El 1966, la pel·lícula Viatge fantàstic descrivia un viatge a l’interior del cos humà amb un submarí tripulat que, després de ser miniaturitzat, entra dins del torrent sanguini del científic Jan Benes per arribar al cervell i treure’l del coma. La innovació tecnològica que imaginava el film va calar tant que va inspirar una novel·la d’Isaac Asimov i una pintura de Salvador Dalí, totes dues amb el mateix nom.

Tanmateix, mig segle més tard, aquests viatges al·lucinants han deixat enrere el món de la ciència ficció i el surrealisme per passar a liderar recerques que contenen nous tractaments amb els quals provar de reproduir la manera com actuen els gens i les proteïnes, i d’aquesta manera entendre amb precisió quines disfuncions desemboquen en malalties i com les podem impedir o revertir. En aquest cas, amb tot, la tripulació de científics i tecnòlegs que hi intervenen ressegueix el viatge des de l’exterior sense perdre la mida humana.

Per saber més coses al voltant d’aquest camp tan prometedor, parlem amb dos investigadors CaixaResearch que treballen a les escales més petites per solucionar algunes de les malalties més complexes. 

 

Micromedicina viva

Al Centre de Regulació Genòmica de Barcelona (CRG), Luis Serrano i el seu equip treballen amb bacteris modificats genèticament com a arma contra infeccions com és ara la pneumònia. Un enfocament que aquest 2021, els ha fet merèixer la concessió d’una de les beques més competitives i prestigioses: l’ERC Advanced Grant.

“En principi, les persones sanes es poden tractar amb antibiòtics”, explica Luis Serrano. “El problema el tenim quan aquestes infeccions tenen lloc en pacients debilitats o intubats a la UCI i apareixen espècies bacterianes resistents als antibiòtics –una de les amenaces més importants per a la salut mundial, segons l’OMS– que proliferen ràpidament, especialment sobre les superfícies dels dispositius mèdics que es fan servir per tractar el pacient”. Aquestes vastes quantitats de bacteris, coneguts com biofilms, fan que sigui extremament difícil combatre la infecció, tant per a les cèl·lules del sistema immunitari com per als antibiòtics.

Luis Serrano

Gràcies a l’ajuda d’un projecte de CaixaResearch d’investigació en salut, el doctor Serrano i el seu equip han aconseguit modificar genèticament la Mycoplasma pneumoniae, una espècie de bacteri que es troba de manera natural als pulmons, per tal que produeixi una proteïna que dissolgui els biofilms i anihili els bacteris patògens. 

Els avantatges d’emprar aquesta “medicina viva”, tal com assenyala Serrano, són molts. “Podem crear soques no patogèniques que s’encarreguen de detectar on són els problemes dins de l’òrgan humà i, en resposta, produir la droga de tractament de manera local, amb la qual cosa s’eviten els efectes tòxics que es produeixen quan les drogues en qüestió s’apliquen de manera sistèmica. A més, un cop han complert la seva funció terapèutica, es poden eliminar”.

L’èxit d’aquest enfocament terapèutic és de tanta magnitud que s’ha llançat un spin-off anomenat Pulmobiotics. A hores d’ara, aquests bacteris modificats genèticament s’estan explorant no només com a teràpia contra infecciones respiratòries, sinó també contra el càncer o contra malalties que afecten òrgans com poden ser el còlon o la pell. L’objectiu a curt termini és dissenyar bacteris que detectin les cèl·lules de càncer de pulmó i que expressin molècules que activin el sistema immune per eliminar-les.

 

Anticipar-se al xoc sèptic neonatal

La trobada casual entre l’investigador Alberto Escarpa de la Universitat d’Alcalá i un grup de neonatòlegs de l’Hospital Clínic San Carlos de Madrid és l’origen del projecte CaixaResearch NATED. “El diagnòstic i control de les malalties en els nadons és especialment difícil, ja que treballen amb mostres de sang molt reduïdes”, explica Escarpa, la recerca del qual es mou en un camp a cavall entre la física, la química i l’enginyeria. “Ens vam adonar que les microtecnologies que ja desenvolupàvem al nostre laboratori podrien ser útils –i especialment a l’hora de tractar la sèpsia, que és un gran problema per als nadons de poc pes”.

Alberto Escarpa

En efecte, la sèpsia –que té lloc quan el sistema immunològic reacciona d’una manera exagerada a una infecció i espatlla els òrgans– afecta fins al 30 % dels nadons que neixen amb poc pes. L’afecció, notòriament difícil de tractar, causa més de 200.000 morts neonatals per any. “El que és molt important és diagnosticar-la a temps per evitar el xoc sèptic, que és quan ja no tenim solució”, assenyala Escarpa. 

Els micromotors que desenvolupen Escarpa i el seu equip són dispositius intel·ligents que es mouen por ells mateixos. Quan s’alliberen en una petita mostra de sang del nadó busquen les proteïnes que els indiquen la presència de sèpsia. “En aquest moment probablement la proteïna encara es trobi en concentracions molt baixes, però aquest eixam de micromotors en busca per tot arreu”, explica Escarpa. De fet, aquests micromotors es poden programar per trobar a la mostra una infinitat de substàncies i propietats. Tot plegat per mitjà d’una precisió que no es pot aconseguir amb sistemes analítics passius.

“És com quan deixes anar una gossada a buscar un criminal després d’ensumar algun dels seus objectes. Això és el que fan de manera similar els nostres micromotors”, explica Escarpa. “Els dotem d’intel·ligència, els entrenem i els preparem perquè trobin el criminal –en aquest cas, el biomarcador de sèpsia”.

A hores d’ara, Escarpa i el seu equip estan buscant formes biocompatibles amb les quals propulsar els micromotors; per exemple, a través de mitjans fotoquímics. “La nostra tecnologia està encara en un estadi molt inicial. Cal que s’aposti per nosaltres, com hi va confiar la Fundació ”la Caixa”, conclou. “En el seu programa d’innovació em vaig sentir escoltat i m’han donat l’oportunitat de fer un pas més cap a la societat amb una tecnologia molt disruptiva”.