Premio Vanguardia de la Ciencia

Las crisis climática ya es una crisis sanitaria

Rachel Lowe (BSC).

El cambio climático está dejando una marca profunda en la salud de la población europea y con más intensidad que en otras partes del mundo. Así lo señala el informe The Lancet Countdown Europe 2024, liderado por Rachel Lowe, profesora Icrea y responsable del grupo de Resiliencia en Salud Global del Departamento de Ciencias de la Tierra del Barcelona Supercomputing Center-Centro Nacional de Supercomputación.

Según el informe, Europa se calienta el doble de rápido que el promedio global, los días de olas de calor han aumentado un 41% desde 1990 y España se lleva la peor parte: los fallecidos relacionados con las altas temperaturas han aumentado más de un 40% en 20 años. Afecta más a mujeres, que representaron el 60% de las muertes, mayores de 65 años y personas sin hogar.

El calentamiento global también está favoreciendo patógenos y vectores sensibles al clima. Las enfermedades transmitidas por mosquitos han aumentado en el sur de Europa, así como las que transmiten garrapatas y patógenos marinos en el norte.

El estudio destaca la falta de acción política ante una crisis climática que ya es crisis sanitaria, en un momento en que 29 de los 53 países de la región europea siguen proporcionando subvenciones netas a los combustibles fósiles.

El informe, que forma parte del proyecto mundial The Lancet Countdown, proporciona evidencia científica para motivar a los gobiernos a actuar. Ha analizado 42 indicadores con la colaboración de 69 expertos de 42 instituciones, incluyendo el BSC-CSN y el Insituto de Salud Global de Barcelona (ISGlobal).

Como se editan los genes en el cuerpo humano

Malgorzata Rogalska y Juan Valcárcel (CRG).

El genoma dice qué genes tenemos; el proteoma, qué proteínas producimos. Pero entre ambos se encuentra el espliceosoma, una maquinaria molecular esencial para editar los mensajes genéticos (ARN mensajero) y generar diferentes proteínas a partir de un gen. Se trata de la máquina molecular más compleja e intrincada del cuerpo humano, ya que edita más del 90% de nuestros genes. Los errores en este proceso están vinculados con muchas patologías, desde el cáncer a enfermedades neurodegenerativas.

Un equipo del Centre de Regulació Genòmica (CRG) en Barcelona, liderado por Malgorzata Rogalska y supervisado por Juan Valcárcel, ha elaborado el primer mapa completo del espliceosoma humano, un avance crucial publicado en Science . Los investigadores han podido observar con precisión las interacciones entre las más de 150 proteínas y moléculas que conforman esta compleja maquinaria. El mapa revela cómo los componentes del espliceosoma trabajan juntos para realizar el splicing , un proceso fundamental para la correcta expresión génica. El acceso al mapa completo es libre y gratuito, lo que abre nuevas oportunidades para comprender mejor muchas enfermedades e identificar nuevas dianas terapéuticas.

El equipo del CRG lleva más de una década estudiando el espliceosoma. Se trata de un proyecto internacional que involucra a más de 10 centros de investigación de Europa y Estados Unidos, y en el que destaca la participación del Instituto Europeo de Bioinformática (EMBL-EBI) y la Universidad de Harvard.

Las proteínas que motivan a hacer actividad física

Guadalupe Sabio (CNIO) y Cintia Folgueira (CNIC). 

Un estudio liderado por Guadalupe Sabio (a la izquierda en la foto), del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), y Cintia Folgueira, del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), ha logrado desentrañar el mecanismo biológico que explica por qué algunas personas sienten más motivación para hacer ejercicio que otras. Publicado en Science Advances , el trabajo identifica dos proteínas, p38 alfa y p38 gamma, que se activan durante el ejercicio intenso y regulan nuestro deseo de movernos. Cuanto más ejercicio hacemos, más nos pide el cuerpo.

El mecanismo que hay detrás de este ciclo motivacional es bastante complejo. La activación de las proteínas desencadena la liberación de interleuquina 15 (IL-15), que afecta directamente al córtex motor del cerebro, donde estimula áreas relacionadas con la motivación y el control motor, lo que nos hace más proclives a la actividad física. El mecanismo molecular se ha estudiado con modelos animales, pero también se han tomado muestras de sangre a deportistas en las que se ha detectado un claro aumento de esta molécula.

El descubrimiento tiene potencial para reducir los problemas de salud derivados del sedentarismo, sobre todo en personas con con trastornos como obesidad, diabetes tipo 2 o enfermedades cardiovasculares. La estimulación de IL-15 podría ser una diana a la que apuntar para fomentar y mantener un hábito regular de ejercicio, lo que abre la puerta al desarrollo de nuevos fármacos.

Nanorrobots para tratar el cáncer de vejiga

Meritxell Serra-Casablanca y Samuel Sánchez (IBEC).

El cáncer de vejiga es el quinto más diagnosticado en España, con una tasa de recurrencia del 70%. Las terapias actuales presentan serias limitaciones: no alcanzan bien a toda la vejiga, lo que significa que con frecuencia quedan restos de células malignas, y además se eliminan rápidamente al orinar. A lo que hay que añadir efectos secundarios recurrentes, como la cistitis. Todo ello, afecta la calidad de vida de los pacientes, buena parte de ellos mayores de 60 años.

Un estudio publicado en Nature Nanotechnology , que tiene como primera autora a Meritxell Serra-Casablanca, investigadora del Instituto de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) hasta el año pasado y ahora en Novartis, y como director a Samuel Sánchez, investigador Icrea en el IBEC, ofrece una solución innovadora: nanorrobots cargados con radiofármacos, que se desplazan por la vejiga aprovechando la ureasa presente en la orina como fuente de energía. Respecto a las terapias actuales, tienen las ventajas de que alcanzan toda la vejiga, penetran directamente en las células cancerígenas y su eliminación es más lenta.

A diferencia de los tratamientos convencionales, que requieren múltiples dosis para intentar eliminar el tumor, los nanorrobots logran reducir el volumen tumoral en un 90% con una sola dosis de radiación y con menos efectos secundarios, según los resultados de ensayos realizados con animales. Vistos los prometedores resultados obtenidos hasta ahora, el grupo del IBEC prevé realizar futuros ensayos clínicos en humanos.

Avance en terapias CAR-T para tumores sólidos

Sònia Guedán (IDIBAPS).

Las inmunoterapias han emergido como un tipo de terapia que ha mejorado el tratamiento de diferentes tipos de cáncer. En particular, las terapias con células CAR-T, que modifican células inmunitarias de los pacientes para que reconozcan y ataquen las células cancerosas, tienen buenos resultados en cánceres de la sangre. Sin embargo, en tumores sólidos como los de mama, ovario o pulmón su eficacia es muy limitada. En estos casos, las células malignas crean barreras que dificultan que las células CAR-T puedan infiltrarse en el tumor y atacar.

Sònia Guedán, que lidera el grupo de investigación en inmunoterapias celulares para el cáncer en el Idibaps, ha publicado un estudio en Nature Communications que investiga cómo el eje PD-1/PD-L1, una vía que los tumores utilizan para evadir el ataque de las células inmunitarias, influye en la eficacia de las terapias CAR-T. Sus experimentos con ratones se han centrado en analizar la afinidad de las células CAR-T con su antígeno diana, y han encontrado que las células CAR-T de baja afinidad son más vulnerables a la inhibición por parte de este eje PD-1/PD-L1 en comparación con las de alta afinidad. Esto abre nuevas posibilidades para desactivar el escudo que protege al tumor frente a esta inmunoterapia.

Los resultados sugieren que combinar las terapias CAR-T con bloqueadores del eje PD-1/PD-L1 podría ser una opción para tratar ciertos tipos de cáncer. El estudio abre el camino para nuevas aproximaciones y futuros ensayos en pacientes, lo que podría mejorar la eficacia de las terapias en tumores sólidos.

Hallado un fallo en el cerebro que causa autismo

Carla Garcia-Cabau y Anna Bartomeu (IRB Barcelona).

El trastorno del espectro autista (TEA), para el que no existen tratamientos farmacológicos efectivos, afecta a aproximadamente uno de cada 50 niños en España. La clave para desarrollar terapias adecuadas radica en entender los mecanismos moleculares que provocan el trastorno. Carla Garcia-Cabau y Anna Bartomeu, investigadoras del IRB Barcelona, han hecho un avance en esta dirección con una investigación sobre los procesos biológicos que subyacen al TEA, publicada en Nature .

Han identificado el papel de la proteína CPEB4, que se encuentra en las neuronas y regula genes esenciales para su desarrollo. En algunos casos de TEA, esta proteína presenta un defecto: falta un microexón, una pequeña secuencia de solo ocho aminoácidos que afecta a su función. Su ausencia tiene un impacto profundo en las neuronas. La proteína CPEB4 actúa en las neuronas formando estructuras llamadas condensados biomoleculares. Estos condensados permiten que las neuronas se estimulen correctamente durante el desarrollo del sistema nervioso. El estudio demuestra que, cuando falta este microexón, los condensados pierden su capacidad de disolverse adecuadamente durante la estimulación neuronal. Este defecto impide el correcto desarrollo de las neuronas, lo que podría estar vinculado al TEA.

Las investigadoras han comprobado que es posible restaurar la capacidad de los condensados para disolverse de manera dinámica. Aún queda trabajo, pero el hallazgo abre la puerta a posibles tratamientos.

Como mejorar la resistencia de los cereales en la sequía

Ana Caño-Delgado (CRAG-CSIC).

El cambio climático ha intensificado las sequías, especialmente en regiones áridas y semiáridas, donde el cultivo de cereales como el maíz y el trigo se enfrenta a serias dificultades. El sorgo, un cereal que ya se cultiva en estas áreas por su alta resistencia al estrés hídrico, se está posicionando como una de las alternativas más prometedoras.

Aunque el sorgo es más resistente que otros cultivos, aún es necesario comprender mejor sus mecanismos de adaptación para optimizar su uso en la agricultura. Este es el foco de un estudio pionero publicado en Nature Communications , liderado por Ana I. Caño-Delgado, investigadora del CSIC en el Centre de Recerca en Agrigenòmica (CRAG). El estudio de Caño-Delgado se ha centrado en el receptor SbBRI1, una proteína fundamental en la señalización hormonal que regula la respuesta de este cereal al estrés hídrico. Las plantas con una mutación en este receptor mostraron mayor retención de agua en condiciones de sequía extrema, así como una fotosíntesis más eficiente y un aumento de flavonoides.

El descubrimiento de este receptor tiene implicaciones más allá del sorgo, ya que también se encuentra en otros cultivos esenciales más sensibles a la sequía como el maíz, el trigo y el arroz. Por lo tanto, comprender cómo funciona esta vía de señalización podría ayudar a desarrollar variedades más resistentes de todos estos cultivos esenciales que podrían garantizar la seguridad alimentaria frente a los efectos del cambio climático.

El descobriment d'aquest receptor té implicacions més enllà del melca, ja que també es troba en altres cultius essencials més sensibles a la sequera com el blat de moro, el blat i l'arròs. Per tant, comprendre com funciona aquesta via de senyalització podria ajudar a desenvolupar varietats més resistents de tots aquests cultius essencials que podrien garantir la seguretat alimentària davant dels efectes del canvi climàtic.

Un nuevo modelo animal para investigar el párkinson

Ariadna Laguna y Núria Peñuelas (VHIR).

El diagnóstico precoz y el tratamiento efectivo del parkinson siguen siendo un reto. En buena parte, por la falta de modelos experimentales adecuados.

Las investigadoras Ariadna Laguna (con bata blanca en la foto) y Núria Peñuelas (en la pantalla), del grupo de enfermedades neurodegenerativas del Vall d’Hebron Institut de Recerca (VHIR), han creado un modelo de ratón transgénico que reproduce la acumulación de neuromelanina, un pigmento cerebral clave en la progresión del parkinson cuya detección podría facilitar un diagnóstico más precoz, además de abrir una vía a explorar para su tratamiento. El avance se ha publicado en Nature Communications.

Con la edad, la neuromelanina se acumula de forma natural en las neuronas dopaminérgicas de la sustancia negra, una región del cerebro esencial para el control del movimiento. En las personas con parkinson, estas neuronas son las primeras en degenerarse, lo que lleva a la pérdida de dopamina, el neurotransmisor clave para coordinar el movimiento.

El ratón transgénico desarrollado en el VHIR genera neuromelanina de forma similar a los humanos. Así, han podido observar cómo su acumulación interfiere en el funcionamiento de las neuronas y provoca los síntomas motores y no motores del parkinson, como trastornos del sueño, emocionales y de memoria, lo que sugiere que la acumulación de neuromelanina podría estar directamente vinculada a la neurodegeneración. El avance abre nuevas vías para el diagnóstico temprano y el desarrollo de terapias para frenar la pérdida de neuronas.