Fomentar la investigación científica básica ha sido una de las principales misiones del Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico, el cual se encuentra alojado, desde este año, en la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo, ANID, parte del Ministerio de Ciencia, Tecnología Conocimiento e Innovación del Gobierno de Chile.
En ese sentido, y desde 1981, Fondecyt ha patrocinado cerca de 16.000 proyectos de investigación, transformándose en un instrumento indispensable para el desarrollo científico y tecnológico del país.
Bajo este escenario, y en relación con las y los investigadores del Núcleo Milenio MiNICAD, nos es de mucho agrado anunciar que 6 de ellos fueron acreedores de los proyectos postulados para este año, tanto en las categorías de regular como de postdoctorado.
Los Dres. Diego Varela, Director Alterno de MiNICAD, Juan Opazo y Horacio Poblete, Investigadores Adjuntos del núcleo y los Investigadores Posdoctorales María José Frugone, Dres. Bastián Rivera y Octavio Orellana, son quienes recibirán un presupuesto que les permitirá desarrollar investigación de excelencia ligada, en muchos de los casos, a nuestras principales líneas de investigación como centro de excelencia ANID.
Cardiomiocitos y el ion calcio
El Dr. Diego Varela, académico del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, es experto en electrofisiología. Físico de formación y doctor en Ciencias Biomédicas, ha dedicado gran parte de su trayectoria a comprender el rol del ion calcio en las patologías cardíacas.
Dentro de este prisma, y con la ayuda de Fondecyt regular 2021, el Dr. Varela espera estudiar cómo es que diversas proteínas que interactúan con el canal de calcio tipo L reducen la probabilidad de que permita su entrada. “Para esto desarrollaremos, lo que esperamos, sea la primera molécula pequeña capaz de revertir estas interacciones y así activar de manera específica la corriente de calcio tipo L cardíaca de forma aguda”, explica el Dr. Varela.
Evolución de canales TRP
Los canales TRP (Receptor de Potencial Transitorio) son un grupo canales iónicos que participan una variedad de procesos fisiológicos fundamentales para la vida, tales como la audición, olfacción, visión, entre otros.
Estos canales han sido intensamente estudiados desde el punto de vista biofísico, bioquímico y fisiológico, lográndose importantes avances en nuestro entendimiento de su funcionamiento. Sin embargo, su historia evolutiva ha tenido menos atención, y sobre este punto es que se ha encontrado trabajando el Dr. Juan Opazo, Profesor Titular de la Facultad de Ciencias de la Universidad Austral de Chile e Investigador Adjunto de nuestro Núcleo Milenio.
“Conocer su historia evolutiva (canales TRP) no sólo satisface la curiosidad fundamental de quienes están interesados en conocer dinámicas evolutivo-moleculares, sino también tiene potencial para develar aspectos básicos del funcionamiento de estos canales.
Hoy la disponibilidad de genomas, así como hipótesis filogenéticas robustas, ofrece una oportunidad única para estudiar la historia evolutiva de los canales TRP que no existía hace años atrás. Es así como mi proyecto busca entender cómo han evolucionado los canales TRP durante la historia evolutiva de los vertebrados.
A través de este proyecto conoceremos los repertorios de genes en especies representativas de vertebrados, su historia duplicativa, inferiremos relaciones de homología y patrones de expresión, así como el rol de las duplicaciones genómicas en su evolución, entre otras cosas”, explica el Dr. Juan Opazo.
Modelado molecular
El reconocimiento molecular guiado por técnicas de modelado computacional ha mostrado ahorrar tiempo e insumos al momento diseñar tecnologías con fines biomédicos. Es por esto, que el diseño racional de péptidos que sean capases de proteger y camuflar nanopartículas puede tener un gran impacto en el área de regeneración de tejido biológico como también en apuntar de forma dirigida a células cancerígenas. Bajo esta consigna estará trabajando el Dr. Horacio Poblete, Químico de formación y doctor en Bioinformática de la Universidad de Talca, quien además es Investigador Adjunto de nuestro núcleo.
“En el presente proyecto, que cuenta además con la participación de la Dra. Ariela Vergara-Jaque, co-investigadora, también Investigadora Adjunta del Núcleo Milenio MiNICAD, planeo estudiar y conocer los componentes fisicoquímicos más importantes en la unión selectiva de péptidos sintéticos a receptores moleculares (proteínas transmembranales), que se encuentren presentes en tejidos biológicos de interés biomédico (piel, ojos y corazón), como también que se encuentren sobre expresadas en células cancerígenas”, acota el Dr. Poblete.
El genoma: La llave para determinar adaptaciones evolutivas en especies antárticas
La Antártica presenta una de las tendencias de calentamiento global más aceleradas del mundo, amenazando la biota que habita esta inhóspita región. En ese sentido, los peces Nototénidos Antárticos presentan diversas adaptaciones que permitieron, por ejemplo, la habilidad de generar radiación en el medio ambiente polar, sin embargo, han perdido otras características que permitirían hacer frente a mayores fluctuaciones medioambientales.
Tras el análisis genómico que, eventualmente, respondería estas pérdidas en las habilidades fisiológicas de este tipo de peces se encuentra la Dra. María José Frugone, parte del laboratorio del Dr. Juan Opazo, Investigador Adjunto de nuestro Núcleo Milenio MiNICAD.
“Hace unos 3 millones de años, especies del género Patagonotothen colonizaron el área subantártica a partir de un ancestro Antártico. Ello probablemente requirió de ajustes fisiológicos para sobrevivir en un ambiente con mayores temperaturas y fluctuaciones de estas, y menores niveles de oxígeno. La evolución de estas adaptaciones podría haber ocurrido a través de diversos caminos evolutivos, tales como: sustituciones de nucleótido único o variación en el número de copia de los genes, entre otras, los que pueden ser revelados a través del análisis de los genomas de estas especies.
Este proyecto busca entender las bases genómicas de las adaptaciones de las especies del género Patagonoothen que permitieron la colonización al ambiente sub-Antártico. Además, estimaremos las áreas futuras que, bajo distintos escenarios de cambio climático, presentarían condiciones favorables para la colonización de estas especies”, explica la Dra. Frugone.
La relevancia fisiológica de las proteínas SURF4 y TRPC6:
Evaluar la relevancia fisiológica que implica la interacción física entre la proteína SURF4 y el canal iónico TRPC6 en sistemas de expresión heterólogo y en neuronas corticales es el tema que investiga el Dr. Bastián Rivera, Bioquímico y doctor en Neurociencia de la Universidad de Santiago de Chile.
Su investigación se basa en antecedentes preliminares obtenidos desde el laboratorio del Dr. Oscar Cerda, Director del Núcleo Milenio MiNICAD, los cuales indican que ambas proteínas interactúan físicamente, produciendo una reducción en las respuestas del canal TRPC6 frente a su activación.
«Dentro de los objetivos planteados en mi proyecto, se propone validar y determinar las regiones mínimas de interacción entre estas proteínas, evaluando además la localización subcelular y el tráfico del canal TRPC6. Finalmente, esperamos caracterizar el efecto que ejerce SURF4 sobre la actividad de TRPC6. Esta investigación contribuirá aportando nuevo conocimiento en los mecanismos que regulan el tráfico del canal TRPC6, los que son cruciales para entender su participación en procesos tanto fisiológicos como patológicos, proporcionando pistas para el desarrollo de tratamientos complementarios para los trastornos cognitivos como el autismo o el Alzheimer. Además, aportando la primera evidencia de la participación de SURF4 en el Sistema Nervioso Central”, enfatiza el Dr. Rivera.
TRPC6 y su rol en el desarrollo tumoral
La actividad y la expresión del canal TRPC6 han sido asociados con el progreso tumoral en diversos modelos de cáncer, por lo que la regulación de su actividad y localización podrían ser blancos terapéuticos de gran interés. En este contexto, en el laboratorio del Dr. Oscar Cerda, se ha encontrado recientemente que un interactor no descrito del canal TRPC6 sería, hasta ahora, la proteína VAPA, la cual es un regulador en la formación de contactos entre el retículo endoplasmático y diferentes organelos de la célula, entre ellos la membrana plasmática.
“El objetivo de mi proyecto es confirmar y caracterizar la interacción entre TRPC6 y VAPA y el eventual rol que esta interacción podría tener en la actividad y localización del canal TRPC6. Adicionalmente, se diseñarán y producirán péptidos basados en la interacción entre ambas proteínas para bloquearla. Finalmente, se analizará el rol de esta sobre distintas propiedades tumorales en líneas celulares de cáncer mamario”, finaliza el Dr. Orellana.
Sin lugar a dudas, todos estos proyectos financiados por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo, amparada por el Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación del Gobierno de Chile, representan una enorme contribución a la ciencia básica nacional, y entregan al Núcleo Milenio MiNICAD una variedad de información que fortalece los conocimientos desarrollados en este centro, el cual comienza este 2021 su cuarto año de funcionamiento, con un total de 82 papers a su haber y cerca de 100 colaboradores, entre estudiantes, investigadores principales y personal administrativo.