A la izquierda, Juan Carlos Martínez, científico de la línea de haz de luz NCD-SWEET del Sincrotrón ALBA; Daniel Lucena y Juan Estévez, investigadores del grupo de agentes estabilizantes de microtúbulos del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC). A la derecha, Ana Joanquina Pérez-Berná, investigadora de la línea de luz MISTRAL, durante un experimento analizando células infectadas por SARS-CoV-2.
Cerdanyola del Vallès, 7 de abril de 2021.
Investigar en tiempos de pandemia
El impacto que ha tenido la pandemia de la Covid-19 en la investigación ha sido inmenso, trasladando esfuerzos y adaptando nuevas líneas de investigación, con el objetivo de conocer mejor el funcionamiento del virus y encontrar nuevos tratamientos o vacunas.
En abril de 2020, el Sincrotrón ALBA abrió un modo de acceso rápido a sus instalaciones para realizar experimentos relacionados con el virus SARS-CoV-2. Paralelamente, y con el objetivo de no detener la ciencia, se optimizaron los métodos de análisis en remoto, sobre todo en la línea de luz dedicada a la cristalografía de macromoléculas, y se ofreció un servicio de análisis y de envío de muestras por correo para recuperar otros experimentos cancelados durante el periodo de confinamiento. A finales de 2020, se habían realizado el 98% del número de experimentos previstos durante el año, a pesar de las restricciones impuestas.
Luz de sincrotrón contra la Covid-19
En el Sincrotrón ALBA se han realizado una quincena de experimentos para estudiar la Covid-19 a través de su acceso regular y del modo rápido. Además, están por llegar nuevos experimentos procedentes de la última convocatoria de propuestas finalizada en febrero de 2021. Los grupos de investigación proceden tanto del ámbito internacional como de diferentes puntos del territorio español.
Aunque la mayoría son del ámbito público o académico, cabe mencionar que el primer experimento sobre Covid-19 fue el de una industria estadounidense que analizaba varias formas de bloquear el proceso de infección del SARS-CoV-2.
La mayoría de los experimentos vinculados a la Covid-19 aún se encuentran en una fase que no autoriza la difusión de sus resultados. Aun así, se puede mencionar el trabajo del grupo de agentes estabilizantes de microtúbulos del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC) que ha estudiado, en la línea de luz NCD-SWEET, el posible efecto de un fármaco antitumoral de uso clínico que actúa sobre el ciclo vital del coronavirus SARS-CoV-2 e interrumpe el transporte y replicación. También hay que mencionar el estudio de Pablo Gastaminza, del departamento de Biología Molecular y Celular del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), que en colaboración con la investigadora de la línea de luz MISTRAL, Ana Joaquina Pérez-Berná, está analizando actualmente las imágenes tridimensionales de células infectadas por el virus. Esta información abrirá la puerta a nuevos tratamientos contra la enfermedad. En el ámbito de la cristalografía de proteínas, varios grupos del CSIC y de otras instituciones internacionales han utilizado las instalaciones del Sincrotrón ALBA para resolver la estructura de diversas proteínas relacionadas con la Covid-19. Aquí se pueden ver las noticias publicadas por el Sincrotrón ALBA sobre Covid-19.
De las 8 líneas de luz operativas, las que han acogido experimentos de este tipo son XALOC, MISTRAL y NCD-SWEET, empleadas en el ámbito de las biociencias. Cada una brinda una manera particular de investigar con luz de sincrotrón y de analizar los datos. XALOC, especializada en la cristalografía macromolecular, proporciona a los grupos de biología estructural una herramienta para observar con rayos X de alta energía las estructuras de macromoléculas y complejos. MISTRAL, dotada de un microscopio de rayos X blandos, ofrece la posibilidad de obtener nano-tomografías de material biológico e imágenes espectroscópicas y en tres dimensiones de células enteras en condiciones muy cercanas a su estado natural. NCD-SWEET proporciona técnicas de difracción no cristalina que facilitan información estructural, dinámica y organizacional de grandes conjuntos moleculares como polímeros, coloides, proteínas, y fibras. Es polivalente para los campos de la medicina, biología, química, física, ciencias y materiales arqueológicos, ambientales y de la conservación.
Otros desafíos en el ámbito de la salud
Aparte de la Covid-19, en 2020 el Sincrotrón ALBA ha acogido experimentos de otros ámbitos biomédicos. Por ejemplo, se han hecho avances para saber cómo funciona una herramienta optogenética, para percibir cómo los taxanos, fármacos antitumorales, modulan los microtúbulos de las células y para valorar la tricina en el tratamiento del cáncer de piel basado en cisplatino. También se ha descubierto un mecanismo estructural involucrado en la conjugación bacteriana, se han obtenido imágenes de cómo se mueven los compuestos anticancerígenos en el interior de las células, o se ha podido captar el potencial anticoagulante de la mosca tse-tsé para desarrollar nuevos fármacos -útiles también para pacientes con síntomas avanzados de Covid-19-. La luz de sincrotrón también ha sido clave en la determinación de la proteína CCT en el control de la formación de la sinapsis inmune, el desarrollo de un nuevo método para visualizar células de forma no invasiva que revela la estructura de gotas lipídicas así como para estudiar la distrofia muscular. Un 30% del total de experimentos realizados en el Sincrotrón ALBA se destinan al estudio de las ciencias de la vida.
La trayectoria de una década de investigación en ALBA ha permitido contribuir al entendimiento de la estructura molecular de los coronavirus y sus mecanismos de infección de células sanas. Sin duda, su papel seguirá siendo clave en el ámbito de la salud con el proyecto de renovación ALBA II.
