Ocho proyectos del CSIC obtienen ayudas “la Caixa” para estudiar las superbacterias, diversas enfermedades y métodos de terapia e imagen

Ocho proyectos del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) han sido seleccionados en la convocatoria del programa Investigación en Salud 2023, de la Fundación “la Caixa”, que cuenta con una financiación de hasta 500.000 euros si el proyecto lo desarrolla una única institución y hasta un millón de euros si se trata de un consorcio de investigación. Daniel López, del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC); Estela Area, del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC); Antonio Alcamí, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBMSO-CSIC-UAM); Anna Planas, del Instituto de Investigaciones Biomédicas de Barcelona (IIBB-CSIC); Maria Luisa Toribio, del CBMSO-CSIC-UAM; César Fernández-Sánchez, del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM, CSIC); Consuelo Guardiola, del IMB-CNM (CSIC), y José María Valpuesta, del CNB-CSIC, son los investigadores que lideran o participan en los proyectos del organismo seleccionados.

En total son 33 los proyectos receptores de las ayudas anunciadas este jueves por la Fundación “la Caixa”. Comprenden investigación en biomedicina y salud y se llevarán a cabo en centros de investigación, hospitales y universidades de España y Portugal. Este programa tiene el objetivo de impulsar la investigación biomédica de excelencia con gran impacto social en investigación básica, clínica y traslacional.

Desactivar la resistencia de las superbacterias

Daniel López, del CNB-CSIC, dirige un proyecto que tiene como objetivo desarrollar una nueva terapia para desactivar la resistencia a los antibióticos de las superbacterias. En Europa mueren cada año alrededor de 33.000 personas como consecuencia directa de infecciones provocadas por bacterias resistentes a los antibióticos. La resistencia antimicrobiana, es decir, la capacidad que tienen las bacterias de adaptarse y hacerse resistentes a los medicamentos que usamos para combatirlas, se ha convertido en una de las mayores amenazas para la salud pública global. De no frenar su aumento, se espera que para 2050 se alcancen cifras que ronden los 10 millones de personas fallecidas por infecciones. Descubrir nuevos antibióticos eficaces contra estos microorganismos supone un desafío para la industria farmacéutica: la investigación puede durar décadas sin llegar a obtener resultados, lo que desincentiva la inversión de recursos.

Este proyecto pretende aportar una solución a esta situación. En estudios previos, el equipo de López demostró la existencia de un proceso celular, hasta entonces desconocido, esencial para la supervivencia bacteriana durante las infecciones que es universal para todas las especies bacterianas. En el presente proyecto el equipo caracterizará este proceso, que tiene lugar en las membranas celulares. Se testará una serie de pequeñas moléculas que son capaces de desactivar la resistencia a los antibióticos convencionales de las superbacterias, pero inocuas para los seres humanos. Estas moléculas permitirán que los antibióticos ya existentes recuperen su actividad frente a las bacterias resistentes, lo que hará posible volver a ponerlos en circulación sin necesidad de desarrollar otros nuevos.

Descifrar el origen de la ELA

Descifrar el papel de las alteraciones del metabolismo celular en el desarrollo de la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), es la finalidad del proyecto liderado por Estela Area, del CIB-CSIC. La ELA es una enfermedad neurodegenerativa que afecta a las neuronas motoras. Cada año se diagnostican entre 1,5 y 2 nuevos casos por cada 100.000 habitantes en todo el mundo. Diversos estudios previos han relacionado con la aparición de esta patología ciertos defectos metabólicos, como la desregulación del nivel de lípidos en sangre y la resistencia a la insulina, aunque por el momento no acaban de comprenderse bien las causas y las consecuencias de esas alteraciones y cómo contribuyen al fallo de la función motora.

Estudios previos llevados a cabo por el equipo del proyecto han demostrado que las alteraciones metabólicas en las neuronas motoras de pacientes con ELA, desde los estadios presintomáticos hasta la aparición de los primeros síntomas de la enfermedad, ocurren en el citoplasma de la célula, en una región denominada retículo endoplasmático, que realiza diferentes funciones celulares y, en concreto, en las membranas del retículo endoplasmático asociadas a las mitocondrias. De hecho, la regulación del metabolismo de las grasas tiene lugar en esas membranas del retículo endoplasmático.

En el presente proyecto, los investigadores analizarán y monitorizarán esas alteraciones metabólicas que se producen en las membranas del retículo endoplasmático, tanto en modelos animales como en células humanas y en muestras de sangre procedentes de pacientes con ELA. El objetivo es dilucidar qué papel desempeñan esas alteraciones del funcionamiento de las membranas del retículo endoplasmático en la aparición de la enfermedad. El conocimiento generado abrirá las puertas a la posibilidad de hallar nuevas dianas terapéuticas potenciales.

Profundizar en las claves de la viruela del mono

Antonio Alcamí, del CBMSO-CSIC, lidera un proyecto destinado a conocer las claves que permiten al virus de la viruela del mono una mayor eficacia en la transmisión entre humanos. La viruela del mono (mpox) es una enfermedad producida por un virus zoonótico cercano al virus de la viruela que, en sus orígenes, infectaba solamente a animales. Sin embargo, en algún momento saltó de un reservorio animal de roedores a los humanos y con el tiempo ha ido mejorando su capacidad de transmisión. En julio de 2022, la Organización Mundial de la Salud (OMS) activó la emergencia sanitaria internacional por esta enfermedad, que hasta entonces había estado confinada en África, y aunque desactivó la emergencia en la primavera de 2023, siguen produciéndose nuevos casos y muertes.

Los análisis genéticos realizados de las variantes del virus que ahora circulan han revelado mutaciones recientes que parecen ser las responsables del aumento de la eficacia de transmisión del virus entre humanos. Algunos de los genes mutados están implicados en la evasión de la respuesta inmunitaria del huésped al bloquear moléculas que controlan la actividad de células inmunitarias clave.

Los investigadores del presente proyecto pretenden caracterizar esas mutaciones para comprender mejor su función biológica usando para ello modelos de ratón de la infección. También compararán en el laboratorio el virus actual con variantes del virus mpox que circularon anteriormente para ver si esas nuevas mutaciones adquiridas por el virus son las que le confieren mejor adaptación para evadir el sistema inmunitario humano.

Reducir los efectos secundarios del ictus

El ictus es la tercera causa de muerte y de discapacidad en el mundo: afecta a más de 12 millones de personas cada año y su incidencia va en aumento. Sucede por causas diversas, con frecuencia cuando uno de los vasos sanguíneos que irrigan el cerebro se bloquea por un coágulo y provoca un ictus isquémico. También sucede cuando un vaso sanguíneo cerebral se rompe y derrama sangre en el cerebro; en ese caso, se denomina ictus hemorrágico. En ambos tipos de ictus se produce la muerte de las células del cerebro, lo que comporta discapacidad y favorece la depresión y la demencia. El tratamiento del ictus isquémico pasa por restaurar el flujo sanguíneo cerebral. Aun así, más de la mitad de los pacientes sufren discapacidad permanente, por lo que se requieren nuevas estrategias terapéuticas.

El estudio de las células microgliales para desarrollar nuevos tratamientos que reduzcan los efectos secundarios del ictus es la finalidad del proyecto liderado por Anna Planas, del IIBB-CSIC. Esta investigación se centrará en estudiar las células de microglía, un tipo de células del sistema inmunitario que residen en el cerebro. Después de un ictus y durante el envejecimiento, estas células acumulan en su citoplasma pequeñas gotas de grasa que son esenciales como fuente de energía y que participan en la respuesta inmune. No obstante, el acúmulo crónico de gotas de grasa podría causar defectos en el funcionamiento celular y potenciar la disfunción neurológica tras el ictus.

La inflamación promueve la formación de estas gotas de grasa, que son típicas de enfermedades como la obesidad, la diabetes, la aterosclerosis o el cáncer. Sin embargo, hasta el momento se desconoce el papel que desempeñan en enfermedades neurológicas y neurodegenerativas.

El proyecto pretende identificar las moléculas clave que intervienen en el acúmulo de estas gotas de grasa en las células microgliales como respuesta al ictus y su impacto sobre la disfunción neurológica, tanto en la juventud como en el envejecimiento. El objetivo final es hallar nuevas formas de modular las gotas de grasa en las células microgliales para optimizar la función celular y mejorar el pronóstico del ictus.

Prevenir los efectos de la leucemia en el sistema inmunitario

Maria Luisa Toribio, investigadora del CSIC en el CBMSO, participa en un proyecto para desvelar las claves de la leucemia, el cáncer más frecuente en menores de 14 años. Existen varias formas de este tumor; la leucemia de linfocitos T afecta a 20-35 niños/as por millón de habitantes. Gracias a los tratamientos actuales, la tasa de remisión es del 80% en la población infantil y del 50% en la población adulta. Sin embargo, estos pacientes supervivientes suelen desarrollar trastornos inmunitarios en un momento posterior de su vida.

Ante el aumento del número de personas que superan una leucemia, es fundamental comprender cómo, cuándo y por qué se desarrollan enfermedades mediadas por el sistema inmunitario como consecuencia de la leucemia original. Estudios recientes indican que esto se debe a los efectos de la leucemia en la médula ósea y el timo, los órganos donde se forman los linfocitos B y T (dos tipos de células inmunitarias).

Este proyecto utilizará modelos de ratón genéticamente modificados que replican el desarrollo, el tratamiento y la remisión de la leucemia de linfocitos T. El objetivo es comprender cómo afectan las células leucémicas a la regeneración, el mantenimiento y la función del sistema inmunitario durante la enfermedad y tras su remisión. Más allá de los conocidos efectos tóxicos de los tratamientos de quimioterapia, es esencial distinguir entre los efectos directos de la leucemia y los provocados por la quimioterapia. El proyecto pretende definir los mecanismos moleculares subyacentes a las disfunciones inmunitarias mediadas por la leucemia, lo que preparará el camino para diseñar nuevas terapias dirigidas al sistema inmunitario que mejorarán la calidad de vida de los supervivientes.

Dispositivo portátil para el diagnóstico masivo de la malaria

El investigador César Fernández-Sánchez, del IMB-CNM (CSIC), participa en una iniciativa para mejorar los métodos de diagnóstico de la malaria, una enfermedad infecciosa causada por parásitos del género Plasmodium, transmitidos por la picadura de un mosquito infectado. Causa cada año más de 200 millones de nuevas infecciones y la muerte de medio millón de personas en todo el mundo, el 70 % de las cuales son niños menores de cinco años. Es una de las enfermedades asociadas a la pobreza y la mayoría de los casos se dan en países de renta baja.

La Organización Mundial de la Salud (OMS) ha puesto en marcha un ambicioso plan para erradicar la malaria que pasa por realizar pruebas de detección masiva a la población de las regiones en las que es endémica para aplicar un tratamiento precoz y eficaz. Y para ello se necesitan herramientas de diagnóstico rápidas, cuantitativas y fiables que sean capaces de detectar a pacientes asintomáticos o con pocos parásitos en sangre (baja carga parasitaria), a la vez que permitan identificar con precisión qué especie de Plasmodium está causando la infección, algo crucial para administrar el tratamiento adecuado y evitar que el parásito genere resistencias a los medicamentos.

Los métodos de diagnóstico actuales están basados en técnicas que resultan largas y laboriosas, que deben llevarse a cabo en laboratorios especializados y que en algunos casos son incapaces de identificar a los pacientes con baja carga parasitaria. En este contexto, el presente proyecto se centra en el desarrollo de un dispositivo compacto, económico y de fácil manejo que permita realizar pruebas de detección masiva de malaria en regiones en vías de desarrollo. Este dispositivo podría ser decisivo para diagnosticar la infección en su primera fase, lo que permitiría aplicar un tratamiento temprano adecuado a cada paciente y contribuir así de manera significativa a la erradicación de la malaria.

Desarrollo de sensores para radioterapia

Desarrollar sensores para una técnica específica de radioterapia para el cáncer es el objetivo del proyecto liderado por Consuelo Guardiola, del IMB-CNM (CSIC).

El cáncer es uno de los problemas de salud pública más importantes del mundo. Se estima que el 20% de la población desarrollará un tumor a lo largo de su vida. Alrededor del 50% de los pacientes reciben radioterapia al menos una vez durante su tratamiento, lo que contribuye a un 40% de las curaciones. Una radioterapia precisa implica focalizar en el tumor dosis lo bastante elevadas como para destruirlo a la vez que se evita dañar los órganos sanos circundantes. Esto supone un reto en el área de la física médica, ya que no se pueden dar dosis excesivamente altas, que podrían producir efectos secundarios en los tejidos sanos contiguos al tumor.

En los últimos años, una innovadora terapia llamada FLASH ha abierto la posibilidad de superar este escollo: con esta nueva modalidad de tratamiento se pueden administrar dosis mucho más elevadas a una velocidad ultrarrápida. Esto permite aumentar la cantidad de radiación que recibe el tumor, a la vez que se reduce la toxicidad en los tejidos sanos. Sin embargo, la implementación clínica de esta innovadora técnica requiere sensores capaces de cuantificar las dosis en estas condiciones de radiación extrema. Por ese motivo, en el presente proyecto se desarrollará un instrumento capaz de monitorizar las dosis aplicadas en la terapia FLASH, lo cual posibilitará optimizar su impacto en los pacientes.

Descifrar la activación de la respuesta inmunitaria

José María Valpuesta Moralejo, del CNB-CSIC, participa en un proyecto para descifrar la activación de la respuesta inmunitaria y mejorar el tratamiento de diversas enfermedades, el cáncer entre ellas.

Las amenazas a nuestra salud como son virus, bacterias y células cancerosas liberan una serie de moléculas que alertan al sistema inmunitario y activan una respuesta. Estas moléculas a veces van encapsuladas en vesículas extracelulares, una especie de pequeñas esferas que contienen proteínas, lípidos y material genético. Las células dendríticas, un tipo de células inmunitarias, están especializadas en detectar y generar una respuesta frente a estos componentes extraños. Este proceso por el que una célula cancerosa moribunda secreta señales que despiertan una respuesta inmunitaria se denomina muerte celular inmunogénica. Se ha descrito recientemente y aún no se comprende bien.

En este proyecto se pretenden utilizar tecnologías de imagen de alta resolución de última generación para estudiar los cambios en la estructura y el funcionamiento de las células cancerígenas a medida que secretan estas vesículas extracelulares, así como en las células inmunitarias a medida que se activan tras detectar estas vesículas.