La ciencia, una aventura que cambia la realidad

La curiosidad y la avidez por el conocimiento son el motor de los investigadores para bucear en temas que a simple vista parecen alejados de las problemáticas cotidianas pero que a la larga son el sustrato sobre el que nacen ideas y descubrimientos que cambian la historia de la humanidad.

   Para Nora Calcaterra, directora del laboratorio de Bioquímica y Biología Molecular del Desarrollo, en el Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario, ese interés —mezcla de compromiso, conocimiento pero también pasión y aventura— es la clave del éxito en ciencia.

   Con su grupo estudian "cosas" poco comunes, como distintas enfermedades caracterizadas por malformaciones de rostro y cráneo. El Síndrome de Treacher Collins es una de ellas. Una enfermedad que afecta a 1 de cada 50.000 nacidos vivos. En un 45% de los casos se produce por la transmisión de un gen defectuoso. En el 55% restante, la mutación es espontánea y se desconoce la causa. En Argentina existen varios casos pero aún no hay un registro formal de los mismos.

   En diálogo con Más la experta brindó detalles de su investigación y habló acerca de sus motivaciones personales en la carrera científica que la han posicionado como una investigadora destacada de la ciudad y el país.

Recorrido

Oriunda de San Jorge (provincia de Santa Fe) se instaló en Rosario a principios de los 80 y estudió bioquímica en la Universidad Nacional de Rosario. En ese período no pensaba seguir una carrera científica hasta que participó de una clase sobre replicación del ADN y el flujo de la información genética y quedó "flasheada". Allí descubrió qué quería hacer en su vida.

   Comenzó su doctorado algunos años después en el Centro de Estudios Fotosintéticos y Bioquímicos (Cefobi), otro instituto de Conicet de referencia en Rosario, y siguió sus estudios de posdoctorado con Néstor Carrillo en lo que fue el comienzo de un espacio pionero: el Área de Biología Molecular de la Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas.

   "Era un momento bisagra para el país. Con el regreso de la democracia comenzaba una nueva etapa política y social que se vio reflejada en la repatriación de científicos argentinos y en las posibilidades institucionales de hacer ciencia en Argentina y en Rosario en particular", comenta Calcaterra.

   Luego del entrenamiento posdoctoral se dedicó a estudiar los mecanismos moleculares responsables del desarrollo embrionario de los vertebrados. Su objetivo es generar conocimiento que permita contribuir a responder una de las preguntas fundamentales de la Biología: ¿Cómo una única célula, el huevo fecundado, puede dar lugar a un organismo complejo y completo formado por cientos de células diferentes que funcionan organizadamente?

   "Nuestro objetivo es conocer cómo se regulan los genes que están involucrados en el desarrollo de las estructuras cráneo-faciales, en particular, los genes responsables de la formación y desarrollo de la cresta neural, que es una estructura embrionaria que da lugar a prácticamente todos los cartílagos y nervios de la cara y a los melanocitos, las células responsables de la pigmentación de la piel", manifiesta la investigadora y aclara que "errores en la formación de esas estructuras o en la expresión de los genes responsables de la diferenciación de esas células en otras, pueden desencadenar malformaciones cráneo-faciales o problemas de pigmentación".

   En el laboratorio, situado en el predio tecnológico de la Siberia, el grupo de investigación modeló la patología en embriones de pez cebra (zebrafish), un vertebrado que posee muchas similitudes a nivel genético con el ser humano, motivo por el cual los avances en los conocimientos científicos realizados con este modelo pueden extrapolarse al hombre.

   Sus investigaciones contribuyeron a entender algunos aspectos de los mecanismos moleculares responsables del Síndrome que provoca severas anomalías en el rostro de quienes lo padecen.

100 % argentina

Frente a las posibilidades de ir a trabajar al exterior, y por elecciones personales, donde la familia tuvo un peso enorme, Calcaterra asegura que "quedarse cuesta mucho más ya que aquí tenés que empezar un tema de investigación de cero, mientras que en general si te vas afuera podés traer un tema armado y eso facilita el proceso".

   Ella no deja de repetir que nadie hace el trabajo científico solo. Contundente, afirma que se necesita generar un clima de compañerismo y colaboración para investigar y lograr un descubrimiento, como en el caso de su grupo, donde se han formado muchos recursos humanos que permanecieron en el sistema científico local, se insertaron en laboratorios científicos del extranjero o en empresas privadas de la región.

   Además, subraya que su lugar de trabajo, el IBR, no sólo se destaca a nivel internacional sino que tiene una inserción social muy importante. "No es sólo una fábrica de papers sino una institución pública preocupada porque el conocimiento sea accesible a la población en general".

   Es así como, además de tareas de investigación, Calcaterra desarrolla actividades de gestión universitaria y científica, participando como consejera docente en la universidad y como coordinadora de proyectos y sistemas de evaluación del Ministerio de Ciencia y Técnica de la Nación y del Conicet.

   Ferviente defensora de la educación pública, sostiene que la formación es un tema central para el desarrollo del sistema científico pero fundamentalmente de una Nación. "No hay que olvidar que si la ciencia se detiene el daño puede ser irreversible. Si dejás de financiarla tus científicos se irán a otros países. Y lo más importante para la ciencia no son los microscopios sino los ojos y el cerebro de las personas que miran a través de sus lentes". Y agrega: "No hay ciencia sin científicos, y los países que dejan de financiarla sufren fugas de cerebros que pueden ser muy destructivas para su futuro".

La investigación  

El síndrome de Treacher Collins es una enfermedad genética caracterizada por malformaciones craneofaciales como ausencia de pómulos, con todo el impacto que esto tiene para un ser humano.

Su causa es una mutación de un gen del cromosoma 5 y puede darse de forma espontánea o por la transmisión hereditaria del gen defectuoso.

   Si bien la enfermedad se produce por una mutación genética, Calcaterra y su equipo se preguntaban qué podría causar los distintos tipos de severidad que se observan entre los pacientes, incluso entre miembros de una misma familia. Descubrieron que una de las posibles causas del grado de afectación son las variaciones en los niveles de una proteína llamada CNBP. Observaron que los casos menos agudos se presentaban en organismos con mayores niveles de la proteína. También demostraron que CNBP puede actuar como una "esponja de radicales libres" por lo que postularon que uno de los roles de esa proteína es disminuir el estrés oxidativo durante el desarrollo craneofacial. Estos resultados fueron publicados en PLoS One y Cell Death and Disease, prestigiosas revistas especializadas.

El modelado del síndrome fue obtenido en los llamados pez cebra ya que existen similitudes entre este modelo animal y los humanos. Calcaterra explica que "el consumo de sustancias que disparan la producción de radicales libres genera estrés oxidativo en las células, y de ocurrir durante el período de desarrollo de la cresta neural,podría agravar las malformaciones cráneo-facial y afectar el grado de severidad de patologías como el Treacher Collins".

   El alcohol se encuentra entre las sustancias que disparan el estrés oxidativo. La ingesta durante el primer período del embarazo puede ocasionar alteraciones en el desarrollo de la cresta neural con un impacto negativo sobre el desarrollo del rostro de ese bebé en formación. Por eso debe evitarse su consumo.

Hacia el futuro

    La carrera científica involucra horas interminables de estudio, de experimentos de prueba y error, en los que la mayoría de las veces los resultados no son los esperados. Es el camino que se recorre hacia algún descubrimiento, que también en la mayoría de los casos no es el buscado, sino muchas veces inesperado. Esa sorpresa, "eureka", esa novedad, es lo que fascina a los investigadores día a día. Y la que nos da la posibilidad, muchas veces, de cambiar la realidad, sobre todo cuando es ardua o dolorosa.

Del acuario al microscopio

Sebastián Grazziati es el técnico responsable del acuario que existe en el IBR y de todo el proceso de mantenimiento y reproducción de los planteles de peces tanto salvajes como transgénicos. Es una tarea delicada y central. Los especímenes deben ser meticulosamente cuidados para que los hallazgos sean reproducibles, el material de partida debe ser inmejorable.

   El pez cebra, que se usa como modelo por ser tan parecido al humano, es asiático, de agua dulce y robusto. Entre las mayores ventajas para el trabajo científico se destacan su transparencia y su similitud genética con los seres humanos. Los embriones de pez cebra son casi transparentes, lo que permite a los investigadores examinar fácilmente el desarrollo de las estructuras internas.

   Las estructuras de un embrión vivo del pez cebra pueden ser vistas con usar apenas una lupa de baja resolución.

   Actualmente hay "versiones" transgénicas del pez que tienen tipos celulares específicos fluorescentes. Es así como se puede ver en tiempo real y con el pequeño animal vivo el movimiento de cada neutrófilo —un tipo de glóbulo blanco que responde rápidamente a infecciones— y su respuesta o comportamiento frente a un estímulo particular. O las células de la cresta neural transitando hacia su destino final: arcos faríngeos que darán origen a cartílagos, neuronas, melanocitos.

   Si son perturbadas, si lo hacen en menor número, si lo hacen más lentamente, todo puede verse, interpretarse y dar indicios de una posible respuesta e, inevitablemente, provocar una nueva pregunta.

   El IBR fue pionero en la instalación de un acuario de pez cebra en el país y en la utilización de este modelo para abordar estudios relacionados con patologías humanas del desarrollo, convirtiéndolo en un referente local y regional para laboratorios e instituciones que deciden utilizar el pez cebra como modelo experimental.

    "Si bien en el trabajo recientemente publicado (sobre Treacher Collins ) se utilizó el pez cebra para caracterizar las bases genéticas de una patología craneofacial, este modelo animal también puede emplearse para el estudio de patologías humanas relacionadas con el sistema hematopoyético y el desarrollo del corazón; enfermedades renales, óseas congénitas, Parkinson, Alzheimer, diabetes, entre otras", menciona Nora Calcaterra, una apasionada del pez cebra.

Líneas de acción

En el laboratorio dirigido por Nora Calcaterra se desarrollan dos líneas de trabajo que intentan responder preguntas relacionadas con el desarrollo de las estructuras craneofaciales. El abordaje es a dos niveles: el modelado de patologías craneofaciales humanas (paladar hendido, aberraciones en la formación de maxilares y mandíbula, entre otras) en el modelo experimental pez cebra, y la caracterización de mecanismos moleculares de control de la expresión de genes a través de proteínas de unión a ADN y ARN. Para ello se utilizan tecnologías de manipulación de los embriones de pez cebra a los cuales se inducen variaciones en los niveles de proteínas específicas, tecnologías para generar líneas de peces transgénicos, la tecnología CRISPR/Cas para la edición de genoma y otras técnicas. Además pusieron a punto un test de toxicidad utilizando embriones de pez cebra. Es usado en Europa para la acreditación de normas ISO en calidad de aguas y alimentos, y también para estudios de toxicidad de drogas sintéticas o naturales.

Jimena Zoni / Especial para Más