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5 febrero 2023

Lagenbio: Más de 30 años de investigación en genética molecular

En sus más de tres décadas de trayectoria, el laboratorio Lagenbio ha logrado ser uno de los grupos pioneros en el estudio de la ELA en nuestro país. Además, mantiene abiertas diferentes líneas de investigación relacionadas con la conservación de la diversidad en animales domésticos; la optimización de la calidad y seguridad de los productos alimentarios; el diagnóstico y patogenia de enfermedades animales y humanas; la medicina regenerativa y las terapias innovadoras y desarrollo de biomarcadores en enfermedades neurodegenerativas y envejecimiento. En este artículo conocemos más sobre todas las vertientes de investigación, así como las tareas de divulgación y docencia que llevan a cabo en el laboratorio Lagenbio.

Lagenbio es el Laboratorio de Genética Bioquímica de la Facultad de Veterinaria especializado en la investigación en genérica molecular. Pertenece al Instituto Agrario de Aragón (IA2) y al Instituto de Investigación Sanitaria de Aragón (IIS) y se dedica a investigación en genética molecular, “especialmente en distintas especies animales” también trata “distintos aspectos básicos y aplicados de interés en Producción Animal, Bioindustria y Sanidad”, según detalla Pilar Zaragoza, directora de este laboratorio que lleva en marcha desde 1992.

Pilar Zaragoza, directora de Lagenbio

Actualmente, Lagenbio está formado por 28 personas, la mayoría doctores, con diferentes perfiles profesionales: veterinarios, médicos, químicos, biotecnólogos, bioquímicos, ingenieros químicos.

Esta transversalidad se debe a un motivo y es que “en este momento, si quieres afrontar bien los retos científicos, es necesario trabajar de forma transversal y desde distintas disciplinas”, apunta Zaragoza.

Lagenbio lleva a cabo diferentes líneas de investigación de forma paralela relacionadas con la conservación de la diversidad en animales domésticos; la optimización de la calidad y seguridad de los productos alimentarios; el diagnóstico y patogenia de enfermedades animales y humanas; la medicina regenerativa y las terapias innovadoras y desarrollo de biomarcadores en enfermedades neurodegenerativas y envejecimiento.

Teragen: Terapias innovadoras y desarrollo de biomarcadores en enfermedades neurodegenerativas y envejecimiento.

Dentro de esta línea, el grupo aborda la investigación de la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA) –una enfermedad muy grave y para la que todavía no existe cura– desde dos aproximaciones diferentes mediante la utilización de un modelo animal que mimetiza la enfermedad, el ratón transgénico SOD1G93A.

¿En qué consiste cada una de estas aproximaciones? Pilar Zaragoza nos lo detalla: “Por una parte, realizamos ensayos preclínicos en los animales para testar moléculas con capacidad terapéutica para la enfermedad (terapia génica, celular y reposicionamiento de fármacos). Una vez realizados estos ensayos preclínicos, patentamos el resultado y buscamos empresas interesadas en llevar los resultados a un ensayo clínico en pacientes”.

Uno de los principales problemas de los enfermos de ELA es la dificultad del diagnóstico y no tener un pronóstico sobre su esperanza de vida. Teniendo esto en cuenta, “por otra parte, también estamos desarrollando biomarcadores diagnósticos y pronósticos para la enfermedad. Desde el año 2004 hemos desarrollado marcadores en sangre de los enfermos basados en mRNA, células madre, sistema inmune y actualmente otros marcadores basados en el metabolismo del RNA (circRNA y lncRNA)”.

¿Cómo funciona esta investigación? “Una vez realizado el estudio en el modelo animal trasladamos los resultados a los pacientes en colaboración con hospitales nacionales e internacionales. Además, actualmente, hemos abordado un nuevo estudio sobre la microbiota intestinal tanto en el modelo animal como en los pacientes con ELA. Queremos conocer si la disbiosis intestinal puede influir en la actividad motora y la supervivencia de los animales y en la progresión clínica en los pacientes, así como evaluar si puede corregirse mediante la dieta en este modelo animal”.

Dentro de la línea Teragen, han comenzado también a estudiar otras patologías para la detección de biomarcadores en el envejecimiento de la población, “en concreto Biomarcadores en Deterioro Cognitivo leve que predigan la enfermedad de Alzheimer”, cuenta Zaragoza.

Para ello, “investigamos los perfiles de expresión de microRNAs y cirRNAs en pacientes con deterioro cognitivo leve para posteriormente conocer si llegan a desarrollar la enfermedad de Alzheimer”. Se trata de un estudio a largo plazo en colaboración con el Servicio de Psiquiatría del Hospital Clínico Lozano Blesa y el Hospital Provincial Nuestra Señora de Gracia de Zaragoza.

“Por otra parte, también estamos interesados en la detección de biomarcadores para la Sarcopenia, enfermedad de gran impacto en la población envejecida. Este estudio se lleva a cabo en colaboración con el grupo GENUD”, relata Pilar Zaragoza.

Cabe mencionar que Lagenbio es uno de los grupos pioneros en el estudio de la ELA en nuestro país. “Pertenecemos al Centro de excelencia de Investigación en enfermedades neurodegenerativas (CIBERNED) y a las dos europeas ENCALS y TRICALS”, detalla Zaragoza. Una parte importante de la labor de investigación es darla a conocer al público especializado y también al menos familiarizado.

Un breve acercamiento a la ELA y a los retos investigativos que supone

Respecto a esta línea, Teragen, este año, varios medios se hacían eco de su proyecto encaminado a generar un panel de biomarcadores que permitiría adelantar el diagnóstico, precisar el pronóstico y explicar la enorme variabilidad que presentan los enfermos de ELA, enfermedad que sufren 4000 personas en España.

¿En qué fase están estos proyectos? “Son varios los biomarcadores que hemos estudiado ya que comenzamos en el año 2004. Alguno como el Colágeno 19 ya ha sido probado en pacientes, otros no se han confirmado en los pacientes (células madre sanguíneas) y otros como los circRNA ya se han probado en animales y los estamos probando en pacientes en colaboración con los Hospitales Nacionales e Internacionales. Por último, los lncRNA se están estudiando en animales y posteriormente serán trasladados los resultados a pacientes”, detalla Zaragoza.

Todavía se desconoce mucho de la ELA. ¿Cuál es el principal reto que esto plantea a nivel de investigación? “El principal problema de esta enfermedad es que no se conoce la causa. El diagnóstico de la misma se realiza basándose en síntomas y parece ser que no sería solamente una enfermedad si no varias, ya que existe una gran variabilidad en los enfermos”, relata la investigadora principal.

Por tanto, hasta que se conozca la causa, Zaragoza señala que los retos en la enfermedad son: que no existe un tratamiento efectivo; que no es fácil diagnosticar la enfermedad (puesto que hay una demora en el diagnóstico de más de un año) y por último, que no existen herramientas para conocer el pronóstico de la enfermedad.

Biogen: Conservación de la diversidad en animales domésticos

En este campo de su investigación, en Lagenbio realizan estudios de marcadores genéticos a nivel de ADN y a lo largo del genoma de distintas especies animales, con el objetivo de caracterizar genéticamente a poblaciones/razas de distintas especies, autóctonas o en peligro de extinción y así poder compararlas y diferenciarlas e incluso ver su evolución y de esta forma proponer estrategias para su conservación.

Pertenecemos a redes internacionales como RED CONBIAND Organización Científica Internacional, sin ánimo de lucro, centrada en la conservación de la biodiversidad de animales domésticos de razas locales para el desarrollo local sostenible”, señala Zaragoza.

Dentro del cometido de Biogen, “hemos estudiado razas ibéricas, centroeuropeas, británicas, africanas y criollas, analizando la contribución de razas europeas en estas poblaciones, estableciendo protocolos de conservación de razas, y analizando en lo posible la adaptación de las poblaciones al cambio climático”, expone Zaragoza.

Desde Lagenbio destacan que en esta línea de investigación cuentan con la colaboración de asociaciones ganaderas y aportan transferencia de conocimiento a las empresas, para realizar el seguimiento de sus libros genealógicos y contribuir a la conservación y mejora de estas razas autóctonas.

Por añadir algunos datos: “En los últimos 5 años hemos realizado más de 100.000 estudios de identificación genética individual y chequeos de parentesco en las especies bovina, ovina, porcina y canina, participando en tests de contrastación nacionales e internacionales (como Ministerio de Agricultura y International Society of Animal Genetics, ISAG) que nos permiten ser el único laboratorio de Aragón acreditado para realizar estas metodologías. Estas metodologías sirven también para identificar caza furtiva, robos, y diagnosticar orígenes de maltrato animal o comportamientos asociales”, cuenta Zaragoza.

Caligen: Estrategias genéticas para la optimización de la calidad y seguridad de los productos alimentarios.

En este grupo de investigación, han estudiado genes relacionados con el metabolismo lipídico, que condicionan la función celular de tejidos relacionados con calidad y seguridad de productos, con el objetivo de conseguir productos animales de mayor calidad.  

Como sucedía con Biogen y con el objetivo de trasladar al sector resultados de las investigaciones realizadas, “se ha trabajado con diferentes asociaciones de ganado bovino para el estudio de genes de interés en producción animal, especialmente los relacionados con la cantidad y la calidad de la carne, por ejemplo, la mutación en el gen de la miostatina, que interviene en el síndrome de la Hipertrofia Muscular Hereditaria. Esta mutación provoca un incremento generalizado de la masa muscular del animal y está asociada a características organolépticas particulares, determinadas por su menor contenido graso. Estos estudios contribuyen al control y selección del carácter culón”. Zaragoza añade que “también se ha llevado a cabo la identificación de mutaciones de los genes candidatos (calpaina y calpastatina) para explicar diferencias de origen genético en la terneza de la carne, y también se ha realizado la tipificación genética por ADN de proteínas de la leche (k-caseína, b-caseína y b-lactoglobulina) para mejorar la calidad de los quesos fabricados”.

Sanigen: Base genética, diagnóstico y patogenia de enfermedades animales y humanas

En esta línea estudiamos la base genética de enfermedades en distintas especies, como por ejemplo la susceptibilidad a las enfermedades priónicas en rumiantes o la aparición de hernias en porcino”, explica Zaragoza. En la actualidad, cuentan con un proyecto de investigación para analizar la base genética de la epilepsia en la especie canina y su resistencia al tratamiento y el conocimiento generado se transfiere al sector ganadero.

Algunas de las patologías que estudian dentro de esta línea de investigación no solo afectan a animales sino que también pueden sufrirlas personas. Por ello, “el estudio de estas enfermedades en animales tiene dos finalidades: su aplicación en el animal como paciente y su transferencia al conocimiento de las patologías humanas en lo que se conoce como ‘Una medicina’ o ‘Una salud’. En este sentido buscamos biomarcadores moleculares que permitan un diagnóstico precoz o analizamos las bases moleculares de estas patologías”, detalla Pilar Zaragoza.

La investigadora principal del laboratorio también cuenta que colaboran con diversos especialistas en Medicina, aplicando su conocimiento en Genética al estudio de patologías humanas: “Podemos destacar la colaboración con el servicio de neumología del Hospital Miguel Servet de Zaragoza en el estudio de cambios epigenéticos en pacientes con apnea obstructiva del sueño, intentando asociar estos cambios con una mayor predisposición a la aterosis subclínica”, especifica.

Regeneragen: Medicina regenerativa

¿Qué se trabaja en esta línea de investigación? “El aislamiento y estudio de las características de las Células Madre Mesenquimales (MSCs) en diferentes especies animales como son el perro, gato, oveja y el caballo, aunque es el caballo la especie de nuestro interés por su importancia como paciente, pero también por ser un buen modelo animal que permite la extrapolación de resultados a la especie humana”, detalla Pilar Zaragoza.

También apunta a que, aunque las MSCS se utilizan en el tratamiento de numerosas patologías, ellos se han centrado en las patologías del aparato locomotor, fundamentalmente tendinitis y artritis, llevando a cabo sendos ensayos clínicos en caballos.

El grupo ha desarrollado un Servicio de Medicina Regenerativa en la Facultad de Veterinaria con fines de investigación que les permite valorar la eficacia de las MSCs en diferentes patologías. Además, recientemente, “hemos recibido financiación del Ministerio de Ciencia e Innovación para la creación de un Banco de MSCs equinas bien caracterizadas que puedan ser de utilidad tanto desde el punto de vista clínico como de investigación. También hemos conseguido un Proyecto del Ministerio para trabajar con otro tipo de células madre, las células Madre Pluripotentes inducidas (iPSCS) en caballos Se trata de células con un potencial similar a las células madre embrionarias pero obtenidas de individuo adulto”, expone Zaragoza.

La divulgación: una fase vital de la investigación

Pilar Zaragoza sostiene que la divulgación es “un principio vital para nuestro grupo” y por ello llevan a cabo “con la investigación básica que realizamos una transferencia a las empresas y sectores que pueden beneficiarse”. “Para realizar este paso es necesario que se conozca lo que hacemos y lo que podemos hacer, por ello siempre visitamos a empresas, hospitales, instituciones para contarles las posibilidades de colaboración y transferencia al sector”, cuenta.

Igualmente, señala que en decenas de ocasiones “hemos realizado ruedas de prensa, mesas redondas, notas de prensa, artículos de divulgación, programas en TV, documentales, que permitan conocer a la sociedad estos trabajos”. Aunque también señala que a veces “hay que tener cuidado porque cuando hay una enfermedad por el medio hay que hablar con mucho cuidado para no lanzar expectativas inmediatas”. Asimismo, colaboran continuamente con la Unidad de Cultura Científica de UNIZAR y con distintos medios de comunicación.

¿Por qué resulta tan importante la divulgación? Zaragoza recalca que es “vital” porque “lo que no se conoce es como si no existiera”. Ella lo sabe bien puesto que ha sido durante 13 años Vicerrectora en la Universidad de Zaragoza: “Como responsable en la institución adapté y mejoré el gabinete de comunicación, se creó la Unidad de Cultura Científica, se creó RADIO UNIZAR para nuestros estudiantes de periodismo, organizamos el Pabellón de la Ciencia en la Feria de Zaragoza, la carrera por la Ciencia, y múltiples actividades con el único y vital objetivo de dar a conocer a la sociedad los resultado científicos y los casos de éxito que se van obteniendo. Sin divulgación científica será imposible que el público apoye y se entusiasme por un resultado de investigación, lo mismo que lo hace por un partido de fútbol”, detalla.

Del laboratorio a las aulas

Además de todas las tareas mencionadas anteriormente, el grupo Lagenbio imparte docencia de varias asignaturas en el Grado de Veterinaria y Ciencia y Tecnología de Alimentos (Facultad de Veterinaria) y en el Grado de Biotecnología (Facultad de Ciencias) así como diversos cursos dentro de distintos Másteres Oficiales Universitarios y cursos especializados.

Para Pilar Zaragoza, lo más gratificante de este trabajo docente es “formar a nuestra juventud en unos principios y valores como las ganas de saber, el esfuerzo, el no rendirse, y el conseguir retos, el adaptarse a nuevos patrones que impone el trabajo y que por la formación obtenida puedes conseguirlo y sobretodo la tolerancia y vivir en valores democráticos que nos permitan convivir y seguir avanzando”.

La investigadora califica de “fundamental” el trasladar a las aulas, y a la sociedad, el resultado de sus investigaciones. Es importante también porque “despertamos nuevas vocaciones investigadoras, si no creamos escuela, esto no funciona y hay que mirar en un largo plazo”.

¿Es difícil investigar en España?

La investigadora principal de Lagenbio cree que “difícil sería decir poco”. Precisa que “es muy complicado, primero porque la carrera investigadora es muy larga (cuatro años de doctorado, al menos dos de postdoc fuera de España) y económicamente nefasta y después de estar formándose durante al menos 6 años hay que reinsertarse, volver a España es muy difícil, hay pocos programas de reinserción y las exigencias son muy altas”.

También destaca que “la investigación no tiene horario” algo a lo que en muchas ocasiones tampoco se está dispuesto ya que, además “a nivel familiar se complican mucho las condiciones de conciliación familiar y no te digo nada si además quieres tener hijos, con especial dificultad para las mujeres que coinciden estos periodos con la edad reproductiva. Otro problema añadido es la falta de valoración del doctorado por las empresas, así como la falta de departamentos de I+D+i en las mismas”.

Zaragoza lo tiene claro y señala “la financiación, la captación de talento y la gran burocracia” como los principales problemas. Asimismo, revindica “más financiación y sobretodo más permanente, con menos burocracia, mas programas de reinserción de doctores y ayuda a la prensa para dar a conocer que ‘Un país no investiga porque es rico, sino que es rico porque investiga’”.

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