Entender cómo una herramienta informática puede ayudar a frenar la malaria, cómo una partícula diminuta puede revolucionar el estudio de la gripe, cómo un gen regula la comunicación entre dos partes fundamentales de la célula o cómo las matemáticas nos acercan la comprensión de nuestra propia memoria no es sencillo. Pero se hace un poco más fácil si nos lo cuentan quienes trabajan en primera línea haciendo avanzar la investigación e innovación en biomedicina y salud. Por eso, en 2023, estrenamos una nueva iniciativa llamada #NewsFromTheLab, donde los investigadores de nuestra red nos han contado los resultados de su investigación directamente desde sus laboratorios.

Este 2023 hemos tendido nuevos puentes entre la ciencia y la sociedad, acercando los resultados de la investigación y conociendo de primera mano lo que pasa en los laboratorios. Estos son los cuatro proyectos que hemos podido ver de cerca  a lo largo de este año.

Una puerta abierta a nuevos tratamientos para la diabetes o la enfermedad del hígado graso no alcohólico

Las mitocondrias, que funcionan como la “central de energía” de las células, y el retículo endoplásmico, donde se fabrican proteínas y lípidos, interactúan a través de un proceso muy preciso en el que entran en juego dos variantes del gen Mitofusina 2: ERMIT2 y ERMIN2. Estas actúan como una cerradura y una llave para permitir el flujo de información y materiales entre estas dos estructuras fundamentales de las células. Cuando algo falla en su interacción, se desencadenan una serie de efectos dañinos que pueden acabar en trastornos metabólicos como la diabetes o la enfermedad del hígado graso no alcohólico.

Este proceso ha sido descrito este año por los investigadores CaixaResearch Antonio Zorzano y Deborah Naón, del Institut de Recerca Biomèdica de Barcelona (IRB Barcelona). El hallazgo, publicado en el mes de junio en la revista Science, abre la puerta para estudiar nuevos tratamientos para estas enfermedades metabólicas y otras relacionadas con el gen Mitofusina 2, como la neuropatía Charcot-Marie-Tooth 2A, actualmente intratable.

Una herramienta para generar genomas de calidad con los que entender enfermedades como la malaria

ILRA (acrónimo en inglés de “mejora automática de ensamblajes de lectura larga”) es una herramienta bioinformática capaz de generar genomas de alta calidad en contextos especialmente complicados, como por ejemplo en especies con ADN complejos o cuando las muestras biológicas son insuficientes. La herramienta, desarrollada por la investigadora CaixaResearch Elena Gómez-Díaz y José Luis Ruiz Rodríguez, del Instituto de Parasitología y Biomedicina López-Neyra (IPBLN-CSIC) de Granada, permite que cualquier laboratorio, sin importar sus recursos ni su experiencia, acceda a la tecnología necesaria para comprender la base molecular de algunas enfermedades infecciosas como la malaria, desarrollar terapias eficaces y avanzar en general en el campo de la biología.

Por ejemplo, la secuenciación de parásitos como Plasmodium, causante de la malaria, es muy complicada debido a la gran diversidad genética de todas sus adaptaciones locales, lo cual, a su vez, influye en su virulencia y en la efectividad de los tratamientos. Poder trabajar con genomas de referencia de alta calidad de todas las variedades existentes, como los que puede generar ILRA, es esencial para contener una enfermedad que, cada año, mata a cientos de miles de personas y para la que todavía no hay medicinas ni vacunas plenamente efectivas. El estudio se publicó en julio en la revista Briefings In Bioinformatics, una de las más prestigiosas en su campo.

Un glóbulo rojo sintético para mejorar el desarrollo de las vacunas de la gripe

Cada año, las vacunas de la gripe deben actualizarse para hacer frente a una familia de virus que muta a gran velocidad. Esto requiere el estudio continuo de las variantes del virus en circulación, un proceso en el que habitualmente se utilizan glóbulos rojos (eritrocitos) extraídos de sangre animal. Sin embargo, estos son inestables, lo que impide la estandarización de los procesos de estudios de las nuevas variables del virus y de actualización de las vacunas. Este año, un equipo liderado por la investigadora Eva Baldrich, del Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR) de Barcelona, ha desarrollado una variante sintética que promete revolucionar el estudio de la gripe. Eva cuenta con dos ayudas CaixaImpulse Innovación (2021 y 2023). 

Bautizadas como sintrocitos, estas micropartículas recubiertas de un receptor sintético diseñado para detectar el virus de la gripe, pueden deshidratarse y almacenarse durante largos períodos de tiempo sin necesidad de refrigeración. Esto beneficiará a todos los laboratorios, pero, en particular, a aquellos con recursos limitados. Los sintrocitos están siendo sometidos a todas las pruebas necesarias previas a su utilización en el Centers for Disease Control and Prevention (CDC) de Atlanta, en Estados Unidos, uno de los centros de enfermedades infecciosas más importantes del mundo.

Los patrones matemáticos de nuestra memoria

Los seres humanos guardamos los recuerdos de las experiencias vividas, la llamada “memoria episódica”, en el hipocampo, pero los científicos todavía no entienden bien cómo ocurre este proceso. Cuando asociamos una situación del presente a un recuerdo del pasado, se producen una serie patrones de activación neuronal, oscilaciones de alta frecuencia llamadas ripples de formas muy variables y diferentes entre sí. Este año, el equipo de la investigadora CaixaResearch Liset M. de la Prida y Enrique Rodríguez Sebastián, en el Instituto Cajal (IC-CSIC) de Madrid, publicó en Nature Neuroscience  una nueva técnica para visualizar, clasificar y estudiar estos ripples. 

Los patrones de las oscilaciones neuronales se representan en el espacio matemático como puntos en una nube: los de frecuencia, duración o amplitud similar se proyectan cerca, mientras los que tienen características diferentes ocupan localizaciones distantes. Los investigadores esperan que este método simplifique la tarea de decodificar los patrones neuronales asociados a la memoria de distintas regiones del hipocampo. Además, esta innovadora herramienta puede servir para estudiar la memoria durante el aprendizaje y el sueño o enfermedades como el Alzheimer y la epilepsia.