«En las bacterias y plantas fotosintéticas, encontramos estos grupos de proteínas que trabajan juntas para transformar la luz en corriente eléctrica con una eficiencia casi perfecta. Niek fue un pionero en el descubrimiento de los efectos cuánticos a gran escala de estos complejos en la absorción de la luz, que es su función fisiológica», explica Pau.
El grupo del IBEC, que se especializa en mediciones electroquímicas ultrasensibles en proteínas, y el grupo del ICFO, líder en el estudio de los efectos cuánticos en complejos fotosintéticos, se han unido para medir un fenómeno científico con un gran potencial.
«La observación de los efectos cuánticos requiere condiciones experimentales extremas, por lo que poder descubrir y medir los efectos cuánticos en las proteínas a temperatura ambiente es un avance excepcional que abre muchas puertas. Para empezar, nos permitirá estudiar la importancia fisiológica de estos fenómenos cuánticos, que aún no se ha demostrado, pero las expectativas son mucho más amplias: podríamos llegar a tener tecnología cuántica, como por ejemplo ordenadores, basados en bits cuánticos de proteínas que funcionan a temperatura ambiente, o desarrollar sistemas extremadamente eficientes para recolectar energía solar», dice Pau.
El otro proyecto del IBEC, Engineered models of intestinal epithelial tissue: assessing in vivo-like functional properties (ENGUT), está liderado por la investigadora principal del IBEC Elena Martínez y Emilio Gualda del ICFO. El objetivo del proyecto es crear un nuevo método de cultivo celular que permita la producción in vitro de tejido epitelial como el que cubre las paredes internas del intestino para su uso en investigación básica, diagnósticos, evaluación de fármacos y para trasplantes y medicina regenerativa personalizada.
«Las células madre del tejido intestinal se renuevan cada 4 días. Este proceso está regulado por una señalización bioquímica específica, que llega a cada célula de una manera diferente dependiendo de su posición en las cavidades dentro de los intestinos. Queremos reproducir estas estructuras verticales en un dispositivo microfluídico y, mediante un chip, controlar qué cantidad de proteínas llega a cada célula en función de su posición. Esperamos que esto nos ayude a acelerar la producción de tejido intestinal», explica Elena.
El grupo del Dr. Gualda se especializa en una novedosa técnica conocida como microscopía de fluorescencia mediante hoja de luz (LSFM, del inglés light-sheet fluorescence microscopy), que es esencial tanto para la fabricación del dispositivo como para la monitorización y evaluación del crecimiento celular. «Nuestros dispositivos tienen un tamaño de entre 500 y 800 micrómetros, una escala que hace que sea imposible verlos por completo con el microscopio de alta resolución más común. LSFM, en lugar de emitir un haz de luz en un punto específico, lo distribuye en una capa más ancha y ultrafina que permite ver estructuras relativamente grandes y procesos dinámicos», dice Elena.
Durante la fase inicial, el equipo de ENGUT fabricará el dispositivo y probará la estructura para cultivar células madre intestinales a partir de modelos animales, monitoreando el proceso con LSFM. Si los resultados son buenos, habrá una segunda fase en colaboración con el grupo dirigido por Eduard Batlle del Instituto de Investigación en Biomedicina (IRB Barcelona), que también es un centro del BIST. Este estudio usará el dispositivo como base para un modelo tridimensional de tejido epitelial intestinal canceroso, lo que sería un avance muy importante en los modelos in vitro para la investigación oncológica. El objetivo final, después de una exitosa prueba de concepto con las células madre de los animales, es producir tejido intestinal de las propias células madre de los pacientes para su uso en medicina personalizada (implantes o regeneración celular).
