Sandra Acosta «Los minibrains representan todos los posibles cerebros que un individuo podría tener»
La Dra. Sandra Acosta ha desarrollado, junto con el Dr. Lao del Centro Nacional de Análisis Genómico (CNAG), una plataforma de inteligencia artificial que permite analizar muchos aspectos de los organoides que desarrollan en su laboratorio. A través de estos organoides los investigadores pueden probar la efectividad y la toxicidad de diferentes tratamientos de forma más segura y establecer qué tratamientos pueden funcionar mejor para cada paciente. La Dra. Acosta presentará esta tecnología en la prestigiosa feria Puzzle X el miércoles 17 de noviembre de 2021.
¿Qué tipo de investigación realiza?
Yo soy neurobióloga del desarrollo. Durante todo mi postdoctorado trabajé con la modelización del desarrollo del cerebro humano y de patologías del neurodesarrollo utilizando la tecnología derivada de células madre. Esto es la base de la investigación que hacemos en el grupo que lidero en la Universidad de Barcelona.
En el grupo trabajamos con diferentes líneas de investigación. Una de ellas es de investigación básica, con la que intentamos entender cuáles son los mecanismos genómicos que regulan la formación del cerebro humano. Utilizando la genómica comparativa, nos focalizamos en ciertas regiones del ADN, que es donde están las regiones reguladoras que controlan la expresión de los genes. Tenemos otra línea, más traslacional, en la que utilizamos modelos de organoides para estudiar cómo se forma el cerebro humano desde la perspectiva de las patologías del neurodesarrollo.
En paralelo, durante los últimos tres años me alié con un bioinformático, el Dr. Oscar Lao, y juntos hemos diseñado una plataforma con una metodología basada en el análisis de los organoides a través de la inteligencia artificial. Esto nos permite establecer cuáles son los tratamientos que mejor funcionan para los diferentes pacientes.
¿Qué son los organoides?
El modelo que nosotros trabajamos mayoritariamente es el de minibrains o minicerebros. En el fondo, no dejan de ser estructuras celulares tridimensionales que se forman siguiendo los patrones de desarrollo del cerebro humano. Lo que ello nos permite es aislar cada una de las partes del proceso y ver qué impacto tienen sus mutaciones genéticas. Los organoides son todos los posibles cerebros que un individuo podría tener, pero no están todos en el mismo momento/tiempo. Hay partes que todavía se están formando y madurando, y por eso existe esta heterocronicidad que dificulta su utilización en el drug testing clásico.
En el caso del cerebro, en dos meses podemos tener todos los progenitores, lo que para estudiar, por ejemplo, enfermedades del neurodesarrollo muy tempranas nos va muy bien. En el caso del Alzheimer necesitaríamos cinco o seis meses para conseguir algo que pudiera ser relevante en el ámbito científico. Los organoides de pulmón, por ejemplo, son mucho más rápidos. En seis semanas ya se puede empezar a tener unos organoides suficientemente maduros que generan todo el trasiego de gases.
¿Cómo puede beneficiar esto a la sociedad?
Nosotros trabajamos con dos contextos. Por un lado, podemos utilizar la plataforma de forma masiva con células humanas genéricas para probar si un medicamento tiene efectos de toxicidad. Mientras trabajaban en el diseño de IA de nuestra plataforma llegó el confinamiento, y puesto que ya teníamos la plataforma bastante desarrollada, la pusimos a trabajar también para la covid. De hecho, ahora mismo tenemos dos proyectos en el laboratorio que son para analizar antivirales en el tratamiento de la covid, tanto por la vertiente neurológica como por la vertiente pulmonar. Así probamos la funcionalidad de un medicamento en un organoide que previamente hemos infectado, para ver si reducimos el impacto de la infección del virus y si reducimos su cantidad. En este sentido, recientemente nos han dado una ayuda de La Marató, en colaboración con el IRSI Caixa y la Fundación Pasqual Maragall, para investigar la neurodegeneración inducida por la covid.
Y por otro lado tenemos la parte de medicina personalizada, que es por la que hemos recibido financiación de Caixa Impulse. Esta tecnología nos permite, sin conocer muchas de las connotaciones genéticas de una persona, saber cómo tolerará diferentes medicamentos. De esta forma podemos decir específicamente cuál es la toxicidad y la eficacia de un medicamento para aquel paciente, tenga la patología que tenga.
Ha sido invitada como ponente a la feria Puzzle X. ¿Cómo recibió la invitación?
Se trata de una feria internacional, en la línea del Mobile World Congress, pero en este caso sobre los materiales del futuro y las nuevas tecnologías. Participar en ella como ponente supone la internacionalización y puesta de largo de nuestro proyecto y de nuestra plataforma. Es una gran oportunidad para nosotros, y estamos muy contentos de que nos hayan dado un foco así. Ya tuvimos la oportunidad de presentar la plataforma en el MWC durante el Four Years from Now, y fue un muy buen gancho para que nos invitaran a esta feria.
¿Cuál es la importancia de la transferencia de conocimiento?
La transferencia es uno de los motivos por los que yo me dedico a esto. Con 10 años decidí que quería hacer vacunas. Eran los comienzos de los noventa, la crisis del sida, y con 10 años era muy dramático oír que la gente se estaba muriendo por una enfermedad para la que no había tratamiento.
Las ciencias biomédicas tienen un componente de investigación necesario para hacer avanzar a la sociedad. Evidentemente, no sólo implementamos tecnologías, implementamos conocimientos; una cosa va de la mano de la otra. Y las universidades y centros de investigación somos el motor generador de este conocimiento. Tenemos el mejor caldo de cultivo para poder generar transferencia, y dentro de este campo debemos trabajar para que muchos de nosotros, cuando tengamos una idea, tengamos las facilidades para poder transferirla a la sociedad. Algunas serán buenas ideas, y otras quizás, de entrada, no sean útiles. Los conocimientos no siempre se transfieren de forma inmediata. Pero, resumiendo, la transferencia es muy importante, y nosotros desde los centros de investigación y desde las universidades somos el motor inicial, la pequeña bujía dentro de ese motor que es la transferencia de conocimiento.
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¿Qué le gustaría ver en el futuro?
Me gustaría que la investigación no fuese dirigida a la autodestrucción, sino a la autosalvación. Ahora hemos visto que cuando nos ponemos a trabajar –para luchar contra la covid, por ejemplo– somos extremadamente eficaces. Entonces no entiendo por qué dedicamos el mayor porcentaje de financiación de casi todos los países a la investigación en defensa. Me parece bastante desgarrador.
La FBG es…
Una entidad extremadamente útil para el personal investigador. Desde mi llegada la comunicación con la FBG ha sido muy fluida, y gracias a ellos he podido llevar mi laboratorio a la Universidad de Barcelona.