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Conferencia: "Hoja de ruta hacia mejores antídotos para combatir venenos animales" (Esperanza Rivera) - Contenido educativo

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Subido el 10 de febrero de 2021 por Francisco J. M.

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Conferencia impartida por la Dra. Esperanza Rivera en el marco del Ateneo Alpajés

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Muchas gracias, Javier. Bueno, chicos, yo en realidad os quería contar cuál había sido mi experiencia y os voy a contar cuál ha sido la hoja de ruta que he seguido yo para acabar trabajando en mejorar antídotos para combatir venenos animales. 00:00:00
Entonces, voy a empezar un poco contando quién soy yo y cómo he llegado aquí. Entonces, como os ha dicho Javier, he tenido una vida bastante paralela a la que muchos de vosotros podéis tener. 00:00:16
que es que yo antes de la universidad, yo soy del 92, por eso digo que dentro de poco voy a estar en la misma posición que Javier 00:00:24
y os voy a pillar un poco lejos, pero yo he ido a la Guardería Pública de Sevilla La Nueva, 00:00:29
que es un pueblo de Madrid en el que me he criado, luego estuve en el colegio público, hice el instituto público 00:00:34
y luego me fui a hacer el bachillerato en el instituto público. 00:00:39
Cuando terminé el bachillerato en Nuevo El Carnero, empecé en la universidad complotense. 00:00:43
Entonces yo hice el grado en bioquímica, di con un grupo muy bueno en el que hice el trabajo de fin de grado empezando a trabajar con estos venenos de anémona y ya me quedé a hacer el máster y tuve la suerte de que conseguí una beca para hacer el doctorado en el mismo departamento siguiendo con la misma línea, lo que me dio la posibilidad al final de hacer un doctorado más largo. 00:00:50
Pude meterme más a fondo en la investigación simplemente porque le había dedicado dos años previos con mi trabajo de fin de grado y trabajo de fin de máster. 00:01:11
Durante el doctorado, que fue uno de los periodos y todavía es uno de los periodos más bonitos que he pasado en mi vida, 00:01:20
tuve la suerte de que pude pasar tres meses en Estados Unidos, en la Universidad de Massachusetts, en Lowell, 00:01:26
y también estuve unos meses en Turku, en Finlandia. 00:01:32
Algo muy bonito de este trabajo de la ciencia es que una célula es lo mismo aquí que en Pekín, que en cualquier otro sitio, 00:01:36
y estudiar una carrera de ciencia realmente te abre las puertas del mundo entero, 00:01:42
porque realmente puedes trabajar literalmente en cualquier lugar de la Tierra. 00:01:46
Y después de esto, leí la tesis el pasado octubre con todo el COVID de por medio, etc. 00:01:50
Y me vine a trabajar como investigadora postdoctoral a la DTU, que es la Universidad Técnica de Dinamarca, en el Departamento de Bioingeniería, en el Grupo de Farmacología Tropical. 00:01:58
Entonces, para que veáis, esto es una reivindicación que quería hacer. Yo todo este trozo lo he hecho en la escuela pública. Yo no he pagado un duro, como quien dice, por todo este trozo. 00:02:10
Entonces, para mí es importante hacer hincapié en esto porque a mí me parece que la educación privada tiene que ser una opción y tiene que seguir existiendo, pero que en ningún momento os metan en la cabeza que porque estáis en la pública no tenéis las mismas oportunidades o lo vais a tener mucho más complicado porque no es verdad. 00:02:20
Como podéis ver, yo he llegado aquí y no he hecho nada extra fuera. Una cosa muy bonita que he hecho durante toda mi educación ha sido que siempre he combinado toda esta parte, que es mucho más académica, con actividades de divulgación. 00:02:34
Entonces, he participado dando una charla TED, que luego podéis buscar en YouTube sobre este mismo tema. He participado siempre que he podido en la Semana de la Ciencia. 00:02:47
Como Javier sabe, siempre que ha venido cualquier alumno de la alpajeza al laboratorio lo hemos acogido con los brazos abiertos. Luego hemos tenido también actividades en la noche europea de los investigadores y hemos participado también en proyectos de innovación educativa y de innovación social como I am able y la conciencia social es la vacuna, que es uno que empecé con otros tres compañeros de la universidad para hacer un poco de concienciación en muchos aspectos multidisciplinarios de la pandemia. 00:02:55
Entonces, como podéis ver, es un camino bastante amplio el que he seguido. Y os voy a contar un poco sobre lo que hice en el doctorado y luego voy a contar lo que estoy haciendo aquí. Durante el doctorado, yo hice un doctorado con objetivos en ciencia básica. Y yo digo que es la patata de las ciencias, ¿no? Porque si tú le dices a alguien que se coma esta patata cruda tal cual, ¿no? Que la aparta a la mitad y se la come, te dicen, pues no apetece, ¿no? 00:03:24
Ay, pero si os digo un trozo de tortilla de patata, ¿no? 00:03:48
Además, a esta hora de la mañana que ya empieza a haber hambre después del desayuno, esto sí, ¿verdad? 00:03:51
Todos entendemos que si no hay patatas, no se hace tortilla. 00:03:56
Pero lo que creo que todavía no termina de calar, ni siquiera con la pandemia que hemos tenido de por medio, 00:04:01
es que si no hacemos ciencia básica, no vamos a poder hacer ciencia aplicada. 00:04:06
Entonces, la ciencia básica es toda aquella que lo que intenta es reunir información y conocimiento, 00:04:11
lo más profundo posible sobre un elemento en concreto. 00:04:16
Y la aplicada lo que intenta es utilizar ese conocimiento 00:04:20
para tener aplicaciones que pueden ser biotecnológicas, tecnológicas o de otro tipo. 00:04:23
La cuestión es que como una no puede existir sin la otra, 00:04:28
hay que cuidar a los agricultores que son los que se dedican a escarbar patatas, 00:04:32
tanto como los chefs, aunque a la vista y en un escenario más grande 00:04:35
cuando tú presentas los proyectos, pues no pinta igual decir 00:04:41
voy a estudiar la estructura y la función de una proteína concreta, de una anémona, que voy a curar el cáncer. 00:04:43
Pero sin una cosa, no podemos tener la otra. Entonces, yo el doctorado lo dediqué a la patata, totalmente. 00:04:50
Y lo que hice fue trabajar con venenos animales. Los venenos animales son una cosa que es totalmente fascinante 00:04:58
y que a mí me encanta, y son mezclas de proteínas, péptidos, sales y metabolitos que los animales 00:05:04
han obtenido por una cuestión evolutiva, una relación muy estrecha entre el predador 00:05:11
y la presa en la que el predador tenía que obtener algo para poder defenderse o cazar 00:05:19
a la presa, muchas veces sin importar el tamaño, porque si no una araña jamás podría ganar 00:05:24
una pelea al ser un animal muy pequeño. Y es verdad, y en este caso se cumple, que 00:05:31
es verdad que no hace daño el que quiere sino quien puede, porque los venenos es verdad 00:05:36
que están, no voy a decir diseñados porque la evolución no funciona así, pero los elementos 00:05:40
que componen el veneno se han elegido de tal manera que son capaces de dañar las estructuras 00:05:46
concretas de las células. Y os pongo algunos ejemplos. Lo primero que tiene todo veneno 00:05:52
es, a ver si puedo coger aquí el puntero, es un elemento para poder llevar cerca el 00:05:57
veneno de su diana final. Entonces tenemos colmillos, tenemos nematocistos, que son los 00:06:03
órganos los que tienen las anémonas, tenemos quelíferos en las arañas y lo único que 00:06:09
hacen es romper esta primera barrera que sería el epitelio. Luego, una vez que llega ahí 00:06:13
tienen un montón de proteasas que son enzimas que lo que hacen es degradar todo esto que 00:06:21
hay hasta llegar a las células. Si llegan al sistema circulatorio, tanto incrementando 00:06:26
como reduciendo la coagulación, pueden provocar un daño. Y ya una vez que llegamos aquí 00:06:31
el nivel de la célula pueden afectar sobre distintos sitios. Por ejemplo, hay canales que 00:06:37
mantienen el equilibrio de iones a un lado y al otro de la membrana. Las neurotoxinas lo que hacen 00:06:41
es que desbalancean esta distribución de iones, pues evitando que los canales se cierren o evitando 00:06:46
que se abran y lo que hacen es que provocan muchas veces dolor neurotóxico, es decir, ese calambre o 00:06:51
ese adormecimiento de la zona. Si consiguen llegar las toxinas dentro de la célula, pueden bloquear 00:06:56
sus funciones vitales, como puede ser el sintetizar proteínas o generar energía en las mitocondrias. 00:07:03
Y por último, y estas son las proteínas con las que yo trabajé durante mi tesis, 00:07:09
si atacan a lo más extendido que tiene una célula y más expuesto que su membrana plasmática, 00:07:13
haciéndole agujeros, es decir, butrones a las células, también las pueden matar. 00:07:18
De hecho, yo trabajé concretamente con estas toxinas. 00:07:23
Estas toxinas se llaman actinoporinas y están producidas por anémonas marinas. 00:07:28
Las medusas, si alguna vez os ha picado una medusa, ese dolor, ese enrojecimiento, ese picor está provocado en parte por estas toxinas. 00:07:33
Como ya os he dicho, yo me dediqué en esta parte a la ciencia más básica. 00:07:42
Yo lo que quería saber en concreto era cómo unas toxinas que están producidas de forma soluble tienen una metamorfosis al hundirse las membranas que lo que hacen es que formen poros y maten a las células. 00:07:46
en concreto trabajé con estas dos 00:07:58
de una anemona concreta que eran muy muy muy parecidas 00:08:02
y descubrimos cosas fascinantes como por ejemplo 00:08:05
que funcionaban mejor juntas que por separado 00:08:07
todos estos detalles realmente no tienen una aplicación directa 00:08:10
pero no me cortaría yo una mano de decir que no van a ser 00:08:14
importantes en el futuro para otras aplicaciones que sean necesarias 00:08:17
otra de las opciones con las que trabajé 00:08:20
fue con veneno de arañas y esta parte sí que es 00:08:23
un pelín más aplicada, pero nosotros todavía estábamos en el background de la patata, 00:08:26
ya hemos llegado a la tortilla. Y es que la presa natural de las arañas son los insectos 00:08:31
y como os he dicho hay una relación muy estrecha entre el predador y la presa. Entonces los 00:08:36
venenos de las arañas realmente se han ido seleccionando para poder inmovilizar y matar 00:08:42
a sus presas y lo que comen las arañas son insectos. En concreto después de mi estancia 00:08:46
en Estados Unidos me traje material para poder trabajar con proteínas de estas arañas 00:08:51
que seguro que suenan, son las vidas negras, estas que tienen aquí el relojito de arena 00:08:56
en el abdomen y lo que hacen estas toxinas son neurotoxinas. Entonces, dentro del esquema 00:09:01
que os he comentado antes, estas toxinas lo que hacen es que se unen a las membranas de 00:09:07
las neuronas y provocan que se liberen todos los neurotransmisores de golpe. Entonces, 00:09:13
lo que provoca es parálisis, un dolor intensísimo y unas manifestaciones a largo plazo, esto 00:09:18
en humanos que pueden resultar no solo dañinas, sino muy angustiosas. Pero lo más curioso 00:09:24
de estas arañas es que, como os he dicho, producen unas toxinas que pueden atacar a 00:09:30
humanos o a mamíferos en general, que solo tenía una, a crustáceos, que también tenía 00:09:35
solo una, o a insectos. Insectos tenía cinco diferentes. Entonces, el proyecto que dejé 00:09:41
un poco a medias y que continuarán 00:09:47
en el departamento de la Complutense 00:09:49
intentar trabajar con estas 00:09:52
toxinas y utilizarlas como 00:09:55
insecticidas. Mira que no molaría 00:09:57
poder llegar a un agricultor y decirle 00:09:59
a ver, ¿de qué tienes la plaga? 00:10:01
De este bicho, pues vamos a intentar darte la alfa 00:10:03
o la beta y evitar así, por ejemplo, que afectaran 00:10:05
a las abejas. Esto es un proyecto que 00:10:07
dejé a medias, que me gusta mucho 00:10:10
y que espero que se continúe. 00:10:11
De hecho, me consta que se va a continuar 00:10:13
y que yo creo que se van a sacar cosas 00:10:15
maravillosas, pero de momento lo que necesitamos es clonar y conocer estas proteínas en profundidad 00:10:17
porque si no conseguimos la información no vamos a poder aplicarla. Y ahora os voy a contar qué es 00:10:22
lo que estoy haciendo en el postdoctorado. Yo hasta ahora había utilizado las toxinas y he 00:10:28
empezado un proyecto en el que lo que voy a intentar es neutralizarlas y combatirlas. Yo me 00:10:34
enteré de esto creo que fue en el verano de 2019 y para mí fue bastante chocante porque yo pensaba 00:10:40
que el tema de las mordeduras de serpiente 00:10:44
era algo que estaba totalmente superado, 00:10:47
que a ti te ponían el antídoto correspondiente 00:10:49
y ya está, no pasaba nada. 00:10:51
Y la cuestión es que los números globales anuales 00:10:53
dan un poco de miedo. 00:10:55
Esto es de 2017, 00:10:56
pero los números no han cambiado gran cosa 00:10:58
y de hecho se han empeorado un poquito 00:11:00
por cuestiones del cambio climático, 00:11:01
distribución de especies y demás. 00:11:04
Pero como podéis ver, 00:11:05
hay entre 81.000 y 138.000 muertes anuales. 00:11:06
Pero no solo eso, 00:11:11
es que los casos de envenenamiento 00:11:12
se cuentan por millones y el que no se muere muchas veces tiene secuelas. Me he ahorrado el poner las fotos, luego si hay alguien que tiene curiosidad puede buscarlo en internet, yo es que no me presto, pero hay gente que pierde miembros y hay gente que aunque no se puedan ver suele tener muchísimos problemas de riñones y corazón por las persinas que tienen normalmente las mordeduras de serpiente. 00:11:14
¿Cuál es el problema? ¿Y por qué no se hace nada mejor o no se ha obtenido nada mejor? 00:11:34
Porque si ves la distribución de dónde se van los casos, tenemos aquí en Europa, que hay entre 30 y 100 muertes, que no es gran cosa, 00:11:38
en Estados Unidos entre 7 y 15, y es verdad que en Oceanía hay un poco más, pero si ves la diferencia entre envenenados y muertos, es que es muy poco. 00:11:46
Entonces es un problema que realmente a quien le interesa arreglar es a la gente de África, principalmente en la zona de Asia, 00:11:54
normalmente en esta zona, que es bastante más pobre, ¿no? Y en Latinoamérica. Y son zonas pobres que normalmente no tienen el desarrollo 00:12:02
o no tienen la financiación necesaria como para poder llegar a una solución mejor. Porque la solución que hay actualmente es la siguiente. 00:12:10
Se caza a los animales de las serpientes, que están en el medievo, pero hay que contar con los animales, se les extrae el veneno y se le inyecta a caballos. 00:12:19
Si tienes suerte y tienes suficiente veneno, se lo inyectas a caballos y si lo que quieres hacer es un antiveneno contra una araña, que obtienes una gotica o cuatro goticas y tienes que andar ordeñando arañas necesaria el tiempo, pues se lo tienes que inyectar a conejos. 00:12:29
Luego, una vez que le has estado inyectando distintas cantidades al caballo, pues extraes la sangre. 00:12:44
Y una vez que has extraído la sangre, lo que haces es que purificas los anticuerpos que el caballo ha generado contra estas toxinas. 00:12:49
Y al final lo que tienes es una formulación que es lo que le inyectas a la gente. Como podéis imaginar, este proceso que lleva siendo el mismo desde que se empezaron a introducir los antivenenos, creo que fue a finales del siglo XX, tiene muchos problemas. 00:12:57
El primero es que depende de la cría y captura de los animales venenosos que son peligrosos de por sí. 00:13:13
O sea, vas a crear un producto en el que te tienes que poner en riesgo de utilizarlo. 00:13:18
Luego se utilizan animales en la producción, lo cual es poco deseable, 00:13:24
porque los animales también son susceptibles a tener otro tipo de enfermedades 00:13:28
y tiene otros problemas, como por ejemplo que hay grandes variaciones entre lotes, 00:13:32
Porque no todos los caballos como individuos reaccionan igual al veneno. 00:13:39
Entonces la cantidad de anticuerpos o el tipo de anticuerpos que obtienes aquí al final no va a ser el mismo dependiendo del caballo. 00:13:45
Y el caballo no dura eternamente. 00:13:50
Entonces los antivenenos van a ser también diferentes. 00:13:52
La cantidad de anticuerpos que realmente bloquean las toxinas puede ser muy pequeña. 00:13:56
Porque tú aquí lo que haces es obtener todos los anticuerpos. 00:13:59
Pues ahí habrá anticuerpos contra el veneno o contra muchas otras cosas 00:14:02
contra las que el caballo se haya tenido que enfrentar. 00:14:06
Y luego una de las más importantes es que si tú eres alérgico a los caballos, 00:14:09
estos son proteínas de caballo, ¿no? 00:14:13
Entonces si te lo tienen que inyectar, pues hay un montón de problemas 00:14:15
como las reacciones alérgicas que puede provocar. 00:14:18
No solo eso, sino que puede que la primera vez no seas alérgico, 00:14:21
pero la segunda vez que te inyectan el antiveneno, 00:14:25
si tienes la mala suerte de que te muerde dos veces una serpiente, 00:14:28
vas a tener una reacción alérgica 00:14:30
entonces para mí todo esto hace dos años 00:14:33
era totalmente desconocido y me pareció 00:14:35
súper chocante que no existiera de momento 00:14:37
una solución mejor, todavía siguen 00:14:39
administrando esto en África 00:14:41
en Sudamérica, en Australia 00:14:43
y en todo Asia 00:14:45
este es el único tratamiento que existe a día de hoy 00:14:46
entonces nosotros 00:14:49
lo que queremos proponer 00:14:51
es una nueva generación 00:14:53
de antivenenos 00:14:55
entonces lo que nosotros pretendemos es 00:14:56
obtener los genes de los anticuerpos que son capaces de bloquear a las toxinas, ¿no? De 00:14:59
estas proteínas. Entonces, lo que queremos hacer es dárselo o expresarlo en líneas celulares de 00:15:05
animal, todo esto en el laboratorio, hacer una producción a gran escala y hacer un veneno 00:15:12
recombinante que tenga todos los anticuerpos capaces de bloquear el veneno en una única 00:15:17
la formulación. ¿Y qué ventajas tiene este sistema con respecto al anterior? Que una vez desarrollado 00:15:24
no depende de la fuente natural del veneno. Vamos a tener que cazar a la araña o a la serpiente 00:15:30
solo una vez, que es para obtener estos genes. Eliminar el uso de animales en la producción. 00:15:34
Vamos a utilizar líneas celulares de animales y no el animal completo. La efectividad de los lotes 00:15:39
va a ser constante porque siempre va a ser la misma secuencia y vamos a obtener la misma cantidad 00:15:46
de antiveneno 00:15:50
la cantidad de moléculas 00:15:52
que bloquean las toxinas es 100% 00:15:54
no voy a tener otros anticuerpos 00:15:56
por ahí mezclados que bloquean otras cosas 00:15:58
y muy importante es que pueden 00:16:00
humanizarse, entonces yo estos 00:16:02
genes puedo hacer que parezcan 00:16:04
a nuestro sistema inmune cuando no los inyectas 00:16:06
puedo hacer que sean humanizados 00:16:08
entonces no existirían esos problemas 00:16:09
de reacciones alérgicas 00:16:11
y por último 00:16:13
aunque esto todavía queda por estudiarlo y tiene algunos 00:16:14
peros, pueden ser estables a temperatura 00:16:17
ambiente, lo que facilitaría su logística, el poder llegar al centro de África. Si estáis 00:16:19
viendo ahora el problema que está habiendo con las vacunas, que hace falta tener congeladores 00:16:24
de menos 80 por todos los sitios, esto nos lo evitaríamos también. 00:16:28
¿Cuál es el problema y por qué no se ha hecho hasta ahora? Pues porque es verdad que 00:16:34
aunque los costes de manufactura al final van a ser bastante más bajos, este pico que 00:16:37
implica el research and development, es decir, la investigación y el desarrollo de estos 00:16:43
anticuerpos, pues es bastante alto. Pero tuvimos la suerte de que en este grupo nos dieron 00:16:47
un buen funding, conseguimos financiación para poder abordar este problema desde la 00:16:51
Unión Europea y vamos a poder pasar esta curva y que les llegue directamente a sus 00:16:57
destinatarios en la zona en la que la manufactura va a ser mucho más baja. 00:17:03
Entonces, os quiero contar unos conceptos principales, aunque me ha dicho Javier que 00:17:08
ya sabéis algo de inmunología, os lo voy a recordar, para explicaros cómo obtenemos 00:17:12
nosotros anticuerpos que sean humanos y que puedan bloquear las toxinas. Entonces, en 00:17:18
principio, nuestro objetivo es obtener moléculas que puedan unirse a las proteínas tóxicas 00:17:23
del veneno con una afinidad altísima y bloquear su efecto tóxico, es decir, que formen un 00:17:27
complejo con el anticuerpo y de tal manera que no puedan actuar sobre su diana en la 00:17:32
célula. Entonces, vosotros sabéis que los anticuerpos son proteínas con una estructura 00:17:36
cuaternaria, que tienen dos cadenas pesadas, dos ligeras. Esto es muy brief. Y luego tenemos una 00:17:41
serie de formatos de anticuerpos que podemos hacer más pequeños. Entonces, nosotros sabemos que 00:17:48
realmente la parte que se une al anticuerpo es esta zona de aquí, solo esto de aquí. El resto es 00:17:55
constante y no interacciona en principio con el antígeno. Entonces, este sería este formato, 00:18:00
el de monoglobulina, si cortamos por aquí tendríamos lo que se llama FAB, si cortáramos por aquí tendríamos el FAB2, si cortábamos por aquí tendríamos el monovalente 00:18:06
y estas son las moléculas con las que nosotros trabajamos y es con lo que quiero que os quedéis que se llaman SCFV, para que no suena chino. 00:18:18
Los SCFV son simplemente este trocito de aquí en una cadena única, es decir, unimos esto con esto, con un linker y esto es lo que nosotros tenemos. 00:18:25
Trabajamos con estas moléculas que tienen aquí la zona suficiente como para poder unirse a los antígenos. 00:18:35
Y son mucho más pequeños y manejables. 00:18:41
Y luego necesito también recordaros cómo funciona la presentación de antígenos 00:18:44
o cómo generamos nosotros anticuerpos, nosotros y todos los animales en el ser humano. 00:18:49
Y es que los anticuerpos exaltan un poco la norma esta de un gen, una proteína. 00:18:54
Estos tienen un gen que tiene muchísima variabilidad para generar muchísimas proteínas diferentes. Entonces este sería un gen cualquiera de un anticuerpo y como veis tiene las zonas V, las D, las J y las C. 00:18:59
Y por una serie de procedimientos que no voy a detallar, pues al final se seleccionan unas u otras hasta que al final llegamos a una molécula final que es la que se presenta en las células. 00:19:15
Entonces, ¿cómo se obtienen estos anticuerpos en el cuerpo? Pues hay una serie de células que se llaman presentadoras de antígenos que lo que son es basureras. 00:19:25
Son unas basureras, se dedican a ir por toda la circulación pillando todo lo que les resulta extraño. 00:19:36
Lo cogen, lo engullen y cogen y presentan trozos en la superficie. Y entonces llegan a la zona de la médula ósea y generan una sinapsis o una unión con una colección que hay aquí de células que tienen en display o están enseñando estos anticuerpos. 00:19:40
Aquellas células que tienen anticuerpos que pueden unirse al trozo que les está enseñando la célula presentadora de antígeno sobreviven, ¿no? Reciben una señal de supervivencia y entonces se empiezan a multiplicar. 00:20:00
En cambio, las que no reciben una buena señal, pues mueren. Entonces, lo que tenemos en la célula ósea realmente es una colección o una librería de distintos anticuerpos que pueden unirse a un montón de antígenos. Y cuando se presenta, si se une, sobrevive y si no, pues mueren y se va renovando. Es una biblioteca continua y que se renueva. 00:20:12
Entonces, lo siguiente que quiero contaros es cómo funciona la tecnología que nosotros vamos a utilizar 00:20:32
Y luego voy a unirlo todo con lo anterior 00:20:38
Utilizamos una tecnología que se llama Fake Display 00:20:41
Porque vosotros sabéis que las bacterias, o sea, los virus no solo existen para los humanos 00:20:44
No hay solo virus que puedan afectar a células humanas 00:20:50
También hay virus que pueden afectar a bacterias 00:20:52
Y este es el que nosotros utilizamos, que es un fago que se llama M13 00:20:55
Es un fago muy sencillito que simplemente tiene su material genético, unas proteínas, aquí estas espículas, que le ayudan a infectar las células y cuando llega dentro de la célula, esto sería una bacteria, lo que hace es que se multiplica y cuando tiene suficientes copias, pues sale. 00:20:59
¿Qué tiene de bueno? Que este virus no mata a las células en el proceso 00:21:17
entonces simplemente lo utiliza para multiplicarse 00:21:22
y aquí es donde viene la técnica que nosotros utilizamos 00:21:25
en la que intentamos replicar esa presentación de antígeno 00:21:29
que se da en la médula ósea pero en un pocillo 00:21:33
en el fake display nosotros lo que tenemos es una colección de fagos 00:21:35
en la que en un trocito del genoma le metemos estas secuencias de los SCFV 00:21:40
Y si recordáis, son estas moléculas que tienen toda la información suficiente como para poder unirse a los antígenos en esta zona de aquí. 00:21:46
Estas secuencias, claro, ¿de dónde las sacamos? Pues podemos sacarlas de dos sitios. 00:21:56
Podemos sacarlas de librerías maíz que se llaman, que están basadas en donantes no inmunizados. 00:22:01
Entonces tú vas, te sacan sangre, extraen toda la información de esta región y se genera una librería que sería como una foto de ese momento en el que las células están en la médula ósea enseñando todos esos distintos receptores a los que se puede unir. 00:22:07
Entonces tenemos esa librería en nuestra biblioteca de SAUS. 00:22:27
Otra forma que se puede hacer es tener una fuente inmunizada. 00:22:31
Por ejemplo, el caballo al que le hemos estado inyectando el veneno, le podemos extraer la sangre 00:22:35
y ahí estaríamos seguros de que tenemos más moléculas de estas que podrían inundar el veneno 00:22:38
simplemente porque ha tenido una maduración previa en el animal. 00:22:43
Y aquí es donde ocurre la magia. 00:22:49
Es cómo funciona esta técnica para que yo pueda replicar lo que está ocurriendo en la médula ósea 00:22:51
en un pocillo, ¿no? En un pocillo que es un 00:22:57
un recipiente de plástico en el que nosotros 00:23:00
hacemos este experimento. Pues lo que tenemos son 00:23:03
las toxinas, por eso os he dicho que al principio de la manufactura 00:23:06
no nos quedaba otra que depender todavía del animal 00:23:09
y lo que hacemos es que nuestra biblioteca de fagos 00:23:12
que contiene una colección amplísima 00:23:15
pero amplísima, si estoy hablando de 10 elevado a la 14 o a la 16 00:23:18
que es enorme, están enseñando 00:23:22
estos anticuerpos, ¿vale? 00:23:24
Estos fracciones anticuerpos. Entonces, tenemos en el pocillo nuestras toxinas que las hemos dejado pegadas aquí. Añadimos la biblioteca de fagos y dejamos que se unan. Y luego lavamos. Entonces, todos aquellos fagos que presenten una molécula que es capaz de unirse a la toxina, al componente del veneno, se van a quedar unidos. Y los que no, los vamos a eliminar. Esto sería el momento en el que se genera la sinapsis inmunológica que se daría en la médula ósea. 00:23:27
A continuación lo que hacemos es el huir y entonces para eso introducimos aquí un trocito que nos permite liberar porque esta unión pretendemos que sea tan fuerte que si no se iría con el lavado. 00:23:56
Entonces cortamos por aquí. ¿Qué es lo bueno? Que estos fagos siguen teniendo la información genética para poder replicar esto. 00:24:06
Y para poder amplificarlos, porque un fago no es nada, para poder amplificarlo lo que hacemos es utilizar a las bacterias. Infectamos bacterias y lo multiplicamos. 00:24:13
esto de aquí se llama panning 00:24:22
cada una de estas rondas 00:24:26
entonces lo que haríamos sería 00:24:27
con los resultantes 00:24:29
los volveríamos a poner en el pocillo 00:24:31
volveríamos a hacer la unión 00:24:33
volveríamos a lavar y volveríamos a aluir 00:24:34
en cada una de estas rondas 00:24:37
puedes poner condiciones biofísicas 00:24:38
por así decirlo 00:24:41
o físico-químicas más restrictivas 00:24:42
de tal manera que cada vez se te vayan quedando 00:24:44
fagos que se unen con mayor afinidad 00:24:46
o con más fuerza a las toxinas 00:24:49
Y una vez que tenemos hechas las rondas, que normalmente hacemos tres rondas, llegamos a esta zona de aquí, que es el ELISA, que lo mismo suena porque es una de las pruebas que se hace para saber qué cantidad de anticuerpos tenemos contra el coronavirus, que el coronavirus ha tenido también muchas cosas malas, pero nos ha hecho meternos muchas veces hasta la rodilla en técnicas de diagnóstico y análisis, y esa es la técnica que hacemos. 00:24:51
Entonces, imaginaos que ya hemos hecho varias rondas y queremos ver si tenemos fagos realmente que son capaces de unirse o no a nuestra toxina. 00:25:15
Porque yo estos los he pintado con colores maravillosos, pero cuando tú estás trabajando en el laboratorio tienes todos líquidos transparentes. 00:25:23
Entonces, hasta que llegas al final no sabes que tienes o que no tienes. 00:25:28
Entonces, ¿cómo lo hacemos? 00:25:32
Hacemos una ELISA que nos permite saber si hemos seleccionado fagos que presentan moléculas con alta afinidad por el antígeno. 00:25:34
Entonces, lo que hacemos es que en nuestro pocillo, que es este recipiente de plástico súper chiquitito, añadimos una molécula que se llama streptavirina. 00:25:40
Y luego añadimos unas toxinas que son capaces de unirse porque le hemos añadido la otra pieza del puzzle que se llama biotina. 00:25:50
Entonces, esto es simplemente para cubrir el fondo del pocillo con nuestras toxinas. 00:25:57
A continuación, añadimos los fagos que hemos seleccionado, que resulta que son estos. 00:26:02
y a continuación añadimos un anticuerpo 00:26:07
que es capaz de detectar el fago 00:26:10
y va marcado 00:26:12
todo esto se va lavando entre medias 00:26:13
entonces si cuando nosotros añadimos esto 00:26:16
no hay ningún fago que se pueda unir 00:26:17
porque no hemos seleccionado ningún fago 00:26:19
pues esto no se podría unir 00:26:21
si llegamos a esta situación en la que tenemos fagos 00:26:22
que son capaces de unirse a la toxina 00:26:25
aguantan los lavados y demás 00:26:27
tenemos color 00:26:28
y ahí es cuando podemos ponernos felices 00:26:30
porque hemos encontrado unos fagos 00:26:32
que son capaces de unirse 00:26:35
a los anticuerpos 00:26:36
también puede ocurrir lo contrario 00:26:38
que nosotros tenemos nuestro pocillo con la toxina 00:26:40
ahí pegada al fondo 00:26:42
añadimos los fagos pero este resultado de cuando lavamos 00:26:43
es que no se pega ninguno 00:26:46
y cuando añadimos el anticuerpo no encuentra ningún fago 00:26:47
que pegarse y cuando lavamos 00:26:50
adiós anticuerpo y entonces no tendríamos 00:26:52
señal y este es el momento de ponerse triste 00:26:54
¿no? por eso digo que 00:26:57
en ciencia hay que alegrarse mucho siempre que tienes 00:26:58
un resultado positivo porque no siempre 00:27:00
se tiene 00:27:02
claro pero esto es una mezcla y yo os he dicho 00:27:03
que yo los quiero individuales 00:27:06
y quiero saber cuál es el mejor 00:27:08
para poder venderlo 00:27:09
y hacer una formulación óptima. 00:27:11
Lo que hacemos es, 00:27:14
en este último paso, 00:27:14
es, por técnicas de microbiología, 00:27:16
separar todos los fagos. 00:27:19
Los separamos todos 00:27:21
y extraemos el ADN 00:27:21
que es capaz de sintetizar 00:27:23
estas moléculas 00:27:25
que son las que al final 00:27:26
se unen a las toxinas. 00:27:27
Le damos esa información a bacterias 00:27:30
y ya nos estamos faltando 00:27:32
toda la producción de animales 00:27:34
que es necesaria 00:27:35
cuando utilizas el veneno al principio 00:27:36
produces las proteínas 00:27:40
engañas a las bacterias para que te 00:27:42
produzcan estos SCFV que son 00:27:44
humanos 00:27:46
y entonces vuelves a hacer una ELISA 00:27:46
pero con todos los 00:27:50
SCFV en vez de con el 00:27:52
fago por separado 00:27:54
entonces tienes tu pocillo 00:27:55
con la toxina 00:27:58
pegada al fondo, añades 00:28:00
tus SCFV, añades 00:28:02
es el anticuerpo que es capaz de detectar a la toxina, para eso le ponemos un farolillo, 00:28:04
en este caso es FLAC, pero puede ser cualquier otro farolillo, ¿no? Y después vemos cuáles 00:28:08
son los que dan señal. Cuanta más señal de este anticuerpo tengamos en el pocillo 00:28:13
quiere decir que más SCCV se ha unido y por lo tanto con más fuerza se ha unido, más 00:28:18
aguantado los lavados. Y eso nos permite hacer un ranking de anticuerpos, ¿vale? Y cuando 00:28:22
ya tenemos seleccionados los 00:28:28
SCCVs que mejor señal, 00:28:30
hay que hacer dos pruebas. La primera 00:28:32
es in vitro, que sería 00:28:34
ensayar la funcionalidad 00:28:36
del acción, o sea, 00:28:39
ensayarlo en función de la acción tóxica. 00:28:40
Y esto sí que depende de 00:28:43
qué toxina es, porque, por ejemplo, imaginaos 00:28:44
que tenemos una neurotoxina que lo que hace 00:28:46
es alterar la corriente 00:28:48
que pasa por la célula, ¿no? 00:28:50
Entonces, si tenemos una manera de medirlo, 00:28:52
podemos tener las células que 00:28:55
están afectadas, añadir la toxina 00:28:56
y luego lo que hacemos es que añadimos el anticuerpo. 00:28:58
Al añadir el anticuerpo lo que hacemos es reducir la actividad tóxica, 00:29:01
quiere decir que nuestro antivereno es capaz de neutralizar el efecto de la toxina. 00:29:05
Y entonces ahí lo que tenemos que registrar es cuál es la mínima cantidad de anticuerpo necesario 00:29:09
para poder bloquear la acción de la toxina. 00:29:14
Y una vez que tenemos ajustada esa concentración mínima necesaria, 00:29:17
nos movemos a los modelos in vivo, que normalmente se utilizan en ratones. 00:29:21
entonces en este caso 00:29:24
lo que se hace es que se inyecta la toxina 00:29:26
y después se inyecta el antiveneno 00:29:29
pero también nos interesa hacer otra cosa 00:29:31
no solo la toxina individual 00:29:33
nos interesa saber si el anticuerpo es capaz de bloquear 00:29:34
la acción de todo el veneno 00:29:37
entonces a los animalicos, los pobres 00:29:39
se les inyecta el veneno 00:29:41
y después se les añade 00:29:43
los SFFV 00:29:45
o el antiveneno que hemos conseguido 00:29:46
y aquí es donde se evalúa 00:29:49
tanto la supervivencia como las secuelas 00:29:50
que podrían quedar en los animales 00:29:53
Y esto es importantísimo, hacerlo antes en animales, porque no se puede hacer directamente en humanos, por mucho que no nos guste la experimentación animal, es algo que es totalmente necesario. 00:29:54
Y ya para hacer un último tip de qué es lo que estamos haciendo en concreto o cuál es mi proyecto en concreto, no solo queremos obtener anticuerpos que sean capaces de neutralizarlos, sino que estamos yendo un pasito más allá y lo que queremos obtener son anticuerpos que tengan características especiales. 00:30:04
Entre ellas la amplitud de neutralización o broad neutralization y que sean sensibles al pH. ¿Y esto qué quiere decir? Pues, por ejemplo, imaginaos ahora el problema que hay es que cuando le muerde una serpiente a alguien en Asia, también por problemas educativos y de concienciación social, etc., la gente dice que le ha mordido la peor serpiente posible porque se piensa que van a obtener el mejor antiveneno y el mejor tratamiento. 00:30:19
Y el problema es que los antivenenos que hay ahora funcionan solo con la especie con la que se le ha estado inyectando al caballo. Entonces, claro, si te inyectan el que no es, no funciona el antiveneno. Nosotros lo que queremos hacer son anticuerpos que valgan para muchas serpientes diferentes. 00:30:46
Entonces, para eso, lo que podemos hacer es dos estrategias. 00:31:02
La primera es, en cada una de estas rondas de selección, cambiar el anticuerpo, perdón, la toxina. 00:31:06
Entonces, en la primera toxina tendríamos la toxina 1. 00:31:13
Y hacemos la primera ronda de panning y recuperamos un montón de fagos que son capaces de unirse a la toxina 1. 00:31:16
Y en la siguiente ronda, en lugar de la toxina 1, utilizamos la toxina 2. 00:31:21
Entonces, hacemos una nueva ronda y seleccionamos aquellos anticuerpos que eran capaces de unirse a la toxina 1 00:31:26
pero que también son capaces de unirse a la toxina 2 00:31:31
y así 00:31:34
y otra de las estrategias que estamos siguiendo 00:31:34
es hacer toxinas consenso 00:31:38
entonces diseñamos proteínas que sean como una media 00:31:39
de las naturales que queremos neutralizar 00:31:42
nuestro objetivo es que 00:31:44
si encontramos un anticuerpo 00:31:46
que es capaz de unirse y neutralizar la media 00:31:49
esta toxina consenso 00:31:51
también será capaz de neutralizar 00:31:53
las toxinas naturales 00:31:55
y luego 00:31:57
la última que teníamos pensado 00:31:59
hacer son anticuerpos que liberan las toxinas cuando son engullidos por las células y se 00:32:01
reciclan al sistema circulatorio. ¿Para qué? Pues porque si cuando somos capaces de unir 00:32:06
el anticuerpo a la toxina, llega dentro de la célula y se libera porque se reduce el 00:32:11
pH, el anticuerpo podría volver al sistema circulatorio y entonces podríamos mantener 00:32:17
el anticuerpo más tiempo en circulación sin que se degradara. Y esto nos permitiría 00:32:22
también reducir las dosis, costes de producción, etcétera. Y esto es todo. De todo esto os voy a 00:32:26
resumir cuáles son los mensajes para llevarlos a casa porque sé que ha sido mucha información. 00:32:33
La primera es que los casos de muerte y secuelas graves por mordedura de serpientes son súper 00:32:37
alarmantes, si no los habíais quedado con ello. Que los anticorpos actuales se producen mediante 00:32:41
la inmunización de animales y a veces es peor el remedio que la enfermedad. Y por último que 00:32:47
estos antivirenos de nueva generación que estamos intentando nosotros hacer son una alternativa que 00:32:52
Es segura, eficaz y es económica a largo plazo. 00:32:56
Por último, y estas son conclusiones más generales, es que la educación pública y de calidad no es un capricho utópico, 00:33:00
es que es una necesidad. 00:33:05
Si no, gente como yo no podría haber llegado a terminar la universidad ni a tener un trabajo como investigador. 00:33:06
Y que la ciencia aplicada no puede existirse en la básica. 00:33:12
Aunque nos resulte un poco más rollo el escuchar cuáles son los detalles pequeños y demás, 00:33:16
es igual de valiosa o más que la aplicada, porque una no puede existirse en la otra. 00:33:20
Y bueno, esto ha sido todo. Espero que no os hayáis dormido por el camino y que me hagáis todas las preguntas que necesitéis. Como sé que a veces da vergüencita, tenéis ahí el Twitter, el Twitter del grupo y también mi email al que me podéis escribir con total libertad. Y muchísimas gracias a todos. 00:33:26
Muchas gracias, Esperanza. 00:33:45
Autor/es:
Departamento de Ciencias Naturales - IES Alpajés
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Francisco J. M.
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10 de febrero de 2021 - 20:44
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