Tres proyectos con la participación del IRB Barcelona, premiados con una “Seed Grant” del programa BIST Ignite

Barcelona, 28 de junio de 2021. El Barcelona Institute of Science and Technology (BIST) ha hecho públicos hoy los cinco proyectos ganadores de la primera fase de la quinta convocatoria del BIST Ignite Programme, que promueve colaboraciones multidisciplinarias en las fronteras del conocimiento para resolver retos científicos y sociales para los que la investigación más avanzada no ha encontrado aún respuesta.

Un año más, la salud y, en concreto, la búsqueda de nuevas alternativas terapéuticas para enfermedades hoy incurables centra la mayoría de los proyectos premiados. Estas incluyen enfermedades neurodegenerativas como el corea de Huntington, el cáncer de mama triple negativo, distrofias musculares como la enfermedad de Duchenne, o el uso de oro para combatir la acumulación patológica de células senescentes. Pero el panel de expertos independiente que selecciona los proyectos también ha valorado el avance científico que propone el proyecto TeraFox, que explora la interacción luz-materia en el ámbito de los nuevos materiales.

PolySTOP: entender y controlar la alteración genética de las poliglutaminas que causan el corea de Huntington.

La expansión de ciertas cadenas de aminoácidos (poliglutaminas, PolyQ) en varias proteínas presentes en las células neuronales está detrás de diversas enfermedades neurodegenerativas, como el corea de Huntington, que hoy por hoy no disponen de ningún tratamiento para curarlas o retardar su desarrollo.

La Dra. Benedetta Bolognesi, Group Leader del grupo Transiciones de fase proteica en Salud y Enfermedad en el Instituto de Bioingenieria de Catalunya (IBEC), y el Dr. Xavier Salvatella, Group Leader del Laboratorio de Biofísica Molecular en el IRB Barcelona, lideran este proyecto que combina la metodología desarrollada por el laboratorio de la Dra. Bolognesi para medir “in vivo” esas expansiones de aminoácidos —que aplicarán a las más de 300 mutaciones de la proteína Htt-Nt, responsable del Huntington—, con la experiencia del equipo del Dr. Salvatella en el estudio estructural de estas expansiones y el diseño de péptidos.

“Nuestra metodología nos permite analizar la propensión de miles de secuencias de PolyQ a producir placas amiloideas. Es una forma sistemática de medir como impactan esas cadenas y sus ‘regiones adyacentes’ en la agregación. Con ello podemos obtener ‘paisajes mutacionales’ que nos permitirán entender qué hacen exactamente esas zonas en el proceso de agregación y el equipo del Dr. Salvatella podrá estudiar su estructura y diseñar péptidos que puedan unirse a las glutaminas y controlar su agregación”, explica la Dra. Bolognesi. “Esto puede ofrecer alternativas terapéuticas no solo al Huntington, sino a otras enfermedades neurodegenerativas que hoy no tienen tratamiento”.

EXPLODE-TNBC: como usar los mecanismos celulares de degradación de proteínas para curar cánceres hoy incurables.

Si se inhibe la enzima IMPDH2 se detiene la proliferación de células cancerígenas, pero esa enzima es necesaria en todas las células del organismo, así que su inhibición resulta ser toxica. Investigaciones recientes han revelado que la IMPDH2 también se encuentra en la cromatina (núcleo celular) de tumores de mama triple negativo —que no responden a ningún tratamiento—, pero está menos presente en el núcleo de las células de aquellos tumores que responden bien a la terapia. “Ello nos plantea un nuevo objetivo científico —explica la Dra. Sara Sdelci, Group Leader o de Epigenética y Metabolismo del Cáncer en el Centro de Regulación Genómica (CRG)—, que es no inhibir, sino degradar la enzima en el núcleo celular. El reto es, pues, doble: degradar la enzima que nos interesa y hacerlo solo en el núcleo celular.”  

Para ello, el equipo del Dr. Antoni Riera, Group Leader de la Unidad de Síntestis Asimétrica del IRB Barcelona, está diseñando una molécula bifuncional, “una parte de la cual se adherirá a la enzima que se quiere degradar y otra parte la marcará para que sea el proteosoma —el mecanismo natural del que disponen las propias células para degradar proteínas— la que degrade la IMPDH2”. Como marcador se usará una proteína que sólo se encuentra en el núcleo celular, lo que permitirá lograr la degradación de la proteína sólo allí donde interesa. La ventaja de este enfoque terapéutico es que la molécula bifuncional sigue activa después de haber “marcado” una molécula de proteína en una célula concreta y puede seguir haciéndolo en otras células.

SENESGOLD: eliminar células senescentes sintetizando fármacos senolíticos dentro de las propias células.

Las células senescentes son células dañadas que han detenido su mecanismo de replicación y que nuestro sistema inmune debería eliminar. Pero no siempre lo hace, lo que provoca una acumulación patológica de células senescentes, que se vincula a enfermedades relacionadas con el envejecimiento, pero también a los efectos secundarios de tratamientos muy agresivos, como la quimioterapia. La eliminación de esas células senescentes es un objetivo terapéutico para tratar estas enfermedades y la meta que plantea el proyecto SENESGOLD, co-liderado por el Dr. Marc Montesinos (investigador postdoctoral del Institut Català d'Investigació Química-ICIQ) y el Dr. José Alberto López, investigador postdoctoral del grupo de Plasticidad Celular y Enfermedad del IRB Barcelona.

“El proyecto combina dos ámbitos de investigación muy novedosos: la investigación de la biología de las células senescentes y la catálisis de fármacos dentro de las propias células. El reto que se plantea este proyecto es llevar a cabo esa catálisis dentro de las células específicas que queremos”, explica el Dr. José Alberto López. Para ello, el proyecto utiliza como marcador la enzima beta-galactosidasa, que tiene mayor actividad en las células senescentes. Esta enzima será la que active, dentro de las células, pequeñas moléculas que contienen átomos de oro, “que en varias investigaciones recientes ha demostrado ser capaz de activar enlaces con compuestos orgánicos que otros compuestos metálicos no pueden”, apunta el Dr. Marc Montesinos, para desarrollar un sistema catalítico de producción de fármacos (prodrug) que tenga la capacidad de eliminar las células senescentes “in vivo”.

Otros proyectos premiados por el programa BIST Ignite han sido:

ASITOC: músculos-en-un-chip y sensores de biomagnetismo para acelerar el diseño de nuevos tratamientos de distrofia muscular: Dr. Juan Manuel Fernández-Costa, investigador postdoctoral del IBEC y co-líder del proyecto junto con el Dr.  Michael Tayler, investigador postdoctoral y becario de “la Caixa” Junior Leader en el Instituto de Ciencias Fotónicas (ICFO).

TeraFox: modular las propiedades de la materia con la luz: Dra. Ekaterina Khestanova, investigadora postdoctoral del ICFO, y el Dr. David Pesquera, investigador postdoctoral del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología de Catalunya (ICN2), propone una aproximación totalmente nueva, mediante el uso de la luz.

Cada uno de los cinco proyectos recibirá una aportación de 20.000 euros para llevar a cabo la primera fase, de diez meses, tras los cuales y en función de los resultados obtenidos, un panel de expertos seleccionará dos de los proyectos que recibirán una financiación adicional de 50.000 euros.

El objetivo del programa es ayudar al arranque de proyectos de enfoque muy innovador y alto potencial, que puedan aplicar posteriormente con éxito a convocatorias competitivas de financiación. Desde el lanzamiento de la primera convocatoria, en diciembre de 2016, se han llevado a cabo 5 ediciones del programa BIST Ignite, en las que han recibido financiación un total de 23 proyectos, por un monto total de 810.000 euros, y ha contado con la participación de más de 170 investigadores de los siete centros BIST.