Candidatura española finalista al Premio Internacional en Bioanálisis 2013

Seguir haciendo Ciencia a pesar de España… Me gustaría empezar este post mandando un fuerte abrazo a la Dra. Amaya Moro-Martín, una investigadora valiente, de raza, promotora de la Plataforma Investigación Digna y que recientemente ha escrito la Despedida de una científica que está haciendo las maletas, un auténtico relato de terror. A pesar de que lo conozco de primera mano, al leerlo se me pone la piel de gallina. Es muy duro escuchar de su propia voz esta realidad que asola la I+D en España: Ahora mismo no hay recursos para poder seguir trabajando en investigación.

Y es que desafortunadamente la realidad de Amaya está muy lejos de ser un hecho aislado, basta con echar un ojo a este titular Los científicos del CSIC planean pedir asilo político en embajadas extranjeras para intuir que la situación de los investigadores jóvenes en este país es insoportable.

Así que, amigos míos, esta situación nos ha obligado a muchos jóvenes investigadores por vocación, a volvernos pragmáticos y a elegir entre salir fuera (fuga de cerebros), o quedarnos aquí y buscar un trabajo en la empresa privada (me rio yo de Frodo y de su viaje a Mordor en la Trilogía de “El Señor De Los Anillos“, eso no es nada comparado con la búsqueda de empleo por Infojobs…).

En todo caso, a pesar de este panorama tan poco alentador, aún mantengo un hilo de esperanza de poder retomar la actividad investigadora algún día en España. Gracias a todos vosotros, el pasado mes de agosto pude sentirme tremendamente Orgulloso del apoyo popular al Bioanálisis “made in Spain”. Y como me considero un tipo de palabra, voy a cumplir el compromiso que hice en “Un joven químico asturiano, a la vanguardia mundial en Bioanálisis”, es de ley… Por tanto, hoy voy a tratar de describir de una manera divulgativa y en español (para que todos la podamos seguir bien), la candidatura presentada para el Premio Internacional “Bioanalysis Young Investigator Award 2013”, un prestigioso galardón que premia la proyección investigadora de jóvenes científicos en el campo del bioanálisis, y en el que tuve la suerte de ser seleccionado como uno de los 5 finalistas a nivel mundial.

Pero… ¿qué ha investigado Justo? La Candidatura española finalista al Premio Internacional en Bioanálisis 2013, está compuesta por los trabajos de investigación en bioanálisis que a continuación se comentan, los cuales además de ser relevantes desde un punto de vista puramente científico, han tenido una importante repercusión en los medios de difusión y divulgación científica nacionales e internacionales:

*Bioanálisis del hierro en plantas. El hierro (Fe) es el cuarto elemento más abundante en la corteza terrestre, siendo esencial para las plantas ya que participa en importantes procesos metabólicos, como la síntesis de clorofila y el transporte electrónico en la fotosíntesis. Sin embargo, a pesar de su gran abundancia, la deficiencia de hierro es uno de los principales factores limitantes en la agricultura. En esta investigación, se logró por primera vez la identificación directa e inequívoca de un complejo natural de hierro en savia de xilema. Dicho de un modo más coloquial, se llevó a cabo la identificación pionera de la “hemoglobina” de las plantas, lo que abre nuevas perspectivas en el transporte de hierro a larga distancia en plantas.

El complejo natural de hierro identificado está formado por tres moléculas de citrato y tres átomos de Fe (Fe₃Cit₃). A continuación os dejo esta animación con la estructura molecular propuesta, donde los átomos de hierro, oxígeno, carbono e hidrógeno aparecen en color rojo, verde, gris y blanco, respectivamente.

Nuestros resultados abren la puerta a diseñar un fertilizante de hierro que pueda tener una respuesta eficaz para corregir la lacra de la deficiencia de hierro (clorosis férrica) en vegetales. Además, la comprensión de estos mecanismos supone un paso más a la hora de diseñar estrategias que permitan elevar el contenido de micronutrientes como el hierro en plantas de consumo humano y ayudar a paliar los efectos de la deficiencia de este nutriente en humanos, que alcanza al 30% de la población mundial, abriendo la puerta a vegetales más nutritivos, al poder diseñar vegetales que acumulen mayor cantidad de este nutriente en sus zonas comestibles.

Para los que os quedéis con ganas de saber más sobre los resultados de esta investigación, podéis consultar el post con el que debuté en el blog: Identificación directa de complejos de hierro en fluidos vegetales.

*Nuevas herramientas para el estudio del metabolismo del selenio. El selenio (Se) es un elemento químico esencial en los organismos vivos, antioxidante que desempeña un papel biológico importante en la respuesta inmune. Además, se le atribuye un posible efecto protector frente a determinados tipos de cáncer y al VIH-Sida. Sin embargo, en la actualidad, ni el mecanismo detrás de las supuestas propiedades anticancerígenas del selenio, ni su propio metabolismo general están completamente elucidados.

Los estudios encaminados a clarificar el metabolismo del selenio necesitan la habilidad de trazar este elemento desde su administración hasta su excreción. Tradicionalmente, estos estudios se han llevado a cabo utilizando el isótopo radiactivo de selenio-75, con los consiguientes riesgos derivados de la radiación. En nuestro estudio, se desarrolló una metodología de análisis que permite estudiar in vivo el metabolismo del selenio de manera rápida y fiable. La metodología desarrollada en este trabajo supone una herramienta fundamental para poder realizar estudios de especiación cuantitativa de selenio, con el fin de resolver el mecanismo detrás de estas propiedades e incluso su propio metabolismo general, al permitir seguir la pista al metabolismo del selenio. Además, esta metodología podría ser fácilmente transferible a ensayos con humanos en la práctica clínica, dado que no se utiliza radioactividad y solamente es necesaria una única dosis de trazador estable de selenio.

El desarrollo de una nueva herramienta analítica para el estudio del metabolismo del selenio ha originado numerosas reseñas en medios de difusión y divulgación científica nacionales e internacionales. Podéis ver un resumen haciendo clic en este enlace.

*Análisis de azufre en un único pelo. El pelo humano puede actuar a modo de archivo del azufre incorporado a la queratina del cabello, una proteína muy rica en azufre, debido al alto contenido de los aminoácidos cisteína, metionina y ácido cisteico. Ahora bien, si se estudia con atención la composición de este elemento químico, se observa que la proporción de sus isótopos (azufres idénticos químicamente, pero que se diferencian en su masa), está ligada al origen del azufre y a su historia, y por tanto, ayudados de la tecnología adecuada se podría utilizar a modo de huella dactilar.

En este trabajo de investigación, se desarrolló por primera vez una metodología de análisis que posibilita la detección de variaciones isotópicas de azufre en la queratina del cabello humano, utilizando un sistema de ablación por láser acoplado a un detector de masas. El haz láser puede ir recorriendo el pelo a lo largo, lo que hace posible detectar variaciones espaciales dentro de un solo cabello de una forma rápida y precisa a escala de micrómetros (µm, millonésima parte de un metro).

Como normalmente el cabello crece a una velocidad media de 1,25 cm/mes (a ojo de buen cubero), la información obtenida midiendo las variaciones isotópicas de azufre a lo largo de 4-6 cm de un pelo, podría proporcionar información acerca de los 5-7 meses previos a la toma de la muestra. El experimento del viajero. Recogimos muestras de cabello donadas por tres voluntarios, dos de ellos residentes de forma permanente en el Reino Unido (A y B) y un tercero (C), que llamamos “viajero”, el cual había pasado los últimos seis meses entre diferentes países europeos (Croacia, Austria, Reino Unido), y Australia. Y esto fue lo que nos encontramos:

El cabello procedente del “viajero” reveló variaciones isotópicas significativas de azufre que parecen estar relacionadas con sus movimientos geográficos. Por el contrario, las variaciones detectadas en el cabello de los dos individuos residentes en el Reino Unido fueron mínimas y similares para ambas muestras. Estos resultados abren la posibilidad de utilizar la medida de variaciones isotópicas de azufre en una sola muestra de cabello para descifrar el origen geográfico y detectar movimientos geográficos y/o cambios en la dieta de una persona, por lo que en un futuro cercano el azufre de un pelo podría delatar a un terrorista.

*Bioanálisis del azufre y sus compuestos. Sin duda, esta investigación es a la que tengo un cariño más especial, ya que fue el centro de mi Tesis Doctoral titulada “Desarrollo de metodologías de análisis para el estudio del metabolismo del azufre utilizando isótopos estables enriquecidos”.

Básicamente, se logró desarrollar un nuevo método que permite cuantificar cualquier biomolécula (péptido, proteína, fármaco) que contenga azufre en su estructura, utilizando una novedosa herramienta analítica que proporciona información cuantitativa de máxima calidad. En el post “Cómo cuantificar cualquier biomolécula que contenga azufre”, os comento con mayor detalle nuestros resultados.

Además, se consiguió por primera vez marcar el azufre de la levadura de la cerveza con un método no radiactivo, de tal forma que al dársela de comer a ratas de laboratorio se puede rastrear el camino que sigue este elemento y analizar los aminoácidos y las proteínas donde se va incorporando. Esta técnica podría ser muy útil para estudiar in vivo el metabolismo de este micronutriente y ver cómo actúan los fármacos azufrados en el organismo.

El hecho de que el azufre de una levadura ayude a seguir la pista a las proteínas animales ha originado numerosas reseñas en medios de difusión y divulgación científica nacionales e internacionales. Podéis ver un resumen haciendo clic en este enlace.

Bueno amigos, espero que os haya gustado la Candidatura española finalista al Premio Internacional en Bioanálisis 2013. El fallo del premio se dará a conocer a finales de septiembre. ¿Cómo lo veis? ¿Daremos la campanada?

Justo

«Ciencia Química en el siglo XXI» | Dr. Justo Giner

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