“En els bacteris i plantes fotosintètiques, trobem aquests grups de proteïnes que treballen juntes per transformar la llum en corrent elèctric amb una eficiència gairebé perfecta. Niek va ser un pioner en el descobriment dels efectes quàntics a gran escala d’aquests complexos en l’absorció de la llum, que és la seva funció fisiològica”, explica el Pau.
El grup del IBEC, que s’especialitza en mesures electroquímiques ultrasensibles en proteïnes, i el grup de l’ICFO, capdavanter en l’estudi dels efectes quàntics en complexos fotosintètics, s’han unit per mesurar un fenomen científic amb un gran potencial.
“L’observació dels efectes quàntics requereix condicions experimentals extremes, per la qual cosa poder descobrir i mesurar els efectes quàntics en les proteïnes a temperatura ambienti és un avanç excepcional que obre moltes portes. Per començar, ens permetrà estudiar la importància fisiològica d’aquests fenòmens quàntics, que encara no s’ha demostrat, però les expectatives són molt més àmplies: podríem arribar a tenir tecnologia quàntica, com per exemple ordinadors, basats en bits quàntics de proteïnes que funcionen a temperatura ambienti, o desenvolupar sistemes extremadament eficients per recol·lectar energia solar”, diu Pau.
L’altre projecte de l’IBEC, Engineered models of intestinal epithelial tissue: assessing in vivo-like functional properties (ENGUT), està liderat per la investigadora principal de l’IBEC Elena Martínez i Emilio Gualda de l’ICFO. L’objectiu del projecte és crear un nou mètode de cultiu cel·lular que permeti la producció in vitro de teixit epitelial com el que cobreix les parets internes de l’intestí per al seu ús en recerca bàsica, diagnòstics, avaluació de fàrmacs i per a trasplantaments i medicina regenerativa personalitzada.
“Les cèl·lules mare del teixit intestinal es renoven cada 4 dies. Aquest procés està regulat per una senyalització bioquímica específica, que arriba a cada cèl·lula d’una manera diferent depenent de la seva posició en les cavitats dins dels intestins. Volem reproduir aquestes estructures verticals en un dispositiu microfluídic i, mitjançant un xip, controlar quina quantitat de proteïnes arriba a cada cèl·lula en funció de la seva posició. Esperem que això ens ajudi a accelerar la producció de teixit intestinal”, explica l’Elena.
El grup del Dr. Gualda s’especialitza en una nova tècnica coneguda com Microscòpia de fluorescència en full de llum (LSFM, de l’anglès light-sheet fluorescence microscopy), que és essencial tant per a la fabricació del dispositiu com per al monitoratge i avaluació del creixement cel·lular. “Els nostres dispositius tenen una grandària d’entre 500 i 800 micròmetres, una escala que fa que sigui impossible veure’ls per complet amb el microscopi d’alta resolució més comuna. El LSFM, en lloc d’emetre un feix de llum en un punt específic, la distribueix en una capa més ampla i ultrafina que permet veure estructures relativament grans i processos dinàmics”, diu l’Elena.
Durant la fase inicial, l’equip d’ENGUT fabricarà el dispositiu i provarà l’estructura per cultivar cèl·lules mare intestinals a partir de models animals, monitorejant el procés amb LSFM. Si els resultats són bons, hi haurà una segona fase en col·laboració amb el grup dirigit per l’Eduard Batlle de l’Institut de Recerca en Biomedicina (IRB Barcelona), que també és un centre del BIST. Aquest estudi emprarà el dispositiu com a base per a un model tridimensional de teixit epitelial intestinal cancerós, la qual cosa seria un avanç molt important en els models in vitro per a la recerca oncològica. L’objectiu final, després d’una exitosa prova de concepte amb les cèl·lules mare dels animals, és produir teixit intestinal de les pròpies cèl·lules mare dels pacients per al seu ús en medicina personalitzada (implants o regeneració cel·lular).
