Doctora en Bioquímica de la U. de Chile gana premio en Brasil

Francesca Burgos, quien realizó su tesis de doctorado en el Laboratorio de Comunicaciones Celulares de los doctores Lisette Leyton y Andrew Quest, académicos del Programa de Biología Celular y Molecular del Instituto de Ciencias Biomédicas, fue distinguida como Joven Talento en Ciencias de la Vida otorgado por la Sociedad de Bioquímica y Biología Molecular de Brasil, en colaboración con General Electric Healthcare, cuyo más reciente encuentro se realizó entre el 26 y 29 de mayo en Joinville, Santa Catarina, Brasil.

“Al poco tiempo de terminar mi tesis se presentó la oportunidad de postular a este premio, en febrero de 2018, al que envían sus antecedentes investigadores de toda América del Sur, porque se orienta a destacar talentos jóvenes en ciencias de toda la región. Los interesados son mayoritariamente de Brasil, Colombia, Perú, Argentina y Chile; este año hubo cerca de 180 postulantes, de donde se elige a cinco finalistas: ahí quedé yo, junto a otros cuatro científicos de las universidades de Sao Paulo y Campinas. Nos invitaron a presentar en la reunión anual, en una sesión oral para ser evaluados por un comité, y al término del congreso se realizó la ceremonia de entrega de premios”, explica la dra. Burgos.

Su tesis se centró en caracterizar, a nivel celular y molecular, la comunicación entre neuronas y astrocitos –es decir, a nivel de Sistema Nervioso Central o SNC- que ocurriría luego de una lesión al SNC y que estaría involucrada en generar el ambiente no permisivo para la regeneración axonal dado por los astrocitos. “Cuando una persona sufre un accidente traumático, un infarto cerebrovascular o enfermedades neurodegenerativas, existe un aumento de las condiciones proinflamatorias. Eso hace que las células gliales, como los astrocitos, cambien su perfil proteico a nivel de membrana, lo que redunda en la formación de nuevas interacciones proteína-proteína entre moléculas de la superficie de las neuronas y astrocitos que median la comunicación célula a célula, lo que finalmente resulta en la inhibición de la regeneración axonal e impedimento en el restablecimiento de las conexiones sinápticas. Se ha descrito que este es uno de los eventos patológicos que ocurren en el SNC y que, según su severidad, puede conducir a la pérdida de capacidad cognitiva o motora; por eso, si un individuo sufre un golpe a nivel de médula espinal o cerebro puede perder el habla o quedar tetrapléjico”.

En particular, añade la doctora, durante “me enfoqué en caracterizar la comunicación entre las neuronas y astrocitos que depende de la interacción entre la glicoproteína neuronal de membrana que se llama Thy-1, y las proteínas astrocíticas de membrana, como son Sindecan-4 y la integrina Alfa Beta 3, estas últimas cuyos niveles se ven incrementados bajo condiciones proinflamatorias observadas luego de una lesión”. Es decir, “estamos tratando de aportar, desde el punto de vista de la investigación básica, con información que permita ampliar los conocimientos respecto de los componentes moleculares de los astrocitos que conducen a la inhibición de la regeneración axonal en el SNC posterior a un daño”.  

Este proyecto, explicó, lo realizaron con técnicas experimentales “in vitro, utilizando cultivos celulares, tanto primarios como líneas celulares, con las que logramos caracterizar cómo esta interacción proteína a proteína promueve efectos a nivel celular. Pero también lo describimos a nivel bioquímico, utilizando proteínas recombinantes aisladas, definiendo por ejemplo los aminoácidos involucrados en cada interacción y caracterizando los parámetros de unión para cada enlace, así como también determinamos cómo estas interacciones responden a la acción de fuerzas mecánicas y caracterizamos el perfil energético del proceso de disociación entre estas moléculas, información clave para comprender cómo estímulos mecánicos regulan los efectos celulares resultantes de la comunicación entre las neuronas y astrocitos”.

Ahondar en investigación a nivel de molécula individual

En esta fase desarrollaron una colaboración con el doctor Christian AM Wilson, de la Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, “quien realiza espectroscopía de fuerza molecula, a nivel de molécula individual, gracias a un equipo denominado “pinzas ópticas” que es muy innovador y hecho eh Chile, es único en el país, y que entrega mucha información con respecto a cómo proteínas responden a la acción mecánica. De esta forma logramos caracterizar la respuesta mecánica de esta interacción proteína-proteína que media la comunicación celular y que fue la base del trabajo que presenté en Brasil, comenzando así mi interés por la mecano biología”.

Este es el motivo por el cual la doctora Burgos se unió al grupo del doctor Wilson por algunos meses, “estudiando un poco más lo que es la mecanoquímica de proteínas, antes de hacer un postdoctorado en la Universidad de Berkeley, en California, en el laboratorio del doctor Carlos Bustamante, peruano, quien es profesor titular y pionero en trabajar en el área de la biofísica de molécula individual, caracterizando a ese nivel cómo las células convierten la energía química en trabajo mecánico a través de motores moleculares altamente especializados en diversos procesos celulares tales como la transcripción, traducción y degradación de proteínas. Y nada de esto habría sido posible sin el aprendizaje y el apoyo de quienes han sido mis mentores, como son los doctores Lisette Leyton y Andrew Quest”.