Botes, bates i malalties rares

Una investigació de sòls en l'Illa de Pasqua va portar al descobriment de la rapamicina, substancia base en alguns estudis de malalties rares. Una història més que mostra la importància de la biodiversitat i la seua necessitat de conservació.

 

El nostre viatge comença en una remota regió del Pacífic, coneguda com l'illa de Pasqua. En ella ens trobem a un tècnic de laboratori que treballa en l'estudi de les bases moleculars de malalties rares. La primera impressió és que la relació entre la persona i el lloc no va més enllà d'una mera casualitat, i certament així és; però ens servirà per a reflexionar sobre com d’enrevessats poden arribar a ser a voltes els camins que porten a descobriments científics de gran importància. Així que usarem aquesta imatge casual del científic de laboratori de vacances en l'Illa de Pasqua per a preguntar-nos: quina relació pot haver-hi entre tots dos que ens servisca per a entendre els mecanismes de la investigació científica?


En primer lloc hem de reflexionar sobre el tipus d'investigació biològica: tradicionalment, entre els estudiosos de la biologia, s'ha creat una dicotomia que separa als investigadors de camp i als de laboratori, cridant-los biòlegs “de bota” i “de bata”, respectivament. A grans trets, molts investigadors podrien col·locar-se en una d'aquestes categories concretes, però en la majoria dels casos trobem una barreja d'ambdues facetes. Molts biòlegs moderns recorren camps i muntanyes arreplegant mostres i observant espècimens, però després en el laboratori processen aquestes mostres per a confirmar les seues hipòtesis. D'aquesta unió entre el treball de camp i el de laboratori van sorgir alguns dels avanços més importants en la medicina moderna, com veurem a continuació.


Medicine man
Utilitzarem com a exemple un cas de pel·lícula: en el film Els últims dies de l‘Edén, dirigit per John Mctiernan i protagonitzat per Sean Connery, aquest últim encarna a un biòleg “de bota” que explora la jungla de l'Amazones a la recerca d'una cura contra el càncer (el títol original de la pel·lícula, Medicine Man, és més explicatiu referent a açò). Amb un laboratori improvisat en una rústica barraca, el protagonista analitza les mostres en un treball “de bata” encomiable.

 

PASCUA2

Els últims dies de l'Eden


La pel·lícula en realitat ens planteja un missatge una miqueta simplista: la tasca de Sean Connery es veu amenaçada per les excavadores que van arrasant hectàrees de jungla. No ha d'entendre's que conservar l’Amazones siga important únicament perquè en ella pot amagar-se la cura contra el càncer; conservar la biodiversitat del planeta és crucial com a objectiu en si mateix. Però la pel·lícula no s'inventa res quan afirma que pot haver-hi remeis mèdics ocults en el món vegetal i animal. Com a mostra, viatgem de nou a la illa de Pasqua, on en els anys 60 uns investigadors van arreplegar mostres de sòl que donarien lloc a un descobriment molt important per a la medicina moderna.


En l'Illa de Pasqua

En realitat, aquest treball “de bota” de recollida de sòls no tenia un objectiu concret més enllà d'intentar trobar espècies de microorganismes que produïren alguna substància d'interès biomèdic. Els laboratoris cercaven alguna cosa capaç d'atacar bacteris i fongs, per a utilitzar-ho com a medicament. Però entre les substàncies produïdes pels microorganismes d'aquelles mostres, va destacar una en concret, produïda pel bacteri Streptomyces hygroscopicus: una molècula química batejada en honor del nom que van donar a l’illa de Pasqua els seus habitants natius (Rapa Nui), com rapamicina.

 

PASCUA7

Natius de l'illa de Pasqua

PASCUA5

Placa commemorativa del descobriment de la rapamicina a l'illa de Pasqua


Aquesta substància produïda pel fong per a eliminar microorganismes competidors era poc efectiva contra infeccions humanes; però no es va deixar d'experimentar amb ella, i al llarg de les dècades següents es va descobrir que la rapamicina tenia altres propietats d'interès: especialment, va destacar la seua capacitat per a impedir la funció de les cèl·lules del sistema immunològic humà. Açò va redundar en una aplicació mèdica consistent en la utilització de rapamicina com a part del tractament post-trasplantament d'òrgans, per a reduir la resposta immunològica dels pacients trasplantats i evitar així que es produïra el massa freqüent rebuig d'òrgans. D'aquesta manera, la substància trobada en l'illa de Pasqua es va convertir en una eina clau, que va suposar una autèntica revolució en les operacions de trasplantament d'òrgans.


Però encara no sabem què té a veure tot açò amb les malalties rares: per a açò, hem de conèixer com es comporta la rapamicina a nivell molecular. Cal recordar que les cèl·lules que formen el nostre organisme processen tota la informació i reaccionen mitjançant l'intercanvi de molècules químiques des de l'exterior cel·lular, fins que es produeix una resposta intervinguda per proteïnes que al seu torn són creades seguint les instruccions del genoma.

 

PASCUA3

 

Mitjançant anys d'anàlisis i aplicació de rapamicina a altres organismes model, es va identificar quines proteïnes estaven afectades per aquesta substància. Es tractava d'un complex conegut com mTOR (sigles que volen dir “diana en mamífers per a la rapamicina”), que participava en multitud de vies d'informació de la cèl·lula, afectant tant a la forma en què aquesta es divideix (d'ací la capacitat antiproliferativa de la rapamicina que fa que també s'empre en tractaments antitumorals) com en moltes altres processos. Entre ells, ens centrarem en el de l'autofàgia.

 

L'autofàgia és un procés que es dóna en les cèl·lules mitjançant el qual s'elimina components innecessaris o perjudicials i es reciclen els materials que els formen. Aquest procés és crucial per al bon funcionament de la cèl·lula, i en situacions patològiques com la malaltia d'Alzheimer, Parkinson o Huntington, el dany de les cèl·lules nervioses es veu augmentat per fallades en l'autofàgia, de manera que els acumulaments aberrants de proteïnes i cossos no desitjats acaben provocant la mort neuronal. Malgrat que aquestes malalties tan freqüents tenen les seues pròpies particularitats, totes elles comparteixen trets comuns com l'esmentada fallada en l'autofàgia.

 

PASCUA6

Cossos de Lafora en les neurones


A més, podem trobar aquest nexe també en altres malalties molt menys habituals com la malaltia de Lafora. Es tracta d'una malaltia rara (és a dir, amb una molt baixa freqüència en la població) en la qual es produeix un dany neurodegeneratiu per acumulació en les neurones de corpuscles denominats “cossos de Lafora” i que contenen majorment carbohidrats modificats, donant lloc a crisis epilèptiques i una degeneració del sistema nerviós i muscular que acaba amb la mort dels pacients de forma dràstica i prematura. Es va descriure fa poc que l'autofàgia està afectada en aquesta patologia, i en un dels treballs més recents en el camp, s'ha comprovat que el simple fet de inactivar l'autofàgia en ratolins és suficient per a provocar crisis epilèptiques.


En el nostre grup d'investigació, pertanyent al Centre d'Investigació Biomèdica en Xarxa de Malalties Rares, estudiem les bases moleculars d'aquesta malaltia rara: per a açò, utilitzem models de ratolins que simulen la malaltia, i emprem la rapamicina com a fàrmac per a estudiar la implicació de l'autofàgia en el desenvolupament dels símptomes epilèptics i la seua explicació a nivell cel·lular. Com es pot apreciar, hem tancat el cercle i hem trobat el nexe que unia al nostre company de laboratori i l'illa de Pasqua. La lliçó d'aquesta complicada relació entre l'un i l'altre, és que en el desenvolupament del coneixement científic, sovint no se sap cap a on es dirigeix la investigació: el coneixement i l'adquisició de dades sobre el món que ens envolta és crucial, no solament perquè pot amagar la cura a moltes malalties, sinó perquè mai sabrem realment quins beneficis ens ofereix.

 

PASCUA4

Personatge creat per Carlos Romá


El saber entendre el món al nostre al voltant és una eina que ens capacita per a qualsevol cosa. Així doncs, és de gran importància seguir potenciant qualsevol investigació, siga de bota, de bata o part d'ambdues, es duga a terme en la remota illa de Pasqua, en les jungles de l'Amazones, o classificant, estudiant i conservant les espècies més diverses en llocs com el Jardí Botànic de la Universitat de València.

Carlos Romá

Investigador a l'Institut de Biomedicina de València-CSIC. Llicenciat en bioquímica per la Universitat de València i Doctorat al Centre d'Investigació del Príncep Felipe, laboratori de Biologia Molecular del Càncer. Creador i redactor del blog científic-lúdic ¡Jindetrés, sal!

Mitjà