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jueves, 24 de junio de 2008 [ english version ]
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La doctora Belinda Pastrana ilustra la interacción entre proteínas. |
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Explorar nuevas fronteras en la búsqueda de mejorar la calidad de vida de los pacientes de cáncer. Ése representa el eje principal de la agenda investigativa de la doctora Belinda Pastrana-Ríos.
“Todos hemos tenido un familiar o un amigo diagnosticado con cáncer. En ocasiones esos pacientes son niños y no quisiéramos que este mal continúe”, así describe la investigadora la fuerza que la ha motivado a efectuar estudios en el campo del cáncer por los pasados 10 años.
Aunque existen muchos tratamientos para esta enfermedad todavía la ciencia explora otros métodos que puedan ser más efectivos. Precisamente, Pastrana-Ríos dirige tres laboratorios en el Departamento de Química del Recinto Universitario de Mayagüez (RUM) cuya misión principal es la exploración de alguna solución basada en el estudio de las interacciones entre proteínas.
“Sabemos que se basa en una o dos mutaciones de un gen que causa esa condición llamada cáncer. Las terapias genéticas han resultado ser muy prematuras y no han sido del todo efectivas. El próximo esfuerzo es entender la interacción entre proteínas”, sostuvo la catedrática del RUM.
Según indicó la investigadora especializada en química, cuando suceden las mutaciones en un gen, y éstas afectan una proteína, entonces ocurren las alteraciones a nivel celular que provocan el cáncer. Agregó que esta condición se presenta cuando existe una división celular no controlada.
“Nuestro esfuerzo está canalizado hacia estudiar proteínas que están envueltas en la división celular y cómo interaccionan unas con otras. Estos estudios nos ayudarán a contestar algunas preguntas como: ¿Qué tipos de interacciones químicas existen entre dos proteínas? ¿Qué cambios ocurren en las proteínas cuando una interacciona con otra? Una forma de evitar que un cáncer se multiplique es evitando que las células cancerosas se dividan. Nuestra meta es lograr interrumpir o inhibir las interacciones entre proteínas necesarias para la división de células cancerosas.”, precisó.
Con ese objetivo, comenzó la fase investigativa en 1997 en el Laboratorio de Biotecnología. Desde allí, iniciaron la tarea de "expresar" proteínas utilizando un fermentador que permite el crecimiento de cultivos celulares así como mutar y purificar las proteínas. De hecho, en ese entonces originaron los estudios con una proteína llamada Centrin proveniente de un alga diflagelada unicelular conocida como Chlamydomonas reinhardtii.
La iniciativa se amplió con el establecimiento en 1998 del primer Centro de Visualización y Modelaje Molecular en Puerto Rico. De acuerdo con Pastrana-Ríos, una de las ventajas de este sistema de visualización es que se pueden observar las proteínas en tres dimensiones. También, permite crear diferentes representaciones de una o varias proteínas y ver cómo interactúan. Dichas interacciones producen todos los eventos celulares y condiciones de ciertas enfermedades, entre ellas el cáncer.
Relató que más adelante, en el 2002, se agregó al esfuerzo un Laboratorio de Espectroscopía de Proteínas. Esa instalación científica cuenta con dos sofisticados instrumentos basados en la técnica de infrarrojo. “Somos los primeros a nivel mundial en trabajar en la técnica de dos dimensiones de infrarrojo para el estudio de interacciones entre proteínas. La técnica de correlación en dos dimensiones es sumamente sensitiva para estudiar y descifrar la interacción entre proteínas”.
Agregó que la combinación de las técnicas para generar la mutación en una proteína, su purificación, su análisis por infrarrojo, la determinación de estructura y finalmente su modelaje son únicos y nuevos en Puerto Rico.
Una terapia más efectiva
A través de la combinación de estudios que se realizan en estos tres laboratorios, ubicados en el edificio de Química del RUM , aspiran lograr “una terapia anticáncer más efectiva”, según sostuvo.
“Estamos utilizando múltiples esfuerzos para identificar la forma de causar la muerte celular a una célula cancerosa. Ésta sería una terapia alterna a la que se usa actualmente”, explicó.
Uno de los avances del proceso investigativo de estos diez años es que comenzaron estudiando proteínas de alga y desde el 2004 han integrado el análisis de varias proteínas humanas Sfi1p, centrin y sus mutaciones.
De hecho, la científica espera que dentro de unos cinco a siete años aproximadamente se pueda tener una aplicación clínica de estas investigaciones. “Si logramos probar que estas mutaciones son lo que tenemos conceptualizado en nuestra imaginación pueden traer directamente unas aplicaciones clínicas. Aunque no nos gusta mucho pensar en términos de tiempo, porque pueden surgir muchas variables, ya hemos logrado generar la proteína mutada y purificarla. Ahora estamos en el proceso de generar y expresar el complejo”, señaló.
¿Cómo funcionaría esa posible terapia?, preguntó Sin Límites a la profesora. Aseguró que lo importante es evitar la división celular descontrolada. “Si evito que las células se dividan no importa lo que ocurra en términos de la mutación o el cáncer. No puede crecer el tumor y podemos asegurarnos de tener lo óptimo a nivel clínico: un tumor localizado se puede tratar ya sea por cirugía, radioterapia o quimioterapia”.
Añadió que en la forma en que se podría aplicar clínicamente esta posible terapia sería a través del uso de una molécula pequeña que vaya dirigida a interrumpir la interacción entre las proteínas envueltas en la división celular. “Si la bloqueo no puede ocurrir la interacción y por ende no ocurre la división celular, el tumor deja de crecer y nunca se manifiesta la forma agresiva del cáncer llamado metástasis”, dijo.
Precisamente, la doctora junto a los estudiantes y asistentes de investigación Zuleika Sanoguet, Daniel Narváez y Ana María Gómez quienes participan en esta investigación, han publicado varios artículos científicos sobre los esfuerzos para modificar las proteínas por medio de un proceso llamado fosforilación.
Explicó que la fosforilación, es una modificación que ocurre en sitios específicos en algunas proteínas por otras llamadas kinasas durante un momento dado en la vida de la célula. Esta modificación tiene efectos dramáticos en las propiedades biológicas de la proteína. Según indicó, en el laboratorio analizan la interacción de la proteína Centrin con una proteína kinasa llamada Aurora A.
“Hoy día, las farmacéuticas están haciendo un giro hacia la biotecnología porque las enfermedades son complejas y se están usando las proteínas para formular medicamentos", explicó.
Componente universitario
Una de las satisfacciones más grandes de Pastrana-Ríos es integrar estudiantes dentro de la labor investigativa. Indicó que en esta década ha logrado adiestrar a 60 estudiantes subgraduados de los cuales un 95 por ciento ha continuado estudios graduados, algunos en medicina, y otros están en la industria de biotecnología.
Sus laboratorios acogen a colegiales de diferentes disciplinas como premédica, biotecnología, biología, microbiología, química e ingeniería química. “El concepto es que podamos comunicarnos en un solo lenguaje ya que son diferentes áreas de la ciencia. Mi otra meta es darle una exposición más allá de mis laboratorios”, expresó al tiempo que indicó que los jóvenes han tenido la oportunidad de hacer internados fuera de Puerto Rico en universidades como Mayo Clinic y Vanderbilt University.
Por otro lado, destacó la relevancia de que los jóvenes publiquen artículos desde que están en la etapa de estudios a nivel de bachillerato. “Publicar en revistas científicas es el comienzo de una vida profesional en el área de las ciencias para estos estudiantes y un incentivo más allá de los cursos académicos donde ven la aplicación de lo que han aprendido. Las notas se van, se desaparecen, pasas a tu próxima fase en tu preparación y no están contigo ya. Sin embargo, la publicación es como un libro, sigue contigo, te perpetúa y sobrevive tu vida. Eso es un regalo mío hacia ellos, dándoles el valor que se merecen por todo el esfuerzo”, aseveró.
¿Y cómo se inserta el Colegio en los esfuerzos mundiales de estudios en cáncer?, cuestionó Sin Límites. “Yo creo que el RUM tiene el potencial para contribuir en la investigación de cáncer, en el sentido de que hemos logrado mantener unas colaboraciones internacionales. Tenemos múltiples proyectos que pueden traer mayor exposición a Puerto Rico y de ahí que se comience a evaluar la excelencia en la ciencia que contribuye a la salud”, puntualizó al resaltar que siempre necesitarán la colaboración de los estudiantes graduados y postdoctorales.
“Continuaremos estudiando proteínas en proyectos multidisciplinarios los cuales lograrán crear un impacto a corto y a mediano plazo. La razón del éxito debe ser el uno poder continuar explorando los límites, con ello vienen la ideas nuevas y con la idea viene la motivación”, concluyó Pastrana-Ríos.
Nota de la editora: Este artículo fue publicado en la primera edición de Sin Límites, la revista de investigación del RUM.
Desde la izquierda Ana María Gómez, investigadora asistente y la estudiante de Biotecnología, Melody López Méndez.
Los laboratorios que dirige la doctora Pastrana acogen a colegiales de diferentes disciplinas como premédica, biotecnología, biología, microbiología, química e ingeniería química.
Parte de los estudiantes que realizan investigaciones en el Laboratorio de Espectroscopía de Proteínas. En el centro la doctora Belinda Pastrana.
Fotos Carlos Díaz / Prensa RUM
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