Cuando Soraya Learte (Sagunto, 1990), se fue a Argentina a completar su proyecto de fin de carrera en Biotecnología, tenía como tutora a una profesora que había trabajado con José Luis Mascareñas como investigadora posdoc y la animó a ponerse en contacto con él. «Buscaban a alguien de mi perfil y vine aquí a hacer la tesis», explica desde el Ciqus, el centro de la USC en el que estos últimos seis años (cinco de tesis más uno de investigadora posdoctoral) ha estado investigando sobre metaloenzimas artificiales y sus aplicaciones dentro del ámbito de la química biológica.

Esa tesis es ahora una de las ocho mejores del mundo según la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) y la única española que ha sido seleccionada y que ha recibido una mención honorífica. Además, esta misma semana la Real Sociedad Española de Química ha escogido el trabajo como la mejor en la especialidad de química biológica y Soraya Learte, que ahora mismo está organizando su estancia posdoctoral en otra universidad, también recibió el premio Lilly 2021, que reconoce la excelencia investigadora en el ámbito académico por esta misma tesis, que obtuvo la calificación de sobresaliente cum laude y la mención europea.

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Elisa Álvarez

El equipo de Mascareñas en el centro singular de investigación en química biológica y materiales moleculares lleva tiempo trabajando en el uso de enzimas artificiales en células vivas. Esas metaloenzimas generan reacciones dentro de la célula que no se producen de manera natural, lo que tendría aplicaciones en el ámbito farmacológico y en el médico, entre otros.

El trabajo de Learte está dentro de este novedoso campo de investigación y la científica de origen valenciano se ha centrado en el diseño metalopéptidos. «En el cuerpo ya tenemos metaloenzimas que hacen funciones concretas, pero aquí crearíamos metaloenzimas artificiales» utilizando generalmente metales como el paladio y el rutenio, que de manera natural no se encuentran en el organismo.

Esas metaloenzimas artificiales se introducen dentro de la célula y sirven como catalizador de reacciones químicas que no se producen naturalmente y que se pueden controlar. Y eso abre un campo de aplicaciones que incluye, por ejemplo, la investigación contra el cáncer. De hecho, la joven investigadora también está a punto de publicar los resultados sobre la aplicación de los metalopéptidos en la disminución de la actividad cancerígena. «Este metalopéptido es capaz de unirse a un gen sobreexpresado en muchos tipos de cánceres y reducir su actividad». Lo que ocurre con los tumores es un crecimiento exagerado, así que han visto como este metalopéptido es capaz de inhibir el crecimiento.

«No curamos el cáncer, no es una aplicación ya real, pero en células sí hemos visto como inhibe el crecimiento», aclara Soraya Learte. La investigación que se hace en el Ciqus es fundamentalmente básica, por lo que queda un recorrido largo hasta que puede utilizarse en el ámbito clínico.

El uso de metaloenzimas artificiales abre posibilidades como la generación de fármacos dentro de la propia célula utilizando la reacción para fabricar el medicamento. La ventaja es que todo sería inerte antes de producirse esa reacción, que además solo se produciría allí donde hay catalizador. Otra de las aplicaciones del campo en el que se centra el equipo de Mascareñas es la corrección de defectos celulares a través de reacciones que permitan generar o eliminar un metabolito o sustituir alguna sustancia por otra. Y además, se podrían complementar metabolismos celulares.

El Ciqus celebra diez años traspasando las fronteras de la investigación

El modelo innovador del centro ha permitido captar talento, hacer ciencia rompedora y sobrevivir a las crisis

Ni habían estudiando en la Universidade de Santiago ni tenían relación con Galicia, pero a la hora de elegir dónde arraigar su carrera investigadora, lo tuvieron claro: Ciqus. Hoy, el equipo de Martín Fañanás podría definirse como un estudio de arquitectura molecular: investigan nuevos métodos para construir moléculas fundamentalmente a través del metano. Y el de Beatriz Pelaz investiga sobre nanomateriales que puedan realizar actividades en medios biológicos. Algo así como un nanorobot al que se le puede pedir que realice acciones.

Son solo dos de los ejemplos del polo de atracción que ha sido el Ciqus en estos últimos diez años. Ese aniversario redondo lo celebra hoy con un simposio que reúne a unos 250 investigadores en Santiago. «Hemos sido los primeros en abrir nuestras puertas y nos sentimos de alguna manera pioneros». Dolores Pérez es la directora de un centro que mantiene un modelo de funcionamiento que permite hacer ciencia en la frontera de la investigación.

José Luis Mascareñas, director científico del centro, utiliza el término anglosajón groundbreaking: investigación que rompe moldes y también fronteras: entre disciplinas científicas, entre esa barrera construida entre ciencia básica y ciencia aplicada. El grupo de Mascareñas, investiga en la actualidad sobre enzimas creadas en laboratorio, capaces de generar metabolismos artificiales en las células, que es investigación básica, fundamentalmente la que hace el Ciqus. La dicotomía, en realidad, es una: ciencia buena o menos buena. Y el proyecto de Mascareñas abre diversas posibilidades, como podría ser el desarrollo de fármacos, la corrección de defectos celulares o complementar metabolismos.

 «Hace 15 años, cuando se planteó crear este tipo de centros [incluyendo el Citius y el Cimus] era algo que casi sonaba a ciencia ficción, era muy innovador no solo en Galicia, sino en el sistema universitario en España», explica Dolores Pérez. Rendición de cuentas, resultados de investigación (se realizan evaluaciones cada dos años) y enfoques innovadores. «Aquí todos los grupos trabajan en investigación rompedora», explica Mascareñas, la que lleva a publicar en las mejores revistas.

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Elisa Álvarez

«Te van a exigir, te van a evaluar, tienes que tener resultados, pero si lo haces, te van a apoyar». Quizá el concepto del Ciqus se pueda resumir en un: si uno está, el centro está. La sensación de que un centro nuevo que quería «apoyar a gente con ganas, con ideas y dispuesta a trabajar» fue la principal baza que llevó a Martín Fañanás a elegir Santiago para desarrollar su investigación, centrada en la sostenibilidad y en un modelo económico que no esté basado en el petróleo, como el actual.

Algo parecido explica Beatriz Pelaz, que dice que su investigación camina en la frontera de la ciencia básica y la aplicada y que desde luego la multidisciplinaridad también marca el devenir diario de la investigación del Ciqus, y eso también se ha demostrado en pandemia. El coronavirus ha hecho surgir proyectos relacionados con ese ámbito y la posibilidad de llegar a nuevos caladeros de financiación —y más en un contexto primero de crisis económica y luego de crisis sanitaria.

«Queremos trabajar en una alternativa a la economía basada en el petróleo de hoy en día»

El grupo de Martín Fañanás trabaja en metodologías para convertir moléculas en productos de valor añadido reduciendo al máximo las reacciones y los residuos del proceso

Llegó desde Holanda con un contrato Ramón y Cajal y se fijó en el Ciqus. Hoy, Martín Fañanás tiene varias líneas de investigación orientadas a la sostenibilidad. «Nosotros desarrollamos metodologías sintéticas, es decir, nuevos métodos para convertir moléculas» que puedan tener un valor añadido. La idea es usar las materias disponibles y transformarlas en un producto de valor añadido de la manera más rápida posible, o lo que es lo mismo, en el menor número de pasos de reacción y generando el mínimo de residuos.

Su grupo se ha centrado en hidrocarburos y tiene uno de los 11 proyectos ERC que gestiona el Ciqus, orientado sobre todo al metano. «Queremos trabajar en una alternativa a la economía basada en el petróleo de hoy en día» y no solo por gasolinas y combustibles, sino por muchísimos de los materiales que se utilizan. Una de las fuentes más abundante en los próximos años es el metano, que en la actualidad solo se quema. «No es sostenible», explica Fañanás. Así que su grupo investiga en cómo utilizarlo como herramienta para construir moléculas, rompiendo sus enlaces y creando enlaces nuevos.

Aunque el grupo está más orientado a moléculas con bioactividad, como fármacos o similares, pero en realidad las aplicaciones son infinitas, porque lo que investiga el grupo es el método, en «como puedo romper esos enlaces y construir otros nuevos» y conseguir una estructura con cierto interés.  

«Como científicos, nos gustan los desafíos fundamentales»

El grupo de Mascareñas investiga sobre el uso de enzimas artificiales en células vivas, lo que puede llevar a aplicaciones como generación de fármacos in situ o corrección de defectos celulares

En cada célula hay muchísimas reacciones químicas en todo momento, que se desencadenan gracias a catalizadores: las enzimas. ¿Se pueden utilizar enzimas artificiales? ¿Qué ocurre? son algunas de las preguntas a las que está respondiendo el grupo de José Luis Mascareñas, que es también el director científico del Ciqus. La primera es un gran reto, porque una célula nada tiene que ver con un matraz de laboratorio. Su grupo ha diseñado enzimas basadas en metales de transición que ponen a funcionar un metabolismo artificial. Y sí, se puede. «Obviamente la eficiencia es mucho peor que la de los naturales, pero hemos demostrado que es compatible», explica Mascareñas.

Es un campo que todavía está evolucionando y una vez demostrado que sí, se pueden generar reacciones y que la célula siga viviendo, llega la hora de preguntarse para qué se podrían utilizar esas reacciones. Dentro de esas posibles aplicaciones, la más obvia es fabricar medicamentos in situ: es decir, usar la reacción para fabricar el fármaco dentro de la célula. «La ventaja es que todo es inerte hasta que se fabrica». Solo donde hay catalizador se produciría la sustancia.

Otra aplicación posible: corregir defectos celulares a través de reacciones que permitan generar o eliminar un metabolito o sustituir alguna sustancia por otra, se podría corregir el defecto, que es una de las bases de mucho fármacos, que actúan a nivel de la célula. 

Y una tercera: complementar metabolismos. «Se puede interferir con el metabolismo de la célula» aunque esta opción está más cercana al lado fundamental de la ciencia, «Como científicos nos gustan los desafíos fundamentales», saber si es posible complementar metabolismos, por ejemplo. Y además, defiende Mascareñas, buena parte de las cosas que hoy hacen la vida más fácil vienen de descubrimientos, que en su momento, no tenían ninguna utilidad concreta. «Las propias vacunas del covid vienen la investigación básica», recuerda. 

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r. romar

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