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Claudia Trejo Soto: “Me gustaría crear un dispositivo que nos permita determinar si un medicamento nos hace mal o nos provoca alergia antes de consumirlo”

25.01.19

La Licenciada en Ciencias Físicas, Magíster en Física mención Sistemas Complejos y Doctora en Física de la Universidad de Barcelona (España), PhD Claudia Trejo Soto, se incorporó a comienzos de 2018 como profesor asociado del Instituto de Física de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso. En sus líneas de investigación, destaca el estudio de la microfluidica experimental aplicada a hemorreología y el estudio de las propiedades reológicas de la sangre y su relación con las propiedades microscópicas de sus células rojas.

Actualmente, se encuentra desarrollando un proyecto para estudiar las propiedades mecánicas de las células, en diferentes condiciones hidrodinámicas, para relacionarlas con las propiedades macroscópicas de la suspensión y determinar parámetros que puedan dirigirnos al diagnóstico de patologías específicas y aplicaciones de diagnóstico en el punto de atención.

En este contexto, la Dra. Trejo, desarrolló como académico responsable en 2018 una de las 11 propuestas adjudicadas por la PUCV en el marco del Concurso de Atracción de Capital Humano Avanzado del Extranjero, Modalidad Estadías Cortas, MEC de CONICYT, lo que le permitirá traer a la Universidad un científico/a investigador extranjero de excelencia, que se destaque en el área de la microfluídica aplicada a hemorreología, particularmente en la relación que se establece entre la viscosidad de la sangre y las propiedades mecánicas de las células rojas.

Para hablarnos de su vida, su interés por la ciencia, sus líneas de investigación y sobre la llegada a la PUCV, la Dra. Claudia Trejo, nos concedió una entrevista a fines de 2018 en la Facultad de Ciencias de la Universidad, en la que compartió los principales aspectos de su trayectoria profesional.

¿Cómo nace su interés por la ciencia?

El interés por la ciencia partió cuando era pequeña. Recuerdo que cuando tenía 5 o 6 años, me llamaba mucho la atención el mundo e imaginaba las distintas escalas que se daban en él. Bueno, con el paso de los años, descubrí que esa visión partícular recibía el nombre de sistemas de escala libre y que nosotros vivimos en el mundo mesoscópico que mira al cielo y se enfrenta al universo como parte de la escala macroscópica y, luego, asume la existencia de un mundo microscópico.

¿Podríamos decir que ésta es la base de su posterior desarrollo profesional?

Lo particular, es que a partir de la pregunta existencial de cómo se da la vida a diferentes escalas, comencé por desarrollar un interés importante por la astronomía, de hecho, ya a los 11 años tenía claro qué era lo que quería estudiar en la universidad. Fue así como al ingresar a la educación superior, tras un paso por Antofagasta, me moví a Concepción a estudiar la carrera de Licenciatura en Ciencias Físicas y Astronómicas, dónde me interesó la Física estadística, desarrollando una pasión especial por los sistemas complejos.

¿Nos podrías dar detalles de este paso desde Antofagasta a Concepción?

En Antofagasta trabajé en pregrado en el área de Física y Estadística, particularmente en temas vinculados a la distribución estadística en textos literarios. En este contexto, me interesó una investigación del profesor del Instituto Balseiro de Bariloche (Argentina) Damián Zanette, quien, al ser contactado me indicó que no colaboraba con investigaciones de pregrado, lo que me generó una motivación extra para conocerlo a futuro.

Luego, me trasladé a la Universidad de Concepción y, al terminar la Licenciatura, decidí cursar un Máster en el Instituto Balseiro, que funciona en las instalaciones del Centro Atómico Bariloche (CAB), con la sorpresa de que, justo ese año, Zanette no ofreció ninguna tesis, así que decidí trabajar con Guillermo Abramson, en el área de sistemas complejos, particularmente, en el ámbito de la ecología. Así, investigué cómo evolucionan las poblaciones (dinámica de población) en sistemas de planta y polinizador.

¿En qué consistió esta investigación?

Los sistemas de planta y polinizador interactúan entre ellos, lo que nos permitió observar cómo algunos polinizadores son más efectivos que otros, repartiendo mejor las semillas de ciertas especies y dando vida a un sistema de mutualismo que permite el crecimiento efectivo de estas poblaciones. Nuestro objetivo fue agregar al sistema la variable de destrucción del hábitat, donde al haber menos plantas, los animales tienen menos comida impactando en una baja de población de ciertas especies, llegando incluso a su extinción. 

¿Qué vino luego de finalizar su Máster?

A pesar de mi interés declarado por los sistemas complejos, debo reconocer que terminé muy cansada de la programación, lo que me generó dudas sobre si quería dedicar una vida a la simulación. Desde esta perspectiva y asumiendo mi gusto por la interdisciplinariedad, busqué otras opciones como estudiar sistemas biológicos y ver qué pasa en ellos, tomando una opción más experimental.

Volví a Chile, particularmente a Osorno, donde surgió una oportunidad laboral que me otorgó tiempo para postular a las becas de doctorado. También ese año, realicé clases de biomecánica básica para pregrado en una universidad de la zona, siempre con la idea de estudiar un doctorado.

¿Qué podría contarnos de este período?

Recuerdo que me comuniqué con el profesor Guillermo Abramson para saber si conocía algún académico que estuviera trabajando en el área experimental en biofísica y que se interesara por recibir un estudiante de doctorado. Fue así como me derivó con la académica española, Dra. Aurora Hernández Machado, quien buscaba un estudiante de doctorado en el área de microfluídica aplicada a hemorreología. De esta manera, establecimos contacto y generamos una buena conexión, lo que dio pie para postular a Becas Chile y, afortunadamente, todo salió bien y pude ir con ella a cursar mis estudios doctorales en la Universidad de Barcelona, particularmente, en el Departamento de Estructura y Constituyentes de la Materia.

¿Cómo fue su llegada a España?

Coincidió con el desarrollo de una nueva línea de investigación de la Dra. Hernández Machado en el área de microfluídica. Recuerdo que llegué a un laboratorio muy básico, el que se fue equipando poco a poco, con fondos del Ministerio español de Economía y Competitividad. En este punto, implementamos finalmente un laboratorio nuevo para trabajar en microfluídica, que estudia el comportamiento de fluidos como la sangre, en la micro y mesoescala.

¿Nos podría explicar un poco más sobre la microfluídica?

Es una disciplina y una tecnología al mismo tiempo. Así, estudiamos fluidos a escala microscópica y cómo se comportan. Cuando hablo de fluidos, me refiero a los que se mueven bien en el sistema microfluídico, como son el agua, aceite y sangre, entre otros. En mi caso partí investigando con agua y fluidos con viscosidad constante, es decir, desde el nivel más básico. 

La idea inicial era evolucionar, paulatinamente, hacia fluidos más complejos, donde la resistencia que el fluido tiene para moverse, depende de la fuerza o de la velocidad en que se mueve, al interior de la tubería. En el fondo experimentar en un micro-canal, que es como una mini tubería por donde circulan fluidos. Sin embargo, mi paso fue un poco más rápido y transité de agua, directamente a sangre, es decir a fluidos biológicos.

¿Cómo fue este paso a investigar con sangre?

Me tocó caracterizar la viscosidad de la sangre que, es un fluido no newtoniano, específicamente pseudoplástico, por tanto, su viscosidad disminuye al aumentar la velocidad o la fuerza que le aplico. Por tanto, a mayor fuerza aplicada, aumenta la velocidad y disminuye la viscosidad. Como la naturaleza es muy sabia, esta relación entre velocidad y viscosidad permite que, al fluir la sangre dentro del sistema circulatorio en el cuerpo humano, lo haga de forma óptima por los capilares que son micro tuberías muy pequeñitas, en los que la sangre no podría pasar si tuviera una viscosidad mayor.

En este punto quisiera mencionar que los capilares tienen paredes muy delgadas y son mucho más finos que venas o arterias, desde esta mirada y para que la gente lo entienda, son como un sistema de cañerías de distinta dimensión, por tanto, cuando pasa la sangre de una cañería mayor a otra menor, la velocidad aumenta para mantener la cantidad de masa que se mueve al interior del sistema. De esta forma, la naturaleza es tan sabia, que cuando la velocidad se incrementa, la célula se deforma y la viscosidad disminuye para que fluya de mejor manera.

¿Nos podría detallar más sobre este tema?

Las características antes explicadas, son propias de fluidos como la sangre, que se compone de plasma y células, donde el 99% de estas últimas son glóbulos rojos. Así, la viscosidad puede afectarse por moléculas, proteínas y, sobre todo, por células rojas. En este último caso, es importante observar la concentración (cuántas células rojas tengo diluidas en la sangre) y las características propias de la célula, en su relación con la viscosidad.

En la actualidad, estamos investigando la relación entre la viscosidad de la sangre completa y las características de agregación de las células y, para ello, tenemos que trabajar modificando su estado. Además, estamos estudiando las propiedades mecánicas de la membrana celular, es decir, cómo se deforma y cómo se relaciona con el fluido completo. De esta manera sin necesidad de observar la célula completamente, podremos saber qué es lo que le está pasando.

Dicho de otra manera, estudiamos la sangre como un fluido completo (continuo) y así determinar qué es lo que pasa a nivel celular.

¿Cuál fue el objetivo de investigar la sangre?

Por fines diagnósticos, ya que la microfluídica se ha investigado con miras al área de la salud. Una de las grandes aplicaciones del área, es desarrollar los diagnósticos en el punto de atención y a partir de esta idea, las investigaciones se han extrapolado a la industria farmacéutica y la detección de enfermedades. En este ámbito, lo más reciente son las publicaciones en biopsias líquidas que permiten, por ejemplo, detectar enfermedades como el cáncer a partir de una toma de muestra no invasiva, en lugar de tejidos, como es hasta ahora.

¿Cómo se logra?

Se toma la muestra y se separan las células cancerígenas que están circulando en el sistema y, luego, se relacionan con el órgano a que corresponde. Hace poco hubo una noticia de un equipo de investigación norteamericano que diseñó un dispositivo que permite detectar 8 tipos de cáncer con células circulantes, es decir, a través de la biopsia líquida.

Personalmente, me interesa la evolución de la microfluídica hacia los órganos a un chip. La idea es lograr poner cultivos celulares dentro de un dispositivo microfluídico, de manera que se pueda probar a partir de este cultivo celular, cómo reaccionan las células a este sistema. Así podríamos, entre otros, eliminar la investigación con animales y, a futuro, soñar que todos tengamos un dispositivo con células propias, permitiéndonos detectar si algún medicamento nos hace mal o si tenemos algún tipo de alergia frente a ellos.

¿La microfluídica se aplica sólo al área de la salud?

Existe gran interés por desarrollar comercialmente estos dispositivos en el área de la salud. No obstante, la microfluídica, tiene aplicaciones en las áreas de farmacéutica, cosmética, alimentación, agraria, etc.

¿Qué ocurre con su carrera cuando termina el doctorado? (2011- 2016)

Me quedé unos meses más en España, el tiempo máximo que me permitía la beca, trabajando con investigadores del Instituto de Salud Global de Barcelona, en el área de medicina tropical, particularmente investigando sobre malaria. En octubre de 2016 y a pesar de tener una oferta laboral para quedarme, volví a Chile cumpliendo el requisito de la beca CONICYT y me puse a buscar trabajo. Fue en este momento, donde mi tutora de tesis doctoral, me invitó dos meses a hacer con ella una estadía de investigación, lo que me permitió regresar al viejo continente para terminar algunas cosas que habíamos trabajado juntas.    

En el intertanto, me llamaron de la Universidad Autónoma de Temuco y empecé a trabajar en marzo de 2017 allí, haciendo principalmente clases en las áreas de mecánica y electromagnetismo.

¿Cómo fue su llegada a la PUCV?

Al volver a Chile, me propuse generar una red de profesionales a quienes pudiera interesar mi trabajo. Para ello, le escribí a diversos colegas e investigadores de mi área de especialidad, lo que me llevó a dictar varias charlas en diversas universidades. Una de ellas fue en la USACH, donde me enteré de un Workshop Latinoamericano sobre fenómenos no lineales que se realizaría en La Serena, al que asistí como expositora. Allí conocí a gente de la PUCV que organizaba el evento y me invitaron a dictar una ponencia en un Congreso Internacional que se realizaría en Valparaíso a fines de 2017.

En el intertanto, se abrió un concurso en la PUCV en el Instituto de Física, al que postulé. De esta manera y tras un proceso de entrevistas, me integré al equipo de académicos investigadores de la Universidad a principios de 2018.

¿Continuará sus líneas de investigación o piensas iniciar nuevas?

Estoy postulando a fondos en la línea de mecánica celular, lo que implica aplicar la microfluídica para estudiar las propiedades mecánicas de la membrana celular, como son la relación densidad-volumen, elongación, coeficientes de elasticidades, módulo de deformación, entre otras. Así, desde un enfoque centrado en la biomimética, quiero investigar cómo las células se ven afectadas por la hidrodinámica del fluido que las rodea. En síntesis, busco replicar in vitro, funciones anatómicas o fisiológicas del cuerpo humano.

¿Qué representa la investigación en su vida?

Creo que, hasta los resultados más pequeños pueden ser muy relevantes. Si consideramos que antes del doctorado no conocía nada de microfluídica o hidrodinámica, puedo afirmar que al involucrarse y lograr un entendimiento profundo de lo que uno hace, hay una especie de revelación que te conduce a generar conocimiento y asentirse segura de lo que se está haciendo. Esto, además, valida el intercambio de ideas con los pares y facilita la elaboración de publicaciones.

Finalmente, quisiera destacar que en la PUCV me han recibido muy bien, tengo herramientas y una buena infraestructura para investigar en los laboratorios, lo que me posibilita investigar y hacer pruebas que me permiten generar conocimiento de avanzada.

Por Marcelo Vásquez, Periodista PUCV