- Grupo de trabajo liderado por Óscar Cerda, director del Núcleo Milenio de Enfermedades Asociadas a Canales Iónicos, investiga nuevos mecanismos de regulación para potenciar o disminuir la actividad de estos canales, que son proteínas que permiten el flujo de iones y que, cuando no funcionan debidamente, predisponen escenarios fisiológicos que favorecen la aparición de enfermedades.
- Una parte de la labor investigativa la llevan a cabo alumnos del Doctorado en Ciencias Biomédicas de la U. de Chile que se acaban de adjudicar el primer capítulo estudiantil sudamericano de la Sociedad de Biofísica de EE.UU.
Un grupo de investigación del Instituto de Ciencias Biomédicas (ICBM) de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile y del Núcleo Milenio de Enfermedades Asociadas a Canales Iónicos (MiNICAD), liderado por el doctor Óscar Cerda, logró identificar moléculas que podrían servir como base para fármacos que traten el cáncer de mama y otras enfermedades asociadas a canales iónicos (canalopatías), es decir, a proteínas que permiten el flujo de iones y regulan la excitabilidad eléctrica de la célula.
“Empezamos a probar moléculas en modelos animales para bloquear interacciones que regulan la actividad de canales iónicos vinculados a fenómenos de metástasis y proliferación celular. Tenemos investigaciones en curso sobre el cáncer de mama, la reparación de heridas y el melanoma, con experimentos en desarrollo”, explica Cerda, académico del ICBM y director del MiNICAD. “Lo que esperamos es que haya una disminución de la metástasis en los modelos animales con los cuales estamos trabajando”, agrega el científico, quien destaca el aporte de estudiantes del Doctorado en Ciencias Biomédicas del plantel universitario en los avances que se han logrado en la materia.
El doctor en ciencias biomédicas da más luces sobre las investigaciones que se llevan a cabo en el Núcleo Milenio MiNICAD: “Nos enfocamos en tratar de dilucidar nuevos mecanismos de regulación o en cómo podemos alterar o favorecer esos mecanismos para potenciar o bien disminuir la actividad de los canales iónicos”.
Sobre el trabajo que apunta a identificar moléculas que sirvan de fármacos para las canalopatías, el también ingeniero en biotecnología molecular detalla: “Nos hemos dado cuenta de que hay algunos canales iónicos que se expresan en mayor cantidad en algunos tipos de cáncer, como el de mama. Hay proteínas reguladoras de estos canales y que están sobre expresadas en estos tipos de enfermedad”. Y especifica: “Nos interesamos particularmente en dos familias de canales iónicos, los TRP y los Orai, y generamos fragmentos peptídicos para bloquear las interacciones que conducen a provocar estos cánceres”.
“Buscamos entender los canales iónicos para usarlos como blancos terapéuticos”, dice, por su parte, Boris Lavanderos, alumno del Doctorado en Ciencias Biomédicas de la Universidad de Chile y que es guiado por Cerda en su tesis. “Las proteínas regulan distintos aspectos de la célula. Lo que más nos interesa en nuestro trabajo es la migración de la célula; hay células que se mueven en nuestro cuerpo y las tumorales, cuando hacen metástasis, se arrastran”, explica Lavanderos, cuya investigación doctoral busca describir los mecanismos celulares relacionados a la contracción celular dependiente del canal iónico TRPC6, para así “poder desarrollar terapias dirigidas a atenuar o disminuir la actividad de este canal en enfermedades o patologías que se caractericen por tener una aberración en la reparación tisular”.
RECONOCIMIENTO
Los estudios de los estudiantes de doctorado del ICBM y que trabajan al alero del MiNICAD son cruciales para los esfuerzos que se desarrollan desde este con el fin de estudiar las canalopatías.
Es dicha labor la que, en buena medida, ha sido reconocida por la Biophysical Society, una de las organizaciones científicas más grandes y connotadas de Estados Unidos y el mundo: un grupo de alumnos del mencionado programa doctoral y que investigan guiados por los doctores Óscar Cerda y Diego Varela (también del ICBM), se adjudicó un capítulo (chapter) estudiantil en la Sociedad de Biofísica. Se convierten, así, en los únicos en Sudamérica en recibir este reconocimiento. En lo específico, se le conocerá como “Capítulo Estudiantil de la Universidad de Chile de la Sociedad de Biofísica”.
Boris Lavanderos, presidente de la naciente sección, destaca: “Esto nos permitirá contribuir a internacionalizar la investigación en Chile, dado que podremos generar nexos con grupos de otros países, invitar a grupos estudiantiles o investigadores que puedan presentar sus trabajos, y desarrollar vínculos colaborativos con ellos. Promoveremos, asimismo, instancias de diálogo entre estudiantes, y habrá más oportunidades para estar presentes en congresos nacionales e internacionales. La Sociedad de Biofísica nos entregará fondos para algunas actividades”.
El capítulo ya cuenta con diez miembros y pretende al menos duplicar el número al final del primer año. “Esta proyección se basa en el número de estudiantes de pregrado y postgrado que forman parte del MiNICAD, es decir, alrededor de cincuenta”, indica la postulación aceptada por la sociedad estadounidense. Junto a Lavanderos, conforman la directiva María Paz Saldías, vicepresidenta; Diego Maureira, secretario; y Jenny Ruiz, tesorera.
Ellos también investigan canalopatías. Por ejemplo, Maureira, en su tesis guiada por los doctores Cerda (U. de Chile) y Elías Leiva (Universidad de Santiago de Chile), busca evaluar el efecto de una mutación puntual en la actividad del canal iónico Kv3.1, la que fue hallada en una paciente epiléptica. El mecanismo por el cual dicha mutación contribuye a la patología no ha sido descrito y es aquí donde nace el interés investigativo del estudiante. Otra tesis conducida por Cerda es la de Saldías, cuya finalidad “es regular la actividad del canal de calcio Orai y reducir la migración e invasión de las células neoplásicas, contribuyendo en el posible desarrollo de estrategias terapéuticas que reduzcan el potencial metastásico del cáncer de mama triple negativo, que es altamente agresivo y que carece hoy de un tratamiento específico, a diferencia de los otros subtipos de esta patología”. En tanto, Ruiz, dirigida por el profesor Varela, investiga para describir cómo la proteína RhoA -cuya sobreexpresión es el marcador de peor pronóstico en el cáncer de colon- está regulando la actividad del canal de sodio NaV1.5, esperando que los resultados de su trabajo permitan “elevar el conocimiento sobre la regulación de la expresión de canales iónicos en células tumorales y la posibilidad de convertirlos en dianas para mejorar el diagnóstico, como marcadores de agresividad y como blancos terapéuticos”.
Para la aprobación del chapter, la Sociedad de Biofísica consideró también la tradición académica de Chile en el campo de la biofísica y lo que se ha hecho en el país en cuanto a la investigación sobre canales iónicos.
“Hay que aplaudir a los estudiantes esta iniciativa. Les dará una alta visibilidad en sus carreras, pues podrán tener interacción con otros capítulos. Además, el reconocimiento abre las puertas al resto de estudiantes en Chile, pues la Biophysical Society no sólo aborda y disemina el estudio de los canales iónicos, sino también estudios en bioquímica, biología estructural y otros ámbitos”, destaca el profesor Cerda, patrocinante de la postulación hecha a la organización científica y para quien la incorporación a esta “constituye un motivo de alegría y es indicativa de que hacemos buena biofísica en el país. Sin duda, podremos acercarnos a núcleos de mayor envergadura a nivel internacional”.
“Que se hayan adjudicado este chapter da cuenta de la gran calidad de estudiantes que tenemos, que estamos haciendo escuela y de que tenemos una tradición académica muy buena en biofísica, a partir de los trabajos del doctor Mario Luxoro (Premio Nacional de Ciencias 2000), y continuada por científicos como Cecilia Hidalgo y Ramón Latorre (Premios Nacionales de Ciencias 2006 y 2002, respectivamente), entre otros”, añade Cerda.
El programa de secciones estudiantiles de la Sociedad de Biofísica está abierto a los alumnos interesados en la biofísica y el liderazgo. Tiene como objetivo crear secciones estudiantiles activas en todo el mundo, aumentar la afiliación y la participación de los estudiantes en la sociedad, y promover la biofísica como disciplina en los campus universitarios a través de las actividades organizadas por las secciones. Los capítulos pueden formarse dentro de una sola institución o configurarse regionalmente entre instituciones vecinas.
La Sociedad de Biofísica (Biophysical Society) se fundó en 1958 para liderar el desarrollo y la difusión del conocimiento en la disciplina. Lo hace a través de sus numerosos programas, incluyendo encuentros, publicaciones y actividades de divulgación. Sus miembros, que en la actualidad son más de 7.500, trabajan en el mundo académico, la industria y agencias gubernamentales de todo el mundo.
CANALOPATÍAS
El Núcleo Milenio de Enfermedades Asociadas a Canales Iónicos (MiNICAD), que nació en 2017 financiado por la Iniciativa Milenio, desarrolla investigaciones vinculadas a las canalopatías, buscando entender las proteínas que permiten el flujo de iones y estudiando tanto aristas bioquímicas como moleculares, biofísicas, bioinformáticas y, recientemente, evolutivas. “Somos un grupo multidisciplinario, que interactuamos bastante”, resalta Cerda, su director.
Los canales iónicos son proteínas que forman poros acuosos que permiten el flujo de iones (sodio, potasio, calcio, entre otros) a través de las membranas celulares. Son componentes esenciales en la actividad de todas las células. En los mamíferos, determinan importantes procesos como la excitación del nervio y del músculo, la secreción de hormonas y neurotransmisores, el control del equilibrio hídrico y electrolítico, la regulación de la presión sanguínea, y los procesos de aprendizaje y memoria, entre otros.
“Los canales iónicos son proteínas de transmembrana. Son, dicho de un modo simple, puertas que permiten que los iones permeen. Dado que estos son partículas cargadas, al moverse, alteran el potencial eléctrico de la membrana. Estas verdaderas compuertas regulan la excitabilidad eléctrica de la célula”, explica el doctor Cerda.
Cuando los canales iónicos no funcionan como debieran, predisponen escenarios fisiopatológicos que desencadenan un mal funcionamiento de las macroestructuras del organismo. Muchas veces, estos episodios malignos incitan y favorecen la aparición de enfermedades, que pueden desarrollarse a lo largo de la vida o, incluso, desde el nacimiento. Es en este contexto que nace el concepto de canalopatías, esto es, enfermedades producidas por alteraciones en el funcionamiento de los canales iónicos que están presentes en diferentes tejidos de los seres vivos. Pueden producirse por dos tipos de mecanismos: las alteraciones genéticas y las enfermedades adquiridas, como las autoinmunes. Entre las canalopatías, se encuentran la epilepsia, arritmias, algunos cánceres, patologías producidas por el abuso de drogas y varias otras.
Un ejemplo concreto se da por alteraciones en canales de calcio (Ca2+), las que pueden generar trastornos musculares, parálisis, miastenia, esclerosis lateral amiotrófica, hipertermia o, incluso, miopatías.
Fue en 1989 cuando se identificó la primera enfermedad asociada a un canal iónico, la fibrosis cística, tras lo cual se iniciaron diversos reportes sobre este tipo de patologías, cuya lista sigue aumentando. (Periodista: Claudio Lobos / Agencia Inés Llambías Comunicaciones)
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