La línea de financiamiento de Conicyt aprobó 558 proyectos a nivel nacional, de los cuales 41 fueron obtenidos por la UdeC. Con ello, la casa de estudios del campanil se sitúa como la institución regional con mayor cantidad de proyectos aprobados.
El análisis del rol de la vitamina C en las enfermedades neurodegenerativas, el estudio del impacto del receptor P2X2 en la Enfermedad de Alzheimer o la creación del primer atlas multicelular de tejido hepático en 3D, son algunas de las nuevas líneas de investigación que comenzarán a desarrollarse a partir de este 2020 en la Facultad de Ciencias Biológicas.Esto gracias a la adjudicación de seis nuevos proyectos Fondecyt regulares a académicos de la FCB, lo que aumenta a 16 el total de iniciativas financiadas en esta institución. Los académicos ganadores son el Dr. Fabián Segovia del Departamentos de Biología Celular; el Dr. Ariel Castro del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, el Dr. Jorge Fuentealba del Departamento de Fisiología y los doctores Caralia Rivas, Jannel Acosta y Roberto Toledo del Departamento de Fisiopatología.En términos globales, esta línea de financiamiento de Conicyt aprobó un total de 558 proyectos a nivel nacional, de los cuales 41 fueron entregados a la UdeC, con lo que esta universidad se convierte en el centro de estudios regional con mayor cantidad de proyectos otorgados, superado sólo por la Universidad de Chile y la PUC.
La ciencia colaborativa como un motor de éxitoEl Departamento de Fisiopatología se constituyó en la Unidad Académica con mayor cantidad de iniciativas aprobadas en el Concurso Fondecyt Regular 2020. Según su director, el Dr. Jorge Toledo, esto se debe al sistema de trabajo colaborativo que promueven en su equipo, “varios de los proyectos están relacionados entre sí o se proyectan en colaboración multidisciplinaria y eso nos da una cohesión como grupo y una continuidad en la investigación que estamos desarrollando”, aseveró.En este sentido, destacó que “hemos tenido un excelente soporte con Fondecyt en 2019.
Logramos obtener estos tres proyectos Fondecyt Regular, pero además ya contamos con dos proyectos de iniciación adjudicados por los nuevos profesores Dr. Iván González y Dr. Francisco Roa, que fueron contratados el 2017, con lo que tenemos un grupo de trabajo bastante cohesionado en las áreas de biotecnología y biomédica”.En la misma línea está la Dra. Jannel Acosta, académica del mismo departamento y ganadora de otro Fondecyt Regular, quien comentó que “como dice el refrán, en la unión está la fuerza. Creo que es súper importante si nos unimos, no solamente en conocimiento sino también en recursos, porque se pueden hacer grandes cosas y eso es lo que estamos viendo ahora en el Departamento de Fisiopatología”.
La investigadora desarrollará una línea de investigación orientada a profundizar en la caracterización inmunológica de los péptidos antimicrobianos tipo NK-Lisina, que representa la continuación de un proyecto Corfo presentado en 2016. “Hicimos una caracterización inicial de estos péptidos, aislándolos, determinando su actividad biológica en cuanto a la inmunomodulación en peces y, con esos resultados de base, escribimos el Fondecyt”.La investigadora detalló que el estudio actual se orientará a determinar la función inmunomoduladora de este péptido en peces, “primero tenemos que demostrar que los péptidos pudieran tener acción directa sobre estos patógenos y también sobre el sistema inmune del hospedero, entonces en ese caso podría ser utilizado para potenciar el sistema inmune del pez”.
Agregó que las aplicaciones de este péptido también permitirían potenciar el efecto inmune de las vacunas “también vamos a indagar en la forma en que estos péptidos pudieran aumentar las respuestas de las vacunas, es decir, que estos péptidos pudieran ser utilizados como adyuvantes moleculares para vacunas”.Por su parte, la investigación del Dr. Jorge Toledo, apunta a determinar la influencia del receptor LOX-1 por su ligando la LDL oxidada, como conector molecular fundamental entre la obesidad, el proceso inflamatorio y el desarrollo y progresión del cáncer colorrectal.“Hace tres años terminamos un proyecto Fondecyt Regular relacionado también con este receptor de lipoproteína de baja densidad oxidada, pero en un modelo de cáncer prostático. Ahí determinamos que este receptor era un factor relevante para estimular el desarrollo y metástasis de este tipo de cáncer”, indicó el investigador.
Añadió que “también se ha identificado la presencia de este receptor en las células tumorales de cáncer colorrectal, por lo que hicimos el nexo y queremos ahora definir los componentes moleculares que están vinculados con el avance y la metástasis de cáncer colorrectal en este tipo de cáncer”.El Dr. Toledo indicó que, a largo plazo, este estudio apunta a “identificar a este receptor como un posible blanco terapéutico para desarrollar algún tipo de tratamiento que permita minimizar los efectos de cáncer colorrectal”.En tanto, continuando con el reconocido trabajo de investigación asociado al estudio de la vitamina C, La Dra Coralia Rivas implementará su proyecto Fondecyt Regular denominado “Deciphering the role of mitochondrial vitamin C in neurodegenerative diseases”.
La investigadora del Departamento de Fisiopatología valoró la colaboración interdepartamental en la FCB que le ha permitido impulsar esta línea de investigación. “Hemos construido un equipo de trabajo muy productivo liderado por mujeres, donde han participado también la Dra. Mafalda Maldonado y la Dra Carola Muñoz del Departamento de Fisiología”.Respecto a su estudio, la académica planteó que “con nuestro proyecto vamos a ser capaces de describir los mecanismos moleculares por los cuales la vitamina C puede ser adquirida y compartimentalizada dentro de la mitocondria en células del sistema nervioso.
Especialmente estamos interesados en estudiar qué es lo que ocurre en enfermedades neurodegenerativas, particularmente el Alzheimer”.Proyecto con amplia cooperación internacionalUn total de 14 años de investigación continua en el estudio de Alzheimer podrá completar el Dr. Jorge Fuentealba, del Departamento de Fisiología de la FCB, gracias a su cuarta adjudicación de Fondecyt regular en forma consecutiva.Formado en la Universidad de Chile y en la Universidad Autónoma de Madrid, el Dr. Fuentealba comentó que su actual iniciativa, denominada “The overexpression of P2X2 receptors alters the high Ca2+ Microdomains (HCMDs) Leading to increased mitocondrias associates ER membranas (MAMs), abnormal APP processing and vesicle recycling in Alzheimer´s disease models” está enfocada en comprender algunos aspectos de los mecanismos tóxicos del péptido beta amiloide en los modelos de enfermedad de Alzheimer.El investigador expuso que “cuando comenzamos esta línea de investigación queríamos estudiar los efectos tóxicos del péptido beta amiloide; este genera alteraciones iónicas y metabólicas en la célula”.
Agregó que, sin embargo, “en el transcurso de esa investigación, descubrimos que en la Enfermedad de Alzheimer, el receptor purinérgico P2X2 se sobreexpresa y, a partir de ahí, la investigación se centró no sólo en las acciones del péptido beta amiloíde, sino también en cómo este receptor, impacta en el funcionamiento de la célula cuando el péptido beta amiloide está presente”.El académico resaltó la importancia de estos hallazgos, indicando que “ahora que demostramos que P2X2R se sobre expresa y que genera un cambio en el funcionamiento de la célula, este receptor pasa ahora a ser una diana farmacológica interesante de explotar y de estudiar en su efecto patológico en los modelos que disponemos de Alzheimer”.En este sentido, puntualizó que su actual iniciativa Fodnecyt “apunta a ver cómo impacta la modulación de este receptor en el funcionamiento intracelular de la neurona, con especial atención a lo que ocurre en la mitocondria, y el manejo de los microdominios intracelulares de calcio, en el contexto de la Enfermedad de Alzheimer”.
El estudio de este receptor es único en el mundo y cuenta con una importante colaboración nacional y extranjera. Entre ellos destacan el Dr. Patricio Castro del Departamento de Fisiología de la FCB; el Dr, Claudio Coddou, de la Universidad Católica del Norte; junto a colaboradores internacionales, como el Dr. Thomas Grutter, de la Universidad de Estrasburgo y los investigadores de la Clínica Mayo, Dres. Eugenia Trushina y Jeff Salisbury. A ellos se suman estudiantes de pre y postgrado que se han formado al alero de esta línea de investigación.
Un atlas tridimensional y multicelularCon el fin de entender cómo cambia la arquitectura de los tejidos a nivel celular en estructuras intrínsecamente tridimensionales (3D), como vasos sanguíneos o canalículos biliares en el hígado; el Dr. Fabián Segovia, nuevo académico del departamento de Biología Celular de la FCB; trabajó durante seis años en el Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics de Alemania, en un equipo multidisciplinario liderado por el destacado Dr. Italiano Marino Zerial.Esta investigación permitió desarrollar un software denominado “Motion Tracking”, el cual permite generar reconstrucciones digitales de los tejidos con resolución sub-celular denominados “modelos geométricos” 1 y que hoy es una herramienta esencial para el desarrollo de su proyecto Fondecyt Regular, recientemente adjudicado.Esta herramienta digital promete convertirse en una revolución para el estudio digital de la anatomía e histología, “recientes avances en aclaramiento de tejidos y microscopía multifotones nos ayuda a tomar imágenes de cortes gruesos de tejidos, lo cuales al ser digitalizados permiten analizar los tejidos de una nueva manera, capturando así la información 3D”, indicó el Dr. Segovia.El investigador explicó que en su investigación en el país germano “utilizando modelos geométricos de tejido hepático, descubrimos importantes características estructurales de este tejido y, además, generamos el primer modelo geométrico de tejido humano abarcando distintas etapas de progresión del hígado graso no alcohólico (NAFLD) 2,3”.
El científico detalló que “a pesar de la gran cantidad de información extraída de los modelos geométricos, hasta ahora ellos no proporcionan información sobre todos los tipos de células presentes en el tejido simultáneamente y sus relaciones dinámicas. Por ello planeamos abordar este problema generando modelos geométricos para distintos tipos celulares, los cuales serán fusionados generando un atlas multicelular 3D del tejido”.
En este sentido, el académico planteó que en su actual proyecto Fondecyt “usaremos el hígado del ratón como sistema modelo, ya que es un ejemplo notable de un tejido con una organización intrínsecamente 3D. A través de esta propuesta, nuestro objetivo es generar el primer atlas multicelular de tejido hepático en 3D abarcando distintas condiciones como son homeostasis, regeneración y cáncer”.
Sobre los alcances de esta iniciativa, el investigador manifestó que “la aplicación es extremadamente versátil ya que se puede utilizar para estudiar distintos órganos. Además, la información extraída puede ser usada por científicos de distintas disciplinas, como por ejemplo en modelamiento matemático”.
La lucha por la supervivencia La batalla contra el cáncer tiene muchas aristas, una de las cuales apunta a determinar mecanismos de resistencia de los distintos tipos de tumores. Es en esta dirección en la que avanza el Dr. Ariel Castro, académico del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la FCB, quien se adjudicó este 2020 el proyecto Fondecyt denominado “Mechanisms of regulation of cancer cell metabolism counteracting oxidative stress”.
El académico explicó que esta investigación es la continuidad del Fondecyt anterior, a través del cual estudiaron la proteína NUAK 1, que está asociada a diversos tipos de cáncer y, además, a un mal pronóstico de la enfermedad en pacientes que la tienen sobre expresada.
El científico planteó que “esta proteína se vincula tanto a procesos que favorecen la migración e invasión y que, por lo tanto, la podrían relacionar con el proceso de metástasis; como a la supervivencia de las células cancerosas. Es esto último hacia donde enfocamos el estudio”.En este sentido, el investigador detalló que en el anterior proyecto, denominado “Molecular Mechanisms of cancer cell Resistance to Metabolic Stress: The role of Nuak1 Signaling”, que finaliza en marzo próximo; encontraron que “aparentemente, cuando la célula tumoral tiene sobre expresada esta proteína, mejora la capacidad glicolítica y mitocondrial, y permitiría a la célula estar mejor preparada para enfrentar el estrés oxidativo. Las células cancerígenas podrían así sobrevivir a ambientes tumorales adversos”.
El Dr. Castro planteó que la actual investigación apunta a identificar el mecanismo por el cual NUAK 1 colabora en la resistencia de la célula cancerosa al estrés oxidativo “Tenemos datos bastante adelantados de que esta proteína, interacciona e inhibe por fosforilación proteínas de la vía glicolítica. Al ocurrir esto, la glucosa que ingresa a la célula sería derivada hacia la vía de las pentosas, generando el NADPH necesario para contrarrestar el estrés oxidativo”.
Una segunda parte de su proyecto Fondecyt 2020 apunta a determinar el rol de NUAK 1 en el núcleo, donde también se encuentra presente. “Encontramos que esta proteína se relaciona con otras proteínas vinculadas al metabolismo del ARN. Ahora ¿qué está haciendo?, puede ser que esté inhibiendo o activando este proceso, y de esta forma afectando la expresión de ciertos genes, lo que buscamos resolver en el Fondecyt actual”, puntualizó.
Actualmente, la FCB cuenta con 15 proyectos Fondecyt Regular, completando un total de 21 con los recientemente adjudicados.
