Por Idem Osorio De Jesús (idem.osorio@upr.edu)
Prensa RUM
viernes, 10 de marzo de 2023

Los doctores Clara E. Isaza Brando y Mauricio Cabrera Ríos, de los departamentos de Biología e Ingeniería Industrial, del Recinto Universitario de Mayagüez (RUM), integran el equipo de trabajo del Instituto EMBRIO, un proyecto multidisciplinario y colaborativo liderado por Purdue University, junto a investigadores de Indiana University, University of Notre Dame, University of Pennsylvannia y Morehouse College en Atlanta, quienes recibieron una subvención de $12.5 millones de la Fundación Nacional de la Ciencia (NSF). 

La propuesta titulada Emergent Mechanisms in Biology of Robustness Integration and Organization Institute (EMBRIO),  tiene como objetivo entender la integración de señales a diferentes escalas en organismos vivos en respuesta a estímulos externos. Cada institución participante aporta la pericia desde sus respectivos laboratorios de investigación y al equipo del RUM, se le han asignado aproximadamente $500 mil, por los próximos cinco años, para contribuir con las tareas que le corresponden.

El doctor David Umulis, de Purdue University, es el investigador principal de la iniciativa para la cual desarrolló un equipo multidisciplinario que identificará cómo se organizan las células para combatir el ataque y garantizar la solidez y la capacidad de supervivencia a escalas que van desde las respuestas de una sola célula, hasta los tejidos y el cierre de heridas. El Instituto EMBRIO aprovechará las fortalezas en simulación de ingeniería y enfoques de inteligencia artificial para abordar la integración entre escalas de una nueva manera.

“La idea es tratar de enfrentar un problema muy grande que requiere de diferentes acercamientos, de expertise de diversas disciplinas que trabajarán de forma coordinada para aprender sobre cómo los sistemas reaccionan; desde el nivel celular, tejido u organismo a estímulos externos que pueden ser químicos o mecánicos. Se produce una respuesta que va a determinar cómo es la forma de la célula o qué señales van a activar. El propósito es aprender cómo esos estímulos son procesados por la célula, tejidos u organismos para reaccionar a adaptarse al medio y preservar la vida”, explicó la doctora Isaza Brando.

Según abundó la catedrática, el equipo investigativo del RUM utilizará los datos provistos por otros colaboradores del Instituto, quienes, a su vez, trabajan en distintos enfoques del proyecto, como por ejemplo: cómo responden las plantas a una infección, cómo se regenera el tejido en animales, y cómo se comporta el calcio en un óvulo fertilizado por un espermatozoide, entre otros temas.

“Diferentes laboratorios están recogiendo información sobre el calcio a nivel celular y de organismo. Entonces, todos estos datos vienen en diferentes formatos, incluso los nuevos ya están disponibles en imágenes. En el Recinto, estamos capitalizando lo que ha sido nuestro trabajo durante muchos años con el doctor Cabrera Ríos, que es el análisis biológico, con bases de datos. Estamos viendo cómo primero traer los datos y examinar qué nos dicen, sin ninguna preconcepción o manipulación previa. Tenemos información que se pueden transformar para que se vean como una matriz de Excel, que son matrices muy grandes, pero ya estamos trabajando con ellas”, abundó, al tiempo que agregó que ya están manejando datos de plantas y muy pronto comenzarán a hacer lo propio con células, tejidos y organismos.

Por su parte, el doctor Cabrera Ríos adelantó que en la medida en que avancen, podrán establecer una estructura que conecte no solamente a las diferentes instituciones, sino las escalas a nivel científico dentro de la célula, como entre las células, el tejido y el organismo. Idealmente, también podrán comparar entre los diferentes reinos, como el animal y el vegetal.

“Mucho de nuestro trabajo, nuestra contribución en el Instituto va a ser esa parte de integración, tanto de experimentos biológicos establecidos, como de simulaciones computacionales, análisis de imágenes, que, a su vez, vamos a representar matemática y estadísticamente para crear una red en la cual podamos representar cómo se va a hacer esa señalización a través de escalas y a través de reinos. Cada una de las universidades y laboratorios participantes está inicialmente proveyendo sus fortalezas y, de esa manera, nos estamos integrando. Nosotros en el Colegio, estamos muy enfocados en nuestro trabajo transdisciplinario de análisis de datos biológicos”, señaló el doctor Cabrera Ríos, sobre una de sus mayores fortalezas como colectivo.

De hecho, el investigador agregó que esta colaboración se materializó gracias a los estrechos lazos que otros catedráticos del RUM han cultivado con Purdue University por muchos años y que le permitieron dar a conocer la excelencia de sus colegas colegiales. Según relató, la ambiciosa propuesta tomó bastante tiempo en depurarse y ser finalmente aceptada por la NSF, que la acogió bajo su convocatoria del programa Biology Integration Institutes (BII), que cita la necesidad de reunir a los investigadores en torno al objetivo común de comprender cómo operan e interactúan los procesos que sostienen la vida y permiten la innovación biológica dentro y a través de diferentes escalas de organización, desde moléculas a células, tejidos a organismos, especies, ecosistemas, biomas y el planeta entero.

“Es un proyecto que amerita mucha colaboración y que requiere emprendimiento y aprendizaje constante y rápido. Es un excelente reto para nuestra Universidad, como parte de un concepto global más amplio de conocimiento”, reiteró el también director de The Applied Optimization Group.

Precisamente, ambos catedráticos del programa graduado de Bioigeniería coinciden en que uno de los principales beneficios de este proyecto es la oportunidad que les brinda de formar a los estudiantes de su laboratorio, que actualmente cuenta con cuatro alumnos subgraduados y cuatro graduados, tres del doctorado de Bioingeniería y uno de la maestría de Biología.

“Este Instituto también tiene una función importante que es preparar a las nuevas generaciones en cómo trabajar de forma transdisciplinaria a través de diferentes universidades. Es muy importante crear comunicación y establecer colaboraciones. Aspiramos a incentivar a los estudiantes de nuestro equipo interesados en el tema, para que se sigan preparando y continúen estudios graduados en proyectos relacionados con EMBRIO, eso es lo que nosotros estamos aportando como grupo del RUM”, subrayó la doctora Isaza Brando.

Igualmente, el doctor Cabrera Ríos confirmó que una parte fundamental del proyecto, aparte del objetivo científico, es la “preparación de recursos humanos de alto nivel”, un elemento siempre presente dentro de su filosofía como docente. Para los dos profesores, brindar esa experiencia de trabajo a la par con un salario para sus alumnos, es una oportunidad única que les permite enfocarse en sus estudios sin otras preocupaciones económicas. Además, el Instituto EMBRIO les posibilitará visitar y conocer otros laboratorios e investigadores de las universidades participantes más adelante.

“Es extremadamente emocionante y, si lo podemos resumir en una palabra, es un gran reto. Todo el Instituto, desde los investigadores principales, su director el doctor Umulis, hasta los estudiantes. Nos percatamos, que es una pregunta que no se ha respondido, que tenemos esa oportunidad, y gracias a EMBRIO, podemos contribuir a contestarla. Si lo hacemos, entonces estaríamos respondiendo a algo y creando, esencialmente, lo que se llama una regla de vida y ese es un reto increíble para nosotros, muy emocionante, y por supuesto, como buen reto, es difícil, pero creo que estamos a la altura de las circunstancias”, puntualizó Cabrera Ríos.