Los proyectos seleccionados explorarán aspectos fundamentales de cuestiones como la estabilidad de la red eléctrica frente al riesgo de un ‘gran apagón’; la reconstrucción de las ciudades tras episodios extremos como danas e incendios; el mecanismo que convierte una célula sana en leucemia infantil; la búsqueda de nuevas estrategias frente a la resistencia a los antibióticos; el desarrollo de una química más sostenible; y la creación de nuevos materiales para impulsar la computación cuántica.
Las 12 investigaciones responden a la esencia del Programa Fundamentos: la generación de conocimiento básico en cuestiones definitorias de cada campo disciplinar, así como a explorar intersecciones entre varios de ellos.
Tres comisiones de expertos evaluadores en cada campo han concedido 12 ayudas, por un importe total de tres millones de euros, a proyectos que tendrán un plazo de ejecución de 3 años en las áreas de Física y Química; Biología y Biomedicina; e Ingenierías.
Los objetivos principales de los dos proyectos seleccionados en los que participan nuestros socios, así como sus investigadores principales y los integrantes de cada equipo son:
El mecanismo de las proteínas ‘desordenadas’ en las células neuronales
Proyecto: “Control del pH de las transiciones de fase en condensados biomoleculares y adaptación neuronal” (pHACETransition)
Investigador principal: Michael Krieg (Institut de Ciències Fotòniques, ICFO) y Xavier Salvatella Giralt (Institut d’Investigació Biomédica, IRB Barcelona).
Miembros del equipo: Jesús García Arroyo (Institut d’Investigació Biomédica, IRB Barcelona); Carla Garcia Cabau (Institut d’Investigació Biomédica, IRB Barcelona); Montserrat Porta de la Riva (Institut de Ciències Fotòniques, ICFO) y Neus Sanfeliu Cerdán (Institut de Ciències Fotòniques, ICFO).
Hace dos décadas, uno de los paradigmas de la biología, que las proteínas se estructuran en plegamientos que determinan sus funciones biológicas, cambió al comprobarse que existen proteínas “desordenadas”, sin plegamientos. Hace una década se comprobó, además, que esas proteínas desordenadas logran suplir la falta de estructura para cumplir con su actividad biológica, ensamblándose entre sí. Esos ensamblajes son altamente dinámicos, las proteínas pueden ensamblarse y dejar de hacerlo, o consolidar el ensamblaje, y en esos procesos intervienen interruptores, factores que desencadenan que se produzca o se acabe el ensamblaje, lo que complica comprender estos mecanismos.
Xavier Salvatella, un químico que trabaja en un centro de investigación biomédica (IRB), y Michael Krieg, un biólogo que trabaja en un centro dedicado a la física (ICFO), han unido sus experiencias para investigar en los últimos años los efectos en términos de actividad biológica de que las proteínas desordenadas se ensamblen o dejen de hacerlo. El resultado han sido varias publicaciones relevantes, la última, en Nature, centrada en el nivel de acidez, el pH de las proteínas como interruptor que influye en el equilibrio entre las formas ensambladas, y las no ensambladas, y su relación con el autismo.
Según Salvatella, sus proyectos anteriores les han llevado a la necesidad de entender el mecanismo físico que está detrás de la actividad biológica de las proteínas desordenadas. “Por eso este nuevo proyecto tiene todo el sentido en una convocatoria que incide en los fundamentos. Se trata de responder a preguntas fundamentales: ¿cómo se controla que un ensamblaje dinámico deje de serlo? ¿Cómo la secuencia de la proteína ha evolucionado para controlar esto? ¿cómo funcionan los interruptores? ¿Cómo se conecta esto con el pH y en concreto cómo funciona en las células neuronales?”
Para responder a estas preguntas, el laboratorio de Krieg aportará su experiencia en el estudio de las propiedades mecánicas de las proteínas. “La ciencia va evolucionando. Antes se consideraba que el comportamiento de una célula venía dado por la genética, luego por los estímulos químicos y ahora nos estamos dando cuenta de la influencia que tienen las fuerzas físicas”, explica Salvatella.
Interferir en la evolución de las bacterias para combatir la resistencia a los antibióticos
Proyecto: “Descubrir actividades de resistencia antimicrobiana más allá de la resistencia” (Beyond-AMR)
Investigadores principales: José Antonio Escudero García-Calderón (Universidad Complutense de Madrid) y Álvaro San Millán Cruz (Instituto de Biotecnología Microbiana, CNB-CSIC).
Miembros del equipo: Lucía García Pastor (Universidad Complutense de Madrid) y Laura Ortiz Miravalles (Universidad Complutense de Madrid).
El uso de los antibióticos ha provocado que las bacterias evolucionen y se adapten, volviéndose
resistentes a la acción de este grupo de fármacos. Como resultado, la resistencia bacteriana a
los antibióticos se ha convertido en un problema crítico en biomedicina. Asumimos que, en
ausencia de antibióticos, a las bacterias les cuesta ser resistentes, y que solo en presencia de
antibióticos la resistencia les favorece. Es por esto que evitamos a toda costa el uso de
antibióticos si no es estrictamente necesario (como en el caso de infecciones causadas por
virus). Además, se buscan vías alternativas para luchar contra la resistencia bacteriana, como,
por ejemplo, usar moléculas que inhiben los propios mecanismos de resistencia. A pesar de
estos esfuerzos, la resistencia a antibióticos sigue aumentando cada año. La vía que va a explorar el equipo liderado por José Antonio Escudero, investigador de la Universidad Complutense, es, a juicio de la comisión evaluadora, realmente innovadora y va al origen mismo del problema. Se trata de intentar interferir en el proceso evolutivo de las bacterias y hacer que “no les compense” volverse resistentes a antibióticos.
“Cada paso en la evolución hacia la multirresistencia tiene un coste. Es decir, cuando las bacterias captan un nuevo gen de resistencia, esto trae consecuencias o efectos en el organismo, que pueden ser positivos, negativos o una mezcla de ambos tipos”, explica Escudero. “El riesgo que supondrá ese organismo para nosotros va a depender del balance final entre las consecuencias positivas y negativas. Lo que nosotros queremos hacer es identificar esas consecuencias para una colección extensa de genes de resistencia. Esto nos permitirá diseñar intervenciones para disminuir las positivas y aumentar las negativas. Así, la resistencia dejará de ser para la bacteria una ventaja evolutiva, es decir, que no le compensará incorporar esa resistencia”. Para conseguirlo los dos investigadores principales van a sumar esfuerzos y recursos, ya que uno de ellos tiene una importante colección de genes de resistencia antimicrobiana y el otro es experto en biología de plásmidos y evolución.
La comisión evaluadora ha valorado positivamente el perfil de los dos investigadores principales del proyecto, que aportan una experiencia considerable en el campo de la resistencia a antibióticos y visiones complementarias de evolución experimental y de biología molecular.
La información completa puede consultarse en la web de la Fundación BBVA.
