El IBFG, el Instituto de Biología Funcional y Genómica (centro mixto del CSIC y la Universidad de Salamanca) ha logrado financiación para las siete propuestas presentadas por sus investigadores a la convocatoria de 'Proyectos de I+D+i' de la Agencia Estatal de Investigación (AEI). En conjunto, suman casi 1,5 millones de euros, que permitirán aumentar el conocimiento de las funciones básicas de las células a través de diferentes líneas de investigación que resultan fundamentales para los avances científicos y médicos.
“La mayor parte de nuestros grupos trabajan con organismos eucariotas simples, como levaduras y nematodos, para contestar preguntas básicas de cómo funcionan las células”, explica a Dicyt José Pérez Martín, investigador del CSIC y director del IBFG. Las células eucariotas se caracterizan por tener un núcleo celular que contiene su material genético (ADN) y forman parte de gran parte de los seres vivos, incluyendo los animales y el ser humano. Por eso, estudiar organismos más sencillos es útil para conocer cómo se organizan nuestras propias células. Así, el IBFG analiza aspectos como la reparación del ADN, la transcripción de los genes o el tráfico intracelular, entre otras muchas cuestiones relacionadas con la biología básica.
“La ciencia básica es esencial”, recuerda el director del IBFG. Un logro tan importante como las vacunas de ARN mensajero frente al covid (las de Pfizer y Moderna) ha sido posible gracias a que durante muchos años algunos científicos se dedicaron a estudiar aspectos básicos del ácido ribonucleico (ARN): cómo se introduce en otra célula, cómo se transcribe o si sería posible encapsularlo. Gracias a esos avances “tuvimos vacunas en menos de un año” a pesar de que los investigadores que se dedicaban a ese campo no lo hicieron pensando en que algún día salvarían vidas. La técnica de edición genética CRISPR, que está empezando a revolucionar la medicina, salió del estudio de unas bacterias por parte del español Francis Mojica, entre otros muchos investigadores.
Estos ejemplos demuestran que no hay ciencia aplicada sin investigaciones básicas previas. En el CSIC hay dos institutos plenamente dedicados al estudio de organismos eucariotas simples: el IBFG, más implicado en abordajes de ciencia básica y el Instituto de Agroquímica y Tecnología de Alimentos (IATA) de Valencia, más centrado en abordajes aplicados como es el caso de las fermentaciónes o el uso de hongos para producir metabolitos. El éxito del centro salmantino en esta convocatoria de la AEI demuestra la calidad y la importancia de su trabajo.
El proyecto mejor financiado es, precisamente, una investigación del grupo de José Pérez Martín que estudia las células madre y que ha obtenido 278.300 euros para los próximos tres años y un contrato FPI de formación de doctores, de manera que se podrá incorporar a una persona al laboratorio. “Tiene que ver con la medicina regenerativa, porque las células madre se pueden convertir en cualquier tipo celular de un organismo. Si quieres reparar un corazón que ha tenido un infarto de miocardio, podrías utilizar células madre del corazón de una persona y diferenciarlas a células de miocardio”, el tejido muscular cardíaco.
El problema para su uso terapeútico es que para ser amplificados 'in vitro' (en una placa de Petri ,donde la población de células madre se pueda dividir) necesitan estar en un “nicho celular”, zonas específicas de los tejidos donde mantienen sus características. Para mimetizar estas condiciones hay que entender la relación entre el nicho celular (una suerte de casita para las células madre) y las propias células madre. Esta relación es muy difícil de estudiar, porque se debe hacer 'in vivo', es decir, en su entorno natural en un organismo vivo. Realizar experimentos 'in vivo' con ratones u otros animales es demasiado complejo, así que este grupo de investigación ha optado por trabajar con 'Caenorhabditis elegans', un nematodo habitual en estudios sobre envejecimiento. Su ventaja es su simplicidad, ya que “solo tiene células madre en la línea germinal, es decir, en la producción de células sexuales. “Hemos encontrado señales conservadas en toda la escala evolutiva de cómo el nicho celular está enviando información a ciertos reguladores para que una célula madre lo siga siendo. Lo que estamos descubriendo no es solo ciencia básica, posiblemente tendrá aplicación, porque estará conservado en otros organismos”, asegura.
Levaduras
Otro proyecto destacado es el que dirige Olga Calvo, investigadora del CSIC, que trabaja con 'Saccharomyces cerevisiae', una levadura muy conocida porque se utiliza en la elaboración de pan y cerveza. En su caso, el objetivo es entender mejor la transcripción del ADN en las células eucariotas, es decir, parte del proceso por el que se transfiere la información genética a las proteínas por medio de una enzima llamada ARN polimerasa. Aunque se lleva estudiando muchos años, los avances dependen de los avances técnicos y en la actualidad este asunto ha vuelto a ganar peso entre la comunidad científica. La clave que interesa en este proyecto es saber cómo la misma molécula de ARN polimerasa es capaz volver a transcribir un mismo gen una y otra vez de forma rápida y efectiva.
Por su parte, Henar Valdivieso, profesora de la Universidad de Salamanca y también investigadora del IBFG, ha obtenido financiación para otro proyecto innovador. En su caso, utiliza la levadura 'Schizosaccharomyces pombe' para estudiar el tráfico intracelular. Muchas proteínas se mueven en el interior de la célula, hacia la mitocondria, hacia el núcleo o hacia el exterior, por ejemplo, a través de las vesículas, como si usasen una especie de autobuses de línea que tienen su camino marcado. Muchas enfermedades humanas tienen su origen en problemas relacionados con este tráfico intracelular, pero se desconoce por qué. Aunque esta cuestión también se ha estudiado mucho, la mayor parte de las investigaciones se han realizado en la levadura panadera 'S. cerevisiae'. En cambio, 'S. pombe' está más cerca evolutivamente de las células humanas, por lo que será muy interesante analizar en detalle cómo se comportan esos movimientos en las células de esta levadura.
El resto de los proyectos son líneas de investigación de mayor tradición dentro del IBFG, pero que también han obtenido una destacada financiación en esta convocatoria. Es el caso de los laboratorios de Carlos Rodríguez Vázquez de Aldana, Francisco Antequera Márquez, Sergio Moreno y Mónica Segurado.
