la metodología propuesta se pone en práctica en una Central Hidroeléctrica, en la cuál no existe un programa de prevención contra el ruido y al que se pretende dar inicio mediante el estudio realizado en éste proyecto.

Evaluación de indicadores de gestión de mantenimiento de equipo biomédico

Saldarriaga Saldarriaga, Oscar | 2008

Actualmente, aunque los departamentos de mantenimiento en contextos de la salud en la ciudad de Medellín, están utilizando indicadores de gestión, no han conseguido identificar las fortalezas y debilidades de sus recursos, implementar procesos de calidad o efectuar comparaciones con otras instituciones; debido a la falta de indicadores estandarizados que se ajusten a la realidad del entorno, de manera que no sean solo cifras, si no que se conviertan en referencia esencial para la toma de decisiones y la implementación de planes de mejoramiento por parte de las directivas del departamento. Consecuentes con esto, en este trabajo se presenta una guía metodológica, producto de una investigación acerca de los indicadores utilizados por prestantes Instituciones Médicas a nivel local y mundial para evaluar el proceso de mantenimiento de equipo biomédico en los hospitales, llevando a identificar tendencias, efectuar correcciones y ajustes al programa de gestión de mantenimiento de las IPS de Medellín. Generando de igual manera, confiabilidad y calidad, cualidades que deben caracterizar las Instituciones prestadoras de servicios de salud.

Evaluación de genes normalizadores para la cuantificación de la expresión génica en ensayos de diferenciación de células madre de médula ósea hacia el linaje osteogénico

López Rojas, Luis Ernesto | 2008

RESUMEN El estudio de nuevas fuentes de células madre, así como el desarrollo de metodologías para su extracción y aplicación en terapias regenerativas y en el desarrollo de tejidos in vitro, se ha apoyado en la caracterización de su multipotencialidad. Estos ensayos se pueden realizar sometiendo las células a condiciones de diferenciación y evaluando los niveles de expresión de genes específicos de dichos procesos, para lo cual la técnica de RT-PCR en tiempo real (RT-qPCR) se ha convertido en una de las herramientas más utilizadas. Sin embargo, los modelos matemáticos en los que se basa la RT-qPCR exigen la validación de la estabilidad en los niveles de expresión de un gen de referencia o normalizador que permita comparar muestras bajo diferentes condiciones. En el caso de las células madre mesenquimatosas de la médula ósea humana (BMSCs), una de las líneas de células madre adultas más utilizadas, no se han publicado trabajos sobre la validación de estos genes normalizadores que permitan estudiar su diferenciación hacia el linaje osteogénico, pese a que se encuentran un buen número de estudios sobre la caracterización de dicho proceso mediante RT-qPCR. En el presente trabajo se evaluó la estabilidad en los niveles de expresión de los genes constitutivos β-actina, GAPDH y RPLI3A, para ser utilizados como genes normalizadores en ensayos de expresión génica de BMSCs bajo condiciones de diferenciación hacia el linaje osteogénico, utilizando la RT-qPCR luego de 14 y 20 días de cultivos con y sin medio osteogénico (MO), y verificando su capacidad de mineralizar la matriz extracelular. Además se cuantificaron los marcadores osteogénicos Colágeno Tipo I, Sialoproteina Ósea y Osteonectina, y se evaluaron los efectos de distintas estrategias de normalización sobre los patrones de expresión génica de estos marcadores. Los resultados confirmaron el potencial osteogénico de la línea de BMSCs establecida así como la inestabilidad del gen β-actina (p<0,0001) bajo las condiciones de diferenciación, con cambios de hasta 4,38X luego de 20 días de cultivo. La expresión de los genes GAPDH (p=0,2045) y RPLI3A (p=0,8384) no se vio afectada luego de 14 días de tratamiento con MO, aunque al día 20 se observaron cambios mínimos, con variabilidades máximas inferiores a 2X. El gen RPLI3A mostró menor variabilidad que el GAPDH, al analizar los niveles de expresión en función del tiempo de tratamiento con MO. Lo anterior se confirmó con los patrones de expresión de los marcadores osteogénicos, donde sólo RPLI3A permitió obtener un patrón de expresión consistente con el proceso de diferenciación celular observado. En conclusión, los resultados de este trabajo sugieren la necesidad de replantear los estudios donde se han utilizado los genes β-actina y GAPDH como normalizadores. De igual manera, es necesario informar a la comunidad científica sobre la importancia de la validación de los genes normalizadores utilizados en los ensayos de RT-qPCR para la caracterización de estos procesos de diferenciación celular.