• Dr. Ludger Wess

La vida bajo el microscopio.

Ciencia. Aunque la investigación básica del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) de Heidelberg tiene una gran influencia en la medicina moderna, es relativamente poco conocida por el público. Lo que casi nadie sabe: Los patrocinadores privados y los patrocinadores pueden hacer una importante contribución al éxito del instituto. Y los inversores tienen incluso la oportunidad de participar en spin-offs individuales y lucrativos.

Foto superior: Martin Hogbom_Real Academia Sueca de Ciencias

Las publicaciones del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL) tienen pocos titulares interesantes. Se trata de "La vitrificación de agua pura para microscopía electrónica". O "mutaciones que afectan al número de segmentos y a la polaridad". Pero lo que sólo provoca un encogimiento de hombros de los laicos electrifica el mundo profesional. Esto se debe a que oculta descubrimientos que fueron galardonados con premios Nobel unos años más tarde.

La publicación número uno sentó las bases para la microscopía criogénica. Permite a los investigadores tomar instantáneas de biomoléculas en acción. Esto le ayudará a entender cómo funcionan mucho mejor. Tomando como ejemplo la mosca de la fruta, el número dos explicó por primera vez los mecanismos que intervienen en el desarrollo embrionario, es decir, la formación de un organismo terminado a partir de un huevo.

Los respectivos autores, Jacques Dubochet, Eric Wieschaus y Christiane Nüsslein-Volhard, adquirieron sus conocimientos al frente de los grupos de trabajo del EMBL. "Estas son sólo las obras más conocidas", dice Astrid von Soosten, Jefa de Desarrollo de Recursos del EMBL. "Sólo en 2016, el EMBL produjo casi 700 publicaciones científicas. Tres publicaciones del EMBL están incluidas en la lista de las cien publicaciones más citadas y, por tanto, más influyentes de todos los tiempos en todo el mundo".

El EMBL fue fundado en 1974 por nueve países de la UE e Israel como una organización internacional para proporcionar un hogar a investigadores talentosos en el entonces nuevo campo de la biología molecular. Hasta entonces, muchos científicos se habían mudado a los Estados Unidos.

El EMBL es hoy uno de los laboratorios de investigación de biología molecular más reconocidos del mundo y cuenta con el apoyo de 24 países europeos, así como de Australia y Argentina. Más de 1600 personas trabajan allí. Existen más de 85 grupos de trabajo interdisciplinarios para biología celular y biofísica, biología del desarrollo, genómica, biología estructural y bioinformática. Instalaciones centrales para la secuenciación de ADN, microscopía, anticuerpos monoclonales o purificación de proteínas. La experiencia del EMBL es tan solicitada por los investigadores que el Instituto ha creado centros de servicio para los científicos, de modo que el mayor número posible de ellos pueda beneficiarse de ella.

Además, hay sucursales en Barcelona, Grenoble, Hamburgo, Cambridge y Roma. El EMBL se financia principalmente con fondos públicos de investigación de los Estados miembros. "Pero también queremos cada vez más dar a los donantes la oportunidad de apoyar nuestro trabajo", explica von Soosten.

Cualquiera que quiera involucrarse tiene una amplia gama de posibilidades. Por un lado están los Amigos del EMBL. Para una membresía anual de 1000 euros o más, el filántropo recibe regularmente un boletín informativo con información más profunda sobre el mundo de la ciencia y el EMBL. Al mismo tiempo, es una entrada a eventos públicos y privados que a menudo conducen a relaciones personales con los científicos del EMBL y sus proyectos de investigación. Las empresas pueden convertirse en Business Friends del EMBL con una donación anual de 5.000 euros y participar en los eventos exclusivos del EMBL.

"Otra opción de financiación muy interesante es el apoyo a proyectos de investigación innovadores", explica von Soosten. "Los filántropos pueden elegir entre una amplia gama de oportunidades en casa y en el extranjero."

Uno de estos proyectos muy especiales es el Programa de Diversidad Oceánica. Se basa en muestras de la Tara Oceans Expedition, una versión moderna del legendario crucero de investigación de Charles Darwin en el HMS "Beagle". El joven Darwin comenzó su viaje hacia la evolución en 1831. Casi 180 años más tarde, en un viaje de 300.000 kilómetros a través de los océanos del mundo, los investigadores recogieron sistemáticamente muestras de agua, que luego fueron enviadas al EMBL-EBI de Cambridge junto con el plancton que contenían -incluyendo bacterias y virus- para la secuenciación y el análisis del genoma.

Se han descubierto millones de genes desconocidos hasta ahora, hallazgos que son tan importantes para comprender la cadena alimentaria en el océano como lo son para la investigación climática. El plancton absorbe más del 50 por ciento del dióxido de carbono de la atmósfera, más que todos los bosques tropicales juntos.

"La secuenciación de los datos de la tara nos da una idea de la diversidad de la vida en los océanos", explica Rob Finn, jefe de equipo del EMBL-EBI. "El primer conjunto de 40 millones de genes que identificamos en los datos de Tara proviene principalmente de bacterias que antes eran completamente desconocidas para nosotros. En la segunda fuente de datos hemos identificado hasta ahora más de 117 millones de genes de organismos superiores. Y estamos lejos de terminar. Hay una gran cantidad de datos genéticos que necesitamos estudiar. ¿Qué hacen estos genes, a qué especies pertenecen? ¿Cómo encaja esto en el panorama general? Nos ocuparemos de estas fascinantes cuestiones en los próximos años".

Otros proyectos de datos am EMBL-EBI se ocupan de la representación tridimensional de las biomoléculas. Crean un atlas que proporciona información sobre cuándo y bajo qué condiciones se leen los genes en diferentes organismos, o proporcionan datos sobre las propiedades de unión, la función y la degradación de las biomoléculas.

Actualmente, el EMBL está construyendo otro edificio en su sede de Heidelberg. El Centro de imágenes reunirá bajo un mismo techo a los equipos, expertos en tecnología y análisis de datos más avanzados, y estará a disposición de los investigadores del EMBL, la industria y hasta 300 investigadores visitantes cada año.

Thermo Fisher Scientific, Leica y Zeiss Microscopy apoyan la construcción del centro, además del gobierno alemán y el estado de Baden-Württemberg. HeidelbergCement dona materiales de construcción. La Fundación Boehringer Ingelheim, sin ánimo de lucro, aporta cinco millones de euros para la formación y el trabajo de los científicos en el campo de los microscopios. Los donantes privados y los donantes también pueden participar en las medidas de construcción y mantenimiento o en la compra de equipos a gran escala.

El objetivo es proporcionar a los científicos de todo el mundo los métodos de microscopía óptica y electrónica de ultra alta resolución del EMBL. "Hasta ahora, el acceso a estas tecnologías se ha limitado a unos pocos investigadores. En primer lugar, los dispositivos son muy caros y, en segundo lugar, son tan complejos que primero hay que impartir conocimientos especiales para poder utilizarlos y evaluar las enormes cantidades de datos. La mayoría de los investigadores están, por lo tanto, excluidos de la revolución técnica de la imagen, de modo que no se pueden responder ni siquiera a preguntas importantes".

El EMBL también participa activamente en la investigación del cáncer. Por ejemplo, el grupo de investigación "De la variación del genoma a los mecanismos moleculares", dirigido por Jan Korbel, participa en el proyecto internacional "Pan-Cancer Analysis of Whole Genomes" (PCAWG), cuyo objetivo es analizar y comparar el genoma de más de 2.800 tumores diferentes.

El resultado ayudará a entender mejor qué es lo que hace que las células cancerosas sean tan agresivas y cómo se las arreglan para socavar las defensas inmunológicas del cuerpo. Esto podría conducir a nuevas opciones de tratamiento.

Otro proyecto del Grupo Korbel es el análisis del material genético del cáncer de próstata. El objetivo principal es desarrollar un procedimiento que apoye a los pacientes en su decisión a favor o en contra de una prostatectomía. Estadísticamente hablando, la extirpación de la próstata, que puede estar asociada con efectos secundarios considerables, no es necesaria en hasta el 75 por ciento de los casos. Aber actualmente no hay manera de saber cuándo y con quién es este el caso. Korbel y su equipo están trabajando en un método que predice de forma fiable el desarrollo de carcinomas de próstata basándose en cambios conspicuos en el ADN del tejido afectado.

El investigador quiere comparar los datos de la secuencia del genoma de los tumores con la progresión conocida con los del tejido sano de la próstata para desarrollar un tipo de identificador basado en las desviaciones, sobre la base de las cuales se puede hacer una recomendación a favor o en contra de una prostatectomía.

Si la secuenciación del tejido canceroso no muestra ningún signo de deterioro rápido de la afección, el paciente puede prescindir inicialmente de la cirugía. Luego se le hace un seguimiento regular y en la mayoría de los casos, según el investigador, también tiene una vida larga y plena por delante con su tumor. Los donantes también pueden apoyar específicamente este proyecto.

"Pero esto es sólo una pequeña selección de nuestro trabajo", explica von Soosten. "Un total de 85 grupos de investigación trabajan actualmente en un gran número de proyectos. El EMBL ofrece así a los interesados científicos numerosas oportunidades de participar en la investigación básica o en proyectos específicos".

Pero el EMBL no es sólo una dirección interesante para los filántropos. También son posibles las inversiones con una clara intención de generar un rendimiento. Los inversores pueden, por ejemplo, participar en la creación de empresas para comercializar los resultados de la investigación del EMBL. "Nuestros resultados de la investigación básica financiada con fondos públicos deberían utilizarse de manera económica y, por lo tanto, beneficiar al público en general", aclara von Soosten. EMBL Enterprise Management Technology Transfer GmbH (EMBLEM), fundada en 1999, está a cargo de este proyecto.

En principio, esto funciona a través de dos modelos: o bien la nueva tecnología se transfiere a empresas existentes bajo licencia o bien los investigadores crean su propia empresa. Esto último se ha logrado en más de 19 casos hasta la fecha.

Entre estas empresas se encuentran empresas de éxito como Cellzome y Luxendo. Cellzome, que analiza los mecanismos de acción de los medicamentos, se separó del EMBL en el año 2000 y rápidamente pudo establecer lucrativas alianzas con empresas farmacéuticas líderes como Bayer, GlaxoSmithKline (GSK), Johnson & Johnson y Novartis. En 2012 la empresa fue adquirida por GSK por 61 millones de libras. Luxendo, especialista en microscopía de hojas de luz múltiples, que permite la visualización tridimensional de objetos vivos sensibles, fue fundada en 2015 y vendida al grupo estadounidense Bruker por una suma desconocida en tan sólo 18 meses. La participación temprana habría valido la pena para ambas empresas.

Con el fin de proporcionar a los fundadores de empresas capital de inversores privados, no sólo caso por caso, sino también de forma sistemática, en 2001 se creó el Fondo Europeo de Tecnología por iniciativa del EMBL y se creó EMBL Ventures GmbH. Actualmente gestiona 120 millones de euros en tres fondos por cuenta de inversores institucionales y privados europeos. EMBL Ventures invierte un máximo de diez millones de euros en una empresa.

Entre las empresas de cartera se encuentran empresas de biotecnología innovadoras como immatics de Tubinga, Luxendo y Opsona Therapeutics. EMBL Ventures también invierte en empresas que no son miembros de EMBL, pero utiliza la experiencia de EMBL para evaluar y gestionar las empresas de cartera. Los tres fondos ya están cerrados, pero en un futuro próximo se lanzará uno nuevo. La participación es posible a partir de un importe de cinco millones de euros.

Todo es posible en el Laboratorio Europeo de Biología Molecular. Donantes, benefactores, empresarios e inversores encontrarán allí proyectos interesantes e inversiones interesantes. Y uno u otro podrá decir en el futuro:

"He ayudado a ganar el Premio Nobel."

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¿Qué puede hacer la crioelectrónica?

Durante mucho tiempo, sólo se conocía la estructura y la estructura de las grandes moléculas de la vida - ADN, ARN y, sobre todo, proteínas -. Para hacerlos visibles, se utilizaba la microscopía electrónica, pero las moléculas tenían que ser preparadas, secadas y recubiertas con sales de metales pesados. Por lo tanto, sólo se conocían en forma cristalina solidificada, pero no cuando zumban dentro de las células, se doblan e interactúan con otras moléculas. Era como tener estatuas de muchos bailarines de ballet, pero sin idea de cómo trabajan juntos como un conjunto.

Esto cambió cuando los investigadores comenzaron a experimentar con líquidos, como las soluciones de azúcar, para estabilizar las moléculas. El gran avance se produjo cuando el EMBL descubrió que las soluciones podían estar congeladas. Las moléculas se congelaron en medio del movimiento, y el proceso tuvo lugar tan rápidamente que no se pudieron formar cristales de hielo que pudieran destruir las moléculas sensibles. La solución se solidificó en un sólido similar al vidrio que permite la imagen de la molécula encerrada. En 1984, Jacques Dubochet y sus colegas utilizaron este método para cartografiar virus en solución por primera vez. Después de más mejoras, el método se convirtió en rutina y hoy en día hace posible entender las secuencias exactas de movimiento dentro de las células y observar cómo las moléculas interactúan entre sí - por primera vez, el ballet de moléculas se hace visible.

La medicina se ha beneficiado de esto hasta el día de hoy. Un ejemplo reciente viene de la investigación sobre el VIH, el desencadenante del SIDA. Mediante microscopía crioelectrónica, los investigadores del EMBL pudieron visualizar por primera vez la estructura atómica exacta de las estructuras virales implicadas en la maduración y su interacción con un fármaco llamado Bevirimat. De ello se deduce cómo se produce el último paso de la maduración, cómo influye Bevirimat y cómo las mutaciones genéticas alteran la estructura y, por tanto, conducen a resistencias.

De hecho, el virus puede ser controlado por Bevirimat. Bloquea el paso final de maduración en la formación de nuevos virus, interrumpiendo la cadena de infección. Desafortunadamente, los virus HI también desarrollan resistencia a ellos con el tiempo. La microscopía crioelectrónica desempeña de nuevo un papel importante en el desarrollo de medios que socavan estas resistencias.

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Autor: Dr. Ludger Wess

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