Investigador Ikerbasque: José Manuel Gómez Vilar
Biología Computacional
1) Su área de investigación se centra en el desarrollo de modelos computacionales para predecir cómo se propagan las mutaciones y los cambios genéticos de las moléculas en el organismo. ¿Cuáles han sido las conclusiones de su investigación hasta el presente?
Todas las formas de vida se construyen en base a interacciones entre moléculas que se autoorganizan en procesos de complejidad creciente hasta el nivel de organismo. En un extremo está el conjunto de moléculas y en el otro el comportamiento resultante. Nuestra investigación busca unir estos dos extremos usando sofisticados métodos computacionales y matemáticos. La cuestión clave que formulamos es cómo diferentes tipos de moléculas son capaces tanto de interpretar las señales que la célula recibe como de emitir las repuestas correspondientes. Responder a esta cuestión es esencial para muchas aplicaciones biotecnológicas, así como para la comprensión de las enfermedades humanas y para el diseño de terapias más efectivas. En el caso de organismos simples, como algunas especies de bacterias y gusanos, podemos predecir su comportamiento con bastante exactitud. Por ejemplo, las pautas de movimiento de las bacterias, cómo buscan nutrientes y evitan condiciones no favorables, están integradas en el ADN y son el resultado de proteínas que interactúan de manera específica. El grado de comprensión de todos los elementos involucrados es tal que ya es posible diseñar con exactitud el comportamiento de las bacterias usando modelos computacionales que nos indican cómo cambiar su ADN. ¡Incluso podemos crear bacterias que hagan lo contrario de lo que acostumbran y que se alejen de los nutrientes hacia condiciones no favorables! Sin embargo, en el caso de organismos complejos, como el de los seres humanos, tal poder de predicción no existe, ni siquiera a nivel unicelular. Estamos desarrollando activamente nuevos métodos computacionales para capturar con exactitud este comportamiento celular complejo en modelos cuantitativos. Hasta ahora hemos tenido un éxito notable en las primeras fases de esta iniciativa.
2) También está intentando identificar los elementos clave que determinan y controlan el comportamiento celular. ¿Qué tipo de elementos está buscando específicamente? ¿Cuál es la principal dificultad para encontrarlos?
Buscamos elementos análogos al volante de un coche. En un coche, el acelerador y el freno tienen un efecto sobre el tiempo que el coche necesita para llegar a un punto concreto. Pero sólo el volante determina a dónde se dirige. Un ejemplo más cercano a mi campo de investigación es “el volante” que posibilitaría acabar selectivamente con las células cancerígenas, mientras que las otras quedarían indemnes. Este elemento clave ha sido identificado en aquellos tipos de cáncer que requieren una proteína mutante tanto para su crecimiento como para su supervivencia. Las drogas farmacológicas que desactivan específicamente esta proteína, acabarían solo con las células cancerígenas que la poseen. Desafortunadamente, tal proteína clave no ha sido identificada en la gran mayoría de cánceres y se cree que no existe en la mayoría de los casos. La opinión más generalizada es que existen conjuntos de varias proteínas que actúan coordinadamente. En este caso, en lugar de con un volante, sería mejor compararlo con un conjunto de cambios de raíl, los cuales dirigen al tren de una estación a otra cambiando de vía en diferentes puntos. Los modelos computacionales son particularmente importantes para este tipo de problemas porque nos permiten entender cómo funcionan las cosas más allá de sus principios básicos. Una vez que tengamos un buen modelo computacional, podremos ver cómo todos los elementos encajan, qué es lo que ocurre cuando los cambiamos o cómo es posible moverse de un tipo de comportamiento a otro. La mayor dificultad es que a menudo no tenemos la información biológica necesaria para crear los modelos.
3) Usted se ha incorporado recientemente a la UPV/EHU como profesor de Ikerbasque. ¿Qué le ha aportado su nueva posición a su carrera científica?
El País Vasco ha hecho un esfuerzo impresionante para promover la investigación en los últimos años. Ha ampliado los excelentes grupos ya establecidos y ha creado otros nuevos junto con centros de investigación nuevos. El entorno de investigación es del máximo nivel. En mi caso, los recursos de los que dispongo aquí en la Unidad de Biofísica (CISC-UPV/EHU) son equiparables a aquellos que disponía en EEUU, primero como investigador postdoctoral en las universidades de Princeton y Rockefeller, y más recientemente como jefe de laboratorio del Memorial Sloan-Kettering Cancer Center. Este entorno me ha permitido continuar con la investigación que llevaba realizando con mi equipo los últimos cuatro años, así como empezar nuevas líneas de investigación partiendo de cero.
[Fotos: Elhuyar Fundazioa]
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