Toda investigación científica requiere una serie de elementos que contribuyen a su calidad. En ese sentido, y de la mano del progreso tecnológico que hemos experimentado como sociedad, la comunidad de investigadores nacionales involucra en sus procedimientos herramientas de alto valor, que producen como consecuencia resultados de impacto. Es por ello, que las fuentes de financiamiento estatales se tornan un agente tan importante en este nuevo escenario de la experimentación.

En Chile una de las más importantes fuentes de auspicio es la Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica, CONICYT, la cual alberga entidades como FONDECYT, FONDEF y Fondequip, departamentos que velan por la calificación, selección y financiamiento de diferentes líneas investigativas planteadas por profesionales altamente competentes de diferentes áreas de las ciencias.  En ese contexto, el ICBM se complace en reconocer la segunda parte del selecto grupo de científicos que recientemente se han adjudicado Proyectos FONDECYT 2018.

Los doctores Claudio Hetz del Programa de Biología Celular y Molecular; Aldo Gaggero del Programa de Virología; Jorge Ferreira y Yedy Israel, ambos del Programa de Farmacología Molecular y Clínica; Steffen Härtel del Programa de Anatomía y Biología del Desarrollo y Zully Pedrozo del Programa de Fisiología y Biofísica, componen la segunda parte de la decena de investigadores ganadores de este año, todos pertenecientes a nuestra institución.

Dr. Jorge Ferreira – Compuestos químicos selectivos: Una eficiente terapia para el cáncer altamente metastásico

El estudio de ciertas sustancias químicas, como algunos decil-poliOH-benzoatos, los cuales unidos a trifenilfosfonio generan una ruta selectiva y directa hacia la cadena respiratoria mitocondrial, se ha tornado en un eficiente enfoque para el tratamiento del cáncer.  Los Dres. Jorge Ferreira, José Antonio Jara y Vicente Emanuel Castro, han estudiado el metabolismo energético de células tumorales y normales por años, distinguiendo la actividad en cada una de ellas y determinando los factores que permiten su adaptación al medio cercano más frecuente. En este caso, el que presente menor disponibilidad de oxígeno.

“En la actualidad hay un consenso en torno a que la evolución tumoral genera múltiples poblaciones celulares en un mismo tumor, en el cual, un pequeño subconjunto de células tumorales – las células madres de cáncer (CSCs) o también llamadas células iniciadoras de tumor (TICs) – constituyen un reservorio celular autónomo y refractario para las terapias actuales.  En ese sentido, las consecuencias de la transformación maligna en un ambiente de hipoxia son, entre muchos otros, el significativo alto potencial de transmembrana que alcanza la membrana interna mitocondrial del tumor, y la sobrexpresión de la isoenzima Hexoquinasa-II (HK-II) que sustenta un alto flujo de actividad glicolítica no inhibida por el producto (glucosa-6). Sin embargo, es altamente dependiente del ATP sintetizado en el proceso de fosforilación oxidativa. Finalmente, esto posibilita la síntesis de gran cantidad de intermediarios metabólicos necesarios para la actividad de las células transformadas, y le otorga la distinción de ser elegido como un promisorio blanco terapéutico”, señala el académico.

Es así como la industria, de la mano de la investigación científica, está desarrollando una serie de cationes lipofílicos dirigidos a mitocondrias. “Estos desarrollos, nacen con el objeto de desacoplar las reacciones redox de la reacción de síntesis de ATP e inhibir el sistema de fosforilación oxidativa, para provocar la caída selectiva de los niveles de ATP y NADH, junto con el aumento de los niveles de AMP y de NAD+, con el objeto de inhibir la fosforilación de la glucosa en el tumor y la consecuente disminución de la proliferación tumoral; que, combinado con el antibiótico doxiciclina, provoquen un profundo mal funcionamiento mitocondrial de todas las poblaciones de células tumorales, disminuyendo su resistencia a la terapia, la recaída y la capacidad metastásica, tanto “in vitro” como “in vivo“, mediante la evaluación del efecto de la concentración de estos compuestos en varias líneas de células tumorales de pulmón humano y células normales”, finaliza el Dr. Ferreira. Cabe destacar, que todas estas técnicas hacen que la desestabilización de las funciones mitocondriales se transformen un enfoque prometedor y eficaz contra el cáncer altamente metastásico.

Steffen Härtel – Microscopía 5D: Abriendo nuevas perspectivas para evaluar las hipótesis

El Dr. Steffen Härtel, desde hace varios años viene promoviendo en el ICBM la visión que la microscopía de avanzada es una de las principales metas que se debe alcanzar para realizar ciencia de alto impacto. Este anhelo ha sido desarrollado gracias a la acción multidisciplinar de diferentes investigadores del ICBM, quienes a través de sus proyectos, suministran equipamiento científico de punta a la institución.

De la mano de esta nueva adjudicación, el Dr. Härtel continúa en esta senda junto a sus co-investigadores, Dres. Mauricio Cerda, Víctor Castañeda y Néstor Sepúlveda, quienes lo apoyarán en aspectos como la computación, electrónica y física, respectivamente. Pretenden introducir técnicas para la manipulación mecánica y visualización in vivo de muestras biológicas basadas en microscopía 5D cuantitativa y modelamiento matemático. “Nuestro enfoque abrirá nuevas perspectivas para la evaluación de hipótesis al proporcionar herramientas cuantitativas para manipular fuerzas en combinación con modelos tridimensionales para caracterizar fenómenos de migración celular y organización multicelular”, indica el académico.

El investigador agrega que se desarrollarán varías herramientas de manipulación de fuerzas, siendo una de ellas la técnica de pinzas ópticas, que permite utilizar fuerzas en conjunto con algoritmos adecuados para realizar mediciones y adaptaciones de la microscopía óptica para la realización de observaciones in vivo. “Esta información, en conjunto con modelos matemáticos, permitirá entender fenómenos tales como migración celular y formación de tejidos, donde el rol de las interacciones mecánicas es una gran pregunta”, acota.

Para el Dr. Härtel y su equipo, este proyecto abre expectativas en torno al desarrollo de técnicas de avanzada tanto en la óptica y la física, así como también en la computación. “Todo esto pretendemos llevarlo a cabo por medio de un trabajo altamente interdisciplinario, y llegar a responder preguntas fundamentales de la interacción celular con las propiedades mecánicas de su entorno”, finaliza.

Dr. Aldo Gaggero – Virus: Los agentes presentes, pero poco estudiados en aguas residuales

Cuando hablamos de aguas residuales tratadas o no tratadas, lo primero que se nos viene a la cabeza son los coliformes fecales. De hecho, muchos de los estudios existentes y hasta la propia legislación, enfocan sus esfuerzos en dar a conocer los riesgos de exceder los límites establecidos en este aspecto, un máximo de 1.000 coliformes fecales por cada 100 ml de agua tratada. Sin embargo, a la fecha, hay pocos estudios que indiquen la carga viral que existe en ellas. Esto desencadena en una falta de políticas públicas que expresen los márgenes aceptables de agentes virales que pueden existir.

Al respecto, y de la mano de este Fondecyt Regular 2018, el Dr. Aldo Gaggero, investigador responsable del proyecto y académico del ICBM, en conjunto a los co-investigadores, Dra. Beatriz Diez de la Facultad Ciencias Biológicas de la Pontificia Universidad Católica de Chile, y el Dr. Jonás Chnaiderman también del ICBM, pretenden determinar la diversidad, composición y abundancia de agentes virales en aguas residuales.

“Hasta la fecha, se han identificado más de 219 tipos de virus en las aguas residuales que son responsables de infecciones en humanos y animales, algunos causantes de gastroenteritis. Dado que los virus entéricos son muy estables en el medio ambiente y mantienen su infectividad incluso después de los procesos de tratamiento, se ha establecido que no existe una correlación entre los niveles de indicadores bacterianos actualmente utilizados y la cantidad de virus. Varios estudios de detección viral en aguas residuales han demostrado que pueden diseminarse en el medio ambiente a pesar del tratamiento adecuado dentro de las plantas, por lo que siguen siendo una fuente de posibles brotes de gastroenteritis aguda y otras enfermedades”, señala el Dr. Gaggero.

“En este proyecto analizaremos, mediante secuenciación masiva, muestras en dos plantas de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Santiago y Concepción. Estos resultados serán correlacionados con los encontrados en el análisis de muestras de deposiciones de niños que sufren diarrea en dos hospitales de las mismas zonas. Adicionalmente, se realizará aislamiento viral en cultivos celulares, lo que permitirá estimar el potencial rol infectivo de los virus”, indica.

El equipo de investigadores, al finalizar el trabajo, esperan mostrar el impacto de los procesos de tratamiento de aguas residuales sobre virus de importancia epidemiológica nacional, lo que a largo plazo, y según propias palabras del Dr. Gaggero, “debería conducir a definir políticas públicas más estrictas con respecto a la liberación de virus al medio ambiente”.

Dra. Zully Pedrozo – La relevancia de los túbulos-T en la aparición de anomalías cardíacas

Por medio del proyecto “The role of Polycystin-1 in the development of heart failure. T-tubule system regulation and c-MyC dependent BIN-1 expression”, la Dra. Zully Pedrozo, académica e investigadora del Programa de Fisiología y Biofísica del ICBM, pretende entender de mejor forma la regulación fisiológica de la biogénesis de los túbulos-T, invaginaciones de la membrana de los cardiomiocitos, que resultan claves para la contracción del corazón.

“Cualquier alteración o cambio en la conformación de los túbulos-T, puede inducir la aparición de enfermedades como la insuficiencia cardiaca. La biogénesis y mantención de estos túbulos depende de varias proteínas, entre ellas BIN1, sin embargo, se desconoce cómo se regula dicha proteína y por tanto la biogénesis de los túbulos-T en los cardiomiocitos”, indica la Dra. Pedrozo.

Este nuevo proyecto es una continuación de sustantivos avances que el equipo de la Dra. Pedrozo ha desarrollado en etapas anteriores, en las que demostró que un mecanosensor llamado policistina-1 es crucial para la regulación de la contracción cardíaca.

“En este proyecto recientemente adjudicado, proponemos estudiar la función de la policistina-1 sobre la expresión de BIN1 y la biogénesis de los túbulos-T. Esperamos demostrar que la ausencia de la policistina-1 se encuentra ligada al desarrollo de la insuficiencia cardiaca debido a la disminución de la expresión de BIN1 y la menor formación de dichos túbulos en los cardiomiocitos”, finaliza la investigadora.

Dr. Yedy Israel – Antioxidantes y células antinflamatorias: Inhibidores del consumo excesivo de alcohol y de la intoxicación alcohólica

El Dr. Yedy Israel, académico del Programa de Farmacología Molecular y Clínica del ICBM, es el investigador responsable del proyecto: “The Oxidative stress-neuroinflammation Synergy: Role in the perpetuation of alcohol intake and therapeutic avenues”.  Junto al Dr. Fernando Ezquer del Centro de Medicina Regenerativa de la Facultad de Medicina, Universidad del Desarrollo-Clínica Alemana, investigador alterno, y los doctores co-investigadores, María Elena Quintanilla, Paola Morales, Mario Herrera-Marschitz, todos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, el Dr. Israel pretende estudiar el efecto de nuevos fármacos de fácil administración como posibles terapias para el alcoholismo. Esto último dado que Chile es el país de Latinoamérica con el mayor consumo de bebidas alcohólicas.

Este grupo de investigadores ha demostrado que el consumo crónico de alcohol genera radicales libres y una inflamación cerebral que produce cambios en los procesos que hacen que el recuerdo del alcohol y su disponibilidad les genere un gran deseo de consumirlo. “Hemos demostrado, en detallados estudios anteriores, que un antioxidante y el producto de células madre antiinflamatorias, ambos administrados por vía intravenosa, reducen el consumo de alcohol y la embriaguez hasta en un 90%. Los estudios ahora aprobados, tienen la finalidad traslacional de demostrar que la administración de tales productos por la vía oral o intranasal, resulta también en una marcada reducción del consumo de alcohol y su consumo a niveles de embriaguez. Estudios preliminares presentados sugieren que ello sería posible, con lo que se abriría una puerta al posible uso de estos inhibidores en estudios clínicos en el tratamiento del alcoholismo”, acota el Dr. Israel.

Por otro lado, el académico expresa que tanto “la Universidad del Desarrollo como la Universidad de Chile por medio de sus Departamentos de Transferencia Tecnológica, han solicitado una patente para informar los hallazgos iniciales y así proteger el posible uso de tales inhibidores a nivel internacional”, finaliza.

Claudio Hetz – Definición de aspectos moleculares involucrados en la Esclerosis Lateral Amiotrófica, ELA.

El investigador Claudio Hetz, es otro de los científicos que obtuvo un Fondecyt regular 2018, y en este proyecto, el afamado académico, espera desarrollar nuevos modelos para estudiar la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA).  Éstos son basados en la nueva mutación C9orf72, que explica el 40% de los casos.

En palabras del Dr. Hetz, “en el campo se estudian genes que explican menos del 2% de los casos de ELA, esto ha llevado a fallas traslacionales cuando se hacen ensayos clínicos. La mutación que estamos estudiando, C9orf72, es muy importante, ya que si el individuo la presenta, tiene un 50% de probabilidad de desarrollar ELA o demencia frontotemporal, y ambas en el peor de los casos”.

De momento, el equipo compuesto por los tesistas Paulina Torres y José Astorga, está en procesos de montar el escenario en modelos animales.  De esta manera, esperan observar cuál es el rol de respuesta de estrés en la célula a nivel de la homeostasis proteica, utilizando estrategias farmacológicas y genéticas.

Por otro lado, y destacando la cooperación internacional, característica y sello de Hetz Lab, el académico señala que “esta investigación involucra una red de colaboración con muchos países y laboratorios, los cuales nos ayudan a montar los modelos, entre ellos está Holanda, Francia y Estados Unidos”.

Fuente: 4ID/CONGRESS, Todos los derechos reservados. ®
Periodista: Patricio Grunert Alarcón. ®

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