La biología molecular cobra relieve en la FAPESP Week Montevideo

Científicos de Uruguay, Paraguay y Brasil presentan los resultados de sus trabajos con señalización celular y bacteriana y de caracterización de virus

Por Heitor Shimizu, desde Montevideo  |  Agência FAPESP – Hugo Aguirre Armelin, coordinador del Centro de Toxinas, Inmunorrespuesta y Señalización Celular (CeTICS), disertó durante la FAPESP Week Montevideo sobre las investigaciones realizadas en ése que es uno de los Centros de Investigación, Innovación y Difusión (CEPIDs) financiados por la FAPESP y que tiene su sede en el Instituto Butantan, en São Paulo, Brasil.

El evento, que se realiza durante los días 17 y 18 de noviembre de 2016 en la capital uruguaya, está organizado por la FAPESP en colaboración con la Asociación de Universidades Grupo Montevideo (AUGM) y la Universidad de la República (UDELAR).

El grupo interdisciplinario que coordina Aguirre Armelin trabaja en proyectos tales como el modelado del ciclo de las Ras GTPasas, que son llaves moleculares –una especie de interruptores– pertenecientes a una vasta familia de proteínas. Dichas llaves surgen a menudo en puntos centrales de la red molecular de señalización celular.

“Durante las últimas décadas, el inmenso volumen de datos generado por campos tales como la genómica y la proteómica ha llevado a la producción de intrincados mapas estáticos de redes moleculares de señalización celular. Pero esos mapas resultan insuficientes para predecir respuestas celulares a hormonas, factores de crecimiento, citocinas, fármacos o toxinas, por ejemplo”, dijo Aguirre Armelin.

“Como consecuencia de ello, uno de los grandes desafíos actuales de la biología consiste en transformar mapas estáticos en modelos dinámicos, basados en datos cuantitativos y funcionalmente predictivos. Modelos que permitan descubrir vías moleculares de señalización relacionadas con alteraciones fenotípicas complejas”, dijo Aguirre Armelin, quien fue profesor titular de Bioquímica de la Universidad de São Paulo desde 1985 hasta su jubilación en 2009.

Investigadores de las áreas de biología molecular celular y biología computacional del CeTICS han desarrollado modelos dinámicos computacionales de las Ras GTPasas. Las Ras forman una familia de proteínas expresadas en todos los linajes de células animales. Las proteínas Ras pertenecen a la clase de las proteínas GTPasas (las llaves moleculares) y participan en la transmisión de señales entre las células (transducción).

Aguirre Armelin se refirió en Montevideo al modelo cinético de la K-Ras GTPasa, elaborado en el CeTICS. El mismo fue validado experimentalmente a través de un linaje de células adrenales tumorales (denominadas Y1) de ratones, dependientes de la amplificación del gen K-ras.

“Este modelo cinético de la K-Ras GTPasa es un módulo computacional pequeño, pero que permite efectuar predicciones prometedoras de vías moleculares que controlan transiciones fenotípicas celulares complejas. Estamos trabajando para averiguar si –y en qué medida– estas conclusiones pueden trasladarse a las redes de señalización molecular de células humanas”, dijo.

Señalización de bacterias

La manera de percibir las señales situadas a su alrededor de las bacterias fue el tema de la conferencia de Alejandro Buschiazzo, del Instituto Pasteur de Montevideo, cuyo trabajo de investigación recae sobre bacterias patógenas del género Leptospira. Dichas bacterias causan enfermedades que generan pérdidas de productividad y de ganado, lo cual, en el caso bovino, constituye un importante problema en Uruguay.

El grupo que Buschiazzo coordina en el Instituto Pasteur busca una perspectiva de biología estructural tendiente a explotar las bases moleculares de las funciones de las proteínas. El objetivo final es el desarrollo de vacunas más eficientes contra la leptospirosis.

La biología estructural investiga la estructura molecular, fundamentalmente de las proteínas y los ácidos nucleicos. Buschiazzo destacó que esa rama de la biología molecular y de la bioquímica ha contribuido enormemente durante los últimos 60 años en la determinación de las propiedades bioquímicas de un gran número de proteínas, muchas de las cuales participan en importantes procesos biológicos y patológicos.

“La gran cantidad de datos disponibles nos lleva a buscar abordajes sistémicos y más integradores, que cubran una amplia de escala de tiempo y de resolución espacial”, dijo.

Mediante la combinación de biología molecular, bioquímica, cristalografía de proteínas y herramientas computacionales, el grupo de Buschiazzo descubrió el mecanismo mediante el cual las proteínas bacterianas, conocidas como histidinas cinasas, utilizan un interruptor helicoidal (un regulador de una respuesta específica) para controlar sus actividades de catálisis y su interacción con sus aliados naturales.

“Hemos aprendido mucho sobre señalización y regulación en bacterias. La plasticidad de las proteínas cumple un papel central en la biología de patógenos”, dijo. “Nuestro desafío consiste en profundizar la comprensión de éstos y de otros desafíos en biología estructural, evolucionando hacia abordajes integradores. Estamos incluso trabajando en esto con colegas de Brasil.”

En 2015, Buschiazzo y colegas del Instituto Pasteur de Uruguay y de Francia y de la Universidad de la República publicaron un artículo en la revista Science en el cual describen la estructura en rayos X de la proteína de la cápsida, la envoltura de los virus de la leucemia bovina en su forma nativa, una enfermedad crónica infectocontagiosa que constituye otro problema importante en la cría de ganado vacuno.

En 2014, Buschiazzo recibió el premio François Jacob del Instituto Pasteur en reconocimiento a su trabajo en cristalografía, en el marco del proyecto de análisis comparativo del genoma del género Leptospira y de la creación de una red de biología estructural en América Latina.

Cáncer de cuello de útero

Laura Mendoza, investigadora del Departamento de Salud Pública de la Universidad Nacional de Asunción de Paraguay, trabaja fundamentalmente en el área de virología molecular estudiando la caracterización molecular del virus del papiloma humano en poblaciones de riesgo y pertenecientes a diferentes grupos étnicos.

Mendoza –quien realizó su maestría en la USP (con Beca de la FAPESP) y su doctorado en la Universidad de la República, en Uruguay– también investiga poblaciones de triaje y tamizaje de cáncer de cuello de útero con base en el virus del papiloma humano y aspectos ecológicos y epidemiológicos de arbovirus en Paraguay.

La investigadora recordó durante la FAPESP Week Montevideo que el cáncer cervical o de cuello de útero es el cuarto tipo de neoplasia más común en el mundo, con un 85% de los nuevos casos en países en desarrollo. Y en América Latina, los test basados en la detección del virus del papiloma humano (VPH) han impactado enormemente en la detección precoz de la enfermedad, con una disminución de la cantidad de casos.

“Actualmente, el desafío reside en implementar programas organizados con base en test de VPH y en la identificación de un segundo test (tamizaje) aplicado solamente a mujeres que dan positivo para VPH, con el objetivo de disminuir la cantidad de referencias a colposcopía y para evitar el posible sobretratamiento”, dijo.

Entre los test de tamizaje que mencionó Mendoza se encuentra la citología, la tipificación de subtipos VPH 16 y 18, la coloración doble de p16/ki67 y OncoE6.

“Otro problema de salud pública en América lo constituyen las infecciones por arbovirus emergentes y reemergentes con potencial endémico y epidémico. En esta región aún existen países con escasos datos sobre aspectos ecológicos y epidemiológicos de infecciones por arbovirus. Debido a ello, resulta fundamental realizar trabajos conjuntos, a los efectos de contribuir con datos tendientes a fortalecer el monitoreo y el control de esos virus”, dijo.

Un centro de investigación molecular

La utilización de herramientas moleculares modernas de investigación y diagnóstico en Medicina fue el tema de la conferencia de João Bosco Pesquero, docente del Departamento de Biofísica de la Universidad Federal de São Paulo (Unifesp), durante la FAPESP Week.

“Para la generación de nuevas posibilidades de intervención en salud se requiere de un constante esfuerzo en la realización de estudios, de manera tal de conocer la fisiología del cuerpo humano y la interacción entre genotipo y fenotipo. Una de las principales metas de la genética humana consiste en entender de qué manera los cambios en el ADN de los individuos propician el desarrollo de enfermedades. El mayor reto reside en hallar las correlaciones entre genotipo y fenotipo”, dijo Bosco Pesquero, quien es miembro de la Coordinación del Área de Salud (Salud III) de la FAPESP.

El investigador destacó que la secuenciación de última generación ha permitido concretar grandes avances, y ha colaborado mucho en la evolución de la medicina.

“La biología molecular y los estudios genéticos de enfermedades son determinantes para el avance en el tamizaje y el diagnóstico molecular, y para el desarrollo de nuevos abordajes terapéuticos y de prevención, con lo cual se ayuda en la calidad de vida y se minimizan los procesos de enfermedad”, dijo.

“Con este objetivo instalamos un centro de investigación y diagnóstico molecular que constituirá una herramienta ómica de gran importancia para ayudar a encarar los ‘desafíos clínicos’. Este centro representa un nuevo hito en los estudios genéticos y moleculares en Brasil”, dijo.

El mismo se encuentra en construcción en la Unifesp con el apoyo de la FAPESP.

“Hemos realizado la secuenciación de enfermedades para países de toda América Latina. Estamos avanzando hacia la era de la genómica personalizada o al menos estratificada. Debemos aprender a leer mejor el material de instrucciones genéticas del ser humano”, dijo.

Sepa más sobre la FAPESP Week Montevideo en: www.fapesp.br/week2016/montevideo.