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Número 225 JUNIO 2025 SEBBM es una publicación periódica de la Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular © SEBBM. Los artículos y colaboraciones reflejan la opinión de sus autores y no necesariamente la opinión de la SEBBM. Se autoriza la reproducción del contenido, siempre que se cite la procedencia. Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular C/ Ramiro de Maeztu, 9 28040 Madrid Telf.: +34 681 916 770 e-mail: sebbm@sebbm.es sebbm.es Directora: Inmaculada Yruela Guerrero Directora adjunta: María del Mar Orzáez Consejo editorial: Antonio Ferrer Montiel, Isabel Varela Nieto, Vicente Rubio, Federico MayorMenéndez, Miguel Ángel de la Rosa, Ana Mª Mata. SECCIONES: Entrevista y Política científica: Ismael Gaona Pérez Investigación: Joaquim Ros Educación universitaria: Ángel Herráez Reseñas de libros: Juli Peretó Sociedad: Carmen Aragón Empresas: María Monsalve Coordinación del número 225: Mariam Sahrawy Barragán
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Diseño: Filo Estudio Depósito legal: M-13490-2016 ISSN: 1696-4837
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SUMARIO
TRIBUNA
Momentos convulsos... Antonio Ferrer
EDITORIAL
Agitado presente Inmaculada Yruela Guerrero
DOSIER CIENTÍFICO
Las plantas ante el cambio climático Mariam Sahrawy Barragán El impacto del cambio climático sobre la producción agrícola Sara Posé y José A. Mercado Cómo las plantas protegen su actividad fotosintética frente a las condiciones adversas: estrategias moleculares y fisiológicas Antonio Jesús Serrato Regulación epigenética de la expresión génica durante el desarrollo de la planta y en la respuesta al ambiente Myriam Calonje Descubrimiento de fármacos para incrementar la tolerancia a la sequía en agricultura Carla Donderis-Fagoaga y Jorge Lozano-Juste
ENTREVISTA
Carla Ferrero Investigadora del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC), CSIC SEBBM/IGP
POLÍTICA CIENTÍFICA
El desajuste entre ciencia e innovación: la brecha en las spin-offs científicas SEBBM/IGP
A FONDO
La matriz extracelular: de material inerte a compleja red de biomoléculas con múltiples funciones Fernando Rodríguez Pascual y Ana Victoria Villar Ramos
EDUCACIÓN UNIVERSITARIA
Los caminos de la cinética también son inescrutables Mercedes Domínguez, Inmaculada Moreno y Alfredo Toraño
INVESTIGACIÓN Joaquim Ros
SOCIEDAD
Semblanzas: "De Lafora a Guinovart" y "Don Federico" Jesús Ávila La ciencia también se dibuja: una herramienta contra los estereotipos de género María José Sánchez-Barrena La sección junior de la SEBBM: impulsando la colaboración, el talento y la pasión por la ciencia entre los jóvenes Marina Tapias 20 Aniversario de los Premios Alberto Sols del municipio de Sax Antonio Ferrer Noticias de actualidad de la SEBBM
RESEÑA DE LIBROS
Rompiendo barreras: Mi vida dedicada a la ciencia Katalin Karikó
PUBLIRREPORTAJES Controltecnica Biogen Agilent Cytiva
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Deltalab Ecogen Tebubio
TRIBUNA
Momentos convulsos...
E Antonio Ferrer Presidente SEBBM
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stamos viviendo un año repleto de momentos y eventos insólitos que pueden impactar en el bienestar social. Estrenamos el año con la toma de posesión de un nuevo presidente de Estados Unidos y la implementación caótica de medidas arancelarias que convulsionaron la economía mundial. La incertidumbre creada por el cambio entrópico de opinión fue más devastadora que el hecho de imponer el tributo. Aunque todavía sin implementar -y esperemos que se reconsidere- los vaivenes de criterio han generado un desasosiego que puede incrementar el precio de muchos de los productos que usamos diariamente en nuestros laboratorios. De confirmarse, constituirá un serio golpe a los presupuestos de nuestros proyectos, ya tensionados por la escasa dotación del plan nacional. Aunque difícil, confiemos en que se alcancen acuerdos que relajen la amenaza tributaria, y no se llegue a una guerra arancelaria que impacte gravemente nuestro desarrollo científico y bienestar social. También presenciamos la orden de cancelar proyectos y vetar líneas de investigación, y despedir a miles de trabajadores del NIH, NSF y otras agencias estatales. Una decisión sin precedentes que dejó atónitos y desamparados a muchos científicos que de la noche a la mañana se quedaron sin proyecto o en la calle. Estuve en febrero en Los Ángeles y pude vivir la angustia de los colegas que desarrollan su carrera profesional y proyectos en centros de investigación estadounidenses. Solicitaron el apoyo internacional -al que la SEBBM se unió- en su lucha diaria por detener o al menos mitigar el daño que se está haciendo a la ciencia tanto local como internacional. Desconozco si habrá una rectificación, pero, no me cabe duda de que es necesaria la completa restauración de todos los programas cancelados por su relevancia para el progreso biomédico y tecnológico. Que algunos gobernantes continúen viendo a la ciencia como un gasto y no el pilar del bienestar social es una lacra a erradicar. Esperemos que no se contagie a Europa, aunque ruido empiezan a generar
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algunos partidos políticos, que confiemos no sean impulsados por el rebufo de Estados Unidos, sino todo lo contrario, que el caos en sus decisiones y su nefasto impacto frenen su popularidad. Y cuando ya uno creía que lo había visto todo, aparece la amenaza belicista como argumento para gastar más y de forma inmediata en defensa para alcanzar un, nada desdeñable, 3% de PIB en 3-4 años. Otra de las consecuencias directas de estreno presidencial en EE.UU.. Puedo entender que por las circunstancias que estamos viviendo en Europa con la guerra iniciada por Rusia debamos fortalecer nuestra defensa, pero ello debiera hacerse de una forma gradual y sensata, con presupuestos juiciosamente elaborados para no impactar negativamente en otras áreas, incluida la científica. El problema radica, en mi opinión, en la falta de transparencia para conseguir los fondos que se han comprometido. Aunque nuestra economía aparentemente no va mal, según los indicadores económicos, claramente no estamos preparados para un gasto repentino de tal magnitud y, de algún lado tendrán que salir los fondos. Mucho me temo que nuestro Plan Nacional de I+D+i no estará exento de recortes presupuestarios o desviaciones para poder cumplir con el gasto comprometido. Sin duda cancelar programas o redirigir fondos hacia la investigación en defensa sería un grave error por parte del gobierno, con consecuencias para el desarrollo y competitividad del país y el bienestar de su sociedad. Este impacto en la inversión en I+D+i está adicionalmente agravado por el apagón nacional vivido el 28 de abril que detuvo a todo el país. Durante la redacción de esta tribuna, la hipótesis más probable según los expertos parece ser una sobrecarga de la red de distribución eléctrica debido a una descarga extraordinaria de corriente por parte de las fuentes renovables. De confirmarse, sería algo inaudito considerando que, siendo España un país que apuesta por la energía renovable, no disponga en sus centrales de sistemas de control que minimicen el riesgo de desequilibrios en su distribución. Probablemente se va a requerir una fuerte y rápida inversión para dotar de estos sistemas a las centrales renovables con el objeto de prevenir futuros colapsos de la red eléctrica. Sería deseable una planificación económica sensata para minimizar el impacto económico en áreas esenciales como el Plan Nacional de I+D+i que es un pilar esencial de nuestro bienestar social. Un aspecto positivo del apagón, dentro de la angustia y desesperación por la falta de información y capacidad de comunicación, fue la serenidad con que la mayoría de las personas se comportaron. Me pilló en Chamartín, donde nos desalojaron de la terminal y hasta las 18h no nos anunciaron la cancelación total de trenes. Los afectados asumimos que teníamos que buscar un lugar para pasar la noche y hacer planes de cómo volver a casa. Por mi parte, tuve suerte y encontré un hotel en el que me permitieron pasar la noche en el vestíbulo. Este es otro de los aspectos positivos de ese día, la generosidad y empatía de la gente local, que ayudó como pudo, y a la que estamos muy agradecidos. Como suele ocurrir en estas ocasiones hay que aprobar y aplaudir a una mayoría de ciudadanos, y suspender a muchos responsables cuyas acciones y gestión dejan mucho que desear. Sin duda 2025 ha comenzado con muchos incidentes, la mayoría provocados por decisiones de nuestros gobernantes, que tendrán un impacto negativo en nuestro bienestar. Esperemos que recapaciten y empiecen a considerar más las consecuencias sociales de sus resoluciones, que a priorizar su ambición personal. Y con respecto a la ciencia, en la SEBBM permaneceremos atentos e insistiremos en la necesidad de preservar la inversión en I+D+i como garantía de progreso económico y social. ¡Confiemos que el resto del año sea más tranquilo y con decisiones que celebrar!
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EDITORIAL
Agitado presente
L Inmaculada Yruela Guerrero Directora Revista SEBBM
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os cambios que se están produciendo en el escenario global están impulsando iniciativas en pro de una toma de conciencia sobre los valores de la ciencia y de la investigación científica para afrontar los retos mundiales y dar soluciones coordinadas a los problemas que surgen. La Declaración de Milán, redactada hace un año durante la celebración del 60º aniversario de FEBS en Milán -29 de junio de 2024y firmada por el secretario general de FEBS y los presidentes de IUBMB, FAOBMB, FASBMB y PABMB, resalta «los diversos retos mundiales a los que se enfrentan todos los países exigen dar prioridad a una colaboración científica mundial genuina y sin fisuras, desprovista de sesgos y prejuicios». Según los datos publicados en FEBS, 55 Premios Nobel y 99 organizaciones han respaldado públicamente la declaración, firmada por más de 2.400 personas. La Federación Europea de Academias de Ciencias y Humanidades (All European Academies, ALLEA por sus siglas en inglés), que representa aproximadamente a 60 academias de 40 países europeos, también se ha pronunciado a este respecto. ALLEA ha publicado una Declaración alertando sobre las amenazas a la libertad académica y a la colaboración internacional en investigación, a la que SEBBM se ha adherido. Así mismo, las Academias nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina de EE. UU. (U.S. National Academies of Sciences, Engineering and Medicine) han enviado un SOS, a través de una carta abierta, pidiendo el cese del asalto generalizado a la ciencia estadounidense; un sistema de investigación construido durante más de 80 años que ha sido envidiado por gran parte de la comunidad científica internacional y, que hoy, con sorpresa, el nuevo gobierno lo está desestabilizando. A estas iniciativas se suman los artículos en Nature, Science, eLife, entre otras revistas, y en periódicos generalistas de gran tirada que se hacen eco de los preocupantes cambios y alertan de la situación; y las movilizaciones y demandas de universidades como Harvard o Yale.
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Es evidente que ante los cambios en el escenario geopolítico europeo y mundial provocados por las divisiones Ucrania/Rusia, a los que se suma la nueva presidencia en EE. UU., y las incertidumbres sobre el desarrollo de la actividad científica colaborativa entre países, sin restricciones, la diplomacia científica debe jugar su papel. La actividad científica es dependiente, no sólo de colaboraciones entre colegas e instituciones, sino de instalaciones, productos y servicios exteriores. La deslocalización de las cadenas de producción afecta el día a día de las investigaciones –lo vivimos durante la pandemia COVID19– y la incertidumbre surgida en este agitado presente puede afectarnos y alterar seriamente el sistema de ciencia y tecnología. La colaboración sin fronteras promovida a finales del s. XX y principio del s. XXI fue un gran logro que ahora se cuestiona. Las relaciones internacionales están tensionadas y esto frenará posiblemente las políticas científicas colaborativas puestas en marcha. Es evidente que todos nos beneficiamos de los avances científicos, independientemente de donde se produzcan, y todos saldremos perdiendo si se destruyen los sistemas de investigación consolidados. ¿Por qué damos marcha atrás? Posiblemente hayamos vivido en un espejismo creyendo que se había conseguido una unanimidad completa en cuanto a los beneficios de los avances científicos y los acuerdos logrados. No hemos tenido en cuenta que las voces discordantes que no eran oídas y no contaban en las conclusiones finales, continuaban teniendo peso. Ahora el balance es otro, es diferente. Es evidente que se está cuestionando la unanimidad, conseguida con esfuerzo, sobre los valores de la ciencia para responder a los retos que surgen. Y se ha roto en una sociedad vinculada al desarrollo científico y a la innovación que hemos admirado y tenido como referente. Hay que contar que las voces discordantes pueden asumir la dirección política y desequilibrar los sistemas científico-tecnológicos. Cuando socavamos la infraestructura científica, no sólo perdemos la investigación actual, sino que comprometemos el conocimiento adquirido y sus ventajas, así como la formación de capital humano necesario e indispensable. Me pregunto si la sociedad española valora lo suficiente la ciencia y la investigación científica y tecnológica, pues nos jugamos mucho. Los datos no son muy optimistas. Las encuestas bianuales que realiza FECYT desde 2002 sobre Percepción Social de la Ciencia y la Tecnología en España revelan que el interés espontáneo de los ciudadanos por la ciencia y la tecnología no supera el 16%. Y aunque en los primeros años (2002-2012) ascendió del 6,6% al 16%, sorprende el descenso al 12,3% en la última encuesta de 2022. Podríamos pensar que estos porcentajes se ven compensados por un aumento del interés espontáneo por la medicina y la salud, o por el medio ambiente y la ecología. Sin embargo, no hay una clara tendencia al alza, con la excepción del interés que suscitó COVID-19 en la encuesta de 2020. La ciencia y la tecnología despiertan un interés intermedio (puntuación 2,8 - 3,36 en una escala de 1 a 5, con ligeras fluctuaciones); los temas de medicina y salud, y de medio ambiente y ecología obtienen puntuaciones medias de 3,87 y 3,67, respectivamente. Deberíamos estudiar los motivos fundados que pueda haber tras esta desestabilización y desprestigio de la ciencia, y actuar sobre ellos para fortalecer la colaboración mundial, y no socavarla. Es necesario no decaer en el intento y seguir impulsando iniciativas que reviertan el desequilibro y la ruptura sobrevenidos.
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LAS PLANTAS ANTE EL CAMBIO CLIMÁTICO Mariam Sahrawy Barragán
Departamento de Estrés, Desarrollo y Señalización en Plantas Estación Experimental del Zaidín (EEZ), CSIC, Granada, España https://doi.org/10.18567/sebbmrev_225.202506.dc1
«E
l café nos va a quitar el sueño», así se titulaba un artículo de un periódico nacional hace unos meses, que, además de constatar una caída de la producción de café del 23 % en países como Brasil o Vietnam, evidenciaba la preocupación de la industria cafetera mundial por el cambio climático (CC) -se toman 22 millones de tazas diarias en España y el consumo mundial ha aumentado un 5,2 %-. Quizás el café, del que depende una gran parte de la población mundial, y también económicamente muchos países, no sea el único producto agrícola afectado por el CC. El cacao (¡preparaos los adictos al chocolate!), el trigo, el maíz, el arroz, el plátano o las
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viñas son otros cultivos importantes cuya producción se ha visto afectada por el CC. En los últimos años, según el último informe del IPCC -Panel Intergubernamental en Cambio Climático- el CC se ha asociado a las altas o bajas temperaturas, a la sequía, las lluvias extremas, las inundaciones y las plagas. Además, han desaparecido las transiciones entre las estaciones climáticas tal y como las conocíamos. Parece evidente, que los combustibles fósiles y la acción humana son las principales causas de la emisión de gases de efecto invernadero lo que ha provocado un calentamiento global, y en los últimos años las plantas se han enfrentado a condiciones ambientales fluctuantes que han afectado
a su desarrollo y crecimiento. Algunos organismos internacionales prevén que el rendimiento agrícola se reduzca un 30 % en los próximos 25 años. Esta situación genera inquietud, ya que afecta a la alimentación mundial y provoca un aumento de los precios. Numerosos estudios han sido dedicados a comprender los efectos que ejercen los factores ambientales adversos sobre las plantas con el objeto de encontrar y aportar soluciones eficientes que eviten las pérdidas de producción de los cultivos. En este dosier, José Ángel Mercado y Sara Posé de la Universidad de Málaga, en su artículo «El impacto del cambio climático sobre la producción agrícola»,
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describen las consecuencias que el CC puede tener sobre la producción agrícola e identifican los efectos de los distintos estreses sobre el desarrollo de las plantas y las distintas respuestas para su supervivencia. Son fundamentales las especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés), el ABA, la regulación de genes y factores de transcripción específicos, entre otros. Como expertos exponen un ejemplo real de cómo afecta el CC a la producción de fresas en España y, a la economía agrícola andaluza. Los seres vivos les debemos nuestra supervivencia a las plantas, ya que gracias a la fotosíntesis proporcionan oxígeno, alimentos y materia prima para la industria. Inevitablemente, el CC altera la fotosíntesis, el metabolismo y el crecimiento de las plantas. A lo largo de su evolución, las plantas han desarrollado distintos niveles de adaptación al entorno que les rodea, incluyendo cambios fisiológicos, anatómicos, metabólicos y moleculares. En su artículo «Cómo las plantas protegen su actividad fotosintética frente a las condiciones adversas: estrategias moleculares y fisiológicas», Antonio J. Serrato, de la Estación Experimental del Zaidin, CSIC, detalla los distintos mecanismos adaptativos desarrollados por las plantas entre los que se encuentran las modificaciones post traduccionales (PTM, por sus siglas en inglés) de las proteínas, el aumento del número de los estomas y su distinta distribución, los mecanismos bioquímicos de protección del aparato fotosintético y la optimización de la fijación del CO2 en las plantas C4 o CAM sometidas a altas temperaturas. En el núcleo de las células vegetales se encuentra el ADN que controla la mayoría de los procesos que ocurren en las plantas en el que las histonas juegan un papel esencial. Las modificaciones
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epigenéticas son las que de forma específica controlan la expresión de los genes en función de las distintas etapas de desarrollo de la planta, de sus necesidades o de las respuestas a variaciones ambientales. En el artículo «Regulación epigenética de la expresión génica durante el desarrollo de la planta y en la respuesta al ambiente», Myriam Calonje del Instituto de Biología Vegetal y Fotosíntesis (IBVF), CSICUniversidad de Sevilla, desarrolla una interesante revisión sobre el papel sutil de las modificaciones epigenéticas en la capacidad de las plantas para resistir a los entornos ambientales adversos. Las metilaciones, ubiquitinaciones, fosforilaciones o acetilaciones del ADN o de las histonas son las principales responsables de las respuestas específicas de la expresión de los genes a las necesidades de la planta.
Las actuaciones puestas en marcha en numerosos países basadas en los conocimientos desarrollados por la investigación favorecen la aparición de nuevas estrategias esperanzadoras. Estas estrategias se basan en la biología química para adaptar mejor los cultivos a las condiciones climáticas extremas, y promover soluciones innovadoras frente a los desafíos del CC y la producción de alimentos. Para ello, Jorge Lozano-Juste y Carla Donderis-Fagoaga, del Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), UPVCSIC, de Valencia, presentan en su artículo «Descubrimiento de fármacos para incrementar la tolerancia a la sequía en la agricultura» algunas estrategias novedosas basadas en la generación de fármacos sintéticos agonistas de los receptores de ABA, para afrontar los retos medioambientales y aumentar la resiliencia de las plantas a la sequía.
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DOSIER CIENTÍFICO
EL IMPACTO DEL CAMBIO CLIMÁTICO SOBRE LA PRODUCCIÓN AGRÍCOLA Sara Posé y José A. Mercado
Instituto de Hortofruticultura Subtropical y Mediterránea (IHSM), UMA-CSIC. Departamento de Botánica y Fisiología Vegetal, Universidad de Málaga https://doi.org/10.18567/sebbmrev_225.202506.dc2
esto es, la disponibilidad regular de alimentos y agua potable, dificultando los esfuerzos para lograr los Objetivos de Desarrollo Sostenible establecidos por la ONU en 2015. Paradójicamente, las comunidades más vulnerables situadas en los países menos desarrollados se ven afectadas de forma desproporcionada, a pesar de ser las que menos han contribuido al cambio climático. Por ello, se prevé que en el futuro los efectos del cambio climático acentuarán aún más las diferencias regionales. Las proyecciones climáticas del IPCC señalan que el futuro será más cálido y húmedo, aunque con marcadas diferencias regionales. En las latitudes altas, se esperan aumentos significativos en temperatura y precipitaciones; por el contrario, regiones como el área mediterránea se enfrentarán a condiciones más áridas, con olas de calor y sequías más frecuentes. Estos factores se perfilan como los estreses abióticos más severos para la producción agrícola, especialmente en climas mediterráneos.
Cómo responden las plantas a la sequía y las altas temperaturas
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l cambio climático se ha convertido en el problema medioambiental global más acuciante a medida que aumenta la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Según el 6º Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental en Cambio Climático (IPCC, AR6), las actividades humanas, principalmente debido a las emisiones de gases de efecto invernadero, han provocado de forma inequívoca el calentamiento del planeta. Entre 2011 y
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2020, la temperatura media global en superficie fue 1,1ºC superior a los niveles preindustriales (18501900). El incremento continuado de las emisiones afectará de manera directa a los principales factores del sistema climático (temperatura, precipitaciones y humedad del suelo), incrementándose la frecuencia e intensidad de eventos climáticos extremos, como olas de calor y sequías. El citado informe advierte que el cambio climático ya compromete la seguridad alimentaria e hídrica,
El agua constituye más del 95% de la masa de los tejidos vegetales en crecimiento. Las plantas absorben y pierden agua de manera continua, la mayor parte de esta por los estomas de las hojas, debido a la necesidad de absorber CO2 atmosférico para realizar la fotosíntesis. En un día soleado, una hoja puede renovar completamente su contenido hídrico cada hora. No sorprende, por tanto, que la disponibilidad de agua sea el recurso agrícola más limitante. Una irrigación insuficiente, la falta de lluvias, altas temperaturas prolongadas, elevada irradiancia o vientos secos, pueden provocar un déficit hídrico que resulte en cambios fisiológicos y
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bioquímicos en la planta, dando lugar a un estrés por sequía. La respuesta inicial de la planta frente a un déficit hídrico consiste en la expansión del sistema radicular para absorber más agua y el cierre de los estomas para minimizar la transpiración. Si el déficit persiste, se ralentiza el crecimiento al limitarse la fotosíntesis y se producen modificaciones como el curvado, amarilleamiento y marchitamiento permanente de las hojas. El exceso de energía lumínica que no puede ser procesada por la fotosíntesis ocasiona la sobreproducción de especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés) que pueden dañar componentes celulares esenciales como membranas, proteínas y ácidos nucleicos. Los mecanismos de defensa de la planta para mantener la homeostasis de ROS en estas situaciones consisten en la activación de enzimas antioxidantes. Por otro lado, la acumulación de solutos compatibles suele ser un mecanismo común en las plantas para regular el potencial hídrico celular permitiendo la retención de agua y la estabilización de los componentes celulares y proteínas. Estos osmolitos son compuestos orgánicos de pequeño tamaño, osmóticamente activos pero que, a diferencia de los iones, no desestabilizan las membranas ni interfieren con actividades enzimáticas a altas concentraciones. Muchos de ellos contribuyen también a disminuir el nivel de ROS. Prolina, sorbitol, glicina betaína, poliaminas o glicerol son los solutos compatibles más comunes y, por lo general, cada especie tiende a utilizar un osmolito específico. La síntesis de solutos compatibles es un proceso metabólico activo que requiere una elevada cantidad de carbono. Las fases iniciales de la respuesta al estrés por sequía son similares a la respuesta de la planta a la salinidad, puesto
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que ambos procesos inducen un estrés osmótico. La exposición prolongada a la salinidad, sin embargo, además de limitar el contenido hídrico en la célula da lugar a problemas de toxicidad y desequilibrios nutricionales. La regulación del cierre estomático y el crecimiento y arquitectura de la raíz en respuesta a la sequía es controlada por la hormona del estrés por excelencia, el ácido abscísico (ABA, por sus siglas en inglés), a través de una serie de componentes de señalización como ROS, óxido nítrico y Ca2+. El ABA regula la expresión de numerosos genes en respuesta a sequía. Estas respuestas se dividen generalmente en ABA-dependientes y ABA-independientes. Los factores de transcripción (FTs) del tipo «ABRE-binding protein/ ABRE-binding factors» (AREB/ ABFs, por sus siglas en inglés) intervienen en la vía dependiente de ABA, uniéndose a elementos de respuesta a ABA (ABRE) en las regiones promotoras de los genes de respuesta. Entre
estos se incluyen genes del tipo Responsive to Desiccation (RD22 y RD29B) que tienen un papel clave en la preservación del agua intracelular, y algunos genes LEA (por sus siglas en inglés, Late Embryogenesis Abundant) que estabilizan las estructuras celulares durante la deshidratación. La vía de respuesta a sequía independiente del ABA opera a través de los genes DREB (por sus siglas en inglés, DehydrationResponsive Element-Binding), FTs pertenecientes a la familia APETALA2/ethylene-responsive factor (AP2/ERF, por sus siglas en inglés). Otros FTs de las familias NAC, MYB y WRKY también están implicados en la respuesta a sequía. Se ha comprobado que la sobreexpresión de algunos de estos FTs confiere tolerancia a sequía en Arabidopsis y algunas, aunque pocas, especies de interés agrícola. En cuanto al estrés térmico, la alta temperatura tiene un efecto directo sobre las propiedades físicas de los lípidos, incrementando la fluidez de la membrana.
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DOSIER CIENTÍFICO El funcionamiento de las membranas celulares a temperaturas no óptimas puede provocar el desacoplamiento de complejos multiprotéicos y la disrupción del flujo de electrones y homeostasis iónica. El estrés por calor también puede desestabilizar la estructura secundaria de ácidos nucleicos y proteínas, alterando los procesos de transcripción y traducción, y originando agregados proteicos que interfieren con el funcionamiento del citoesqueleto. Tras la percepción del estrés, se expresan factores de transcripción del tipo heat shock transcription factors, seguido de la acumulación de chaperonas, heat shock proteins, que facilitan el funcionamiento de las actividades celulares. Las alteraciones morfológicas que favorecen la capacidad de enfriamiento de la planta, tales como la hiponastia, incremento del ángulo de la hoja para reducir la irradiancia, se conoce como termomorfogénesis. En Arabidopsis, la percepción de altas temperaturas la llevan a cabo, al menos parcialmente, fotorreceptores del tipo fitocromo B (phyB, por sus siglas en inglés) que ponen en marcha la expresión de genes de respuesta al estrés. Algunos de los factores de señalización más importantes en este proceso pertenecen a la familia de los PHYTOCHROME INTERACTING-FACTOR (PIF), en particular PIF4 y PIF7, que activan, entre otros, genes de síntesis de auxinas para inducir el crecimiento termomorfogenético. Por otro lado, la fase reproductiva de la planta es la que más se ve afectada por las altas temperaturas, disminuyendo el rendimiento del cultivo al reducir la viabilidad del polen y promover el aborto de flores y frutos. El incremento de la temperatura no solo afecta a la producción, sino que también tiene efectos negativos sobre la calidad del fruto, alterando sus características organolépticas.
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Las plantas enfrentan múltiples estreses abióticos de forma simultánea En condiciones naturales, las plantas están sujetas a combinaciones de diferentes estreses abióticos simultáneos. La respuesta fisiológica de la planta a una combinación de condiciones ambientales desfavorables es diferente a la repuesta frente a cada estrés aplicado individualmente. Los efectos de un estrés combinado no pueden deducirse por la simple suma de los efectos individuales de cada estrés. Un ejemplo claro de esta interacción es el comportamiento estomático: ante altas temperaturas, los estomas se abren para incrementar la capacidad de enfriamiento de la hoja a través de la transpiración; bajo sequía, se cierran para evitar la pérdida de agua. Cuando ambos estreses coexisten, prevalece la respuesta a la sequía, con valores bajos de conductancia estomática. Se ha comprobado, además, que las plantas priorizan la apertura de los estomas de las estructuras florales frente a la transpiración en la hoja para mantener una temperatura adecuada para el proceso reproductivo. La combinación de ambos factores ambientales adversos amplifica los efectos negativos de cada estrés sobre la tasa de fotosíntesis, tanto en especies C3 como C4. El mantenimiento de la actividad fotosintética se considera como un proceso clave en la aclimatación a un estrés combinado de sequía y alta temperatura, y tiene un fuerte componente dependiente del genotipo. No todos los estreses combinados tienen efectos aditivos adversos. Por ejemplo, la disminución de la conductancia estomática inducida por sequía incrementa la tolerancia al ozono (O3), debido a que el cierre de los estomas previene la entrada de O3 en la planta. El reconocimiento de la complejidad e importancia de estas relaciones
ha dado lugar al concepto de «matriz de estrés», que contempla las múltiples interacciones entre los diferentes factores ambientales que al coocurrir pueden tener un impacto significativo en la producción agrícola (Figura 1). Por lo general, la respuesta fisiológica a una combinación de estreses viene determinada predominantemente por el estresor más severo, pero tanto la dosis, el orden y la duración de cada estresor son determinantes en la respuesta de la planta.
La combinación de sequía y calor: una amenaza grave para la agricultura La mayor parte de los estudios de investigación centrados en descifrar las bases fisiológicas y moleculares de la respuesta a estrés se basan en experimentos donde las plantas se exponen a un único estrés, muy frecuentemente a niveles severos o incluso subletales. Sin embargo, en condiciones agronómicas naturales, las plantas tienen que afrontar combinaciones de estreses abióticos que ocurren frecuentemente de manera gradual y con severidad moderada. Un metaanálisis reciente de más de 120 publicaciones científicas donde se evaluaba el efecto de estrés por sequía y alta temperatura, aplicados individualmente y en combinación, en la producción de cultivos herbáceos anuales, concluye que la aplicación combinada de ambos factores reduce la producción un 65% frente a un 33-48% cuando se aplican estos estreses de forma individual. La reducción en el índice de cosecha, ratio entre la biomasa recolectada y la biomasa vegetal total, el número de semillas y el contenido en almidón de la semilla, se amplifica de manera significativa en condiciones de estrés combinado. En este estudio también se identificó que la aplicación del estrés combinado causa un mayor impacto si se aplica en la fase reproductiva. Las
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Figura 1 La matriz de estrés refleja las interacciones potenciales entre distintos factores ambientales que pueden tener un impacto importante en la agricultura.
evidencias científicas indican que en este tipo de cultivos anuales, donde se incluyen entre otros los cereales que forman la base de la alimentación mundial (trigo, maíz y arroz), sequías prolongadas con altas temperaturas acortan el ciclo de vida de la planta, induciendo la producción precoz de semillas, y reducen el tiempo requerido para alcanzar la madurez de la semilla, disminuyendo su tamaño. Desde un punto de vista evolutivo, esta estrategia permite a las plantas anuales escapar del estrés alcanzando la madurez antes de que éste llegue a ser letal. La información disponible en cultivos perennes es mucho más limitada. En general, se considera que estas especies tienden a ajustar su metabolismo y programa de desarrollo para asegurar
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la acumulación de recursos que permitan a la planta sobrevivir a la siguiente estación de crecimiento, incluso a expensas de la producción de semillas. De esta forma, los cultivos perennes enfrentados a situaciones de estrés severas pueden abortar la floración y entrar en dormancia hasta la mejora de las condiciones ambientales.
Vulnerabilidad de la agricultura mediterránea frente al cambio climático: el ejemplo del cultivo de fresa La combinación de sequía pertinaz y olas de calor puede tener un efecto devastador para la producción agrícola. En la UE, los eventos extremos del clima han ocasionado unas pérdidas en torno a los 500.000 millones de euros desde 1980 y el 60% de las pérdidas
relacionadas con la sequía son específicas del sector agrario. A destacar el evento ocurrido en el año 2003 donde la combinación de sequía y ola de calor redujo la producción agrícola europea en un 30%. Las proyecciones para los años venideros son poco halagüeñas para toda la región Mediterránea. Dependiendo del modelo, las proyecciones estiman un incremento de la temperatura global adicional a final de siglo de 0,9-5,6ºC comparado con las dos últimas décadas del siglo XX. La precipitación disminuirá en la mayoría de las áreas entre el 4-22%. El 6º Informe de Evaluación del Panel Intergubernamental en Cambio Climático hace unas predicciones bastante preocupantes sobre la producción agrícola en el área Mediterránea prácticamente
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DOSIER CIENTÍFICO para todos los cultivos, con una disminución de la producción que puede llegar a ser hasta del 64% en algunas zonas (Tabla 1). La mayoría de los cultivos necesitarán irrigación adicional, estimándose las necesidades de agua adicionales entre el 25% en los países más al norte y el 100% en los países del sureste mediterráneo. De esta forma, se incrementará la competencia por los recursos hídricos entre los distintos sectores. La fresa es un claro ejemplo de un cultivo de gran importancia económica donde se ven reflejados los problemas antes mencionados. Más del 95% de la producción nacional de fresa se localiza en zonas costeras de la provincia de Huelva, principalmente en áreas cercanas al Parque Nacional de Doñana. En los últimos años, la escasez de lluvias y la intensa actividad turística y agrícola han
mermado las reservas de agua de Doñana, secándose durante los meses estivales lagunas hasta ahora permanentes de alta importancia ecológica para la fauna y la flora. La fresa es un cultivo muy sensible a la sequía y las altas temperaturas. Bajo el sistema de cultivo que se lleva a cabo en Huelva, las necesidades hídricas se sitúan en torno a los 4.000 m3/ha, cantidad que suele ser ampliamente superada por los productores. Disminuciones incluso moderadas del nivel de riego reducen las tasas de fotosíntesis y transpiración, el contenido hídrico de la hoja, el tamaño de la planta y la producción global, tanto en número de frutos por planta como el peso medio del fruto (Figura 2). El impacto negativo del estrés es bastante homogéneo a nivel varietal, reflejando el escaso fondo genético utilizado
para el desarrollo de los cultivares de fresa actuales. Ante esta situación, diversos organismos de asesoramiento técnico y grupos de investigación están centrando sus actividades en conseguir una gestión más sostenible del agua de riego a través de un diseño optimizado de los sistemas de riego, y/o mediante herramientas tecnológicas o digitales de riego a demanda que permitan un importante ahorro de agua frente a la gestión tradicional. De igual forma, se está profundizando en las bases genéticas y fisiológicas de la respuesta de la fresa a la sequía con el fin de desarrollar variedades resistentes al estrés mediante transformación o edición génica, así como en la optimización de tratamientos de preacondicionamiento (priming) o de bioestimulación para mejorar la resiliencia de las plantas.
Tabla 1 Predicciones del Panel Intergubernamental en Cambio Climático sobre el posible impacto del cambio climático en cultivos tradicionales de la región Mediterránea.
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Cultivo
Riesgo potencial
Cereales y arroz
• Disminución de la producción de trigo de secano del 2-59% • Disminución de la producción de maíz y cebada debido al acortamiento del ciclo de crecimiento hasta en 30 días por las altas temperaturas • Disminución de la producción de arroz del 6-20%
Olivo
• Alteraciones fenológicas por eventos de altas temperaturas durante la floración • Disminución de la producción del 15-64%
Hortalizas
• Disminución del rendimiento hasta del 45%
Frutales
• Retraso de la floración al disminuir las horas de frío acumuladas • En manzanos, a partir de 2070, el 28-72% de los años tendrán inviernos cálidos donde no se alcancen los requerimientos de frío • Disminución de la calidad de la fruta
Vid
• Adelanto de la floración, reduciendo el periodo de crecimiento en 20-35 días • Maduración de la uva con temperaturas más altas afectando la calidad de la uva de mesa y del vino
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Figura 2 Porcentaje de reducción de diferentes parámetros de crecimiento y producción de distintos cultivares comerciales de fresa sometidos a un régimen de riego deficitario.
Para leer más Ali E, Cramer W, Carnicer J, Georgopoulou E, Hilmi NJM, Le Cozannet G, Lionello P. Cross-Chapter Paper 4: Mediterranean Region. En: Climate Change 2022: Impacts, Adaptation and Vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, pp. 2233–2272. Cambridge University Press (2022). Cohen I, Zandalinas SI, Huck C, Fritschi FB, Mittler R. Meta-analysis of drought and heat stress combination impact on crop yield and yield components. Physiologia Plantarum 171 (2021) 66-76. https://doi. org/10.1111/ppl.13203 Jiang Z, van Zanten M, Sasidharan R. Mechanisms of plant acclimation to multiple abiotic stresses. Communications Biology 8 (2025) 655. https://doi.org/10.1038/s42003-025-08077-w Mittler R, Blumwald E. Genetic engineering for modern agriculture: Challenges and perspectives. Annual Review of Plant Biology 61 (2010) 443-462. doi: 10.1146/annurev-arplant-042809-112116 Park J, Lee S-H, Lee J, Wi SH, Seo TC, Moon JH, Jang S. Growing vegetables in a warming world-a review of crop response to drought stress, and strategies to mitigate adverse effects in vegetable production. Frontiers in Plant Science 16 (2025) 1561100. doi: 10.3389/fpls.2025.1561100 Tardieu F, Simonneau T, Muller B. The Physiological Basis of Drought Tolerance in Crop Plants: A ScenarioDependent Probabilistic Approach. Annual Review of Plant Biology 69 (2018) 733-759. doi: 10.1146/ annurev-arplant-042817-040218
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CÓMO LAS PLANTAS PROTEGEN SU ACTIVIDAD FOTOSINTÉTICA FRENTE A LAS CONDICIONES ADVERSAS: ESTRATEGIAS MOLECULARES Y FISIOLÓGICAS Antonio Jesús Serrato
Estación Experimental del Zaidín (EEZ), CSIC, Granada, España Departamento de Estrés, Desarrollo y Señalización en Plantas https://doi.org/10.18567/sebbmrev_225.202506.dc3
Introducción La capacidad adaptativa de las plantas le ha proporcionado una innegable ventaja evolutiva, contando con más de 380.000 especies que han colonizado nichos ecológicos muy diversos. Las plantas fijan el dióxido de carbono (CO2) atmosférico en los cloroplastos. Estos orgánulos son el resultado evolutivo de una cianobacteria en endosimbiosis con una célula huésped que aprovecha los fotones emitidos por el sol para almacenar energía química en forma de NADPH y ATP y producir azúcares a partir de CO2 y H2O, siguiendo una serie de reacciones redox. Este proceso, conocido como fotosíntesis, implica a tres complejos multiproteicos: los
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fotosistemas (PS) II y I, y el complejo del citocromo b6f (Cyt b6f), que forman parte del flujo lineal de electrones (LEF, por sus siglas en inglés linear electron flow) (Figura 1). Los componentes del LEF se localizan en las membranas tilacoidales, que separan dos sub-compartimentos dentro del cloroplasto: el estroma, donde se desarrolla la mayor parte del metabolismo, y el lumen tilacoidal. El papel de los PS consiste en capturar y canalizar la energía lumínica hacía el LEF, mientras que el Cyt b6f, además de ser un componente más de la cadena de transporte, bombea protones (H+) hacia el lumen tilacoidal para acidificarlo. Al crearse un gradiente de H+ entre el estroma y el tilacoide, se
genera una fuerza protón motriz que es utilizada por la ATP sintasa para almacenar energía en forma de ATP. El paso de los electrones del PSII al Cyt b6f, y de este al PSI, se lleva a cabo a través de los elementos con mayor movilidad, la plastoquinona (PQ) y la proteína plastocianina, respectivamente. El LEF culmina con la reducción de la ferredoxina (Fd) mediada por el PSI. A su vez, la Fd activa a la NADP+ reductasa dependiente de Fd (FNR), que es la encargada de producir el NADPH fotosintético. Se podría afirmar que este conjunto de reacciones redox dan sustento, directa o indirectamente, a gran parte de la vida de nuestro planeta. Diferentes factores ambientales pueden afectar a
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Figura 1 Representación esquemática del flujo lineal de electrones fotosintético. PSII, fotosistema II; Cytb6f, citocromo b6f; PSI, fotosistema I; ADP, adenosín difosfato; ATP, adenosín trifosfato; NADP+ y NADPH, nicotinamida adenina dinucleótido fosfato oxidado y reducido, respectivamente.
la eficiencia fotosintética, disparando la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS, por sus siglas en inglés). Superar un umbral de estrés determinado tiene consecuencias letales para la planta. Pero para evitar este extremo existen mecanismos de protección, que no solo son esenciales para la supervivencia vegetal, sino que también tienen implicaciones directas en agricultura, ya que garantizar una fotosíntesis eficiente es fundamental para mantener el rendimiento de los cultivos frente a los desafíos climáticos. A continuación, se describen algunos de los mecanismos de protección de la fotosíntesis, que van desde la señalización redox hasta algunas adaptaciones fisiológicas y anatómicas.
Modificaciones postraduccionales en cloroplastos: la importancia de la regulación redox La naturaleza sésil de las plantas exige una rápida respuesta a nivel molecular frente a los cambios
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medioambientales. Por ejemplo, fluctuaciones continuas en la intensidad lumínica, que afectan directamente a la tasa fotosintética, necesitan de una fina y rápida coordinación metabólica. Las modificaciones postraduccionales (PTM, por sus siglas en inglés), que regulan la actividad o la estructura de una proteína modificando uno o más de sus residuos expuestos en su superficie, resultan fundamentales en el contexto dinámico del cloroplasto y las respuestas ambientales. Dentro de estas, las PTM del tipo redox son vitales para mediar en las complejas redes de señalización del cloroplasto, ya que la fotosíntesis emite gran cantidad de información de naturaleza redox que hay que transmitir a través de diferentes rutas de señalización. El átomo de azufre en los residuos de cisteína desempeña un papel central en las PTM redox gracias a su versatilidad química para sufrir modificaciones reversibles. El grupo tiol (-SH) de la cisteína (Cys) es
altamente sensible a cambios en el potencial redox del ambiente celular y puede oxidarse, para formar puentes disulfuro con otras Cys (-S-S-) o formar derivados oxidados (sulfénico -SOH, sulfínico -SO2H o sulfónico -SO3H). La reducción, o vuelta al estado tiol (-SH), ocurre gracias a la acción de sistemas antioxidantes en las que están implicados, por un lado, sistemas no enzimáticos, como el constituido por moléculas como el glutatión (GSH) o el ácido ascórbico y, por otro lado, sistemas enzimáticos, en el que participan proteínas de la superfamilia de las tiorredoxinas (TRXs). Las TRXs poseen un par de Cys en su sitio activo que alternan entre el estado tiol (reducido) y el estado disulfuro (oxidado) (Figura 2). En términos generales, las proteínas del cloroplasto son más ricas en Cys que las de otros compartimentos subcelulares, muchas de ellas son dianas de las TRXs, que las mantienen reducidas (sinónimo de activas en la mayoría de los
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Figura 2 Modificación postraduccional redox mediada por tiorredoxinas.
casos) mientras haya una suficiente presión electrónica que provenga de la fotosíntesis, ya que entre las dianas de la Fd se encuentra la reductasa de TRX dependiente de Fd (FTR), encargada de activar a las TRXs del cloroplasto. El papel de las TRXs resulta primordial para regular los mecanismos de protección del aparato fotosintético y el metabolismo en general.
El flujo cíclico de electrones Aunque el LEF es esencial para la vida de la planta, por sí mismo no tiene la capacidad de regular la ratio NADPH/ATP que demanda un metabolismo dinámico. Podríamos imaginarnos el LEF como la cinta transportadora de una fábrica en la que se transportan electrones. Si los operarios de dicha fábrica no pudieran retirar a tiempo lo transportado en la cinta, el material se podría ir acumulando y terminaría por caer por el suelo. Algo parecido es lo
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que ocurriría con los electrones cuando el metabolismo rebaja la demanda de poder reductor, que estos se empezarían a acumular, saturando los transportadores de la cadena para terminar «saltando» y reaccionando con el O2 para formar ROS, lo cual provocaría daños en el cloroplasto y, a la postre, en el resto de la célula. Para evitar esto, las plantas recurren al flujo cíclico de electrones (CEF, por sus siglas en inglés cyclic electron flow), una ruta electrónica alternativa que funciona en coordinación con el LEF (Figura 3). El CEF permite reajustar los niveles de ATP y NADPH. ¿Pero cómo lo hace? El papel del CEF consiste en volver a pasarle los electrones de una parte del pool de Fd reducida para inyectarlos de vuelta en la cadena de transporte electrónico fotosintético, concretamente a la PQ. ¿Y qué consecuencias tiene esto para el ATP? Pues bien, la tasa de reducción de la
PQ determina la intensidad del gradiente de H+, del que finalmente depende la biosíntesis de ATP. El CEF podría definirse como el mecanismo encargado de rebajar la presión de electrones sobre el metabolismo para evitar el daño oxidativo. Por el momento se han identificado dos vías principales como los mecanismos subyacentes del CEF. La primera de ellas es la vía a través de un complejo similar a la NADH deshidrogenasa mitocondrial (en el cloroplasto denominado como NDH-like), y la segunda, la vía dependiente del complejo PGR (por sus siglas en inglés Proton Gradient Regulation), formado por dos subunidades: PGR5 (por sus siglas en inglés Proton Gradient Regulation 5) y PGRL1 (por sus siglas en inglés Proton Gradient Regulation Like 1). A diferencia de PGR, el complejo NDH-like está compuesto por muchas más subunidades, hasta
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Figura 3 Representación esquemática del flujo lineal y cíclico de electrones fotosintético. PSII, fotosistema II; Cytb6f, citocromo b6f; PSI, fotosistema I; NPQ, quenching no fotoquímico; PGR, complejo Proton Gradient Regulation; NDH-like, complejo del tipo NADH deshidrogenasa mitocondrial; ADP, adenosín difosfato; ATP, adenosín trifosfato; NADP+ y NADPH, nicotinamida adenina dinucleótido fosfato oxidado y reducido, respectivamente.
29. Además, en lo que respecta al complejo PGR, se sabe que es regulado por TRXs. En condiciones de alta luminosidad, el CEF desempeña un papel fundamental en la protección de los procesos fotosintéticos a través del quenching no fotoquímico (NPQ, por sus siglas en inglés), que se desencadena por la acidificación del lumen del tilacoide. El NPQ permite disipar rápidamente la energía lumínica absorbida en forma de calor, previniendo el estrés oxidativo y otros daños inducidos por la luz. Los componentes clave en la activación del NPQ son las xantofilas, como la zeaxantina, la luteína y la violaxantina, así como la proteína PsbS. El ciclo de la xantofila desempeña un papel crucial en este proceso, donde la violaxantina se convierte en anteraxantina y luego
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en zeaxantina en condiciones de mucha luz. La unión de zeaxantina al PSII mejora la capacidad de este para disipar el exceso de energía. Además de promover el NPQ, la zeaxantina también actúa como antioxidante, protegiendo las membranas de los tilacoides del daño oxidativo.
El daño a veces es inevitable: reparación de la maquinaria fotosintética La maquinaria fotosintética sufre un proceso de oxidación continuo debido a la exposición a O2 y a las ROS derivadas de éste. El PSII suele ser más propenso a la reparación que el PSI debido a su vulnerabilidad al daño oxidativo, en particular la proteína D1. Este ciclo incluye la descomposición del complejo PSII, la degradación de la proteína D1 dañada, la síntesis
e inserción de nueva proteína, y el reensamblaje del complejo PSII. El proceso comienza con la fosforilación de las subunidades del núcleo del PSII, lo que desencadena el desmontaje parcial del complejo. El núcleo dañado migra de zonas más apiladas y compactadas de los tilacoides (los grana) y es degradado por proteasas en los tilacoides del estroma, donde se encuentran los «talleres» de reparación moleculares. A continuación, se sintetiza e inserta una nueva proteína D1 en el complejo PSII. Finalmente, el complejo PSII se reensambla y se activa para el transporte de electrones y vuelve a los grana para llevar a cabo su función.
Regulación del intercambio gaseoso Los estomas son pequeños poros en la epidermis de las hojas y
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DOSIER CIENTÍFICO en algunos tallos jóvenes de las plantas. Estas estructuras desempeñan un papel fundamental al regular el intercambio de gases y la pérdida de agua. Son especialmente importantes en la fotosíntesis y en la respuesta de la planta ante la sequía. Algunas especies incluso tienen estomas hundidos y protegidos en criptas (antecámaras estomáticas), lo que reduce aún más la pérdida de agua y facilita la captura de CO2. Durante los períodos secos los estomas se cierran para minimizar la pérdida de agua, ya que una evaporación excesiva puede provocar estrés y reducir la eficiencia fotosintética. La fitohormona ácido abscísico (ABA, por sus siglas en inglés) juega un papel crucial en la respuesta al estrés hídrico, ya que
se acumula en respuesta al bajo contenido de agua de las hojas, activando los canales de iones en las células guarda que rodean los estomas, lo que provoca el cierre de los mismos (Figura 4). Este mecanismo reduce la transpiración y ayuda a mantener el equilibrio hídrico interno. Plantas con menos estomas y más pequeños pueden tener mayor eficiencia en el uso del agua, y una mayor funcionalidad estomática se correlaciona con mejor acumulación de biomasa. Además, los estomas son estructuras muy plásticas, ajustándose a los cambios de humedad para optimizar la fotosíntesis, lo que les permite a las plantas mantener la fotosíntesis y el crecimiento incluso bajo condiciones de estrés.
Adaptaciones fisiológicas para tolerar las altas temperaturas y la sequía Las plantas que crecen en climas desérticos han desarrollado diversas adaptaciones para maximizar la fotosíntesis y minimizar la pérdida de agua (Figura 4). Algunas de estas adaptaciones incluyen una cutícula (capa cerosa sobre la epidermis) más gruesa para reducir la pérdida de agua por evaporación. En términos generales, tanto las plantas de metabolismo CAM (acrónimo de «metabolismo ácido de las crasuláceas») como las C4 exhiben una mayor capacidad de adaptación a entornos cálidos y secos en comparación con los climas fríos. Las plantas CAM más conocidas son los cactus, las suculentas (como el aloe vera y el
Figura 4 Adaptaciones fisiológicas y anatómicas para resistir condiciones climáticas extremas. ABA, ácido abscísico.
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nopal), las orquídeas, las piñas y algunas bromelias. Estas plantas han desarrollado adaptaciones morfológicas, fisiológicas y bioquímicas que les permiten tolerar condiciones áridas. El metabolismo CAM consiste en una estrategia fotosintética que permite fijar CO2 durante la noche y utilizarlo durante el día para optimizar el uso del agua y reducir la fotorrespiración (Figura 4), que ocurre cuando la ribulosa-1,5-bifosfato carboxilasa/oxigenasa (RuBisCO, por sus siglas en inglés) fija O2 en vez de CO2. Durante la noche, las plantas abren sus estomas y capturan el CO2 atmosférico, convirtiéndolo en oxalacetato y luego en malato. Este malato se almacena en las vacuolas para ser utilizado durante el día, cuando los estomas están cerrados y la planta necesita CO2 para la fotosíntesis. Al igual que el metabolismo CAM, el metabolismo C4 concentra CO2 alrededor de la RuBisCO, lo cual disminuye la fotorrespiración y permite una mayor tasa de fotosíntesis. Esta adaptación es esencial para que las plantas C4 toleren el calor y la sequía, aunque no son tan eficientes como las del tipo CAM en la conservación del agua. Al igual que las plantas CAM, las C4 utilizan una vía de fijación de carbono diferente a las plantas C3 (la mayoría de las plantas), que involucra la formación de malato (compuesto de cuatro carbonos, de ahí el nombre de C4) en las células del mesófilo y su transporte a las células de la vaina del haz vascular para liberar CO2. Las plantas C4 incluyen diversos cultivos de relevancia económica, tales como el maíz, la caña de azúcar y el sorgo.
Supervivencia en climas fríos Las plantas que se adaptan a bajas temperaturas pueden desarrollar una estructura compacta y reducir el tamaño de sus hojas para minimizar la pérdida de calor y la
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exposición al frío (Figura 4). Otras adaptaciones incluyen un aumento de los pigmentos fotosintéticos, como clorofilas y carotenoides, para mejorar la captura de luz en condiciones de baja temperatura e intensidad lumínica. También producen moléculas con un papel anticongelante, como algunas proteínas y azúcares, y de proteínas de choque térmico, que protegen de la congelación a las membranas celulares y a los procesos bioquímicos como el de la fotosíntesis. Asimismo, algunas plantas modifican la composición de los ácidos grasos en sus membranas celulares para mantener la fluidez y la permeabilidad a bajas temperaturas. Esto garantiza que los procesos de transporte y la actividad enzimática continúen funcionando adecuadamente. Algunos ejemplos de especies que viven bajo duras condiciones de frío son la Saxifraga oppositifolia o el Taraxacum arcticum, que habitan las tierras del Círculo Polar Ártico.
Conclusiones La mayor parte de lo que sabemos sobre las plantas proviene de un reducido número de especies, por lo que aún queda un inmenso territorio por explorar. Seguramente nos sorprendería la enorme diversidad de soluciones que cada especie ha ingeniado para afrontar los distintos retos medioambientales. Todos hemos sido testigos de cómo una semilla puede germinar y prosperar incluso en el lugar más inhóspito, entre adoquines o en un pequeño montículo de tierra. Estos ejemplos cotidianos son, quizá, las mejores muestras de la resiliencia y capacidad de adaptación de las plantas a las condiciones adversas. Por ello, ampliar nuestro conocimiento sobre la diversidad vegetal no solo es una tarea pendiente, sino también una oportunidad para descubrir nuevas estrategias de supervivencia y adaptación que podrían ser fundamentales para afrontar los desafíos ambientales del futuro.
Para leer más Ding Y, Shi Y, Yang S. Molecular Regulation of Plant Responses to Environmental Temperatures. Molecular Plant 13 (2020) 544-564. doi:10.1016/j.molp.2020.02.004 Gupta A, Rico-Medina A, Caño-Delgado AI. The Physiology of Plant Responses to Drought. Science 368 (2020) 266-269. doi:10.1126/ science.aaz7614 Keisuke Y, Hisabori T. Current Insights into the Redox Regulation Network in Plant Chloroplasts. Plant Cell Physiology 64 (2023) 704715. doi:10.1093/pcp/pcad049 Li N, Euring D, Cha JY, Lin Z, Lu M, Huiang LJ, Kim WY. Plant Hormone-Mediated Regulation of Heat Tolerance in Response to Global Climate Change. Frontiers in Plant Science 11 (2021) 627969. doi:10.3389/fpls.2020.627969 Munns R, Millar AH. Seven Plant Capacities to Adapt to Abiotic Stress. Journal Experimental Botany 74 (2023) 4308-4323. doi:10.1093/jxb/erad179
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REGULACIÓN EPIGENÉTICA DE LA EXPRESIÓN GÉNICA DURANTE EL DESARROLLO DE LA PLANTA Y EN LA RESPUESTA AL AMBIENTE Myriam Calonje
Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis (IBVF), CSIC-Universidad de Sevilla https://doi.org/10.18567/sebbmrev_225.202506.dc4
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Epigenética y diversidad celular Todas las células de un organismo eucariota contienen la misma información genética en su ADN; sin embargo, se diferencian en su función y características porque expresan conjuntos distintos de genes. Esto es posible en gran parte gracias a los mecanismos epigenéticos que regulan la expresión génica de una manera específica y dinámica. Pero, ¿en qué consisten estos mecanismos y cómo regulan la actividad de los genes? Para comprender su funcionamiento, es fundamental tener en cuenta que el material genético no está libre dentro del núcleo celular, sino que está empaquetado en una estructura altamente organizada llamada cromatina. La unidad básica de la cromatina es el nucleosoma que está constituido por un octámero de unas proteínas llamadas histonas alrededor del cual se enrolla un segmento de ADN de aproximadamente 146 pares de bases. El octámero está compuesto por dos copias de cuatro tipos de histonas: H2A, H2B, H3 y H4. Los nucleosomas se disponen en serie a lo largo del genoma, creando una estructura que se asemeja a un collar de cuentas (Figura 1). Para alcanzar niveles más altos de compactación, los nucleosomas se enrollan en una fibra helicoidal denominada fibra de cromatina. En este proceso, una quinta histona, llamada H1, desempeña un papel clave al estabilizar la estructura (Figura 1). A su vez, esta fibra forma bucles adicionales, organizándose en estructuras más densas que permiten empaquetar grandes cantidades de ADN dentro del núcleo. El grado máximo de compactación se alcanza durante la división celular, cuando la cromatina se condensa en estructuras visibles conocidas como cromosomas. El empaquetamiento de la cromatina ayuda a que el material
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Figura 1 Organización del material genético en el núcleo celular. El ADN se enrolla alrededor de un octámero de histonas (H2A, H2B, H3 y H4) dando lugar al nucleosoma, la unidad básica de la cromatina. Las modificaciones epigenéticas, como son modificaciones postraduccionales de las histonas (metilación, acetilación y ubiquitinación, etc.) o la metilación del ADN, regulan la accesibilidad de la cromatina, facilitando o dificultando el acceso al material genético según las necesidades celulares.
genético quepa en el núcleo, pero supone un obstáculo para la transcripción. Sin embargo, la incorporación de modificaciones químicas en las histonas o en el ADN en determinadas regiones, las llamadas marcas epigenéticas, modifica la organización de la cromatina y por tanto la accesibilidad de la información genética a la maquinaria transcripcional. Esto contribuye a que cada tipo de célula exprese únicamente los genes necesarios para realizar su función, asegurando tanto la diversidad celular como el desarrollo y adaptación del organismo.
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Las marcas epigenéticas pueden alterar directamente las interacciones de los nucleosomas con el ADN subyacente, reclutar otra actividad modificadora o servir como punto de acoplamiento para proteínas efectoras (remodeladores) que cambian la distribución o composición de los nucleosomas. En los últimos años se ha puesto de manifiesto un escenario extraordinariamente complejo con cientos de proteínas que introducen (escritores), eliminan (borradores) o interpretan (lectores) marcas epigenéticas específicas, tanto en el ADN como en las histonas.
La principal modificación que sufre el ADN es la metilación (-CH3) de la citosina dando lugar a 5-metilcitosina. Este proceso juega un papel crucial en la regulación de la expresión génica sin cambiar la secuencia del ADN subyacente. La metilación se suele asociar con la represión génica, ya que por un lado la adición del grupo metilo impide que los factores de transcripción u otros factores que participan en la activación transcripcional puedan unirse al ADN, y por otro promueve una conformación «cerrada» o poco accesible de la cromatina (Figura 1). En cualquier
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DOSIER CIENTÍFICO caso, esta modificación puede darse en distintos contextos de la secuencia del ADN y en distintas localizaciones dentro del genoma, teniendo distintas implicaciones. Por otro lado, las histonas pueden sufrir una gran variedad de modificaciones principalmente en distintos residuos de sus extremos o colas (acetilación, metilación, fosforilación, ubiquitinación, etc.). Dependiendo del tipo de modificación, del residuo afectado o de la combinación de distintas modificaciones dentro del nucleosoma, se genera un mensaje distinto (Figura 1). Por ejemplo, existen modificaciones asociadas con la activación transcripcional al promover la accesibilidad de la cromatina, entre ellas están la acetilación de la H3 o de la H4 en distintos residuos del extremo amino (N) terminal y la trimetilación de la lisina (K) 4 de la H3. Otras modificaciones se asocian con la represión, como son la monoubiquitinación de la H2A y la trimetilación de la K27 de la H3. Además, existen variantes de muchas de las histonas con distintas características bioquímicas que al ser intercambiadas alteran la conformación de la cromatina. Las histonas llamadas canónicas se expresan y se incorporan en la cromatina durante la replicación del ADN mientras que sus variantes se expresan y pueden incorporarse a lo largo de todo el ciclo celular. Estas variantes pueden ser a su vez modificadas químicamente. Todas estas posibles variaciones de marcas y variantes de histonas constituyen lo que se conoce como el «código de histonas», cuya complejidad pone de manifiesto su papel fundamental en la regulación precisa de la conformación de la cromatina y, en consecuencia, de la expresión génica.
Desarrollo vegetal y ambiente A diferencia de los animales, las plantas experimentan un
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desarrollo continuo a lo largo de su vida, atravesando diversas transiciones y generando nuevos órganos y tejidos de manera constante (Figura 2). Pero lo que realmente las hace únicas es su capacidad de ajustar su crecimiento y desarrollo en respuesta a su entorno. Esta flexibilidad les permite optimizar recursos y adaptarse a condiciones variables, asegurando su competencia para prosperar en diferentes ambientes. Numerosos estudios han subrayado la importancia de distintos mecanismos epigenéticos en el control del desarrollo de las plantas en respuesta tanto a estreses abióticos como bióticos, pero también en otros procesos, como por ejemplo el establecimiento de asociaciones beneficiosas con microorganismos. La respuesta a las distintas señales causa alteraciones en las modificaciones epigenéticas de las histonas y/o ADN, conduciendo a cambios en la expresión de los genes, lo que facilitan la adaptación de las plantas a las nuevas condiciones. Además, algunas marcas epigenéticas pueden persistir incluso después de que la señal haya desaparecido, ya sea por un período de tiempo determinado, dando lugar a lo que se conoce como memoria mitótica o somática, o transmitiéndose a la descendencia, lo que se conoce como memoria transgeneracional. Por tanto, para entender los mecanismos que hacen que las plantas sean tolerantes al estrés, es fundamental comprender el papel que juega la regulación epigenética. En la actualidad, la identificación de epialelos — combinación de modificaciones epigenéticas que determinan la expresión de un gen— que den lugar a fenotipos deseables bajo distintas condiciones ambientales se presenta como una estrategia prometedora para el desarrollo de cultivos más resistentes al cambio climático.
Papel de las proteínas del Grupo Polycomb (PcG) en el desarrollo vegetal y respuesta al ambiente Entre las proteínas que introducen modificaciones en las histonas para regular el desarrollo de los organismos eucariotas destacan las proteínas del Grupo Polycomb (PcG). Estas proteínas fueron inicialmente descubiertas en la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) debido a su papel crucial en la regulación de los genes homeóticos, que determinan la correcta organización corporal durante el desarrollo embrionario. Posteriormente se identificaron también en plantas, donde se ha demostrado que juegan un papel clave en la regulación de las diversas fases del desarrollo en respuesta a señales tanto internas como externas. La actividad de estas proteínas se necesita para apagar la expresión de los genes que no son necesarios en un momento determinado, regulando que cada proceso ocurra en el momento preciso. Por ejemplo, son necesarias para silenciar los genes que promueven el desarrollo embrionario o la dormición de la semilla (p. ej. FUSCA 3 (FUS3), ABSCISIC ACID-INSENSITIVE 3 (ABI3), ABI4, DELAY OF GERMINATION 1(DOG1), SOMNUS (SOM) o PLETHORA 5 (PLT5)) y que así se pueda iniciar el desarrollo vegetativo, o apagar los genes que mantienen la fase juvenil (p. ej. Micro RNA156) para que la planta pase a la fase adulta y adquiera la competencia a florecer, o los genes represores del desarrollo reproductivo (p. ej. FLOWERING LOCUS C (FLC), MADS AFFECTING FLOWERING 4(MAF4), MAF5, AGAMOUS-LIKE 15 (AGL15)) para que la planta florezca en condiciones adecuadas (Figura 2). Análisis bioquímicos realizados en los últimos años en la planta modelo Arabidopsis thaliana han revelado que las proteínas PcG se
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Figura 2 Las proteínas PcG en coordinación con las condiciones ambientales regulan el ciclo de vida de las plantas. El diagrama ilustra las diferentes etapas de desarrollo de Arabidopsis thaliana a lo largo de su ciclo de vida, comenzando desde la germinación de la semilla. Después de la germinación, los cotiledones embrionarios adquieren la capacidad fotosintética y la plántula comienza a producir hojas, permaneciendo en un estado juvenil durante un tiempo determinado. Posteriormente, la planta alcanza la madurez y adquiere la capacidad de reproducirse, lo que da inicio a la fase de floración, culminando en la formación de nuevas semillas. La transición entre estas fases requiere la represión de ciertos genes, un proceso mediado por la actividad de los complejos PRC1 y PRC2, y la activación de otros genes. La actividad de los complejos PcG está influenciada por distintas señales ambientales para que las transiciones se den en las condiciones apropiadas.
ensamblan en dos complejos con distintas actividades modificadoras de histonas. El complejo represivo PRC1 es capaz de ligar un residuo de ubiquitina a la K121 de la histona H2A canónica o a la K129 de su variante H2A.Z (H2Aub). Por su parte, el complejo PRC2 lleva a cabo la trimetilación de la K27 tanto de la histona canónica H3.1 como de su variante H3.3 (H3K27me3). El hecho de que estos complejos puedan modificar tanto a las histonas canónicas como a sus variantes indica que la regulación que establecen puede
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ser mantenida durante la replicación, lo que le confiere estabilidad, o bien ser independientemente de la replicación del ADN y establecerse en respuesta a un estímulo que no tiene por qué coincidir con esta, lo que la hace más dinámica. Además, parece que la incorporación de una o de las dos marcas mediadas por estos complejos regula de forma diferente la expresión génica al modificar la accesibilidad de la cromatina en distinto grado. Distintos datos experimentales indican que la monoubiquitinación
de la H2A reduce en cierta medida la accesibilidad de la cromatina, lo que conduce a una disminución de los niveles de expresión de los genes diana. La incorporación de H3K27me3 en genes previamente marcados con H2Aub reduce aún más la accesibilidad; de hecho, esta secuencia de incorporación de marcas es necesaria para apagar la expresión de genes que previamente están activos, y por tanto marcados con modificaciones relacionadas con activación (H3/H4ac y H3K4me3). Este mecanismo secuencial se da por
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DOSIER CIENTÍFICO ejemplo para apagar la expresión del gen ABI3 que regula la respuesta de la planta al ácido abscísico (ABA, por sus siglas en inglés). El ABA es una fitohormona que a través de la activación del factor de transcripción ABI3 (entre otros factores), promueve la acumulación de reservas en la semilla durante su desarrollo y la inhibición de la germinación bajo condiciones desfavorables. Cuando las condiciones son
favorables para la germinación, los niveles de ABA disminuyen y la expresión de ABI3 es reprimida por la incorporación secuencial de H2Aub y H3K27me3 y la eliminación de las marcas de activación. Este apagado, aunque estable en condiciones normales, puede revertir durante etapas posteriores del desarrollo en respuesta a determinadas condiciones ambientales. De tal forma que, en condiciones de sequía, salinidad o
baja temperatura, las plantas aumentan la producción de ABA, lo que conlleva a que se eliminen las marcas de represión en ABI3 y se active su expresión para regular la respuesta fisiológica que permite tolerar estas condiciones extremas (Figura 3A). Otro ejemplo de este tipo de regulación sería el apagado del gen represor de la floración FLC en Arabidopsis thaliana. Muchas especies de plantas para iniciar la
Figura 3 Tipos de represión mediada por los complejos PcG. (A) Represión flexible: la represión de los genes ABI3 y FLC en respuesta a las condiciones ambientales (imbibición y frio, respectivamente) se establece por la incorporación secuencial de H2Aub y H3K27me3. Esta represión puede revertir para permitir la adaptación de la planta a nuevas condiciones. (B) Represión estable: La expresión de AG permanece silenciada durante todo el ciclo de vida por efecto de H3K27me3 que reduce en gran medida la accesibilidad de la cromatina. La represión solo se eliminará para especificar los estambres y el carpelo durante el desarrollo floral en respuesta a señales internas.
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Figura 4 Las proteínas PcG participan en la organización tridimensional de la cromatina. Los genes marcados con marcas PcG pueden interaccionar a larga distancia entre si dando lugar a los dominios PcG dentro del núcleo. Estos dominios PcG pueden reorganizarse dentro en respuesta a distintos estreses.
floración en la temporada adecuada (que suele ser la primavera) requieren una exposición a temperaturas frías durante un período de tiempo largo. Este proceso se conoce como vernalización. Cuando empieza la exposición al frio, los complejos PRC1 y PRC2 actúan secuencialmente para reprimir la expresión de FLC, eliminándose también las marcas de activación preexistentes. Para mantener la represión estable de este gen, es crucial que la duración del periodo de frio sea largo. Esto permite que se extienda la región marcada a todo el cuerpo del gen y se alcancen niveles altos de las marcas. Si este periodo
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frío no es suficientemente largo, la represión no se mantiene de forma estable y puede revertir, conduciendo a la reactivación de FLC cuando la temperatura sube de nuevo. Este mecanismo previene que la planta florezca en un periodo no propicio; por ejemplo, después de un periodo corto de frio seguido de uno cálido, como frecuentemente ocurre en otoño (Figura 3A). Por otro lado, también se han identificado genes marcados únicamente con H3K27me3. La cromatina de estos genes es altamente inaccesible y, por tanto, permanecen silenciados de forma estable durante gran parte del
desarrollo de la planta, activándose solo en tejidos y momentos concretos. Un ejemplo claro de este tipo de regulación es a la que está sometida el gen AGAMOUS (AG), que es un gen fundamental para la formación de los órganos reproductivos, los estambres y carpelos. AG permanece silenciado a lo largo de todo el desarrollo, activándose solo cuando tiene que determinar la identidad de estos órganos florales (Figura 3B). Estos ejemplos demuestran que para entender la regulación transcripcional de un gen en respuesta a distintas señales no basta con la identificación de una única marca epigenética sino que es
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importante tener una visión más amplia del código de histonas. Los complejos PRC1 y PRC2 no solo son esenciales para regular la accesibilidad de la cromatina y promover la represión génica, sino que, a través de las modificaciones que introducen, también desempeñan un papel clave en la organización tridimensional (3D) de la cromatina en el núcleo, contribuyendo a la formación de bucles de interacción entre regiones genómicas distantes (Figura 4). Estas interacciones favorecen la agrupación
de genes en «dominios» dentro del núcleo, facilitando su regulación. Evidencias recientes apoyan que los dominios PcG pueden reorganizarse dentro del núcleo en plantas sometidas a distintos estreses (Figura 4), permitiendo respuestas adaptativas rápidas y eficientes. Por lo tanto, a pesar de que en los últimos años se ha avanzado considerablemente en el conocimiento de la regulación mediada por los complejos PcG en plantas, se requiere una investigación más profunda para
explorar cómo estas proteínas y las marcas que establecen afectan a la estructura 3D de la cromatina y como esto participa en mediar la resistencia de las plantas al estrés.
Agradecimientos El trabajo que se lleva a cabo actualmente sobre la regulación mediada por los complejos PcG en el grupo de la Dra. Calonje está financiado por el proyecto PID2022-142997NB-I00 de MCIN/ AEI /10.13039/501100011033/ FEDER, UE.
Para leer más Baile F, Calonje M. Dynamics of polycomb group marks in Arabidopsis. Current Opinion Plant Biology 80 (2024) 102553. doi: 10.1016/j.pbi.2024.102553 Baile F, Gómez-Zambrano Á, Calonje M. Roles of Polycomb complexes in regulating gene expression and chromatin structure in plants. Plant Communications 3 (2021) 100267. doi: 10.1016/j.xplc.2021.100267 Dobránszki J, Agius DR, Berger MMJ, Moschou PN, Gallusci P, Martinelli F. Plant memory and communication of encounters. Trends in Plant Science 30 (2025) 199-212. doi: 10.1016/j.tplants.2024.09.012 Hollwey E, Briffa A, Howard M, Zilberman D. Concepts, mechanisms and implications of long-term epigenetic inheritance. Current Opinion in Genetics & Development 81 (2023) 102087. doi: 10.1016/j. gde.2023.102087 Yu MH, Liao WC, Wu K. Histone Methylation in Plant Responses to Abiotic Stresses. Journal of Experimental Botany (2025) eraf058. doi: 10.1093/jxb/eraf058
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DESCUBRIMIENTO DE FÁRMACOS PARA INCREMENTAR LA TOLERANCIA A LA SEQUÍA EN AGRICULTURA Carla Donderis-Fagoaga y Jorge Lozano-Juste Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas (IBMCP), UPV-CSIC, Valencia https://doi.org/10.18567/sebbmrev_225.202506.dc5
El reto global de la sequía Según las naciones unidas (FAO), actualmente la sequía es el estrés que tiene un mayor impacto sobre la agricultura. De hecho, los recientes episodios de sequía han tenido un coste estimado de 37 billones de dólares anuales para el sector. Además, el cambio climático está provocando una intensificación de los episodios de sequía en muchas regiones del planeta, poniendo en peligro la seguridad alimentaria. Esto se debe, en parte, a que el 80% del área cultivada del planeta, en la que se produce
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el 65% del alimento a nivel mundial, es de secano. Es decir, depende exclusivamente del agua de lluvia. Frente a este desafío, uno de los grandes objetivos de la biotecnología agrícola es aumentar la resiliencia de los cultivos a la escasez hídrica. En este contexto, la biología química (del inglés, chemical biology) ha emergido como una alternativa complementaria a las aproximaciones genéticas. Esta disciplina estudia la biología utilizando moléculas químicas, a través del diseño de pequeñas moléculas que modulan de forma
reversible procesos fisiológicos de interés agronómico. Su aplicación en plantas abre la puerta al desarrollo de tratamientos no transgénicos, transitorios, específicos, y escalables, capaces de mejorar el rendimiento de los cultivos en condiciones de estrés. Estamos, en definitiva, ante una nueva aplicación del descubrimiento de fármacos, esta vez no orientado a humanos, sino a plantas.
El descubrimiento de fármacos como disciplina El desarrollo de fármacos es un proceso complejo y multidisciplinar. Aunque su aplicación más conocida es la medicina humana, sus principios son extrapolables a otros sistemas biológicos. Todo comienza con la identificación de una diana molecular, normalmente una proteína, que está involucrada en una enfermedad y cuya modulación se espera que tenga un efecto fisiológico beneficioso o terapéutico (Figura 1). Posteriormente, se realiza una fase de descubrimiento, que incluye rastreos de colecciones de compuestos químicos, ya sea de forma experimental o computacional, para encontrar moléculas que actúen sobre esa diana, modulando su función (Figura 1). Una vez identificados estos compuestros, se inicia la fase de optimización, donde se modifican las estructuras iniciales para mejorar sus propiedades, tales como su potencia, selectividad, estabilidad, y solubilidad entre otras. Una vez obtenidos los candidatos más prometedores, se procede a una fase de validación en modelos biológicos, que incluyen organismos modelo y, eventualmente, ensayos clínicos para la biomedicina o ensayos de campo para la agricultura. Finalmente, si los resultados son positivos, se procede con las fases de desarrollo regulatorio, formulación, producción a gran escala y comercialización.
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genéticos y funcionales. En Queda de manifiesto que muchos casos, la identificación cada fase del descubrimiento de de la diana es la parte más crítica fármacos demanda una combiy menos visible del proceso de nación específica de disciplinas: descubrimiento de fármacos, pero la identificación de dianas aúna de la que depende su éxito. bioquímica, biología molecular y genética funcional; los cribados químicos iniciales dependen de la La señalización del ácido abscísico farmacología, las librerias de com- como diana farmacológica puestos químicos y la automatiza- El ácido abscísico (ABA) es una ción de alto rendimiento; la fase fitohormona esencial en la resde optimización implica química puesta de las plantas a la sequía. médica, síntesis orgánica, mode- Cuando la disponibilidad de agua lado computacional y biología es- disminuye, los niveles de ABA tructural; y la validación funcional aumentan, activando respuestas requiere la fisiología, la genética, fisiológicas como la reducción la biología celular, y experiencia en del uso del agua, la producción organismos modelo. La sinergia de metabolitos protectores y el entre todas estas áreas es lo que crecimiento de las raíces, entre hace posible el desarrollo de un muchas otras. Existen multitud de producto aplicable y eficaz. trabajos científicos demostrando Un aspecto clave de todo este que la activación de la señalización proceso es la identificación de la de ABA activa la resistencia a la diana. Sin una buena comprensión sequía de manera eficaz. del sistema biológico y sin una diaLa señalización del ABA se na validada, el descubrimiento de inicia con la unión a sus recepfármacos se convierte en una tarea tores, que son un conjunto de con pocas posibilidades de éxito. proteínas denominadas PYR/PYL La selección de dianas requiere que presentan una cavidad con un amplio conocimiento sobre el afinidad por el ABA. Al unir ABA, proceso «a solucionar», así como la estos receptores interaccionan integración de datos bioquímicos, con otras proteínas, las fosfatasas
Figura 1 Diagrama esquemático del proceso de descubrimiento de fármacos incluyendo sus diferentes fases: 1) Identificación de la diana, 2) búsqueda de compuestos, 3) optimización, 4) validación funcional.
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tipo 2C (PP2C), que normalmente suprimen la activación de la ruta de señalización. Esta interacción conlleva a la inhibición de la actividad de las PP2Cs, que resulta en la activación de las respuestas fisiológicas de adaptación a la sequía, ya que permite que las proteínas kinasas SnRK2 fosforilen elementos de señalización clave para activar este proceso (Figura 2). El descubrimiento de los receptores de ABA ha sido una de las grandes historias de éxito de la biología química en plantas. Pese a que multitud de grupos habían trabajado en su identificación siguiendo aproximaciones genéticas o bioquímicas de manera fallida, en 2009 se publicó un rastreo químico realizado por el grupo de Sean Cutler en la Universidad de California, Riverside, que condujo al descubrimiento de los receptores de ABA. En este trabajo, llevaron a cabo un rastreo de diferentes colecciones de compuestos químicos, identificando pyrabactina como una molécula capaz de inhibir la germinación de las semillas. Además, encontraron que aquellos mutantes en genes clave de la señalización de ABA conocidos hasta la fecha eran insensibles al tratamiento con pyrabactina, indicando que esta molécula química actuaba sobre una proteína clave en esta ruta de señalización. Experimentos bioquímicos, genéticos y estructurales, permitieron caracterizar la unión de pyrabactina a unas nuevas proteínas, los receptores de ABA PYR/PYL. La validación funcional de estos receptores se ha visto reforzada por multitud de estudios incluyendo cultivos como arroz, tomate y trigo, donde su sobreexpresión ha resultado en una mayor tolerancia a la sequía. En arroz, por ejemplo, se ha demostrado que la sobreexpresión de receptores como OsPYL3 y OsPYL5 mejora significativamente la eficiencia en el uso
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Figura 2 Esquema de la ruta de señalización del ABA. Los receptores al unir ABA inhiben las proteínas PP2C permitiendo la activación de la adaptación al estrés mediante la fosforilación de las SnRK2s.
del agua y aumenta la supervivencia de las plantas bajo condiciones de riego deficiente. En tomate, la sobreexpresión de SlPYL9 ha resultado en plantas más resistentes al estrés hídrico, con mejor rendimiento en condiciones de sequía. En trigo, estudios recientes han demostrado que líneas transgénicas que sobreexpresan receptores de ABA muestran mayor eficiencia en el uso del agua y una recuperación más rápida tras periodos de estrés. Estos resultados no solo demuestran el papel central de los receptores de ABA en la fisiología vegetal, sino que también los validan como posibles dianas para el desarrollo de fármacos contra la sequía. Además de la información genética, gracias a estudios estructurales mediante cristalografía de rayos X y otras técnicas, se ha desvelado la arquitectura de los receptores PYR/PYL y los detalles atómicos de su unión con el ABA. El ABA se une en una cavidad hidrofóbica, formando interacciones
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con residuos clave del receptor. La unión de ABA provoca un cambio de conformación en la proteína, permitiendo su interacción con las PP2C y la formación de un complejo ternario (receptor-ABA-PP2C) muy estable. A su vez, el cambio de conformación acerca una parte del receptor al sitio activo de la PP2C, inactivando su función. La extensa información disponible, tanto a nivel genético como fisiológico y estructural, justifican la selección de los receptores de ABA como una diana para el descubrimiento de moléculas que activen la resistencia a la sequía.
Agonistas de los receptores de ABA: del descubrimiento a la aplicación El descubrimiento de la pyrabactina como una molécula sintética que se une y activa los receptores de ABA fue un hallazgo clave que abrió las puertas al uso de los receptores de ABA como dianas para el descubrimiento de pequeñas moléculas que activen la resistencia a la sequía. En los años
siguientes a su descubrimiento, un cribado químico usando los receptores de ABA como dianas condujo a la identificación de quinabactina, el primer agonista sintético que mostraba actividad sobre múltiples receptores de ABA (Figura 3A). Además, la quinabactina demostró ser capaz de promover el cierre estomático y mejorar la tolerancia a la sequía en diversas especies vegetales. A diferencia del ABA natural, los agonistas sintéticos presentan ventajas como una mayor estabilidad química, menor coste de producción y la posibilidad de diseñar moléculas selectivas para ciertos receptores. Esto permite aplicaciones específicas sin necesidad de modificar genéticamente las plantas, una ventaja regulatoria y social significativa. El descubrimiento de la pyrabactina y posteriormente de la quinabactina despertó el interés de la industria, y la empresa Syngenta desarrolló cientos de derivados tratando de mejorar su estabilidad y su eficacia. En paralelo, Bayer desarrolló una estrategia de rastreo químico masivo basada en ensayos in vitro usando receptores de trigo. Para ello, usaron un sistema de rastreo automatizado de alto rendimiento y una colección de 3,6 millones de compuestos químicos. A partir de estos estudios se descubrieron agonistas con nuevas características químicas, que fueron el punto de partida para la síntesis de numerosos derivados con diferentes perfiles de actividad. Unos años más tarde, un grupo académico empleó un enfoque de rastreo químico computacional y diseño racional para identificar una nueva clase de agonistas de los receptores de ABA con propiedades mejoradas. El resultado fue opabactina, una molécula con alta afinidad por los receptores de ABA y notable actividad in vivo (Figura 3A). Su diseño se basó
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Figura 3 (A) Estructura de los agonistas de los receptores de ABA pyrabactina, quinabactina y opabactina. (B) Protección a la sequía mediante la combinación CsPYL15m – iSB09 en Arabidopsis thaliana. Plantas tratadas con iSB09 que expresan el receptor CsPYL15m resisten la sequía más que las plantas control.
en modelos estructurales de los receptores PYR/PYL y su optimización incluyó estudios de docking, química médica y ensayos fisiológicos en planta. Opabactina mostró una potente inducción de respuestas de cierre estomático y expresión génica asociada al estrés hídrico, siendo más eficaz que el propio ABA. El tratamiento de plantas de trigo con opabactina protegía al cultivo de la sequía de manera eficiente. Opabactina es el agonista de los receptores de ABA más potente descrito hasta la fecha. En nuestro grupo (Chemical Biology Group, https://ibmcp.upv. es/grupos-investigacion/chemical-biology-group/), trabajamos en el desarrollo de herramientas biotecnológicas para incrementar la tolerancia a la sequía siguiendo una aproximación de
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descubrimiento de fármacos. En los últimos años, hemos participado en dos proyectos centrados en este objetivo. En el primero de ellos, hemos usado estrategias de cribado virtual y diseño de ligandos guiados por estructura para identificar un nuevo agonista de los receptores de ABA denominado iSB09. En paralelo, hemos aplicado la ingeniería de proteínas para desarrollar un receptor sintético CsPYL15m, diseñado para activarse de forma específica por iSB09. Al tratar plantas transgénicas que expresan el receptor CsPYL15m con iSB09, somos capaces de incrementar de manera notable la resistencia a la sequía de la planta modelo Arabidopsis thaliana (Figura 3B). Esta tecnología ha sido patentada y publicada recientemente. Sin embargo, esta investigación
presenta ciertas dificultadas para convertirse en una solución real y alcanzar el mercado, ya que está basada en la utilización de plantas transgénicas que expresen el receptor CsPYL15m, lo que limita su aplicación como se menciona anteriormente. Para solucionar este problema planteamos un proyecto ambicioso, a fin de desarrollar agonistas de los receptores de ABA que, por sí solos, tuvieran la potencia y propiedades necesarias para poder ser usados sobre variedades comerciales sin la necesidad de usar plantas transgénicas. Para ello, hemos contado con la colaboración de diferentes grupos de investigación nacionales expertos en biología estructural y farmacología, biología de plantas y química orgánica, además de la empresa gallega GalChimia,
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DOSIER CIENTÍFICO especializada en la síntesis orgánica y la química medicinal. Tras el rastreo de una colección de 60.000 compuestos químicos usando los receptores de ABA como diana, hemos encontrado nuevas moléculas químicas con propiedades muy satisfactorias. Para optimizar estas moléculas, hemos guiado su diseño mediante la química computacional, validándolo posteriormente mediante ensayos bioquímicos y fisiológicos. Hemos aplicado numerosos ciclos de diseño-sintesis-validación para mejorar progresivamente nuestros compuestos. Tras sintetizar más de 100 nuevas moléculas, hemos obtenido un nuevo agonista de los receptores de ABA con una actividad similar o incluso mayor que la opabactina, el mejor agonista descrito hasta la
fecha. Estos resultados positivos nos han animado a caracterizar la actividad de nuestro compuesto en cultivos con gran interés agronómico como el tomate, el trigo (la especie más cultivada a nivel mundial) y el maíz (el cultivo más producido a nivel mundial). Nuestra mejor molécula es capaz de reducir el uso del agua e incrementar la tolerancia a la sequía en estas tres especies de manera muy eficiente. La aplicación de nuestro compuesto a plantas de tomate, trigo y maiz mejora considerablemente su tolerancia a la sequía con una actividad mucho mayor que la del propio ABA. Estos compuestos han sido patentados recientemente y ponen de manifiesto los beneficios de aplicar el descubrimiento de fármacos a la agricultura.
Perspectivas y desafíos El uso de fármacos para mejorar la tolerancia a la sequía representa una intersección fascinante entre la biología de plantas, química médica, biología estructural, farmacología y agricultura. Sin embargo, pese a que varios compuestos han demostrado eficacia en condiciones controladas, su aplicación en campo requiere superar todavía muchos desafíos como su formulación o su estabilidad en condiciones reales. Además, estos compuestos deberán superar los marcos regulatorios necesarios para registrarlos como agroquímicos y resultar económicamente viables. En cualquier caso, el desarrollo de agonistas de los receptores de ABA es un ejemplo claro de las múltiples aplicaciones que ofrece el descubrimiento de fármacos en la agricultura.
Para leer más Cutler SR, Rodríguez PL, Finkelstein RR, Abrams SR. Abscisic acid: emergence of a core signaling network. Annual Review of Plant Biology 61 (2010) 651-79. doi: 10.1146/annurev-arplant-042809-112122 Lozano-Juste J, Infantes L, Garcia-Maquilon I, Ruiz-Partida R, Merilo E, Benavente JL, Velázquez-Campoy A, Coego A, Bono M, Forment J, Pampín B, Destito P, Monteiro A, Rodríguez R, Cruces J, Rodriguez PL, Albert A. Structure-guided engineering of a receptor-agonist pair for inducible activation of the ABA adaptive response to drought. Science Advances 9 (2023) eade9948. doi: 10.1126/sciadv.ade9948 Lozano-Juste J, García-Maquilón I, Ruiz-Partida R, Rodriguez PL. Drug Discovery for Thirsty Crops. Trends in Plant Science 25 (2020) 844-846. doi: 10.1016/j.tplants.2020.07.001 Okamoto M, Peterson FC, Defries A, Park SY, Endo A, Nambara E, Volkman BF, Cutler SR. Activation of dimeric ABA receptors elicits guard cell closure, ABA-regulated gene expression, and drought tolerance. PNAS USA 110 (2013) 12132-7. doi: 10.1073/pnas.1305919110 Park SY, Fung P, Nishimura N, Jensen DR, Fujii H, Zhao Y, Lumba S, Santiago J, Rodrigues A, Chow TF, Alfred SE, Bonetta D, Finkelstein R, Provart NJ, Desveaux D, Rodriguez PL, McCourt P, Zhu JK, Schroeder JI, Volkman BF, Cutler SR. Abscisic acid inhibits type 2C protein phosphatases via the PYR/PYL family of START proteins. Science 324 (2009) 1068-71. doi: 10.1126/science.1173041 Vaidya AS, Helander JDM, Peterson FC, Elzinga D, Dejonghe W, Kaundal A, Park SY, Xing Z, Mega R, Takeuchi J, Khanderahoo B, Bishay S, Volkman BF, Todoroki Y, Okamoto M, Cutler SR. Dynamic control of plant water use using designed ABA receptor agonists. Science 366 (2019) eaaw8848. doi: 10.1126/ science.aaw8848
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Redefine Functional Metabolic Analysis Agilent Seahorse XF Flex Analyzer—The future of 3D discovery The new Agilent Seahorse XF Flex 24-well platform is redefining what’s possible in functional metabolic analysis, empowering researchers to explore metabolism across a broader range of model systems than ever before. From traditional 2D cell cultures to cutting-edge 3D organoids, spheroids, and tissue models, this advanced platform delivers a more physiologically relevant view of metabolism in disease. By bridging the gap between in vitro research and real-world biology, the Seahorse XF Flexenhances research translatability, unlocking deeper insights into cellular function and disease mechanisms. Scan the code to learn more.
DE-006635 Research Use Only. Not for use in diagnostic procedures. This information is subject to change without notice. © Agilent Technologies, Inc. 2025
ENTREVISTA
CARLA FERRERO
Investigadora del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC), CSIC
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« Como investigadores, estamos acostumbrados a presentar resultados en publicaciones científicas, respaldados por datos objetivos y detallados, pero no a crear empresas « 36
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Carla Ferrero es investigadora del Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC), CSIC, y ha impulsado la spin-off BacnostiQS que se articula en un proyecto de kit de diagnóstico rápido capaz de detectar patógenos como Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus en solo diez minutos.
C
arla Ferrero, científica de 29 años, ha logrado un hito destacado al defender su tesis doctoral con mención cum laude y posicionarse como futura CEO de BacnostiQS, una spin-off del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Este proyecto, desarrollado en el Instituto de Química Avanzada de Cataluña (IQAC), ha sido incluido en el catálogo de los 100 proyectos de spin-offs destacados del CSIC y representa un avance significativo en el diagnóstico rápido de infecciones bacterianas de las vías respiratorias bajas. Ferrero expresó que «aunque no todos los resultados de este proyecto son atribuibles exclusivamente a mi trabajo, ya que la investigación comenzó antes de mi integración en el grupo, gran parte de los resultados que nos van a llevar a la creación de una spin-off y a la captación de inversores, son fruto de mi tesis doctoral. Por ello, posicionarme como futura CEO de esta spinoff representa un gran logro personal y profesional». El proyecto se articula en torno a QS4Dx, un kit de diagnóstico rápido capaz de detectar patógenos como Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus en solo diez minutos. Esta tecnología responde a una necesidad clínica muy concreta: mejorar los tiempos y la precisión del diagnóstico bacteriano en infecciones respiratorias, sin la necesidad de derivar la muestra a un laboratorio clínico ya que no requiere cultivo previo, suponiendo una gran ventaja en aquellos casos en las que el tiempo es crítico.
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Ferrero indicó que «este sistema no solo permitiría acortar los tiempos de espera para el diagnóstico, sino también evitar tratamientos antibióticos innecesarios, con el consiguiente beneficio para la salud del paciente y la lucha frente a la resistencia antimicrobiana». «Actualmente la técnica de referencia sigue siendo el cultivo, con un tiempo mínimo de 24 horas. Si bien existen otras técnicas cuyo objetivo ha sido reducir los tiempos de diagnóstico (sistemas moleculares automatizados como Biofire Filmarray® o Cepheid GeneXpert, técnicas de diagnóstico basadas en espectrometría de masas como MALDI Biotyper®), la mayoría también requieren de un cultivo bacteriano previo, personal cualificado para su uso y maquinaria especializada que conlleva costes iniciales elevados», ha subrayado. Otro de los atributos diferenciales del kit QS4Dx es su capacidad de personalización. A diferencia de otros sistemas más cerrados, esta prueba permite incorporar nuevos patógenos y adaptarse a distintas plataformas tecnológicas, desde dispositivos pointof-care (PoC, por sus siglas en inglés) hasta pruebas
«Es un orgullo leer la tesis y dar el salto al mundo empresarial»
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ENTREVISTA ELISA. «Diseñamos la tecnología pensando en la flexibilidad, clave para responder a escenarios clínicos diversos», explicó. Ferrero detalló que «la tecnología permite la detección simultánea de Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus, responsables de entre el 40 y el 60% de las infecciones nosocomiales y de especial relevancia en pacientes con EPOC o fibrosis quística». El uso de inmunorreactivos específicos garantiza la precisión diagnóstica, «permitiendo ampliar el repertorio de patógenos sin pérdida de fiabilidad». La elección de los patógenos no es casual: tanto Staphylococcus aureus, resistente a meticilina (MRSA), como Pseudomonas aeruginosa se encuentran entre las bacterias de prioridad crítica o alta según la OMS debido a su resistencia a múltiples antibióticos. Además de su potencial clínico, la tecnología cuenta con una sólida base de protección intelectual: dos patentes ya concedidas, una solicitud en curso y un secreto industrial asociado, lo que ofrece garantías de viabilidad comercial a medio plazo. En paralelo, el equipo trabaja actualmente en la validación clínica, un paso imprescindible para su introducción en el mercado sanitario.
Cambio de mentalidad El camino de QS4Dx hacia el mercado se vio fortalecido gracias al programa CSIC-EBTon, un hackatón de transferencia tecnológica impulsado por la Vicepresidencia Adjunta de Transferencia de Conocimiento (VATC) del CSIC, en colaboración con la Fundación General CSIC (FGCSIC). «Este programa comenzó con una fase inicial de preselección de 21 proyectos. Posteriormente, viajamos a Valencia donde el equipo de ‘Por Qué No?’ nos proporcionó formación sobre cómo preparar una presentación efectiva para atraer el interés de futuros inversores», ha comentado. Ferrero señaló que «este programa nos ha forzado a pensar como emprendedores, ya que, como investigadores, estamos acostumbrados a presentar resultados en publicaciones científicas respaldados por datos objetivos y detallados. Sin embargo, no estamos habituados a crear empresas ni a dar los primeros pasos en el mercado. Durante la formación aprendimos a identificar el problema, proponer una solución diferenciada y realizar análisis clave, como el tamaño del mercado, los competidores y el análisis DAFO. Esta formación fue intensa, con ejercicios prácticos que nos pusieron en situaciones desafiantes». Finalmente, QS4Dx destacó entre las propuestas y fue uno de los cuatro proyectos galardonados en la final celebrada el 10 de octubre en Valencia. El jurado, compuesto por expertos como Ana Carrau, Daniel Ramón, Jaime Esteban, Reyes San Segundo y Werner Zippold, valoró su potencial de transferencia, escalabi-
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lidad y alineación con necesidades clínicas no cubiertas. El programa otorgó al equipo 20.000 euros y un acompañamiento especializado para desarrollar su modelo de negocio, desde la validación clínica hasta el acceso al mercado. «El programa CSIC-EBTon ofrece un pequeño apoyo económico, pero su verdadero valor radica en la oportunidad de conectar con personas clave en el ámbito de la transferencia tecnológica y la comunicación. Durante el evento, miembros del jurado expresaron interés en nuestro proyecto, lo que representa un paso importante para su desarrollo futuro», comentó Carla Ferrero. Para la investigadora, el sector bio y farmacéutico plantea desafíos como plazos prolongados para llegar al mercado, «lo que complicó la competencia de QS4Dx frente a proyectos con ciclos más cortos. Sin embargo, la relevancia sanitaria y el enfoque innovador del proyecto convencieron al jurado».
Fase de despegue En cuanto al nivel de madurez tecnológica, Ferrero situó el proyecto «en una fase intermedia, entre el TRL 4 y el TRL 5». Actualmente trabajan con un producto mínimo viable (MVP) en formato ELISA, que «ya ha demostrado un gran potencial». No obstante, según ha comentado la investigadora, «el producto objetivo que buscamos desarrollar y llevar al mercado es un dispositivo Point-of-Care (PoC, por sus siglas en inglés)». «En el plazo de un año, prevemos avanzar hasta un TRL 6, lo que permitirá dar el impulso definitivo para la creación de una Empresa de Base Tecnológica (EBT) desde la cual continuar la maduración de la tecnología hasta su comercialización». El paso siguiente sería la validación clínica del dispositivo, para lo que será necesario «contar con centros hospitalarios y servicios clínicos especializados que permitan acceder a cohortes de pacientes representativas y a profesionales sanitarios que colaboren en los ensayos. Además, será clave contar con empresas que dispongan de la certificación GMP para llevar a cabo la fabricación de los inmunorreactivos necesarios y el propio dispositivo». En cuanto al mercado potencial, Ferrero indicó que «se trata de un segmento muy amplio: el diagnóstico
«El diagnóstico in vitro de enfermedades respiratorias supera los 1.000 millones de euros a escala global»
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in vitro de enfermedades respiratorias supera los 1.000 millones de euros a nivel global». Aunque el ámbito es extenso, «hemos identificado los servicios de urgencias y las unidades de cuidados intensivos (UCIs) como nichos iniciales de alto impacto, dada la necesidad de decisiones rápidas y precisas». Desde el punto de vista regulatorio, el camino no es sencillo, apunta la investigadora. «El dispositivo deberá contar con una ficha técnica según su clasificación como producto sanitario, cumplir con los requisitos de la norma ISO 13485 para sistemas de gestión de calidad, y toda su fabricación deberá realizarse bajo certificación GMP», explicó Ferrero. «Solo así podrá obtener el marcado CE, requisito indispensable para su comercialización en Europa. Más adelante, si se plantea su expansión a otros mercados, como Estados Unidos, será necesario adaptarse a la regulación de la FDA y otros organismos competentes». Respecto al modelo de negocio, Ferrero explicó que «la estrategia inicial será B2G (por sus siglas en inglés, Business-to-Government), enfocándose en el sistema público de salud». La implementación en hospitales podría «mejorar la toma de decisiones clínicas, reducir el uso innecesario de antibióticos y optimizar el manejo de infecciones nosocomiales». En paralelo, se prevé «explorar el modelo B2B (por sus siglas en inglés, Business-to-Business), ofreciendo el producto a aseguradoras y hospitales privados». Además, «la posibilidad de licenciar la tecnología a empresas con capacidades de producción y distribución permitiría escalar el producto sin asumir directamente los costes industriales». En cuanto a la composición del equipo fundador, Ferrero destacó «la importancia de integrar perfiles complementarios: un líder científico-técnico, un gestor con visión estratégica y experiencia en captación de fondos, un experto en regulación y calidad, y un medical advisor que aporte una perspectiva clínica». En esta fase inicial, «podríamos apoyarnos también en colaboradores externos para áreas como marketing, diseño o asuntos legales, hasta que el equipo pueda crecer de forma estructurada». Y, por último, el escalado del dispositivo y su despliegue, que se financiarán a través de una combinación de fuentes. «Buscaremos subvenciones públicas y
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ayudas a la innovación especialmente dirigidas a empresas, así como inversión privada de capital riesgo y business angels. También buscamos establecer alianzas estratégicas con grandes empresas del sector biomédico y realizaremos rondas de financiación para captar capital adicional».
Más proyectos galardonados Además del liderado por Carla Ferrero, también fueron galardonados en el programa CSIC-EBTon el proyecto «Neurodiscovery: for frontotemporal dementia» presentado por Rafael León, científico del Instituto de Química Médica (IQM), CSIC, -se trata de un fármaco ya patentado, pequeño e innovador con potencial para tratar la demencia frontotemporal y otras enfermedades neurodegenerativas para las que actualmente no existen tratamientos curativos; la estrategia terapéutica contra el cáncer de ovario «Tarmemet» que presentó Manuel López Cabrera, investigador del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM), CSIC-UAM, -basada en un conjugado anticuerpo-fármaco (ADC) que ataca específicamente las células del microambiente tumoral que alimenta el tumor-; y el proyecto «4D-Farms: nuevos sensores y algoritmos para mejorar la productividad de los cultivos leñosos» presentado por José Antonio Jiménez Berni, investigador del Instituto de Agricultura Sostenible (IAS), CSIC, -un sistema de mapeo de cultivos de alta precisión, que gracias a una serie de sensores permite aumentar la productividad de los cultivos-. Según explica Ana Castro, vicepresidenta adjunta de Transferencia de Conocimiento del CSIC, «el organismo está dando un importante impulso a todo lo relacionado con la transferencia del conocimiento y la innovación, y prueba de ello es la organización de este hackatón, que se engloba en ‘Converge’, el hub de innovación del CSIC. Se trata de una iniciativa tremendamente estimulante para el personal científico porque lo que busca es despertar su interés alrededor de sus propias líneas de investigación y hacerle ver el potencial de esas ideas como posibles proyectos empresariales. Intenta dinamizar el ecosistema del CSIC y persigue poner en valor la ciencia y la innovación que se hace dentro del CSIC».
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EL DESAJUSTE ENTRE CIENCIA E INNOVACIÓN: LA BRECHA EN LAS SPIN-OFFS CIENTÍFICAS SEBBM/IGP
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El sistema científico español ha logrado consolidarse como uno de los más productivos a nivel global, particularmente en sectores como la biotecnología y la salud. Según datos de la OCDE, España ocupa el noveno puesto mundial en publicaciones científicas en el campo de la biotecnología, una muestra palpable del nivel de sus investigaciones. Sin embargo, a pesar de esta posición destacada, nuestro país tiene ante sí un importante reto: convertir esa producción científica en productos y servicios que lleguen efectivamente al mercado.
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80% de las spin-offs creadas en países con sistemas es que, efectivamente, hay un desajuste entre ciencia e innovación, especialmente evidente en de Ciencia y Tecnología más maduros y políticas públicas efectivas en transferencia tecnológica. el ámbito de las spin-offs, empresas emergenDe esas 199 spin-offs, el 44% nacieron en univertes basadas en la transferencia de conocimiento sidades, el 29% en hospitales y el 27% en centros desde universidades, hospitales y centros de invesde investigación públicos, con el CSIC a la cabeza, tigación. Así se destaca en el informe «Evolución y responsable de la creación de 21 empresas. Sin tendencias del emprendimiento científico del sector embargo, el informe resalta una salud en España» (Fundación concentración preocupante: el Botín e Inveniam Group, 2025), en Entre 2001 y 2010, 81% de las spin-offs provienen de donde sus autores han analizado solo 10 instituciones, lo que limita 199 spin-offs creadas entre 2001 España apenas creó las oportunidades de sinergias y 2023, y han llegado a conclucuatro spin-offs al y colaboración entre centros y sión, entre otras muchas, de las sectores. grandes dificultades que deben año en el ámbito de la Uno de los aspectos más releafrontar estas iniciativas para salud. Sin embargo, vantes que pone de manifiesto el consolidarse en el mercado. informe es la concentración terriEl documento, presentado a a partir de 2011, este torial de las spin-offs en Cataluña. finales de abril, destaca que entre número comenzó a La comunidad autónoma alberga 2001 y 2010, España apenas creó cuatro spin-offs al año en el ámbi- incrementarse hasta las el 54,5% de todas las spin-offs en salud creadas en España. Este to de la salud. Sin embargo, a parfenómeno no solo responde a tir de 2011, este número comenzó 14 empresas anuales. la mayor densidad investigadora a incrementarse, alcanzando una de la región, sino también a las políticas públicas media de 14 empresas anuales, con un pico de 22 que han favorecido el emprendimiento científico, la en 2020. Si bien el crecimiento es positivo, todavía existencia de redes de inversión y un ecosistema de es insuficiente para el tamaño del sistema de I+D innovación maduro. español, especialmente cuando se compara con el
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POLÍTICA CIENTÍFICA Así, el informe destaca al modelo catalán por la combinación de varios factores: una infraestructura científica avanzada, el desarrollo de políticas públicas orientadas a la transferencia de tecnología o el impulso de redes de inversión privadas que apoyan a las nuevas empresas y clústeres empresariales como Biocat y el Barcelona Health Hub. En contraste, regiones como Madrid (11,5% de las spin-offs) o la Comunidad Valenciana (7%) aún no han logrado replicar el mismo nivel de éxito. Andalucía y el País Vasco, a pesar de contar con una gran capacidad investigadora, no han logrado trasladar esa capacidad a un número significativo de spin-offs, lo que se debe, en parte, a la fragmentación autonómica y la falta de una estrategia común de innovación a nivel nacional.
Un sector dominado por la biotecnología
la publicación científica sobre la creación de empresas basadas en el conocimiento. Sin embargo, modelos exitosos como el de Estados Unidos, con la Ley Bayh-Dole de 1980, demuestran que las universidades pueden generar empresas innovadoras al retener derechos sobre invenciones financiadas con fondos públicos. En solo 40 años, las universidades estadounidenses generaron 11.000 spin-offs, creando millones de empleos y aportando billones de dólares al PIB. El informe concluye que, a pesar de los obstáculos, el ecosistema de spin-offs en España está en crecimiento y que la financiación pública sigue siendo crucial en las primeras etapas. Sin embargo, es necesario un mayor respaldo del sector privado para superar la fase de expansión. Además, la transferencia tecnológica y la colaboración entre universidades, centros de investigación y empresas privadas deben mejorar.
Por grandes áreas, el estudio revela que la biotecnología sigue siendo el sector predominante, con un El CSIC, motor de innovación 57% de las spin-offs creadas. Le sigue la tecnología Precisamente, el CSIC, la principal institución públimédica (32%) y la salud digital (11%). Esta última ca de investigación de España, también emitió días categoría, a pesar del auge global en inversiones en antes de la presentación del estudio «Evolución y telemedicina, aplicaciones de salud e inteligencia tendencias del emprendimiento científico del sector artificial en medicina, se mantiene como una porción salud en España», un informe exhaustivo en el que pequeña del sector. La razón de esta disparidad radievalúa el impacto científico, social y económico de ca en la falta de un entorno regulatorio más ágil y en sus 78 empresas basadas en el conocimiento, conola prevalencia de startups en el sector privado, fuera cidas como spin-offs, acompañado de un catálogo del sistema público de investigación. Uno de los frenos más señalados por el informe es que detalla estas compañías y 32 proyectos con alto potencial para convertirse en futuras spin-offs. El la falta de financiación. Aunque las spin-offs espainforme, titulado «Emprendiendo en el CSIC: Impacto ñolas han recibido apoyo público, el acceso a capital de las spin-offs», fue publicado el privado sigue siendo limitado. 30 de abril de 2025. Solo el 23% de las spin-offs con- De las 199 spin-offs, En este informe el CSIC ofresigue captar inversión privada en el 44% nacieron en ce una visión integral de cómo sus primeras fases de desarrollo. empresas trasladan los Este problema se agrava en las universidades, el 29% en estas avances científicos al mercado, etapas de expansión, cuando las hospitales y el 27% en generando innovaciones que empresas requieren cantidades retos globales como mayores de capital para pasar las centros de investigación abordan el envejecimiento poblacional, exigentes pruebas regulatorias y comerciales. públicos, con el CSIC a la las enfermedades crónicas, el cambio climático, la seguriEn este sentido, el informe cabeza, responsable de la dad alimentaria y la transición señala que los fondos de venture capital, especializados en bioteccreación de 21 empresas. energética. Y el informe destaca que el nología, son reacios a invertir en 53% de las spin-offs creadas proyectos con plazos largos de desarrollan su actividad en los sectores de salud retorno. En países como Estados Unidos, el modelo de y biotecnología, los cuales han experimentado un co-inversión público-privada ha demostrado ser eficaz crecimiento sostenido desde 2010, con un impulso para impulsar spin-offs científicas. Sin embargo, en acelerado desde 2019. Otros sectores, como químiEspaña este tipo de apoyo sigue siendo insuficiente. ca y materiales (12,82%), energía y medioambiente El informe también destaca la necesidad de un (10,26%), tecnologías de la información y comunicacambio cultural en la academia española. El sistema ción (TIC, 16,67%), y agricultura, ganadería, pesca y de incentivos en las universidades sigue priorizando
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alimentación (7,69%), han mostrado un crecimiento más reciente, evidenciando una diversificación sectorial que posiciona al CSIC como un pilar del ecosistema de innovación español y europeo. Según el documento, disponible en Internet, el ecosistema de spin-offs del CSIC ha alcanzado una fase de madurez, con una media de nueve nuevas empresas creadas anualmente y una tasa de supervivencia del 82%, superior a la media de startups tecnológicas en Europa (75%, según un informe de la Comisión Europea de 2023). Desde 2018, se han constituido el 66,6% de las spin-offs, con una vida media de 7,5 años. Estas empresas han generado un impacto económico significativo, con una facturación total de 35,8 millones de euros en 2023, según datos del CSIC. El 41% de las spin-offs han alcanzado el nivel máximo de madurez tecnológica (TRL 9), contribuyendo al 92,5% de los ingresos totales. La internacionalización es un factor clave: el 46% de las spin-offs exportan sus productos o servicios, generando el 88% de la facturación total. Por ejemplo, una spin-off del sector biotecnológico
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ha desarrollado un sistema de bioinformática que se comercializa en mercados de Estados Unidos y Asia. En términos de empleo, las 78 spin-offs han creado 686 puestos de trabajo altamente cualificados, con un gasto salarial de 23,9 millones de euros. El 81% de estas empresas cuentan con al menos un doctor en plantilla, con una media de 2,5 doctores por empresa. Las spin-offs con entre 1 y 5 empleados concentran el 55% de los doctores, lo que refleja la importancia de la validación científica en etapas iniciales. El texto pone especial énfasis en el liderazgo femenino, un área en la que el CSIC destaca a nivel global. El 28,21% de las spin-offs están dirigidas por mujeres, superando la media española (20%, según un informe de South Summit de 2023) y europea (19%, según un estudio de la Comisión Europea de 2022). Las spin-offs lideradas por mujeres aportan el 61,06% de la facturación total (21,9 millones de euros), demostrando una eficiencia notable. Incluso excluyendo una spin-off atípica que lidera su nicho de mercado con una facturación excepcional, las empresas dirigidas por mujeres generan el 37,55% de los
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POLÍTICA CIENTÍFICA ingresos (8,4 millones de euros), frente al 62,45% de las lideradas por hombres (14 millones de euros). Este dato subraya la competitividad de las mujeres en sectores de alta especialización, como la biotecnología, donde el 21,05% de las spin-offs están lideradas por mujeres, con una facturación de 4,6 millones de euros en 2023. Un ejemplo destacado es una spin-off del sector salud, liderada por una investigadora, que ha desarrollado un dispositivo médico basado en nanotecnología para la administración dirigida de medicamentos, con aplicaciones en oncología, según el catálogo del CSIC. Estos resultados posicionan al CSIC como un referente en la promoción de la igualdad de género en el emprendimiento científico. La distribución geográfica de las spin-offs refleja la concentración de la innovación en regiones con ecosistemas consolidados. El 83% de las empresas se ubican en Madrid, Cataluña y la Comunidad Valenciana, que se benefician de la presencia de universidades, centros de investigación y clústeres empresariales. En el sector salud, que representa el 28,21% de las spin-offs (22 empresas), Madrid concentra el 36,36%, seguida por la Comunidad Valenciana (27,27%) y Cataluña (18,18%). En biotecnología, con el 24,36% (19 empresas), Madrid domina con el 68,42%, seguida por la Comunidad Valenciana (10,53%). Estas regiones actúan como polos de atracción de talento y capital, según el CSIC. Por ejemplo, Madrid alberga el Instituto de Investigación Biomédica del CSIC, que ha generado varias spin-offs en terapias avanzadas, mientras que Valencia destaca por su clúster agroalimentario, con spin-offs enfocadas en biotecnología agrícola. Otros sectores, como energía y medioambiente, están ganando relevancia, con un 10,26% de las spin-offs desarrollando soluciones como materiales para la captura de CO2 o tecnologías para la gestión de residuos, alineadas con los objetivos de neutralidad climática de la Unión Europea para 2050.
Innovación abierta El éxito de las spin-offs del CSIC se sustenta en un modelo de innovación abierta que combina colaboración y co-creación. El 75% de las spin-offs colaboran con otras instituciones científicas, como universidades o centros tecnológicos, y el 58% adoptan modelos de co-creación con empresas, generando el 93% de la facturación total. El Hub de Innovación Abierta «CONVERGE», lanzado en 2023, ha sido un catalizador clave, apoyando la creación y consolidación de empresas a través de programas como «CSIC Emprende», que ofrece
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mentorías, acceso a inversores y formación en gestión empresarial. Iniciativas regionales como «Dinamiza», financiado por la Comunidad de Madrid con 5 millones de euros en 2024, «Innovamad», impulsado por el Ayuntamiento de Madrid, y «COMTE», promovido por la Fundación General CSIC, han dinamizado el ecosistema, según el CSIC. La colaboración con fondos de inversión, business angels y mentores ha facilitado el acceso a financiación, con el 85,9% de las spin-offs recibiendo fondos (76,92% públicos, 50% privados). Sin embargo, solo el 30% acceden a financiación privada en sus dos primeros años, lo que indica una barrera para escalar en etapas iniciales, especialmente en sectores de alta intensidad tecnológica como la biotecnología. En términos de propiedad intelectual, el 81% de las spin-offs cuentan con al menos una patente, y el 57,89% tienen más de una, lo que refleja su capacidad para proteger innovaciones. En el sector salud, las spin-offs desarrollan tecnologías como terapias génicas y celulares, edición genética mediante CRISPR, inteligencia artificial para diagnósticos precoces, nanotecnología para la administración de medicamentos, impresión 3D para prótesis personalizadas y dispositivos médicos inteligentes. En biotecnología, que generó 4,6 millones de euros en 2023, las spin-offs trabajan en medicina personalizada, bioinformática, bioprocesos industriales y soluciones para energías renovables como biocombustibles de segunda generación a partir de residuos agrícolas. Estas empresas cuentan con una media de 3,42 doctores por plantilla, frente a 1,9 en otras áreas, reflejando su enfoque intensivo en investigación. Las spin-offs del CSIC representan la vanguardia de la innovación en España, actuando como motores del conocimiento y la transferencia tecnológica, con un impacto notable en sectores críticos para el futuro del país y del continente. Su evolución demuestra que, pese a los desafíos estructurales del sistema español de I+D+i, es posible construir puentes efectivos entre la investigación científica y el mercado cuando se combinan talento investigador, apoyo institucional adecuado y una visión estratégica de largo plazo. Y en este sentido, es conveniente recordar la frase de Diana Morant, ministra de Ciencia, Innovación y Universidades, en la presentación del informe: «la ciencia tiene que ser excelente, pero también tiene que ser relevante, con impacto».
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Avanzando en la investigación veraz con ImageQuant TL 11 La investigación en ciencia depende de datos precisos y reproducibles. Lograr esto se ha vuelto cada vez más desafiante con la capacidad de generar imágenes y las preocupaciones sobre la autenticidad de los datos. Entra en escena ImageQuant™ TL 11 (IQTL 11), el último software de análisis de imágenes de Cytiva, diseñado para simplificar los flujos de trabajo de datos y apoyar a los investigadores en la conservación de la integridad de sus resultados. IQTL 11 es una herramienta versátil utilizada para analizar imágenes de experimentos como Western Blots, geles y otras técnicas de detección molecular. Al proporcionar funciones avanzadas como Similarity Score, Importación de Cromatogramas y modos de Normalización de Proteínas, el software aborda desafíos comunes, incluyendo el sesgo del usuario y los resultados inconsistentes. Su interfaz intuitiva permite a los investigadores ahorrar tiempo mientras aseguran que los datos sigan siendo reproducibles y estén listos para su publicación.
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LA MATRIZ EXTRACELULAR: DE MATERIAL INERTE A COMPLEJA RED DE BIOMOLÉCULAS CON MÚLTIPLES FUNCIONES Fernando Rodríguez Pascual
Centro de Biología Molecular ‘Severo Ochoa’, CSIC-UAM, Madrid
Ana Victoria Villar Ramos
Instituto de Biomedicina y Biotecnología de Cantabria (IBBTEC), Santander
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a vida, tal y como la conocemos hoy, es el resultado de un proceso evolutivo complejo caracterizado por una larga serie de eventos de especiación y de extinción. Si bien la mayoría de los cambios surgieron de forma paulatina y su repercusión fue limitada, otros cambios, auténticos terremotos biológicos y moleculares, constituyen hitos en la evolución de la vida: la aparición de la célula procariota, relativamente simple y con pocas interacciones entre ellas y con el ambiente; la entrada en escena de la célula eucariota, con un repertorio mucho más complejo de herramientas moleculares y con una mayor capacidad para percibir los cambios de su entorno; la asociación entre células eucarióticas para formar organismos multicelulares. En este nuevo orden biológico, que aparece en algas hace 1.000 millones de años, 600 millones en animales, las células cambian su forma y capacidades, migran y se asocian en diferentes tejidos responsables de una función biológica particular. La correcta ejecución de esta coreografía celular no sería posible sin la actuación de la matriz extracelular (extracellular matrix, ECM por sus siglas en inglés). Tradicionalmente la ECM fue considerada una masa estática, sin embargo, hoy en día se reconoce ampliamente como un biomaterial altamente dinámico que confiere resistencia mecánica a los tejidos, proporciona puntos de unión y movimiento a las células, y también es esencial para la comunicación intercelular. Paradójicamente, antes del conocimiento de la existencia de las células, este material fibroso era considerado la base de los organismos vivos, de tal manera que una nueva vida se creaba a partir de estas fibras mediante generación espontánea. Esta corriente de pensamiento, denominada teoría fibrilar, fue dominante hasta
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mediados del siglo XIX, cuando las técnicas histológicas permitieron definir la existencia de las células y, por tanto, la teoría celular, establecida por Rudolf Virchow en 1855. De hecho, este médico visionario, padre de la patología moderna, sugirió también que las sustancias que ocupaban el espacio intercelular habían sido producidas por ellas, un aspecto bastante obvio hoy en día, pero no tanto en aquella época. Casi al mismo tiempo, una sustancia presente en ese espacio «entre células» fue definida como colágeno (del griego kolá: productora de pegamento) por su capacidad de generar gelatina al aplicarle calor. La identificación y caracterización de otras sustancias, como la elastina, añadió un grado extra de complejidad al material presente entre células, que pasó a denominarse matriz extracelular, término que hoy sigue en uso. Los estudios realizados posteriormente, con aplicación de técnicas mayoritariamente químicas y de biología celular, establecieron una parte importante de los conocimientos básicos sobre la ECM, principalmente del colágeno, en lo que se ha llamado la era dorada de la investigación sobre matriz. La identificación del período D del colágeno, su composición particular de aminoácidos, la estructura en triple hélice, su asociación mediante entrecruzamientos covalentes, son todos ellos descubrimientos del período 1940-1960. Estos hallazgos reforzaron la idea generalizada de la ECM como un material inerte de carácter puramente estructural y de sostén. No fue hasta mediados de los años 70 cuando esta visión empezó a cambiar radicalmente, al mismo tiempo que diferentes estudios ponían de manifiesto la existencia de complejas interacciones entre las células y la matriz. En los últimos años, el estudio molecular de la ECM ha avanzado
de forma espectacular, revelando principalmente su papel dinámico en procesos fisiológicos y patológicos. Así, se han identificado nuevas moléculas, como variantes de colágeno o glicoproteínas, o se han generado nuevos biomateriales inspirados en microentornos que mimetizan la ECM y que son utilizados para la regeneración tisular o la experimentación con nuevos fármacos. También, técnicas como la espectrometría de masas y la secuenciación avanzada han permitido caracterizar de forma exhaustiva la composición del matrisoma. Estos hallazgos amplían las posibilidades terapéuticas en diferentes enfermedades, consolidando a la ECM como un foco central de investigación biomédica.
El matrisoma. Reglas generales para la formación de la matriz extracelular El ensamblaje molecular formado por las proteínas de la ECM y otras proteínas asociadas recibe el nombre de matrisoma. Diferentes categorías de proteínas han sido definidas en el matrisoma, el cual en humanos comprende unos 1.000 genes, alrededor del 4% del genoma. El grupo principal lo constituye el matrisoma central (core matrisome), el cual está formado por proteínas de carácter estructural que suelen ser de gran tamaño y con múltiples dominios y modificaciones post-traduccionales. Estas incluyen los colágenos, los proteoglicanos y glicoproteínas como la fibronectina, lamininas, tenascinas, trombospondinas, fibulinas y fibrilinas, entre otras. En cuanto a proteínas asociadas a la ECM, éstas se clasifican en varios grupos: proteínas afiliadas a la ECM, reguladores de la ECM y factores secretados que interaccionan con la ECM. Las proteínas afiliadas a la ECM (ECMaffiliated) comprende proteínas que no constituyen elementos estructurales, pero que se asocian
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Figura 1 Colágeno fibrilar de una preparación de fibroblastos de cápsula de Tenon en cultivo visualizado mediante microscopía electrónica. Note el patrón periódico en la disposición de las fibras, típico del colágeno fibrilar.
(o pueden asociarse) a la ECM: semaforinas, plexinas, anexinas o galectinas, entre otras. El grupo de factores reguladores de la ECM lo forman enzimas que modifican la estructura y la función de la ECM e incluye proteasas, enzimas de entrecruzamiento, sulfatasas, etc. Ligandos extracelulares como los TGF-β (por sus siglas en inglés,
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transforming growth factor-β), BMPs (por sus siglas en inglés, bone morphogenetic proteins) y otras citoquinas constituyen el grupo de factores secretados. Finalmente, es de justicia también incluir en el matrisoma componentes celulares esenciales para la biosíntesis y la regulación de la ECM, como los sistemas
enzimáticos y chaperonas de retículo endoplasmático/Golgi que participan en la producción de colágeno, así como los receptores celulares que interaccionan con la ECM (integrinas, distroglicanos). Como regla general, los componentes de la ECM no están diseñados para funcionar como moléculas solubles de forma aislada, sino que forman ensamblajes macroscópicos de composición compleja. Estas propiedades emanan de su estructura modular en la cual los diferentes dominios tienen el potencial de establecer interacciones con múltiples dianas. En cierto modo, sus propiedades se han comparado con las de las aleaciones de metales, los cuales exhiben propiedades distintas a los de partida. No obstante, la capacidad de estas proteínas de formar ensamblajes moleculares no es la única que define la arquitectura de la ECM, sino que el proceso completo está bajo un control estricto por parte de las células. Así, las células del entorno reciben señales de la matriz circundante, en cuanto a su composición o su rigidez, y son capaces de reorientar fibras de colágeno, generar fuerzas de tracción, y, por supuesto, responder a estímulos de la matriz con respuestas génicas o metabólicas. En este sentido, el estrés mecánico es un importante determinante de la homeostasis celular y tisular, y la mecanobiología una disciplina de enorme actualidad. Desde un punto de vista evolutivo, resulta curioso el hecho de que muchos dominios de proteínas que hoy consideramos típicamente de matriz ya existían en los organismos unicelulares precursores de los metazoos multicelulares, como, por ejemplo, diferentes dominios de colágenos o de sus enzimas de entrecruzamiento, de tal manera que la función de estos genes se redirigió a la formación de matrices primigenias en los
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primeros organismos multicelulares. Claramente, la adquisición de estos dominios fue un factor esencial para el desarrollo de la multicelularidad.
La investigación sobre matriz extracelular en España Desde una visión retrospectiva, la aportación de los científicos españoles al desarrollo de la bioquímica es notable. Nombres como Sols o Santos Ruiz han hecho importantes contribuciones al metabolismo y la enzimología. En el campo de la genómica es obligatorio destacar a Ochoa, Vázquez o Salas. Sin embargo, históricamente, nuestras aportaciones al estudio de las propiedades de los componentes de la ECM han sido modestas, de tal manera que se puede decir que la era dorada de la investigación sobre ECM pasó de largo por nuestro país. Afortunadamente, hoy ya no es así. Desde diferentes áreas, un número importante de investigadores españoles dedican sus esfuerzos a estudiar diferentes aspectos relacionados con la biología celular y molecular de la ECM, y su contribución al desarrollo de patologías. Sin mencionar grupos concretos, sino más bien temáticas objeto de estudio por científicos españoles, actualmente se investiga en España sobre mecanismos o modelos relacionados con la ECM en cáncer, metabolismo, diferenciación celular, medicina regenerativa, fibrosis, reparación cardíaca, senescencia celular, ingeniería tisular, etc. Nos gustaría aquí poner énfasis en dos áreas muy concretas que pensamos podrían aglutinar intereses de diferentes grupos en la creación de redes de investigación: la fibrosis y el microentorno tumoral. En cuanto a la fibrosis, ésta se define como la formación de tejido cicatricial causado por el exceso de depósito de componentes de ECM, principalmente colágeno.
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Figura 2 Imagen representativa de la matriz extracelular generada por fibroblastos de corazón humano dentro de un organoide. En amarillo-anaranjado se visualiza colágeno I, en verde colágeno III. Visualización realizada con luz polarizada y tinción con rojo sirio.
Una respuesta fibrótica es el resultado final de una reacción desequilibrada del proceso natural de reparación y regeneración en respuesta a múltiples agresiones que incluyen infecciones persistentes, reacciones autoinmunes, respuestas alérgicas, exposición a químicos, radiación y lesiones tisulares. La fibrosis puede ocurrir en cualquier tejido del cuerpo, pero en algunos casos, como en la fibrosis pulmonar idiopática, la cirrosis hepática, la fibrosis cardíaca o la esclerosis sistémica, puede dar lugar a un extenso remodelado tisular que puede conducir al fallo orgánico y eventualmente a la muerte. Si bien la investigación en fibrosis ha avanzado de forma notable en los últimos años, todavía estamos lejos de tener una visión completa del proceso, y, por tanto, existe un déficit de herramientas farmacológicas eficaces para el tratamiento. En este contexto, varios grupos españoles interesados en la temática de la fibrosis desde diferentes perspectivas colaboran en la investigación de estos procesos a través de una Red de Investigación Integrada en Fibrosis Orgánica (REDFIBRO) financiada por la Agencia Estatal de Investigación (AEI). Por otro lado, numerosos grupos españoles que trabajan en cáncer lo hacen con una visión exhaustiva sobre el microentorno tumoral,
no sólo las células que lo rodean sino también la propia ECM circundante. En este contexto, la ECM tumoral ejerce una importante acción reguladora de la señalización tumoral, el transporte de sustancias, el metabolismo, la oxigenación, etc. De hecho, en muchos casos, la rigidez de la matriz tumoral constituye un índice de su malignidad, como en el tumor de mama, y determina, en gran modo, su respuesta a la terapia. Muchos mecanismos descritos en el campo de la fibrosis han tenido su repercusión en el estudio del microentorno tumoral, y viceversa. Por tanto, sería deseable que desde ambas aproximaciones (y desde otras no directamente relacionadas con estos temas) se establecieran espacios comunes de investigación. La SEBBM puede ser, sin duda, ese lugar común de interacción y de colaboración, y, por ello, los autores de este artículo hemos creado un grupo temático SEBBM dedicado a la ECM que contará con la presencia de investigadores del más alto nivel, con la propuesta de mantener las actualizaciones internacionales a lo largo de los próximos años. Esperamos que éste sea un foro útil para los socios de la SEBBM interesados en este tema y que dé lugar a fructíferas colaboraciones y a interesantes actividades de investigación.
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LOS CAMINOS DE LA CINÉTICA TAMBIÉN SON INESCRUTABLES Mercedes Domínguez e Inmaculada Moreno
Investigadoras de la Unidad de Inmunología Microbiana, Centro Nacional de Microbiología, Instituto de Salud Carlos III
Alfredo Toraño
Investigador jubilado del Centro Nacional de Microbiología, Instituto de Salud Carlos III
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n el artículo «Cinética hiperbólica y cinética sigmoide: la forma de la curva importa, ¡y mucho!», de la Revista SEBBM nº 223, los doctores Vicente Rubio, Félix M. Goñi y Carlos Gancedo lamentaban la escasa relevancia que se da a la cinética enzimática en los textos de bioquímica y, en contraposición a la avalancha de resultados que generan las nuevas tecnologías, rememoraban algunas aportaciones de la cinética al estudio de la enfermedad. El presente comentario pretende aportar razones adicionales que respaldan la importancia de la cinética enzimática en las ciencias biológicas. Los autores describían un «enzimokit» de ayuda que incluye las dos modalidades de cinética enzimática: sigmoide e hiperbólica. La primera fue descrita en 1904 por el fisiólogo danés Christian Bohr, quien observó que la presencia de anhídrido carbónico o un aumento de la acidez del medio afectaban a la unión del oxígeno a la hemoglobina. La representación de la proporción de oxígeno unido a la hemoglobina en función de la presión parcial de oxígeno genera una curva sigmoide que se asocia a un mecanismo regulador fisiológico denominado efecto Bohr. Esto, a modo de un Pisuerga, trae a colación una curiosa anécdota acontecida a su hijo Niels, futuro premio Nobel de Física. En 1943, Niels Bohr volaba desde Suecia, que era neutral, a Inglaterra para
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visitar a Winston Churchill. Al sobrevolar Noruega, ocupada por los alemanes, el avión aumentó su altitud y el piloto advirtió a los pasajeros que se pusieran las mascarillas de oxígeno. Bohr, que tenía un cráneo de considerable tamaño, no llevaba puesto el casco intercomunicador y no oyó la advertencia del piloto, por lo que entró en hipoxia al disminuir la presión del oxígeno y perdió el conocimiento. Al llegar al mar del Norte, el avión descendió y Bohr recuperó la consciencia. Es muy probable que, para proteger el cerebro, el organismo activara una serie de respuestas fisiológicas, incluyendo el efecto descrito por su padre, lo que le permitió participar posteriormente en el proyecto Manhattan [1]. La cinética sigmoide es propia de las enzimas «alostéricas», cuya forma y actividad se modifican tras la unión de un ligando y desempeñan un papel clave en la regulación metabólica. Por su parte, la cinética hiperbólica se remonta a los trabajos de A. J. Brown, Victor Henri y Michaelis y Menten. En este enfoque, el gráfico que representa la velocidad de reacción en función de la concentración del sustrato es una curva hiperbólica que se convierte en una recta mediante las transformaciones de Lineweaver-Burk, Hanes-Woolf y Eadie-Hofstee. Nuestro laboratorio posee una larga experiencia en el estudio
de los anticuerpos monoclonales y, partiendo de la similitud entre la reacción entre un anticuerpo monoclonal (mAb) y su antígeno con la de la enzima y su sustrato, hemos aplicado métodos cinéticos basados en un equilibrio rápido para investigar algunos de los parámetros funcionales que definen los mecanismos de reacción de las inmunoglobulinas: la constante cinética de asociación (k+1) y la constante termodinámica de disociación del complejo en equilibrio (Kd). En el presente, los métodos tradicionales para investigar dichas constantes han sido reemplazados, en gran parte, por la técnica de resonancia de plasmón de superficie (SPR, por sus siglas en inglés), que genera datos en tiempo real [2]. Sin embargo, la tecnología SPR precisa de un instrumental costoso y no universalmente accesible. Como alternativa, los inmunoensayos enzimáticos (ELISA, por sus siglas en inglés) son métodos sensibles, económicos y pueden adaptarse a distintos formatos de análisis. Además, los resultados obtenidos por ambas técnicas son similares. Para caracterizar las constantes de asociación y de equilibrio de un anticuerpo monoclonal hemos desarrollado inmunoensayos fundamentados, en gran parte, en métodos enzimáticos. A continuación, y como respaldo a las tesis de los autores del trabajo que comentamos, se describen
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Figura 1 A) Cinética de unión de distintas concentraciones de CT-b nM: 4,8 (□), 5,4 (■), 6,0 (Δ), 7,2 (▲), 8,4 (▽), 9,6 (▼) al mAb SIM 253-19. Los valores de kobs se obtuvieron ajustando los datos de la CT-b unida a la ecuación de primer orden Pt = Pm (1 – e – kobs.t). B) Cálculo del valor de k+1 a partir de la pendiente de la representación de kobs frente a las concentraciones de CT-b.
dos formatos de ELISA dirigidos a determinar las constantes de asociación (k+1) y de disociación (Kd) de dos anticuerpos monoclonales. Conocer la constante de asociación (k+1) de los anticuerpos es importante ya que define la fracción de ligando unido por unidad de tiempo, es decir, la velocidad de la reacción. Además, a esta constante se le asigna un valor pronóstico positivo relacionado con la respuesta inmunitaria. Para determinar la k+1 se utilizó el anticuerpo monoclonal SIM 253-19 (IgG2b) que reconoce la toxina colérica (CT). En el ensayo se mide la cinética de unión de distintas concentraciones de CT conjugada a biotina (CT-b) al mAb fijado a la placa con antiglobulina. La reacción CT-b-mAb es de segundo orden, pero su análisis se simplifica si se lleva a cabo en condiciones de pseudoprimer orden, utilizando una concentración de ligando en suficiente exceso con respecto a la del anticuerpo monoclonal ([CTb] >> [mAb]). La unión del CT-b al
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mAb sigue un curso hiperbólico descrito por la ecuación de primer orden Pt = Pm (1 – e – kobs.t), en la que Pt es el ligando unido en distintos tiempos y Pm la unión limitante. Al ajustar los datos de la unión de CT-b a esta ecuación, se genera una familia de curvas que muestran distintos valores de kobs (constante de velocidad de primer orden) en función de las concentraciones de CT-b. En condiciones de pseudoprimer orden, la ecuación de la velocidad se reduce a v = kobs [mAb], donde kobs = k+1 [CT-b]. Finalmente, el valor de k+1 se obtiene de la pendiente de la representación de kobs frente a las concentraciones de CT-b (Figura 1). Para calcular las constantes de primer (kobs) y segundo (k+1) orden empleamos seis procedimientos que combinan métodos cinéticos y enzimáticos. El proceso más directo para calcular k+1 consiste en representar las kobs obtenidas en la ecuación de primer orden Pt = Pm (1 – e – kobs.t) frente a [CT-b]. Los procedimientos alternativos
utilizados incluyen las siguientes representaciones: ii) de las vidas medias (loge2/Km) derivadas de la ecuación de Michaelis-Menten frente a [CT-b]; iii) de Vmax/Km frente a [CT-b], donde Vmax/Km es la pendiente de la curva en la fase inicial de la reacción; iv) de la velocidad inicial (v0) calculada por el método de Boeker [3] frente a [CT-b], y, también, dos transformaciones lineales v) de tipo Hanes-Woolf y vi) de tipo Lineweaver-Burk. El valor medio de las k+1 calculadas con estos seis métodos fue de 1,8 ± 0,11 × 106 M-1 s-1, y el resultado del análisis realizado por SPR (Biacore) fue de 1,60 ± 0,17 × 106 M-1 s-1 [4]. Ambos procedimientos generan resultados similares. Se considera que la afinidad es el parámetro que mejor define la actividad de un anticuerpo, ya que denota la fuerza de su interacción con el ligando y la sensibilidad de la reacción. A continuación, se describe un ELISA cinético para determinar la constante de afinidad (Kd) del anticuerpo monoclonal
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SIM 28 (IgG1), que reconoce la enzima peroxidasa (HRP) En este ensayo se mide la unión de la HRP a una serie de diluciones dobles, 1/150, 1/300, 1/600 y 1/1200, de mAb fijado a la placa con antiglobulina. La reacción, en condiciones de [HRP] >> [mAb], se llevó a cabo hasta alcanzar la saturación del anticuerpo (94%). Las curvas de unión de la HRP a las distintas diluciones del anticuerpo se analizaron mediante la ecuación de Michaelis-Menten para obtener los valores de la constante Kt, y la velocidad limitante (Vmax). La Kt (Ks con dimensiones de tiempo) se define como el tiempo que tarda la HRP en ocupar el 50% de los parátopos del mAb. El gráfico de unión de la HRP al mAb muestra que el valor de la Vmax disminuye al aumentar la dilución del mAb fijado a la placa (menor concentración del mAb), mientras que los valores de Kt apenas se alteran (Figura 2). Al representar los valores de la velocidad frente al tiempo mediante la ecuación de Lineweaver-Burk se observa que las pendientes de las rectas y su intersección con el eje de ordenadas aumentan por un mismo factor, y que las distintas rectas cortan el eje de abscisas en un punto común situado a la izquierda de la ordenada (véase la Figura 3). Esta cinética es propia de un mecanismo de inhibición no competitiva, en el que Kt se define como el tiempo necesario para duplicar la pendiente o reducir a la mitad el valor de Vmax en el gráfico. Este mecanismo ofrece un método rápido y directo para calcular la Ki (constante de inhibición sinónima de Kd) del mAb. El procedimiento, que denominamos método 2×Kt, consiste en duplicar los valores de las Kt de las distintas curvas y dividirlos por el tiempo total de la reacción, lo que genera una serie de factores adimensionales que al multiplicarse por la concentración de HRP nos
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Figura 2 Curso de la fijación de la HRP (32 nM) a cuatro diluciones del mAb SIM 28 (1:150 (○), 1:300 (●), 1:600 (□), y 1:1200 (■)) a lo largo de 90 minutos de incubación. La saturación del anticuerpo fue del 94%. Finalizada la incubación, se determinó la velocidad en tres experimentos con muestras duplicadas (A492 nm) durante 1 minuto de reacción.
dan la Ki correspondiente a cada dilución del mAb. El valor definitivo de la Ki se obtiene como la media de los valores derivados de las cuatro diluciones. Los valores de afinidad (media ± intervalo de confianza del 95%) calculados con el Biacore y el método 2×Kt son, respectivamente, 4,3 ± 0.57 × 10-9 M y 4,6 ± 0,67 × 10-9 M [5]. No es fácil intuir que la cinética de saturación de un mAb se ajuste a un mecanismo de inhibición no competitiva, sobre todo, ¡en ausencia de un componente inhibidor en la reacción! En trabajos previos [6] mostramos que la competición entre un mAb y un antígeno en disolución por la unión al antígeno fijado a la placa sigue un mecanismo de inhibición competitiva lineal (se comprueba con el gráfico ligando/v frente a inhibidor), mientras que la reacción de saturación descrita
anteriormente muestra inhibición de tipo no competitivo. De no haberse utilizado métodos de cinética enzimática, no se habría podido identificar este mecanismo inhibitorio, ya que ambos tipos de inhibición son indistinguibles mediante un análisis gráfico tradicional [7]. Esto confirma que la metodología enzimática puede incluso alumbrar mecanismos imprevisibles. Aunque un gráfico quizá no ofrezca al investigador las ventajas de un programa informático, sí proporciona una herramienta alternativa que permite percibir detalles inadvertidos y corregir irregularidades experimentales que, de otra manera, pasarían desapercibidas. No en vano se ha escrito que «no existe ninguna herramienta estadística tan poderosa como un gráfico bien elegido» [8].
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Figura 3 Representación de los valores de la unión de la HRP al mAb SIM 28 mostrados en la Figura 2 mediante las transformaciones de: A) Lineweaver-Burk (1/velocidad vs 1/tiempo) y B) Hanes-Woolf (tiempo/velocidad vs tiempo). Las pendientes de las rectas de ambos gráficos y su intersección con el eje Y aumentan proporcionalmente con la dilución del mAb (1:150 (○), 1:300 (●), 1:600 (□), y 1:1200 (■)), y cortan al eje X en un punto común a la izquierda de la ordenada. Se trata de una cinética característica de un mecanismo de inhibición no competitiva.
Referencias 1. Cooper C. Blood. A very short introduction. Oxford University Press (2016). ISBN: 9780199581450 2. Van Reggenmortel MHV. Antibody reactions with multiepitopic antigens. Chapter 40. En: Handbook of Experimental Immunology 5th ed., vol.1. Blackwell Scientific, Oxford, UK (1996). 3. Boeker E. Initial rates: A new plot. Biochemical Journal 203 (1982) 117-123. doi:10.1042/bj2030117 4. Moreno I, Infantes JA, Domínguez M, Toraño A. Monoclonal antibody on-rate constant determined from time-course data of ligand binding by capture ELISA: Evaluation of eight data analysis methods. Journal of Immunological Methods 506 (2022) 113292. doi:10.1016/j.jim.2022.113292 5. Toraño A, Moreno I, Infantes JA, Domínguez M. Description of a non-competitive ELISA based on time course analysis of ligand binding at saturation, and a direct method for calculating the affinity of monoclonal antibodies. Journal of Immunological Methods 534 (2024) 113756. doi:10.1016/j. jim.2024.113756 6. Toraño A, Moreno I, Infantes JA, Domínguez M. Development of a competitive inhibition kinetic ELISA to determine the inhibition constant (Ki) of monoclonal antibodies. Journal of Immunological Methods 493 (2021) 113042. doi:10.1016/j.jim.2021.113042 7. Bisswanger H. Enzyme Kinetics: principles and methods, 3rd ed. Wiley-VCH (2017). ISBN: 9783527806492. 8. Chambers JM, Cleveland WS, Klein B, Tuckey PA. Graphical methods for data analysis. Chapman and Hall/CRC (1983). ISBN: 9781351072304. doi:10.1201/9781351072304
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El grupo Deltalab miembro de SCGP engloba las compañías Deltalab, Nirco y Equilabo, empresas de referencia a nivel nacional y europeo en el diseño, fabricación y distribución de consumibles, reactivos y equipamiento destinado a los sectores del Diagnóstico, la Investigación y la Industria Alimentaria. En la última década Deltalab Group ha consolidado su posición en el mercado nacional e internacional desarrollando nuevos productos de alto valor añadido y ofreciendo soluciones globales para el laboratorio. Deltalab cuenta con su propia línea de enzimas y kits de biología molecular de fabricación nacional. DeltaGO cuenta con una amplia gama de enzimas para PCR y qPCR de la mejor calidad, kits de extracción de ADN y ARN, así como reactivos para electroforesis, ensayos de viabilidad e incluso células competentes para transformación bacteriana. En Deltalab contamos con una amplia red comercial y 6 especialistas de producto que desarrollan seminarios y demostraciones en laboratorios de investigación de toda España centrados en pretratamiento de muestras, automatización, crioconservación y bioseguridad. Además, estamos especializados en colecciones de muestras a largo plazo, trazabilidad y optimización de espacios y consumos de la mano de una de nuestras grandes marcas LVL.
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INVESTIGACIÓN
Inmunosupresión en melanoma y otros tipos tumorales mediada por Midkine Xavier Catena, Marta Contreras-Alcalde, Naiara Juan-Larrea, Daniela Cerezo-Wallis, Tonantzin G Calvo, Cynthia Mucientes, David Olmeda, Javier Suárez, Sergio Oterino-Sogo, Lola Martínez, Diego Megías, David Sancho, Cristina Tejedo, Susana Frago, Diana Dudziak, Athanasios Seretis, Patrizia Stoitzner, María S Soengas. 2025. Systemic rewiring of dendritic cells by melanoma-secreted midkine impairs immune surveillance and response to immune checkpoint blockade. Nature Cancer 6, 682-701. doi: 10.1038/s43018-025-00929-y
El melanoma cutáneo es un tumor potencialmente inmunogénico debido a una alta carga mutacional que podría generar múltiples epítopos antigénicos. Sin embargo, los melanomas son notoriamente inmuno-resistentes, aunque las bases moleculares de esta agresividad no están bien definidas. Un estudio en el CNIO liderado por María S. Soengas, con Xavier Catena como primer autor, y publicado en Nature Cancer, revelan nuevos mecanismos que permiten que los melanomas se mantengan inmunológicamente «fríos». En particular, demuestran que los melanomas interfieren a múltiples niveles en la diferenciación y función de las células dendríticas (DCs, por sus siglas en inglés), particularmente cCD1, principales responsables de la presentación antigénica. Este efecto depende del factor de crecimiento MDK, que el grupo demuestra que actúa de forma sistémica en el tumor primario, la médula ósea y los ganglios linfáticos, entre otros. Además, MDK produce una reconfiguración transcripcional de las células dendríticas, de tal modo que favorecen (en lugar de inhibir) el desarrollo tumoral. Este artículo demuestra, en modelos murinos, el impacto de MDK en la resistencia a vacunas, en activadores de DCs y en bloqueadores de puntos de control inmunitario. Finalmente, se describe una firma génica asociada a MDK en pacientes que predice la resistencia a la inmunoterapia en melanoma y define mal pronóstico también en otros cánceres agresivos. El trabajo se enmarca en el consorcio IMMUTRAIN, en colaboración con el CNIC (Madrid), el Hospital Universitario de Jena (Alemania) y la Universidad Médica de Innsbruck (Austria).
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Ubp1, Ubp10 y Ubp12 participan en la replicación del genoma regulando la ubiquitinación de PCNA Javier Zamarreño, Sergio Rodríguez, Sofía Muñoz, Avelino Bueno* and María P. Sacristán*. 2025. Ubiquitin protease Ubp1 cooperates with Ubp10 and Ubp12 to revert Lysine-164 PCNA ubiquitylation at replication forks. Nucleic Acids Research 53(4):gkaf076. doi: 10.1093/nar/gkaf076
La replicación del ADN es el proceso que permite a las células dividirse y funcionar correctamente. En él intervienen numerosas proteínas, coordinadas bajo un estricto control, con el fin de proteger la integridad del genoma, especialmente vulnerable en esta fase del ciclo celular. El grupo de investigación «Control del Ciclo Celular y Mantenimiento de la Estabilidad Genómica» del Centro de Investigación del Cáncer (USAL-CSIC, Salamanca), liderado por Avelino Bueno y María Sacristán, ha identificado una nueva función de la proteasa de ubiquitina Ubp1 en la replicación del ADN. El estudio, publicado en Nucleic Acids Research, revela que una fracción de Ubp1 se localiza en el núcleo celular, donde interactúa con las proteínas Ubp10 y Ubp12 en la cromatina. Juntas, estas proteínas regulan la ubiquitinación de la lisina 164 de PCNA, una proteína clave durante la fase S del ciclo celular. La ausencia de Ubp1, Ubp10 y Ubp12 provoca la acumulación de PCNA ubiquitinado, lo que conlleva retrasos en la síntesis de ADN y dificultades para hacer frente al estrés replicativo. Hasta ahora se pensaba que Ubp1 sólo actuaba en el citoplasma, donde participa en la degradación de proteínas mal plegadas y en procesos de endocitosis. Sin embargo, este trabajo demuestra que también desempeña un papel esencial en la duplicación del genoma y en la regulación de los mecanismos de tolerancia al daño en el ADN en situaciones de estrés replicativo. Este hallazgo aporta nuevas perspectivas sobre cómo se regula la tolerancia al daño genético y se mantiene la estabilidad del genoma en células eucariotas.
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La sobreexpresión de Bcl-xL Entendiendo la regulación por en las células T preserva la nitrógeno en cianobacterias Alicia Forcada-Nadal, Sirine Bibak, Paloma Salinas, Asunción estructura y la función mitoVicente Rubio*, José L. Llácer*. Structures of the cyanocondrial muscular y previene la Contreras, bacterial nitrogen regulators NtcA and PipX complexed to DNA shed fragilidad en ratones ancianos light on DNA binding by NtcA and implicate PipX in the recruitment of Cristina Mas-Bargues, Aurora Román-Domínguez, Jorge Sanz-Ros, Nekane Romero-García, Javier Huete-Acevedo, Mar Dromant, Ana María Cuervo, Consuelo Borrás, José Viña. 2025. Bcl-xL overexpression in T cells preserves muscle mitochondrial structure and function and prevents frailty in old mice. Science Advances 11(12):eadr1378. doi: 10.1126/sciadv.adr1378
El envejecimiento saludable se asocia al mantenimiento de la función mitocondrial y a una adecuada modulación de la respuesta inmune. En este trabajo, publicado en Science Advances por el grupo liderado por J. Viña y C. Borrás del Departamento de Fisiología de la Universidad de Valencia, se explora el papel de Bcl-xL, una proteína antiapoptótica cuya expresión se ha encontrado elevada en centenarios, mediante su sobreexpresión específica en linfocitos T de ratón. Los resultados revelan que, sin alterar de forma significativa la proporción de subpoblaciones T, la sobreexpresión de Bcl-xL mejora el metabolismo celular, refuerza la resistencia frente a estímulos apoptóticos y reduce de manera notable la producción de citocinas proinflamatorias como IL-1β, TNF-α e IFN-γ, especialmente en edades avanzadas. Además, potencia la macroautofagia, particularmente bajo condiciones de estrés nutricional, contribuyendo así a preservar la integridad mitocondrial en el músculo esquelético y evitando la pérdida de crestas y la disminución de la capacidad respiratoria asociadas al envejecimiento. Estos animales mostraron también una infiltración más eficiente de células T reguladoras (Treg) en el tejido muscular, un perfil inflamatorio atenuado y una recuperación funcional más eficaz tras daño muscular inducido. A nivel fisiológico, Bcl-xL retrasó la aparición de fragilidad, manteniendo fuerza, coordinación y resistencia en edades avanzadas. En conjunto, el estudio sugiere que la modulación de la función de las células T mediante Bcl-xL podría representar un mecanismo conservado para favorecer el envejecimiento saludable y prolongar la calidad de vida.
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RNA polymerase. Nucleic Acids Research 53(4):gkaf096. https://doi. org/10.1093/nar/gkaf096
Los reguladores transcripcionales de la superfamilia CRP-FNR están implicados en las respuestas a oxígeno, estrés oxidativo y fijación de nitrógeno, entre otras. En el artículo publicado en Nucleic Acids Research, liderado por A. Forcada, J.L. Llácer y Vicente Rubio (Instituto de Biomedicina de Valencia, CSIC), con la colaboración del grupo de A. Contreras (Universidad de Alicante), se aportan claves cruciales sobre la regulación génica en cianobacterias en respuesta a la escasez de nitrógeno, al determinar estructuras cristalinas del complejo del regulador transcripcional NtcA (familia CRP-FNR) con su activador 2-oxoglutarato (2OG), su proteína coactivadora PipX y su ADN diana («caja NtcA»). Frente a la variabilidad estructural del NtcA no activo (sin 2OG, PipX o DNA), la forma activada por 2OG presenta una única conformación, y PipX estabiliza aún más la forma activada, en la que ambos dominios de unión a ADN de NtcA adoptan igual conformación y una disposición adecuada para unirse a las dos vueltas sucesivas del surco mayor de la caja NtcA. Revela la estructura del complejo los determinantes de especificidad de NtcA para su caja, y también que PipX no interacciona con el ADN pero aumenta las interacciones del mismo con NtcA. La superposición del complejo NtcA2OG-PipX-DNA sobre el complejo NtcA2OG-ADN-ARN polimerasa (RNAP, por sus siglas en inglés) descrito por otros les permite concluir que PipX contribuye a reclutar la RNAP, contactando con sus subunidades γ y σ70. En suma, un trabajo clave para entender la regulación génica por NtcA y PipX, y el control de la misma por la proteína señalizadora de C/N/ energía, PII.
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INVESTIGACIÓN
Relación entre las vías de EGFR y Hedgehog a través de los citonemas en Drosophila
El papel de los triplex híbridos en la regulación génica y en la estructura de la cromatina
Vasiliki S. Lalioti, Ana-Citliali Gradilla, Carlos Jiménez-Jiménez, Clara Fernández-Pardo, David Sánchez-Hernández, Adrián Aguirre-Tamaral, Irene Sánchez-Platero, Sheila Jordán-Àlvarez, James G. Wakefield, Isabel Guerrero. 2025. The Drosophila epidermal growth factor receptor pathway regulates Hedgehog signalling and cytoneme behaviour. Nature Communications 16(1):1994. doi: 10.1038/s41467-025-57162-5
Vito Genna, Guillem Portella, Alba Sala, Montserrat Terrazas, Israel Serrano-Chacón, Javier González, Núria Villegas, Lidia Mateo, Chiara Castellazzi, Mireia Labrador, Anna Aviño, Adam Hospital, Albert Gandioso, Patrick Aloy, Isabelle Brun-Heath, Carlos González, Ramón Eritja, Modesto Orozco. 2025. Systematic study of hybrid triplex topology and stability suggests a general triplex-mediated regulatory mechanism. Nucleic Acids Research 53(5):gkaf170. doi: 10.1093/nar/gkaf170
Durante el desarrollo epitelial, la comunicación celular puede ocurrir a distancia mediante citonemas: filopodios finos y dinámicos llenos de filamentos de actina. En distintos organismos, estas estructuras permiten el transporte dirigido de señales como Hedgehog, Wnt, FGF, BMP, EGF y Notch entre células distantes e incluso entre tejidos físicamente separados. En Drosophila, la señalización Hedgehog parece producirse a través de contactos sinápticos entre citonemas de células emisoras y receptoras. Sin embargo, poco se sabe sobre cómo se regulan estas estructuras. En el artículo publicado en Nature Communications, el grupo liderado por Isabel Guerrero (CBM), CSIC-UAM, demuestra que la vía del Receptor del Factor de Crecimiento Epidérmico (EGFR) y su efector Ras1 controlan la dinámica de los citonemas y la señalización Hedgehog. Esta regulación ocurre mediante el reciclaje dependiente de endocitosis en el correceptor de la vía denominado Interference Hedgehog (Ihog), cuya localización y estabilidad son moduladas por EGFR/Ras1. Además, Ihog interactúa con reguladores del citoesqueleto como la filamina A, y esta interacción también es dependiente de la señalización EGFR. El reclutamiento de filamina A contribuye a la estabilización de los citonemas, integrando las vías Hedgehog y EGFR a través del control del citoesqueleto de actina. Este tipo de cooperación entre vías de señalización permitiría generar múltiples respuestas celulares a partir de pocas señales, siendo clave para el desarrollo normal y relevante para entender procesos patológicos como el cáncer.
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Para que un gen se exprese, su ADN debe ser accesible y transcribirse en ARN, un proceso regulado por múltiples mecanismos celulares. La estructuración local tanto de ADN como en el ARN modulan esta regulación de una manera aún no bien caracterizada. Dentro de estas estructuras locales, destacan los tríplex, conformados por la unión específica de una tercera hebra de ácido nucleico (ARN o ADN) a una doble hélice de ADN, dando lugar a una estructura que impide que el ADN sea reconocido por proteínas efectoras. Un estudio (publicado en la revista Nucleic Acids Research) dirigido por el equipo de Modesto Orozco en el IRB Barcelona y donde han colaborado grupos del IQAC y IQFBC (CSIC), la Universidad de Barcelona, Nostrum Biodiscovery y la Universidad de Cambridge, caracteriza la estabilidad, prevalencia y función potencial de tríplex híbridos en células humanas, combinando para ello, cálculos teóricos, ensayos biofísicos y de biología celular. El estudio determina que el tríplex formado por una cadena de ARN de cadena sencilla reconociendo a un dúplex de ADN presenta la mayor estabilidad en condiciones fisiológicas de entre todas las topologías posibles. En esta investigación se desarrolla el primer modelo predictivo de estabilidad de tríplex híbridos. Dicho modelo es aplicado a escala genómica y transcriptómica, identificando una alta densidad de potenciales triplex formados con ARN endógenos y que mapean sobre segmentos inter-nucleosomales, especialmente en regiones reguladoras (promotores, 5’UTRs). Los resultados sugieren un papel funcional adicional a los triplex, tal vez relacionado con arqueo-mecanismos reguladores de la expresión génica independiente de proteínas.
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Fundación BBVA Conferencia Inaugural “Alberto Sols” Fundación BBVA Conferencia Inaugural “Alberto Sols” Fundación BBVA ConferenciaRoger Inaugural Davis“Alberto Sols”
University of Massachusetts "Molecular Biology andDavis Inflammation" Roger
University of Massachusetts Fundación Ramón Areces Roger Davis "Molecular Biology and Inflammation" University of de Massachusetts Conferencia Clausura Fundación Areces "Molecular BiologyRamón and Inflammation" Conferencia de Clausura Fundación Ramón Areces Conferencia de Clausura
Ana María Cuervo Albert Einstein College of Medicine Ana María Cuervo "Selective Autophagy" Albert Einstein College of Medicine Ana María Cuervo "Selective Autophagy"
IUBMB Plenary Albert EinsteinAward College Lecture of Medicine IUBMB"Selective Plenary Autophagy" Award Lecture
IUBMB PlenaryNewton Award Lecture Alexandra
Alexandra Newton UC San Diego San Diego "PKC SignalingUC in Health & Disease"
Alexandra Newton "PKC Signaling in Health & Disease" UC San Diego FEBS National Lecture "PKC Signaling in Health & Disease" FEBS National Lecture
Paola Pizzo FEBS Paola National PizzoLecture University of Padua University of Padua "Calcium Signaling in Cell Death" Paola Pizzo
"Calcium Signaling in Cell Death" University of Padua "Calcium Signaling in Cell Death" Conferencia Niemeyer Conferencia Niemeyer
ArielAriel Alejandro Orellana Alejandro Orellana
Conferencia Niemeyer
Centro de Biotecnología Vegetal, FCdV, Centro de Biotecnología Vegetal, FCdV, Universidad Andrés Bello. Chile Universidad Andrés Bello. Chile Ariel Alejandro Orellana Centro de Biotecnología Vegetal, FCdV,
“From Nucleotide Sugar Transporters “From Nucleotide Sugar Transporters toto Universidad Andrés Bello. Chile Mining genes climate Change” Mining genes for for climate Change”
“From Nucleotide Sugar Transporters to Mining genes for Mujer climateyChange” Conferencia Ciencia Conferencia Mujer y Ciencia Diana Guallar Conferencia Mujer y Ciencia Diana Guallar CiMUS, USC CiMUS, USC Diana Guallar "Epitranscriptome & Ageing" "Epitranscriptome Ageing" CiMUS,&USC "Epitranscriptome & Ageing" ORGANIZADORES
ORGANIZADORES
Guadalupe Sabio CentroSabio Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) Guadalupe Manuel Fuentes CentroJosé Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Genética/Univ Guadalupe Sabio José Manuel Fuentes Extremadura. Cáceres Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) Departamento de Bioquímica y Biología Molecular y Genética/Univ M. Julia Bragado José Manuel Fuentes Extremadura. Cáceres Bioquimica y Biologia Molecular y Departamento Departamento de de Bioquímica y Biología Molecular y Genética/Univ M. Julia Bragado Genetica/Universidad Extremadura. Cáceresde Extremadura Departamento deIñesta Bioquimica y Biologia Molecular y Francisco M. Julia Bragado Genetica/Universidad deBioquimica Extremadura Departamento yy Biologia Departamento de de Bioquimica Biologia Molecular Molecular yy Francisco Iñesta Genetica/Universidad de Genetica/Universidad de Extremadura Extremadura Departamento de Bioquimica y Biologia Molecular y Pilar Martín Fernández Francisco Iñesta Centro Nacionalde deBioquimica Investigaciones Cardiovasculares Genetica/Universidad de Extremadura Departamento y Biologia Molecular y (CNIC), Madrid. Patricia González Rodríguez Pilar Martín Fernández Genetica/Universidad de Extremadura dede Biomedicina de Sevilla (IBiS) CentroInstituto Nacional Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), Madrid. Pilar Martín Fernández
ORGANIZADORES
PatriciaCentro González Rodríguez Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), Madrid. Gonzálezde Rodríguez InstitutoPatricia de Biomedicina Sevilla (IBiS) Instituto de Biomedicina de Sevilla (IBiS)
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HISPANO-LUSO SYMPOSIUM (AGING, CANCER AND TELOMERES: THE HEART AT THE CORE: NOVEL INSIGHTS INTO CARDIOVASCULAR MECHANISMS AND THERAPEUTIC FRONTIERS) PATHOPHYSIOLOGY Modera: María Blasco Modera: Pilar Martín MARÍA BLASCO Targeting telomeres in cancer and aging PILAR MARTÍN T cell-derived non-coding RNA in inflammaging and HISPANO-LUSO SYMPOSIUM (AGING, CANCER AND TELOMERES: THE HEART AT THE CORE: NOVEL INSIGHTS INTO CARDIOVASCULAR CNIO, Madrid, España metabolic imbalance, CNIC, Madrid MECHANISMS AND THERAPEUTIC FRONTIERS) PATHOPHYSIOLOGY MARÍA LUISA CAYUELA PILAR ALCAIDE Modera: María Blasco Telomerase, Inflammation, and Modera: Pilar MartínT cell immune responses involved in cardiac Intergenerational Relationships: Insights into Rejuvenation HISPANO-LUSO SYMPOSIUM (AGING, AND TELOMERES: pathophysiology MARÍA BLASCO Targeting telomeres in CANCER cancer and aging THE HEART AT THE CORE: NOVEL INSIGHTS CARDIOVASCULAR PILAR MARTÍN T cell-derived non-coding RNAINTO in inflammaging and Instituto Murciano deTHERAPEUTIC Investigaciones Biosanitarias / CIBERER, Murcia PATHOPHYSIOLOGY MECHANISMS AND FRONTIERS) CNIO, Madrid, España Tufts University of Medicine, Boston, USA metabolic imbalance,School CNIC, Madrid Modera: María Blasco IGNACIO FLORES Alternative Telomere Fusions in Cancer MARÍA LUISA CAYUELA Telomerase, Inflammation, and Modera: Pilar Martín FRANCISCO MADRID Intercellular in the PILAR ALCAIDE TSÁNCHEZ cell immune responses involved incommunication cardiac MARÍA telomeres in cancer and aging Centro deBLASCO BiologíaTargeting Molecular Severo Ochoa Madrid Intergenerational Relationships: Insights into (CBM), Rejuvenation PILAR MARTÍN T cell-derived inflammatory response non-coding RNA in inflammaging and pathophysiology CNIO, Madrid, España ANA MAGALHÃES Glycans in cancer: from biosynthesis to cellular Instituto Murciano de Investigaciones Biosanitarias / CIBERER, Murcia metabolic imbalance, Tufts University SchoolCNIC, of Medicine, Boston,&USA Hospital Universitario deMadrid La Princesa UAM, Madrid MARÍAand LUISA CAYUELA Telomerase, Inflammation, and IGNACIO FLORES Alternative Telomere Fusions in Cancer function clinical implications PILAR ALCAIDE T cell immune involved in cardiac in the FRANCISCO SÁNCHEZ MADRIDresponses Intercellular communication Intergenerational Insights into(CBM), Rejuvenation Centro deUniversidad Biología Relationships: Molecular Severo Ochoa Madrid pathophysiology i3S/ICBAS, de Oporto, Portugal AUTOPHAGY IN HUMAN DISEASES inflammatory response Instituto MurcianoGlycans de Investigaciones Biosanitarias / CIBERER, Murcia ANA MAGALHÃES in cancer: from biosynthesis to cellular Tufts University School Hospital Universitario deofLaMedicine, Princesa & UAM, USA Madrid Modera: Patricia Gómez Suaga Boston, IGNACIOand FLORES Alternative Telomere Fusions in Cancer SIMPOSIO RAICEX function clinical implications FRANCISCO MADRIDAIntercellular in the PATRICIASÁNCHEZ GÓMEZ SUAGA new role forcommunication autophagy machinery in Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM), Madrid TACKLING IMMUNOLOGICAL CHALLENGES WITH STATE-OF-THE-ART i3S/ICBAS, Universidad de Oporto, Portugal inflammatory AUTOPHAGY INresponse HUMAN DISEASES repeat expansion diseases ANA MAGALHÃES Glycans in cancer: from biosynthesis to cellular TECHNIQUES Hospital Patricia Universitario deSuaga La Princesa & UAM, Madrid Modera: Gómez Universidad de Extremadura, Cáceres, España SIMPOSIO RAICEX function Celia and clinical implications Coordina: Escudero Hernández PATRICIA GÓMEZ SUAGA A new role for autophagy machinery in TACKLING IMMUNOLOGICAL CHALLENGES WITH STATE-OF-THE-ART CARLOS GUILLÉN VIEJO Role of mTORC1 in the progression to T2DM i3S/ICBAS, Universidad de Oporto, Portugal AUTOPHAGY IN HUMAN CELIA ESCUDERO HERNÁNDEZ Defining intestinal repeat expansion diseasesDISEASES TECHNIQUES Universidad Complutense de Madrid, España Modera: Patricia Gómez Suaga de Extremadura, Cáceres, España immunopathophysiology: microscopic colitis as a model of low-grade Universidad SIMPOSIOCelia RAICEX Coordina: Escudero Hernández MARÍA JIMÉNEZ SÁNCHEZ Proteostasis in T2DM glia-neuron PATRICIA GÓMEZ SUAGA A new role for in autophagy machinery in CARLOS GUILLÉN VIEJO Role of mTORC1 themechanisms progression to destruction in inflammatory bowel disease TACKLING IMMUNOLOGICAL CHALLENGES WITH STATE-OF-THE-ART CELIA ESCUDERO HERNÁNDEZ Defining intestinal communication in neurodegenerative repeat expansion diseases Universidad Complutense de Madrid, Españadiseases Instituto de Biomedicina y Genética Molecular de Valladolid (IBGM), TECHNIQUES immunopathophysiology: microscopic colitis as a model of low-grade King's College London, Reino Unido Universidad de Extremadura, Cáceres, España MARÍA JIMÉNEZ SÁNCHEZ Proteostasis mechanisms in glia-neuron Coordina: Celia Escudero Hernández CSIC destruction in inflammatory bowel disease CARLOS GUILLÉN Role of mTORC1 in the progression to T2DM communication in VIEJO neurodegenerative diseases CELIAGARCÍA ESCUDERO HERNÁNDEZ Defining intestinal NURIA DÍAZ High-throughput drug-repurposing Instituto de Biomedicina y Genética Molecular de Valladolidscreen (IBGM), DNA BREAK REPAIR INdeTHE CRISPR ERA Universidad Complutense Madrid, España College London, Reino Unido immunopathophysiology: a model of low-grade identifies FAK as a potentialmicroscopic modulatorcolitis of theassuppressive functions of King's CSIC MARÍA JIMÉNEZ SÁNCHEZ Proteostasis mechanisms in glia-neuron Modera: Felipe Cortés Ledesma destruction in inflammatory disease NURIA GARCÍA DÍAZ High-throughput drug-repurposing screen regulatory T cells Institute forbowel Cancer Research, Oslo University communication in neurodegenerative DNA BREAKCORTÉS REPAIR IN THE CRISPR ERAdiseases catalog of human doubleFELIPE LEDESMA A comprehensive InstitutoNoruega de y Genética Molecular de Valladolid (IBGM),of identifies FAKBiomedicina as a potential modulator of the suppressive functions Hospital, King's College London, Reino Unido Modera: Felipe Cortés Ledesma strand break repair and CRISPR-Cas9 gene editing CSIC regulatory TRIVERA cells Institute for Cancer Research, Oslo University ESPERANZA DE TORRE High-throughput characterization of FELIPE CORTÉS LEDESMA A comprehensive catalog of human doubleCNIO, Madrid, España NURIA GARCÍA DÍAZ High-throughput drug-repurposing screen Hospital, Noruega DNA BREAK REPAIR IN THE CRISPR ERA allergen three-dimensional epitopes using yeast-display strand break repair and CRISPR-Cas9 gene editing EVI SOUTOGLOU Genome organization in genome maintenance and identifies FAK as a potential modulator of the suppressive functions of ESPERANZA RIVERA DE TORRE High-throughput characterization of Modera: FelipeEspaña Cortés Ledesma Center for Antibody Technologies, DTU, Bioengineering, Dinamarca CNIO, Madrid, mutagenesis regulatory T cells Institute for Cancerusing Research, Oslo University allergen three-dimensional epitopes yeast-display
FELIPE CORTÉS LEDESMA A comprehensive catalogmaintenance of human doubleEVI SOUTOGLOU Genome organization in genome and GDSC, University of Sussex, Reino Unido strand break repair and CRISPR-Cas9 gene editing mutagenesis FRAN SUPEK Using combinatorial CRISPR/Cas12 edits and mutational CNIO, Madrid, España GDSC, University of Sussex, Reino Unido to study genetic interactions in DNA repair pathways EVIsignatures SOUTOGLOU organization in genome maintenance and FRAN SUPEK UsingGenome combinatorial CRISPR/Cas12 edits and mutational BRIC/UCPH Copenhagen (DK) and in IRBDNA Barcelona (ES) mutagenesis signatures to study genetic interactions repair pathways GDSC, University of Sussex, Unido BRIC/UCPH Copenhagen (DK)Reino and IRB Barcelona (ES) NUTRIENT SIGNALING – FROM SIGNALINGedits TRANSDUCTION TO DISEASE FRAN SUPEK Using combinatorial CRISPR/Cas12 and mutational Modera:SIGNALING signatures toAlejo studyEfeyan genetic interactions in DNA repair pathways NUTRIENT – FROM SIGNALING TRANSDUCTION TO DISEASE ALEJOAlejo EFEYAN Dissection of the of dietary restriction BRIC/UCPH Copenhagen (DK) and IRBmolecular Barcelona effects (ES) Modera: Efeyan regimes CNIO, Madrid, ALEJO EFEYAN Dissection of España the molecular effects of dietary restriction NUTRIENT SIGNALING – FROM SIGNALING TRANSDUCTION TO DISEASE regimes CNIO, Madrid, España CLAUDIO DE VIRGILIO Metabolic control of TORC1 Modera: Alejo Efeyan CLAUDIO DE VIRGILIO Metabolic University of Fribourg, Suiza control of TORC1 ALEJO EFEYAN Dissection of the molecular effects of dietary restriction University Fribourg,Metabolic Suiza RAÚL V.ofDURÁN imbalance as a therapeutic strategy in cancer regimes CNIO,Sevilla, Madrid, España RAÚL V. DURÁN Metabolic imbalance as a therapeutic strategy in cancer CABIMER, España CLAUDIO DE VIRGILIO Metabolic control of TORC1 CABIMER, Sevilla, España University of Fribourg, Suiza ADVANCES AND CHALLENGES IN STRUCTURE-BASED DRUG JOHANNES GRAUMANN, Strategies for Translational Proteomics, Philipps University, Marburg, Alemania Proteomics in RAÚL V. DURÁN Metabolic imbalance as a therapeutic strategy in cancer ADVANCES AND CHALLENGES IN STRUCTURE-BASED DRUG Biofluids In Spite of Massive Dynamic Protein Concentration DISCOVERY MOLECULAR GENETIC MECHANISMS OF PLANT DEVELOPMENT, CABIMER, Sevilla, España DISCOVERY MOLECULAR GENETIC MECHANISMS OF PLANT DEVELOPMENT, Institute ofAND Translational Proteomics and Core Facility Translational Modera: Chris Tate EVOLUTION ADAPTATION Modera: Chris Tate EVOLUTION AND ADAPTATION Proteomics, CHRIS TATE and computational biologyDRUG of GPCRs: accelerating Modera: Pilar Philipps Cubas University, Marburg, Alemania ADVANCES ANDCryo-EM CHALLENGES IN STRUCTURE-BASED CHRIS TATE Cryo-EM and computational biology of GPCRs: accelerating Modera: Pilar Cubas the development of better PILAR CUBAS survivingOF plants: axillary bud dormancy, DISCOVERY MOLECULAR GENETICbuds, MECHANISMS PLANT DEVELOPMENT, development of better drugsdrugs PILAR CUBASSleeping Sleeping buds, surviving plants: axillary bud dormancy, a a the MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, Reino Unido Modera: Chris Tate dynamic strategy plant toenvironmental environmentalchange change EVOLUTION ANDfor ADAPTATION MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, Reino Unido dynamic strategy for plant adaptation adaptation to FRANK DELFT Faster, Larger, XChem: Fastaccelerating Forward CHRIS TATE Cryo-EM and computational biology of GPCRs: Centro Nacional de Madrid,España España Modera: Pilar Cubas FRANK VONVON DELFT Faster, Larger, BetterBetter XChem: Fast Forward Centro Nacional deBiotecnología-CSIC, Biotecnología-CSIC, Madrid, theFragments development better fragment drugsfragment forofprogressing PILAR CUBAS Sleeping buds, surviving plants:during axillary bud dormancy, a Fragments MIGUEL BLÁZQUEZ Multisensory integration duringplant plant for progressing hits hits MIGUEL BLÁZQUEZ Multisensory integration MRC Laboratory of Molecular Biology, Cambridge, Unido Centre for Medicines Discovery, University ofReino Oxford, Reino Unido dynamic strategy for plant adaptation to environmental change Centre for Medicines Discovery, University of Oxford, Reino Unido terrestrialization terrestrialization FRANK VONALBERT DELFT Faster, Larger, Better XChem: Fast Forward Centro de Nacional de Molecular Biotecnología-CSIC, España ARMANDO ALBERT Drugging Plants: Leveraging Structure-Based Drugging Plants: Leveraging Structure-Based Instituto CelularMadrid, dePlantas, Plantas, CSIC-UPV, ValenciaARMANDO Instituto deBiología Biología Molecular yy Celular de CSIC-UPV, Valencia Fragments progressing fragment hits MIGUEL BLÁZQUEZ Multisensory during plant tofor Develop Crop-Enhancing Solutions for Global Warming Strategies to Develop Crop-Enhancing Solutions for Global Warming FRANÇOIS PARCY,Revisiting Revisiting flower development ininthe of of thethe LFYFRANÇOIS PARCY, flowerintegration development thelight light LFY-Strategies Centre for Instituto Medicines Discovery, University ofCabrera, Oxford, terrestrialization Resilience, Química Física Blas Cabrera, CSIC, Reino España Resilience, Instituto Química Física Blas CSIC,Unido España UFO interaction,Université Université Grenoble Grenoble Alpes, UFO interaction, Alpes,CNRS, CNRS,Francia Francia Instituto de Biología Molecular y Celular de Plantas, CSIC-UPV, Valencia ARMANDO ALBERT Drugging Plants: Leveraging Structure-Based FRANÇOIS PARCY, Revisiting flower development in the light of the LFY- Strategies to Develop Crop-Enhancing Solutions for Global Warming Resilience, Instituto Química Física Blas Cabrera, CSIC, España UFO interaction, Université Grenoble Alpes, CNRS, Francia Hospital, Center forNoruega Antibody Technologies, PROTEOMICS DTU, Bioengineering, Dinamarca AND APPLICATION OF CUTTING-EDGE IN BIOMEDICAL ESPERANZA RIVERA DE TORRE High-throughput characterization of CLINICAL RESEARCH APPLICATION OF CUTTING-EDGE PROTEOMICS IN BIOMEDICAL AND allergen three-dimensional epitopes using yeast-display Moderan: Emilio Camafeita y María Gómez Serrano CLINICAL Center forRESEARCH Antibody Technologies, DTU, Bioengineering, Dinamarca MARÍA GÓMEZ ourSerrano experience on subcellular Moderan: EmilioSERRANO, Camafeita"Inside y Maríaout": Gómez and extracellular proteomics of adipose cellsexperience APPLICATION CUTTING-EDGE PROTEOMICS IN BIOMEDICAL AND MARÍA GÓMEZOF SERRANO, "Inside out": our on subcellular Institute forRESEARCH Tumorproteomics Immunology, Philipps University, Marburg, CLINICAL and extracellular of adipose cells Moderan: y María Gómez Serrano Marburg, Alemania Institute forEmilio TumorCamafeita Immunology, Philipps University, MARÍA GÓMEZ SERRANO, "Inside out":approaches our experience INMACULADA JORGE, State-of-the-art foron thesubcellular proteomeAlemania and extracellular proteomics of adipose cells wide unbiased analysis of posttranslational modifications in INMACULADA JORGE, State-of-the-art approaches for the proteomeInstitute for Tumor Immunology, Philipps University, Marburg, wide unbiased analysis of posttranslational biomedical research, CNIC, Madrid, Españamodifications in Alemania GRAUMANN, biomedical research, CNIC,Strategies Madrid, España JOHANNES for Translational Proteomics in INMACULADA JORGE, State-of-the-art approaches forProteomics the proteomeJOHANNES GRAUMANN, Strategies Translational in Biofluids In Spite of Massive DynamicforProtein Concentration wide unbiased analysis of posttranslational modifications in Biofluids In Spite of Massive Dynamic Protein Concentration Institute of Translational Proteomics and Core Facility Translational biomedical research, CNIC, Madrid, España Institute of Philipps Translational Proteomics and Core Facility Translational Proteomics, University, Marburg, Alemania
19REUNIONES REUNIONES DE 19 DE GRUPOS GRUPOS CONFERENCIAS 150 CONFERENCIAS 150 19 REUNIONES DE GRUPOS +400 COMUNICACIONES +400 COMUNICACIONES CONFERENCIAS 150 +600 CONGRESISTAS +600 +400CONGRESISTAS COMUNICACIONES +600 CONGRESISTAS PREMIOS
PREMIOS
Jóvenes Investigadores (FBBVA-SEBBM)
PREMIOS Jóvenes Investigadores (FBBVA-SEBBM)
Mejor Tesis Doctoral (Fundación Lilly) Jóvenes Investigadores (FBBVA-SEBBM) Mejor Tesis Doctoral (Fundación Lilly) Trayectoria Investigadora (IBUB-SEBBM) Mejor Tesis Doctoral (Fundación Lilly) Trayectoria Investigadora (IBUB-SEBBM) Mejor Artículo (SEBBM-”María Teresa Miras”) Trayectoria Investigadora (IBUB-SEBBM) Mejor Artículo (SEBBM-”María Teresa Miras”) Mejor Imágen (CerTest Biotec) Mejor Artículo (SEBBM-”María Teresa Miras”) Mejor Imágen (CerTest Biotec) Mujer y Ciencia (SEBBM) Mejor Imágen (CerTest Biotec) RedesySociales Mujer Ciencia (SEBBM) (SEBBM) Mujer y Ciencia (SEBBM)
Redes Sociales (SEBBM) Redes Sociales (SEBBM)
Curso Iniciación a laainvestigación Curso Iniciación la investigación
Foro de desarrollo profesional Foro de desarrollo profesional Curso Iniciación a la investigación Sesiones de Financiación Privada y Filantropía Sesiones de Financiación Privada y Filantropía Foro de desarrollo profesional Reunión Coordinadores de Grado y Máster Reunión Coordinadores de Grado y Máster Sesiones de Financiación Privada y Filantropía SEBBM Junior Section SEBBM Junior Section Reunión Coordinadores de Grado y Máster SEBBM Junior SectionSATÉLITE ACTIVIDADES
ACTIVIDADES SATÉLITE
La ciencia que cura: más investigación, más vida ACTIVIDADES SATÉLITE (AECC CRIS) La ciencia que cura:&más investigación, más vida
& CRIS) más vida La ciencia que cura:(AECC más investigación, Homenaje a Margarita Salas y Eladio Viñuela (AECC & CRIS)
Homenaje a Margarita Salas y Eladio Viñuela
Homenaje a Margarita Salas y Eladio Viñuela (Fundaciones Carmen y Severo Ochoa y Margarita Salas) Ciencia y arte (Fundaciones Carmen y Severo Ochoa y Margarita Salas) Magia y ciencia (Fundaciones Carmen y Severo CienciaOchoa y artey Margarita Salas) Homenaje a Federico Mayor Zaragoza y Joan Guinovart Ciencia y yarte Magia ciencia Actividades de divulgación científica y visitas culturales MagiaMayor y ciencia Homenaje a Federico Zaragoza y Joan Guinovart Homenaje a Federico Mayor Zaragoza y Joan Guinovart Actividades de divulgación científica y visitas culturales Actividades de divulgación científica y visitas culturales
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SOCIEDAD Semblanza
DE LAFORA A GUINOVART Jesús Ávila
Expresidente SEBBM Centro de Biologia Molecular Severo Ochoa (CBM), CSIC-UAM, Madrid
G
onzalo Rodríguez Lafora fue un neurólogo español que trabajó en Alemania con Kraepelin y Alzheimer, en EE. UU., donde coincidió y sustituyó a Achucarro y, en España, con Santiago Ramón y Cajal. Lafora fue el descubridor de la enfermedad que lleva su nombre, una afección genética que aparece en la adolescencia, causando epilepsia y demencia. Lafora describió la enfermedad, pero no las causas. Gracias al trabajo de Joan J. Guinovart i Cirera, conocemos una gran parte de cómo se desarrolla esta enfermedad a través de la aparición del glucógeno en el cerebro. Guinovart hizo su estancia postdoctoral en EE. UU., en el laboratorio de Joseph Larner donde estudió la glucógeno sintasa, que forma el glucógeno, en hepatocitos. A su vuelta a Barcelona, tuvo la gran idea de estudiar la glucógeno sintasa en el cerebro, pues en el cerebro hay glucógeno sintasa, pero la síntesis de glucógeno es mínima comparada con la existente en músculo o hígado. Guinovart, junto a otros investigadores, describió que, aunque el glucógeno estaba fundamentalmente presente en astrocitos, el metabolismo del glucógeno neuronal protegía a las neuronas de la muerte inducida por hipoxia. Sin embargo, lo más relevante del trabajo de Guinovart fueron sus estudios sobre los agregados aberrantes de glucógeno hiperfosforilado, conocidos como los cuerpos de Lafora. Estos agregados se acumulan en los cerebros de los pacientes con dicha enfermedad debido a mutaciones en dos proteínas clave, Laforina y Malina. Ambas proteínas fueron estudiadas por Guinovart. Laforina es una fosfatasa que desfosforila el glucógeno hiperfosforilado, facilitando su degradación. Malina es una E3ubiquitina ligasa que favorece la degradación de los poliglucanos que suelen estar asociados a agregados de proteínas en los cuerpos de Lafora. Para profundizar en el conocimiento de la Malina, Guinovart mediante técnicas genéticas, desarrolló un ratón carente (k.o.) de dicha proteína.
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Los cuerpos de Lafora y otros agregados, como los denominados «corpora amylacea», presentes en ancianos, forman complejos, como me indicó Guinovart, con proteínas específicas de la neurona, como, por ejemplo, la proteína Tau. Como hablábamos de estos temas, tuvimos publicaciones conjuntas, en las que también participó Ramón Gomis. Como ejemplo, analizamos el uso de tungsteno como inhibidor de la glucógeno sintasa quinasa 3. Finalmente, me gustaría comentar su trabajo explicativo de la formación de agregados de poliglucanos en la enfermedad de Lafora, indicando que las neuronas tienen glucógeno sintasa (GS) pero que está inactiva por estar fosforilada y su fosforilación da lugar a su inactivación. Esta inactivación se acentúa por las proteínas laforina y malina. Estas proteínas en situaciones normales provocan la degradación de la proteína PTG, proteína que facilita la interacción de la proteína fosfatasa 1 con la GS. Esta interacción desfosforila a la GS, promoviendo su activación y la síntesis de glucógeno. La mutación de laforina o malina tiene como consecuencia la no degradación de la proteína PTG, la defosforilación de la GS por la proteína fosfatasa 1 y, por tanto, la activación de la GS y la formación de glucógeno que genera agregados aberrantes que desencadenan la enfermedad de Lafora. Este estudio fue publicado en Nature Neuroscience. Además de ser un excelente docente y gestor, Joan Guinovart fue un científico brillante. Tenía una increíble capacidad de trabajo, pues además era generoso y ayudaba en muchas cosas, solucionando problemas a la gente con la que se relacionaba. * Esta semblanza completa las publicadas por los expresidentes SEBBM sobre don J.J. Guinovart i Cirera en la Revista SEBBM nº 224 Especial | mayo 2025
Imagen 1 Jesús Ávila, Federico Mayor Menéndez, Félix Goñi, Joan J. Guinovart, Vicente Rubio, José López Barneo (de izquierda a derecha)
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Semblanza
DON FEDERICO Jesús Ávila
Expresidente SEBBM Centro de Biologia Molecular Severo Ochoa (CBM), CSIC-UAM, Madrid
D
esde mi perspectiva particular, creo que don Federico tuvo una vida interesante y feliz, pues buscó el bien de las personas con las que tenía una relación, aunque fuera lejana, y eso le hizo feliz. Su vida tuvo diferentes escenarios e inquietudes. Escenarios como Barcelona, Tortosa/Tarragona, Madrid, Oxford, Granada, Madrid, Paris y de nuevo Madrid. En cada uno de estos escenarios tuvo diferentes responsabilidades: docentes, científicas y de gestión. Por lo que he escuchado de sus estudiantes, fue un excelente profesor y mentor. A nivel científico, antepuso el conocimiento a los índices de impacto, logrando el suficiente y gran conocimiento para evitar, en muchas personas, el desarrollo de enfermedades metabólicas de origen genético, como recientemente se ha indicado en la película-documental «La vida en una gota». A nivel gestión, existe un dicho popular que dice: «Si quieres conocer a fulanito dale un carguito». Don Federico tuvo responsabilidades de altísimo nivel, como Rector, Ministro o Director General de la UNESCO. En todos estos cargos recibió elogios y agradecimientos por mejorar el funcionamiento de todas las instituciones de las que fue máximo responsable. El que lo fuera en todas ellas indica que no fue algo casual o circunstancial. A un nivel que conozco mejor, fue un excelente primer Director del Centro de Biología Molecular, dando el primer paso para que en la actualidad ésta sea una reconocida Institución Científica. En todas estas actividades, don Federico antepuso lo social a lo individual, buscando el bien común. Por ejemplo, y en relación con el tiempo en que se creó la Sociedad Española de Bioquímica (SEB), hoy SEBBM, existían tres bioquímicos con una fuerte personalidad y poder: los doctores Sols, Municio y Santos Ruiz, y carentes de una excelente relación entre ellos, lo que era una pena pues eran valiosos. Es en este contexto donde don Federico, como hombre de paz, junto con otras grandes personas como
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Imagen 1 X Aniversario del fallecimiento de don Severo Ochoa. Federico Mayor en segunda fila, primero por la derecha.
don Severo Ochoa y a través de otros miembros de la recién creada SEB, fue buscando primar el aspecto social sobre el individual y, logrando con el tiempo, y con la contribución posterior de un excelente presidente de la SEBBM, J. Guinovart, que prácticamente todos los bioquímicos españoles se asociaran en una única y numerosa sociedad, similar a las de los países anglosajones y europeos. Como se ha comentado en otras ocasiones, don Federico fue, como decía Cajal, «más sabio que soberbio», algo imprescindible para ser un buen científico. De hecho, don Federico tuvo relación con grandes sabios en diferentes áreas, como Nelson Mandela, Ramón Areces o Hans Krebs. Se puede llegar a la conclusión de que generalmente los sabios se relacionan entre ellos, pues se reconocen, por lo que parece obvio concluir que don Federico fue un sabio, como ya sabíamos. *Esta semblanza completa las publicadas por los expresidentes SEBBM sobre don Federico Mayor Zaragoza en la Revista SEBBM nº 224 Especial | mayo 2025
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SOCIEDAD LA CIENCIA TAMBIÉN SE DIBUJA: UNA HERRAMIENTA CONTRA LOS ESTEREOTIPOS DE GÉNERO María José Sánchez-Barrena
Miembro del grupo Mujer y Ciencia de la SEBBM Instituto de Química Física ‘Blas Cabrera’ (IQF), CSIC, Madrid El grupo Mujer y Ciencia de la SEBBM nació en 2021 con el propósito de impulsar iniciativas que visibilicen a las mujeres en ciencia y reflexionar sobre las barreras que dificultan su carrera investigadora. Desde entonces, el grupo, coordinado por la investigadora María Mayán, ha desarrollado diversas actividades que combinan ciencia, arte y liderazgo desde una perspectiva femenina. Entre las propuestas más consolidadas destaca el concurso «Dibuja una persona que se dedique a la ciencia y ponle nombre», que este año ha celebrado su cuarta edición. Dirigido al alumnado de 1º, 2º, 5º y 6º de educación primaria, e inspirado en el trabajo de Miller et al. (2018), el concurso invita a plasmar en un dibujo cómo imaginan los niños y las niñas a quienes trabajan en ciencia. Aunque se pide al profesorado no influir mencionando referentes concretos, es habitual que algunos centros aprovechen esta actividad para profundizar sobre las contribuciones de las mujeres a la ciencia. Gracias a ello, muchas científicas, a menudo invisibilizadas, salen a la luz en las aulas. Esto dificulta parcialmente el análisis puro de estereotipos, uno de los objetivos del concurso, pero refuerza su valor como herramienta educativa para combatir los sesgos de género en ciencia desde la infancia y dotar a las niñas y los niños de referentes femeninos.
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A lo largo de estas cuatro ediciones, investigadoras del Grupo Mujer y Ciencia (Marina García (IBFG (USAL), Salamanca), Sara Sdelci (CRG, Barcelona), Ana Cuenda (CNB-CSIC, Madrid), Guadalupe Sabio (CNIO, Madrid), María Mayán (CINBIO (UVigo), Vigo) y María José SánchezBarrena (coordinación e idea original, IQF-CSIC, Madrid)) hemos llevado a cabo la evaluación y selección de los cientos de dibujos que recibimos cada año. Para garantizar la imparcialidad del proceso y evitar posibles sesgos inconscientes, la selección se realiza de forma completamente ciega. Curiosamente, la mayoría de los dibujos premiados han sido realizados por niñas, sugiriendo que, a estas edades,
sus habilidades artísticas están más desarrolladas que las de sus compañeros. Gracias al patrocinio de la Editorial Capitán Swing, los colegios cuyos dibujos resultan galardonados (primer premio y accésit por nivel) reciben el libro «Mujeres de ciencia» de Rachel Ignotofsky, una obra ilustrada que destaca las contribuciones de 50 mujeres al ámbito STEM. Además, las autoras y los autores de los primeros premios tienen la oportunidad de visitar, junto a su clase, un laboratorio cercano a su lugar de origen. En estas visitas, son recibidos por socios y socias de la SEBBM, con quienes comparten una jornada descubriendo el trabajo en los laboratorios. Esta experiencia no sólo les acerca a
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Figura 1 Dibujos y análisis de estereotipos de género: (a) Representaciones de científicas españolas. De izquierda a derecha: Margarita Salas, Elena García Armada, Flora de Pablo y María Cruz Gallego. (b) Participación global de niños y niñas. (c) Análisis del tipo de dibujo que realizan los grupos de los niños (izquierda) y de las niñas (derecha). (d) Mismo análisis que en (c) pero en función del curso (1º, 2º, 5º y 6º de educación primaria).
la ciencia de una forma práctica y divertida, sino que también les permite comprender que el trabajo científico es colaborativo, y que equipos diversos de personas unen esfuerzos para alcanzar objetivos comunes. En estas cuatro ediciones hemos recibido más de 5.600 dibujos. La participación ha sido equilibrada entre niños y niñas, y en general, el análisis de estereotipos realizado sugiere que no existen grandes sesgos: la mayoría se representan a sí mismos como personas científicas. Sin embargo, en 6º de primaria las alumnas
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dibujan a hombres científicos con mayor frecuencia si se compara con los cursos inferiores. Este incremento, de hasta 10 puntos respecto a 1º de primaria, indica que los estereotipos comienzan a consolidarse a estas edades. Por ello, creemos fundamental el trabajo en el aula para detectarlos y corregirlos. En contraste, los niños de 6º representan a más científicas que los de 1º, sugiriendo que las acciones de visibilización de las mujeres en la ciencia están teniendo efecto. Es probable que sin estas iniciativas el sesgo de género
observado en las niñas fuera aún más pronunciado. Desde el Grupo Mujer y Ciencia de la SEBBM queremos agradecer la implicación del profesorado y de los centros educativos, así como la colaboración de los socios y socias de la SEBBM que hacen posible las visitas a los laboratorios. Os animamos también a difundir el concurso, que lanzamos cada noviembre, con el objetivo de acercar la ciencia a las aulas, despertar vocaciones y abrir la mente de las futuras generaciones de científicas y científicos del país.
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SOCIEDAD LA SECCIÓN JUNIOR DE LA SEBBM: IMPULSANDO LA COLABORACIÓN, EL TALENTO Y LA PASIÓN POR LA CIENCIA ENTRE LOS JÓVENES Marina Tapias
Coordinadora de la Sección Junior de la SEBBM Investigadora predoctoral, Instituto de Investigaciones Biomédicas ‘Sols-Morreale’ (IIBM), CSIC-UAM
La Sección Junior de la SEBBM nació con la misión de ser un espacio de encuentro, crecimiento y representación para los jóvenes investigadores en el ámbito de la Bioquímica y la Biología Molecular, siguiendo una tendencia creciente en otras sociedades europeas. Inició sus actividades en enero de 2024 con el nombramiento de los primeros y actuales coordinadores: Marina Tapias y Cándido Ortiz. Desde su creación, el principal objetivo de la Sección Junior ha sido fomentar el desarrollo académico y profesional de los estudiantes de grado, máster, doctorado y primeros años de posdoctorado, promoviendo su integración plena en la comunidad científica. Queremos acompañar a las nuevas generaciones en su camino, impulsando su formación, visibilidad y conexiones dentro del mundo de la investigación. La Sección Junior está compuesta por estudiantes y jóvenes investigadores apasionados por la ciencia y con una gran motivación para construir redes de colaboración. Actualmente, además de los coordinadores, participan activamente en la organización de actividades Joaquín Tamargo, Sergio Rodríguez y Andrea Fernández. Desde aquí animamos a cualquier miembro de la SEBBM que se
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encuentre en las primeras etapas de su carrera a unirse a esta sección: la ciencia también se construye fuera del laboratorio. Si eres joven, recuerda que para formar parte de la Sección Junior de SEBBM y que te lleguen los correos es importante que, en tu perfil en la configuración, marques la casilla de querer formar parte de la Sección Junior. Esto no implica que tengas que participar en la organización de
actividades, simplemente será para que te llegue la información. Si quieres colaborar, mejor escríbenos al correo. A pesar de su reciente creación, la Sección Junior ya ha comenzado a dejar su huella. Ha colaborado en la pasada edición 2024 y participa en la edición de este año de Falling Walls Lab Spain, un evento de referencia que ofrece a los jóvenes innovadores la oportunidad de presentar sus proyectos
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en tan solo tres minutos. Esta colaboración refleja nuestro compromiso con la promoción del talento joven y la innovación científica. En el Congreso de la SEBBM 2024, celebrado en A Coruña, la Sección Junior organizó la charla «¡No quiero hacer ciencia!», impartida por Ignacio Crespo (@ sdestendhal). En ella, se invitó a reflexionar sobre el significado de ser científico, la ética y la comunicación de la ciencia, generando un enriquecedor debate final que puso de manifiesto la importancia de estas cuestiones en nuestra formación. Además, la Sección Junior trabaja de forma coordinada con otras secciones juveniles europeas a través de la FEBS Junior Section, participando en la organización de seminarios online mensuales, cursos y sesiones especiales. En 2024, desde la Sección Junior de SEBBM coordinamos la charla
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que dio el Dr. David FernándezAntoran (Gurdon Institute, UK y IIS-Aragón, España) donde, además de hablar de su investigación en epitelioides, nos contó su experiencia siendo IP simultáneamente en España y Reino Unido. Esta colaboración entre jóvenes europeos nos permite aprender de otras iniciativas, compartir experiencias y construir una comunidad científica más sólida y conectada. Conscientes de la importancia de generar lazos entre jóvenes investigadores, estamos trabajando para tener presencia en congresos de estudiantes y ofrecer talleres y actividades que respondan a nuestras necesidades. Queremos ser un punto de encuentro para compartir inquietudes, encontrar apoyo y generar nuevas oportunidades de colaboración. Como primicia para los lectores de la Revista SEBBM, adelantamos que en los próximos meses
lanzaremos a nivel nacional un concurso online inspirándonos en los míticos concursos televisivos, pero con temática científica. Nuestro objetivo es conectar a los jóvenes de las diferentes regiones de España y establecer lazos, mientras cada equipo demuestra sus conocimientos de bioquímica y biología molecular y además de divertirnos. Miramos al futuro con entusiasmo. Nuestro propósito es consolidar y ampliar las iniciativas ya puestas en marcha, reforzar la comunicación con otras organizaciones juveniles y estar atentos a las nuevas necesidades de nuestra comunidad. Estamos plenamente abiertos a ideas, sugerencias y colaboraciones. No dudéis en poneros en contacto con nosotros: vuestra voz es esencial para construir, entre todos, una Sección Junior que sea un verdadero motor de inspiración, aprendizaje y colaboración.
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SOCIEDAD 20 ANIVERSARIO DE LOS PREMIOS ALBERTO SOLS DEL MUNICIPIO DE SAX Antonio Ferrer
Director Instituto de Investigación, Desarrollo e Innovación en Biotecnología Sanitaria de Elche (IDiBE), Universidad Miguel Hernández, Alicante El 16 de mayo de 2025 se realizó la gala de entrega de la XX Edición de los Premios Alberto Sols 2024 que bienalmente convoca el Ayuntamiento de Sax, en colaboración con la Generalitat Valenciana, las Universidades de Alicante y Miguel Hernández, y la diputación de Alicante. Los premios se dividen en tres categorías, a la mejor labor en investigación básica, otorgado a Ángel Nadal por su investigación en diabetes y el impacto de los disruptores endocrinos en salud; a la mejor labor en investigación clínica, asignado a Domingo Orozco por su investigación en medicina familiar; y al mejor trabajo científico, concedido a Félix Leroy por su artículo Corticotropinreleasing hormone signaling from prefrontal cortex to lateral septum suppresses interaction with familiar mice, publicado en la revista Cell en 2023.
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Estos premios tienen su origen en 1983 cuando una comisión liderada por el ayuntamiento de Sax se reunió con Alberto Sols para proponerle la creación de un premio que llevara su nombre y que reconociera la labor investigadora de un científico nacido en la comunidad valenciana o que estuviera desarrollando su actividad investigadora en dicha comunidad. Alberto aceptó la creación del Premio, y se convocó por primera vez en 1986, siendo galardonado Jaime Miquel Calatayud, un científico valenciano que realizó la mayor parte de su investigación en Estados Unidos. En 1988, además del premio a la mejor labor investigadora (concedido a Eduardo Primo Yúfera), se concedió un premio al mejor trabajo científico (realizado por Roberto Gallego, Andrés Morales e Isabel Ivorra del Instituto de Neurociencias de Alicante). Estos premios fueron ganando popularidad entre los investigadores tanto en investigación preclínica (básica) como clínica, por lo que en el año 2022 la comisión responsable de los premios decidió reconocer separadamente la mejor labor investigadora pre-clínica y clínica estableciendo un premio para cada una de ellas. En 2024 se convocó la XX edición de los premios lo que significa una continuidad de 40 años de convocatorias en la que han ido progresivamente ganando
prestigio, como demuestra el número de candidaturas que se presentan a cada edición. Dado que estábamos ante la vigésima edición de los premios, el ayuntamiento de Sax organizó «La semana de la Ciencia» para conmemorar esta efeméride. Desde el 9 al 16 de mayo, se desarrollaron en el municipio diversas actividades de divulgación científica con el objetivo de acercar la ciencia a la ciudadanía y de recordar la figura de Alberto Sols, cuya casa alberga un museo que se puede visitar. En este aspecto el ayuntamiento de Sax está altamente comprometido con defender y divulgar el valor de la ciencia, acercándola a toda la ciudadanía, desde los más pequeños a los mayores. Recordemos a nuestros socios más jóvenes que Alberto Sols fue uno de los fundadores de la SEBBM y su primer presidente en 1963. Por ello, la SEBBM estuvo implicada en la organización de algunas actividades para la «Semana de la Ciencia». Así, el 9 de abril se inauguró la exposición «Ciencia y Arte» con la colección La inmolación de las células en la casa museo Alberto Sols con las obras que el año pasado se expusieron en el MuNCyT (Museo Nacional de Ciencia y Tecnología) en A Coruña durante la celebración del 46º Congreso de la SEBBM. Esta exposición se pudo visitar hasta el 19 de mayo.
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Además, ligada a la exposición, y para que los ciudadanos de Sax comprendieran el concepto de inmolación/apoptosis celular y entendieran las obras expuestas, impartí la conferencia ¿Por qué se suicidan mis células? el 12 de mayo a las 19h en el auditorio. Complementariamente, Inmaculada Yruela organizó el espectáculo Molecular Plasticity: la relevancia de las proteínas dúctiles, sobre biología molecular y estructural que combina ciencia, música, danza y efectos audiovisuales, ofreciendo una experiencia multisensorial única. Este espectáculo constituye una forma singular y atractiva de
narrar la historia y relevancia de las proteínas dúctiles que, como suele ocurrir frecuentemente, son inicialmente ignoradas por considerarlas irrelevantes, y que ahora han renacido por la relevancia y alto potencial de su flexibilidad y versatilidad. Fue un espectáculo que atrajo a muchos sajeños e interesados de municipios vecinos que disfrutaron de las distintas actividades. Además, aprovechando la celebración de la XX edición de los premios Alberto Sols, la Fundación SEBBM y el ayuntamiento de Sax firmaron un acuerdo de colaboración dirigido a potenciar los premios, e instaurar la creación de
un premio para reconocer la labor investigadora de los jóvenes, así como a colaborar en acciones de divulgación científica en el municipio. En este sentido, se inauguró el nuevo auditorio localizado en el centro de la ciudad y dotado de excelentes infraestructuras para la organización de cursos, talleres y actividades de divulgación. Con este acuerdo pretendemos reforzar la figura de Alberto Sols y reconocer la excelente labor que ha estado realizando el municipio de Sax para no olvidar a uno de los sajeños más insigne, promotor de la Bioquímica y Biología Molecular Española.
DIEGO VILLA LÁZARO, SOCIO SEBBM JUNIOR, SEMIFINALISTA DE LA SEGUNDA EDICIÓN DE «SOLO DE CIENCIA» El certamen iberoamericano de monólogos científicos «Solo de Ciencia» celebró su tercera edición en España el pasado 12 de febrero de 2025. La Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología (FECYT) seleccionó a los doce semifinalistas que participarán en la fase final española. Diego Villa Lázaro, socio SEBBM junior, fue uno de los seleccionados; formó parte del grupo de seis mujeres y seis hombres, con edades comprendidas entre los 20 y los 35 años y provenientes de áreas de investigación como la psicología, biología, lingüística, bioquímica o anatomía patológica seleccionado entre los 63 videos recibidos para la semifinal en Burgos. El certamen «Solo de Ciencia» es una iniciativa de FECYT que tiene como objetivo principal el fomento de la comunicación de la ciencia en español, e involucrar y formar
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a investigadoras e investigadores en la divulgación científica desde las primeras etapas de su carrera profesional. Además, supone una oportunidad excepcional para poner en valor el uso del español como lengua de la comunicación científica a través de un formato innovador, ameno y cercano con el público general.
Perú y España han sido las primeras sedes de las finales internacionales que se han celebrado, reuniendo a más de seis países iberoamericanos. La tercera edición de «Solo de Ciencia» culminará en Ecuador, en una final que se celebrará en el marco del Día Iberoamericano de la Ciencia. Fuente: FECYT
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SOCIEDAD FALLING WALLS LAB CELEBRA SU CUARTA EDICIÓN EN ESPAÑA El Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN-CSIC), la Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular (SEBBM), la Universidad Complutense de Madrid (UCM) a través de Compluemprende y la Embajada de la República Federal de Alemania en Madrid han organizado por cuarto año consecutivo Falling Walls Lab Spain. Un concurso a nivel nacional orientado a jóvenes talentos científicos, innovadores y mentes visionarias en general -estudiantes y profesionales en el inicio de su carrera-. Los quince participantes seleccionados tuvieron tres minutos para presentar su idea innovadora en cualquier área -ciencias naturales, físicas, matemáticas, ingeniería y tecnología, ciencias sociales y
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humanidades, arte y educación, entre otras-. Tras todas las intervenciones, un jurado de expertos debatió y decidió los ganadores nacionales -un máximo de tres-. Toda la jornada fue grabada y retransmitida en streaming para alcanzar a un mayor público. Los ganadores de los respectivos concursos nacionales participarán en la final de Berlín, Falling Walls Lab, el 9 de noviembre de 2025. Competirán con sus ideas por llevarse el premio a «Joven Innovador del Año». Además, se otorgarán varios premios económicos que serán otorgados por la organización. Falling Walls Lab muestra el impacto positivo que tienen todas las ideas presentadas en la ciencia y la sociedad, intentando responder
a la pregunta: ¿Qué muros caerán a partir de ahora? Falling Walls está inspirado en la caída del Muro de Berlín el 9 de noviembre de 1989, un acontecimiento que cambió el mundo. El evento en España se celebró el 30 de mayo, en el Salón de Actos de la sede central del CSIC en Madrid.
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COSCE OTORGA EL DIPLOMA DE HONOR 2025 A FEDERICO MAYOR ZARAGOZA A TÍTULO PÓSTUMO La Confederación de Sociedades Científicas de España (COSCE) ha otorgado el Diploma de Honor, en su tercera edición, a don Federico Mayor Zaragoza a título póstumo por su extensa y variada labor en favor de la ciencia, la tecnología y la cultura. El acto de entrega tuvo lugar en la sede de la Fundación Ramón Areces el 30 de mayo de 2025. Su hijo Federico Mayor Menéndez,catedrático de la Universidad Autónoma de Madrid (UAM) y expresidente de SEBBM, recogió el premio de manos de Perla Wahnón y Alicia Alonso, presidenta y vicepresidenta de COSCE, respectivamente. Asistieron miembros de la Junta directiva de SEBBM. En el mismo acto se entregó el Premio a la Difusión de la Ciencia 2025, que ha recaído en esta edición en Raúl Rivas González, Catedrático de Microbiología de la Universidad de Salamanca. Fuente: COSCE
CONVOCATORIAS Y RESOLUCIONES DE PREMIOS
Premio Fronteras del Conocimiento de la Fundación BBVA en Biología y Biomedicina Convocatoria abierta hasta el 30 junio 2025.
El Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (MICIU), a través de la Agencia Estatal de Investigación (AEI), ha publicado la resolución provisional de la convocatoria de ‘Centros de Excelencia Severo Ochoa’ y ‘Unidades de Excelencia María de Maeztu’ 2024. El MICIU concede más de 75 millones de euros a 17 centros y unidades de investigación de excelencia ‘Severo Ochoa’ y ‘María de Maeztu’ (ciencia.gob.es) Próxima Convocatoria Centros de Excelencia Severo Ochoa y María de Maeztu 2025. Agencia Estatal de Investigación (AEI). Plazo de solicitud: desde el 20 de mayo al 1 de junio de 2025. La convocatoria 2025 para centros y unidades de investigación de excelencia «Severo Ochoa» y «María de Maetzu» contará con un presupuesto de 78 millones de euros.
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RESEÑAS LIBROS
KATALIN KARIKÓ: LA CAPACIDAD DE RESISTIR Daniel Ramón Vidal
Catedrático de Tecnología de Alimentos, UCH-CEU. Profesor visitante del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas I2SysBio, CSIC-UV.
Rompiendo barreras: Mi vida dedicada a la ciencia Katalin Karikó | Traducción de Begoña Olga Merino Gómez GeoPlaneta Ciencia | Barcelona (2024) 264 p.
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e gusta leer biografías de científicas y científicos. La primera que cayó en mis manos fue un regalo de mis padres cuando era adolescente. Era una biografía de Marie Curie. Me sedujo aquella vida de entrega y pasión por lo desconocido, su fortaleza frente a cualquier inconveniente y su arrogancia ante los estándares sociales. Creo que, en parte por ese libro, y también por ese ejemplo, decidí ligar mi vida a la investigación. Desde entonces, he leído muchas biografías de este tipo. Tenía prácticamente cerrado mi listado de colegas con una vida personal y profesional impresionante, hasta que hace unos días cayó en mis manos la autobiografía de Katalin Karikó, la ganadora del Premio Nobel de Fisiología o Medicina del año 2023 por sus descubrimientos sobre el ARN mensajero que fueron claves para desarrollar las vacunas frente al SARS-CoV-2 responsable de la pandemia del COVID-19. Me atrapó desde el principio y me recordó, en varias de sus páginas, sensaciones y pensamientos que tuve al leer aquella primera biografía de Marie Curie. Una parte importante de este libro cuenta la infancia y adolescencia de Katalin en Kisújszállás, un pequeño pueblo de Hungría, en el seno de una familia humilde, señalada por los dirigentes políticos de su país. Describe con detalle las dificultades de todo tipo a las que se tuvo que enfrentar en su infancia y adolescencia, y ayuda a comprender la tenacidad de esta mujer frente a cualquier problema. Como ella indica, aprendió desde la cuna que el secreto para superar los problemas era trabajar, trabajar y trabajar. Pero las dificultades no fueron sólo monetarias. Por ejemplo, expone su enfrentamiento con un profesor de instituto que intentó sin éxito boicotear su entrada a la universidad, o cómo, a pesar de haber conseguido unas notas excelentes en la escuela secundaria, su nombre fue borrado de la lista de los Premios Nacionales de Estudio por los problemas políticos de su padre. Y tuvo que padecer este tipo de extorsiones no sólo en su país, también cuando emigró a Estados Unidos, en su primer laboratorio en Filadelfia. En esta
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ocasión tuvo que ver cómo se eliminaba su autoría de varios artículos científicos. Pero con su capacidad de lucha, se sobrepuso a todos estos episodios y siguió estudiando e investigando. Frente a estos duros relatos, hay otras páginas del libro que describen el lado más humano de esta investigadora. Son las ligadas a cómo conoció al amor de su vida, su marido Bela, que siempre la ha acompañado y apoyado, y como fundaron una familia que es un equipo. Y, por supuesto, la llegada de su hija Susan que nació una semana después de que ella defendiera su tesis, y cómo esa hija le cambió la vida. En este sentido, es destacable el mensaje de Katalin reclamando medidas sociales que ayuden a la mujer científica que es madre a llevar a cabo la conciliación familiar. Resultan muy interesantes las narrativas sobre el mundo universitario norteamericano donde Karikó trabajó. Sus comparativas entre las capacidades investigadoras en Hungría frente a Estados Unidos, la dificultad de trabajar con una molécula tan frágil como el ARN, o las intrigas universitarias en Pensilvania son buena prueba de ello. Pero si debo quedarme con una parte concreta del libro, no lo dudo. Son las páginas referentes a su encuentro en una impresora con el inmunólogo Drew Weissman y cómo decidieron trabajar juntos. Es la descripción del inicio de uno de los hitos biomédicos más importantes del último siglo. Y es en lo que viene después, en la descripción de su entrada en BioNTech y su trabajo durante la pandemia, donde lo descrito por Katalin sabe a poco. En resumen, este libro es la historia contada en primera persona de una científica fascinante que, como Marie Curie, tuvo que luchar en una sociedad difícil, siendo mujer y madre, y sobreponiéndose a múltiples dificultades de todo tipo gracias a su esfuerzo titánico. Aprendamos de estas lecciones de vida para diseñar un futuro donde estas desigualdades no se produzcan y cualquier científica tenga las mismas oportunidades, ni una más ni una menos, que los científicos.
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Nuevos enfoques en la Secuenciación de Microbiomas en muestras con bajo contenido de ADN microbiano. Dr. Sami Irar Martínez. ECOGEN
Introducción
La pregunta «¿Cuántos ángeles pueden bailar sobre la cabeza de un alfiler?» ha sido utilizada históricamente en contextos metafísicos, o incluso como una interrogante retórica para ilustrar una cuestión sin respuesta. Aunque esta pregunta pueda parecer abstracta, hay una cuestión mucho más relevante y tangible en el campo de la investigación del microbioma: ¿cuántos microorganismos caben sobre la cabeza de un alfiler? Para un microorganismo, esa diminuta superficie se asemeja a la cima de una montaña muy alta. Este concepto ilustra un reto fundamental en la investigación microbiológica: obtener una representación precisa de una muestra microbiana tan pequeña sin introducir sesgos significativos en el análisis.
El desafío. Representatividad microbiana en muestras pobres en ADN
El análisis de microbiomas requiere técnicas sofisticadas de secuenciación, y muchas veces estas muestras contienen cantidades mínimas de ADN. Los métodos de detección basados en PCR permiten trabajar con pequeñas cantidades de ADN, pero suelen estar limitados a identificar o cuantificar sólo una pequeña fracción de los microorganismos presentes en la muestra. Por otro lado, los métodos de secuenciación de nueva generación (NGS, por sus siglas en inglés) son mucho más efectivos para desentrañar la diversidad microbiana, ya que permiten la identificación de una amplia variedad de microorganismos. Sin embargo, la NGS ha requerido históricamente grandes cantidades de ADN, lo cual puede ser un obstáculo cuando se trabaja con muestras complicadas donde el material genético es escaso. No siempre es sencillo obtener suficiente ADN para realizar el análisis correspondiente y tener una buena representación de la población microbiana.
Estrategias utilizadas. Secuenciación WGA (Whole Genome Analysis)
Una estrategia común para superar el desafío de estas muestras complejas con baja concentración de ADN es utilizar la amplificación genómica total (WGA, por sus siglas en inglés). Sin embargo, los métodos WGA presentan un riesgo o problema significativo: pueden introducir sesgos que distorsionen los resultados finales de la secuenciación. Esto ocurre porque las técnicas de WGA tienden a amplificar algunas secuencias genómicas de forma preferencial, mientras que otras pueden quedar subrepresentadas. Factores como el contenido de GC de la región genómica pueden influir en esta preferencia, lo que puede llevar a una representación sesgada de la población microbiana.
Soluciones hay varias, entre las que se encuentran las planteadas por los servicios de Zymo Research en estudios de metagenómica. Zymo Microbiomics Services ha desarrollado un enfoque innovador para abordar este problema, permitiendo obtener una imagen precisa de la composición microbiana en muestras de tan sólo 100 femtogramos de ADN. Utilizando los controles internos de Zymo Research para secuenciación metagenómica, hemos logrado secuenciar muestras con una precisión notable, sin generar sesgos perceptibles ni distorsionar la estructura esperada de la población microbiana. Este enfoque ha demostrado ser efectivo no sólo con bacterias gram-negativas, fácilmente lisables y con bacterias gram-positivas, subestimadas normalmente en poblaciones microbianas por la dificultad en su lisis con respecto a las bacterias gram-negativas sino también con hongos de diferente tipología lo que amplía considerablemente su aplicabilidad en los diferentes estudios abordados en metagenómica (Figura 1). La aplicación de este enfoque desarrollado por Zymo Research es extensible a muchos campos de estudio. Para ilustrar la efectividad de este método y a modo de ejemplo, analizamos muestras tomadas con hisopos sobre piel, que se caracterizan por tener una biomasa bacteriana extremadamente baja. Estas muestras suelen poner a prueba los métodos convencionales de extracción y preparación de librerías de ADN. Sin embargo, con el enfoque desarrollado por Zymo Research con cantidades mínimas de ADN se puede, no sólo identificar y caracterizar la población microbiana de Cutibacterium acnes presente en las muestras, sino también detectar y caracterizar otros patógenos de la piel mucho menos comunes y abundantes, tanto bacterianos como eucariotas (Figura 2).
Conclusión
El análisis de microbiomas a partir de muestras pobres en ADN microbiano representa un desafío único en términos de preparación de librerías y secuenciación. Si bien las muestras de mayor volumen han sido procesadas con éxito mediante secuenciación metagenómica sin presentar dificultades significativas, las muestras con cantidades muy pequeñas de ADN requieren un enfoque especializado. El pipeline de Zymo Microbioma Services para el manejo de muestras microbianas de bajo contenido en ADN ha demostrado ser capaz de procesar incluso muestras de cientos de femtogramos o menos, sin que se produzca una distorsión significativa en la naturaleza de la muestra. Para más información puede visitarnos en la página de servicios de Zymo Research. https://zymoresearch.eu/pages/microbiome-analysis-services Fuentes: https://zymoresearch.eu/blogs/blog/low-input-microbiome-sequencing
Figura 1. Control microbiano de Zymo Research de una población microbiana analizada con diferentes cantidades decrecientes de DNA desde la más alta, 10ng de DNA, hasta cantidades más bajas, 100fg de DNA
Figura 2. Muestras de piel tomadas con hisopo donde podemos observar las diferentes poblaciones microbianas en muestras que normalmente tienen cantidades muy bajas de DNA.
Su socio de ARNm en Europa PRODUCCIÓN DE ARNm - El ARN mensajero (ARNm) ha cobrado gran relevancia desde que se utilizó en las vacunas Pfizer-BioNTech y Moderna COVID-19. Su potencial va más allá, con aplicaciones prometedoras en la prevención y tratamiento de enfermedades genéticas y de difícil abordaje, incluido el cáncer. Sin embargo, su producción es compleja y supone un desafío para los investigadores en el desarrollo de nuevas terapias: Descubra Tebubio. La demanda de ARNm se ha disparado, y los investigadores que desarrollan vacunas y terapias basadas en esta tecnología se enfrentan al desafío de optimizar su estabilidad, inmunogenicidad, eficiencia de traducción y administración. Tebubio Contract Research Services, con sede en la UE, se especializa en la producción de ARNm a pequeña escala para respaldar estudios de prueba de concepto. Fabricamos en Europa cantidades personalizadas de ARNm, desde µg hasta mg, destinadas al cribado en investigación preclínica. Este servicio exclusivo y personalizado de optimización y producción de ARNm a pequeña escala brinda apoyo integral a los investigadores, asegurando una transición eficiente hacia la producción a gran escala del producto final. El flujo de trabajo del ARNm
Acelere su proyecto de ARNm desde la prueba de concepto hasta las GMP
Producción a pequeña escala: Los investigadores ya no luchan por obtener una secuencia de ARNm funcional. Tras haber completado más de 300 proyectos en los últimos tres años, los expertos de Tebubio son expertos en la optimización de la secuencia de ADNp molde para aumentar su estabilidad, eficiencia de transcripción, expresión final de ARNm y proteínas, y disminuir la inmunogenicidad. Una vez optimizada la secuencia, se puede producir ARNm de grado de investigación a partir de 100 µg en el laboratorio de ARNm de Tebubio en Francia. Liberación: La liberación intracelular de ARNm supone un desafío debido a su alto peso molecular y elevada densidad de carga negativa. Por ello, es fundamental desarrollar herramientas de administración personalizadas que se ajusten a los requisitos específicos de cada modelo final, ya sea en función de la diana, el tejido, el tipo celular o la enfermedad. Tebubio emplea tanto la administración química mediante reactivos de transfección como formulaciones personalizadas de nanopartículas lipídicas. Gracias a su experiencia y conocimientos en el desarrollo de formulaciones óptimas, Tebubio acelera la producción a pequeña escala, garantizando su preparación para una futura ampliación.
Expresión y análisis: Tebubio valida la expresión del ARNm en el modelo in vitro seleccionado, ya sea en células, cultivos 2D y 3D o en modelos in vivo. Los análisis posteriores pueden incluir la evaluación de la expresión, cuantificación y localización de proteínas, así como la respuesta de los modelos in vitro, midiendo parámetros como toxicidad, liberación de citoquinas inflamatorias, tormenta de citoquinas, fosforilación y perfil del secretoma. Una vez optimizado el ARNm encapsulado, Tebubio garantiza una transición fluida hacia socios de confianza para el desarrollo de modelos in vivo, con el apoyo continuo de un gestor de proyectos con nivel de doctorado. Todas las variantes preclínicas se validan in vitro, lo que permite reducir el número de candidatos necesarios para las pruebas in vivo antes de avanzar a los ensayos clínicos. Además, la plataforma de bioestadística interna de Tebubio proporciona un análisis completo de biomarcadores, con informes que incluyen datos sólidos de prueba de concepto que pueden utilizarse en publicaciones y solicitudes de subvenciones/patentes. Escala superior + GMP: En Tebubio, el ARNm se diseña con el producto final en mente, utilizando exclusivamente herramientas compatibles con las BPF. Además, ofrecemos apoyo para garantizar una transición fluida hacia soluciones de fabricación a gran escala.
Para acelerar los proyectos de investigación de ARNm, póngase en contacto con una de nuestras oficinas locales: www.tebubio.com
Con mas de 2.900 socios y 19 grupos científicos, la SEBBM es la principal agrupación científica en su campo. Contribuimos a que la Bioquímica y la Biología Molecular tengan un papel relevante en nuestra sociedad, favoreciendo el contacto entre investigadores e impulsando a los jóvenes científicos.
Pero no estamos solos... Los socios protectores contribuyen al progreso de la SEBBM
Porque son de los nuestros* Más información sobre la figura de socio protector en: sebbm@sebbm.es o llamando al +34 681 916 770
*Serán socios protectores aquella entidades que quieran contribuir al sostenimiento y desarrollo de la SEBBM y sean aceptadas como tales. Tendrán derecho a voto en las asambleas, pero no podrán ser elegibles para cargos directivos.