Investigación chilena de frontera: nuevas tesis doctorales con impacto global
- Comunicaciones Cebib
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Cuatro investigadores culminan su formación doctoral en el Centro de Biotecnología y Bioingeniería (CeBiB), como parte del programa de Doctorado en Ciencias de la Ingeniería, mención Ingeniería Química y Biotecnología de la Universidad de Chile. Este hecho representa un logro significativo en la trayectoria de cada científico/a, asi como también el compromiso del Centro con la formación de capital humano avanzado para enfrentar los grandes desafíos científicos del país y del mundo.
Con una misión centrada en impulsar el crecimiento económico de Chile a través de la ciencia de vanguardia, CeBiB articula un ecosistema interdisciplinario de investigación que incluye a jóvenes científicos y equipos regionales. Esta visión tiene el propósito de formar doctores y postdoctorados capaces de liderar los avances en biotecnología y bioingeniería, contribuyendo desde la ciencia a la transformación del país.
Estos investigadores doctorales graduados durante el 2025, abordaron desafíos científicos globales, generando conocimiento de frontera con potencial aplicación en salud, medioambiente y biotecnología.
Microorganismos de ambientes extremos para aplicaciones ambientales
Desde ambientes tan desafiantes como el desierto de Atacama y la Fosa de Atacama, Diego Sandoval dedicó su tesis a explorar estos ecosistemas extremos de Chile en busca de soluciones biotecnológicas con impacto ambiental. Su investigación se centró en la bioprospección de microorganismos extremófilos con el objetivo de identificar nuevas moléculas con potencial fungicida y enzimas con capacidad de degradar plásticos.
A través de enfoques metagenómicos, logró caracterizar una notable diversidad microbiana en muestras de sedimentos marinos recolectadas a gran profundidad, revelando una alta abundancia de bacterias, especialmente del filo Proteobacteria, conocidas por su capacidad para producir compuestos bioactivos. Además, detectó una presencia significativa de clústeres biosintéticos asociados a la producción de metabolitos secundarios (NRPS, PKS), lo que evidencia un alto potencial para aplicaciones en salud, agricultura y sostenibilidad ambiental.
Asimismo, el investigador logró aislar cepas con actividad antifúngica significativa, entre las que destacó el aislado 63, que inhibió hasta un 90,5% del crecimiento del hongo Botrytis cinerea, comprobando su posible aplicación como agente de biocontrol. “Paralelamente, identifiqué genes codificantes de enzimas con actividad sobre tereftalato de polietileno (PET) en muestras del Desierto de Atacama, y al expresar estas enzimas recombinantes en Pichia pastoris, algunas mostraron una alta actividad esterasa, lo que las posiciona como candidatas prometedoras para estrategias de degradación de plásticos”, explicó Diego Sandoval.
Diego Sandoval también destaca su formación en el Centro: “Una de las grandes ventajas de haber trabajado en CeBiB fue el acceso a oportunidades que difícilmente habría tenido en otros espacios académicos. Gracias al apoyo del centro, pude realizar una pasantía de investigación en la Universidad de Waterloo, en Canadá, donde profundicé en técnicas de laboratorio y conocí otras formas de abordar la investigación aplicada. Además, participé en la Summer School del John Innes Centre on Applied Molecular Microbiology, que si bien es una institución del Reino Unido, se llevó a cabo en Croacia”, enfatizó. “Fue una experiencia muy enriquecedora, donde pude interactuar con investigadores de distintos países y actualizarme en temas avanzados en microbiología molecular. Ambas experiencias ampliaron no solo mi formación científica, sino también mis redes de colaboración y mi visión internacional de la ciencia”, finalizó el doctor Sandoval.
Nuevas terapias celulares para tratar la diabetes tipo 1
La diabetes mellitus tipo 1 (T1DM) es una enfermedad crónica que afecta a miles de niños y jóvenes en Chile, con un aumento global del 2 al 5% anual en su incidencia. Aunque el tratamiento estándar con insulina exógena, una dieta estricta y ejercicios permite controlar la enfermedad, los pacientes siguen expuestos a riesgos de hipoglucemia y complicaciones a largo plazo. En este contexto, Nyna Llanovarced, dedicó su trabajo doctoral a desarrollar terapias celulares para mejorar la calidad de vida de quienes viven con esta condición.
Su investigación tuvo como objetivo diseñar estrategias para la producción de islotes pancreáticos funcionales a partir de células madre pluripotentes inducidas (iPSC). Estas células, capaces de diferenciarse en distintos tipos celulares, podrían representar una solución definitiva para la diabetes mellitus tipo 1 (T1DM) al reemplazar las células beta productoras de insulina.
Actualmente, el trasplante de islotes pancreáticos ha demostrado ser una alternativa eficaz para el control de la glucosa, pero su aplicación enfrenta barreras como la escasez de donantes y la necesidad de inmunosupresión permanente. En este contexto, la terapia celular basada en células madre surge como una opción prometedora.
La investigadora destacó los resultados obtenidos, los que podrían sentar las bases para futuras terapias celulares en diabetes. “Como resultado, fuimos capaces de generar estructuras tipo islote funcionales, compuestas por células beta y alfa que respondían de forma diferencial a la estimulación con glucosa circundante. También evaluamos el uso de microcarriers (plataformas de cultivo en suspensión) para su producción, descubriendo que representan una excelente alternativa para la expansión de progenitores pancreáticos. Además, analizamos estrategias de enriquecimiento celular mediante las técnicas MACS y FACS, las cuales demostraron un mejor desempeño comparado con los métodos tradicionales”.
En su formación doctoral, Nyna Llanovarced tuvo la oportunidad de realizar una pasantía clave para el desarrollo de su investigación. Durante diez meses, trabajó junto a expertos en terapias regenerativas en el Institute of Diabetes and Regeneration Research (IDR) del Helmholtz Diabetes Center en Múnich, Alemania. Además, participó en el Congreso Mundial de Células Madre realizado en Hamburgo.
Sobre su experiencia, la investigadora señaló: “Hacer un doctorado de por sí presenta muchos desafíos, pero en el fondo es lo que te forja como profesional. Destaco del Centro su ambiente multidisciplinario y la colaboración entre distintas áreas del conocimiento”.
La doctora Llanovarced también valoró las oportunidades ofrecidas por el Centro: “La infraestructura del CeBiB provee el espacio necesario para hacer ciencia de calidad en Chile, además de las múltiples colaboraciones que mantiene con otras instituciones, lo que amplía el acceso a equipos y a grupos de trabajo con el know-how necesario para fortalecer y desarrollar el proyecto”.
Compuestos con potencial antibiótico y anticancerígeno desde el Salar de Tara
El Salar de Tara, ubicado a 150 km De San Pedro de Atacama, es uno de los ambientes extremos del norte de Chile que albergan una biodiversidad microbiana con alto potencial biotecnológico. Con esa premisa, el investigador Sebastián Guerrero centró su estudio en la búsqueda de nuevos compuestos con actividad antibiótica y anticancerígena, aislados a partir de bacterias de esta zona. Su trabajo se enfocó específicamente de la cepa Streptomyces sp. ST2-7A, conocida por su capacidad de producir metabolitos secundarios con propiedades bioactivas.
Uno de los principales desafíos del estudio fue desarrollar una metodología eficiente y precisa para purificar estos compuestos. Para ello, Guerrero implementó una técnica basada en la extracción con solventes orgánicos y su posterior concentración mediante roto-evaporación. “Esto permite una técnica de mayor precisión que el uso del extracto crudo de los cultivos y representa una alternativa más económica frente a técnicas más costosas como la cromatografía”, explicó.
El estudio también incluyó una mejora significativa en los protocolos de bioensayos realizados en el Centro, con el fin de probar de forma más rigurosa la actividad de estos compuestos en aplicaciones médicas. En el caso de los estudios antibióticos, esta optimización permitió detectar bioactividad en cepas que podrían haber pasado desapercibidas con técnicas tradicionales. Además, se estableció por primera vez un protocolo interno para ensayos anticancerígenos, lo que antes se debía externalizar a laboratorios en el extranjero.
Respecto a su experiencia en el CeBiB, el investigador destacó el entorno colaborativo que hizo posible este avance. “Una red de laboratorios, equipos e investigadores fueron muy importante para levantar esta investigación, donde el foco no es solo generar conocimiento de forma individual, sino contribuir a proyectos multidisciplinarios y a la formación de capital humano. Además, los workshops anuales fueron fundamentales para compartir el trabajo con los miembros del centro a nivel nacional y conocer el trabajo de investigadores extranjeros de alto nivel”.
“El Centro fue clave para poder desarrollar mi investigación de manera exitosa, tanto por los espacios y equipos de laboratorio, como por la guía y consejo de los investigadores principales. Además, existe un ambiente de colaboración científica que permite conocer las distintas líneas del Centro y tener una retroalimentación positiva con nuevas ideas e intereses”, concluyó el doctor Guerrero.
Avances en la producción y purificación de células madre
En los últimos años, la terapia celular se ha consolidado como una de las estrategias más prometedoras para tratar enfermedades complejas, gracias al uso de células madre, capaces de autorrenovarse y transformarse en diversos tipos celulares. Actualmente, las principales fuentes de estas células provienen de tejidos humanos —como las células madre mesenquimales (MSC)— y de células reprogramadas en laboratorio, conocidas como células madre pluripotentes inducidas (iPSC). Sin embargo, los métodos convencionales de purificación aún enfrentan importantes desafíos: baja selectividad, altos costos y dificultades para su aplicación a gran escala. Estos factores, junto con la necesidad de producir células madre en grandes volúmenes, representan barreras críticas para su uso clínico masivo.
En ese contexto, el investigador Danton Freire se propuso abordar dos desafíos claves para el avance clínico de la terapia celular: mejorar la purificación de células madre mesenquimales (MSC) y escalar la producción de células madre pluripotentes inducidas (iPSC). Ambos objetivos apuntan a superar las limitaciones actuales de selectividad, costo y escalabilidad en estos procesos. Su trabajo evaluó el uso de sistemas de dos fases acuosas (ATPS), una alternativa biocompatible y de bajo costo, para purificar MSC a partir de tejido adiposo (lipoaspirado). Paralelamente, analizó el comportamiento de las iPSC cultivadas en suspensión, comparando dos estrategias: el uso de microcarriers y la formación de agregados celulares, dentro de sistemas conocidos como spinner flasks, con el fin de optimizar su expansión a gran escala.
“Como resultado se obtuvo un prototipo de un sistema de dos fases acuoso (ATPS) para la obtención de células madre a partir de muestras de tejido adiposo, y optimización en la producción de células madre en biorreactores” resumió el doctor Freire.
Durante el 2024 Danton Freire presento su trabajo de tesis doctoral Congreso Mundial de Células Madre realizado en Hamburgo. Sobre su experiencia formativa destacó las redes de colaboración internacionales y la avanzada infraestructura que posee el Centro. “El CeBiB contribuyó de buena forma a mi formación como investigador, desde la asesoría de los profesores hasta las colaboraciones tanto nacionales como internacionales que pude formar, además de contar con una infraestructura de punta para la correcta realización de todos mis experimentos”, enfatizó el investigador.
Estas investigaciones doctorales dan cuenta del rol activo que cumple el CeBiB en la formación de científicos y científicas con capacidad de transformar su entorno. Asimismo, reflejan el compromiso institucional por una ciencia con impacto, orientada a resolver desafíos urgentes del país y del mundo. Este enfoque está estrechamente alineado con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) impulsados por Naciones Unidas, especialmente en áreas como salud y bienestar (ODS 3), educación de calidad (ODS 4), industria e innovación (ODS 9) y acción por el clima (ODS 13). Con una mirada integradora y colaborativa, CeBiB continúa formando capital humano avanzado y generando soluciones desde la ciencia para construir un futuro más sostenible.
