Aitor Moreno, investigador de referencia en Computación Cuántica que lidera el equipo de LKS Next; Mikel Renteria, ingeniero de telecomunicaciones y presidente de la Fundación WOP; y Salvador Martínez, investigador principal del Instituto de Neurociencias de Alicante.
Del diente de leche al cúbit: Sagutxoa busca nuevas rutas contra las enfermedades neurodegenerativas raras
La Fundación WOP, el Instituto de Neurociencias de Alicante y LKS Next convierten células de la pulpa dental de niños en neuronas para estudiar enfermedades de origen genético y analizar sus datos con computación cuántica.
La primera fase de esta investigación cuenta con 120.000 euros y aspira a validar la metodología en un plazo de dos años.
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Sagutxoa significa "ratoncito" en vasco. No es casual que sea el nombre elegido por un grupo de investigadores de esa región para uno de sus proyectos más prometedores: al igual que el Ratoncito Pérez está obsesionado con coleccionar los dientes de leche de los más pequeños, desde la ciencia se piensa en usarlos para curar enfermedades neurodegenerativas raras. Quizás ese sea el mejor regalo que nadie le pueda dejar bajo la almohada.
Donde hasta ahora había un pequeño residuo biológico y, para muchas familias, apenas un recuerdo infantil, el proyecto Sagutxoa ve una fuente de células capaces de convertirse en neuronas que conserven la alteración genética de un niño con este tipo de dolencia. Después llegan el laboratorio, la generación masiva de datos y, en el último eslabón, la computación cuántica. Un recorrido de lo más insospechado, de la pulpa dental al cúbit para adentrarnos en algunos de los vericuetos más difíciles de las patologías del sistema nervioso.
La iniciativa reúne tres capacidades muy distintas. La Fundación WOP (Walk On Project), con el ingeniero de telecomunicaciones Mikel Renteria al frente, aporta el liderazgo organizativo, la financiación y la relación con los donantes y sus familias; el equipo de Salvador Martínez en el Instituto de Neurociencias de Alicante (CSIC-UMH) se ocupa de obtener las células de los dientes, cultivarlas y transformarlas en neuronas; y LKS Next, con Aitor Moreno al mando de la vertiente cuántica, recibe los datos experimentales para abordar su análisis computacional.
La alianza intenta atacar uno de los grandes óbices de la investigación biomédica: los modelos con los que se estudian las enfermedades. Según explican los investigadores a DISRUPTORES - EL ESPAÑOL, buena parte de la experimentación preclínica utiliza animales en los que se reproduce una patología para ensayar después posibles soluciones. El salto hasta el ser humano, sin embargo, puede desbaratar resultados prometedores, especialmente cuando el órgano bajo estudio es el cerebro y la experimentación directa sobre un paciente queda severamente restringida por razones evidentes.
Por ello, Sagutxoa ensaya otra vía: trabajar con neuronas humanas derivadas de células del propio niño y observar en ellas algunas de las manifestaciones de su alteración genética.
Un banco de neuronas nacido de los dientes de leche
Todo el proceso comienza con algo tan cotidiano como la caída de un diente de algún niño que padezca una enfermedad o trastorno del sistema nervioso asociado a una alteración genética demostrada. El diente debe llegar al laboratorio recién caído y conservado en un medio adecuado, ya que las células alojadas en la pulpa necesitan permanecer vivas. Una vez allí, se extraen y cultivan para, en unas semanas, ver su proliferación hasta proporcionar una reserva de células inmaduras.
De ellas, una parte se congela en nitrógeno líquido para formar un banco y otra continúa el proceso de diferenciación.
La elección de la pulpa dental tiene una explicación biológica concreta. Sus células proceden de la cresta neural, un tejido embrionario capaz de originar neuronas durante el desarrollo. Al proporcionarles las señales adecuadas en el laboratorio, los investigadores pueden conducirlas por esa ruta.
Además, el diente de leche esconde algunas ventajas prácticas, mucho más mundanas: se obtiene sin una intervención añadida para el niño, sus células pueden multiplicarse en cultivo y una parte puede conservarse congelada. Esa relativa facilidad de obtención permitiría reunir muestras que, en otras circunstancias, resultarían mucho más onerosas o directamente inaccesibles. Para las familias supone, además, una forma concreta de participar en la investigación de unas patologías en las que el reducido número de afectados suele dificultar la disponibilidad de grandes cohortes.
Así, ya con el diente en el laboratorio, al cabo de unas tres o cuatro semanas se disponen de neuronas que mantienen la alteración genética del donante. Los investigadores reconocen a este medio que el cultivo está lejos de reproducir toda la complejidad de un cerebro humano, aunque sí permite estudiar características como la actividad eléctrica de esas neuronas, su capacidad para conectarse y la formación de circuitos.
Es en este punto donde comienza una tarea más prolija. Los científicos estudian la morfología y el desarrollo de las células, los neurotransmisores, receptores y proteínas que producen, su actividad eléctrica y el comportamiento de los circuitos que establecen. También observan qué ocurre cuando se añaden diferentes moléculas al cultivo. Todos esos resultados se confrontan con neuronas generadas, en las mismas condiciones, a partir de dientes de niños sanos para localizar diferencias que puedan revelar mecanismos de la enfermedad.
Buscar lo que escapa a los métodos convencionales
La cantidad y variedad de información generada conduce al terreno de LKS Next. Ahí entra Aitor Moreno y el componente más singular de Sagutxoa: utilizar computación cuántica para estudiar las relaciones entre los datos biológicos. Su objetivo es explorar combinaciones que resultarían difíciles de abordar exhaustivamente mediante métodos clásicos y buscar relaciones entre moléculas, proteínas, metabolismo y comportamiento neuronal.
Moreno lo ejemplifica a modo de mapa, uno de esos en papel con millones de carreteras dibujadas. Un sistema convencional debe seleccionar, simplificar o aproximar para encontrar recorridos manejables entre dos puntos; pero el enfoque cuántico puede ampliar la exploración de ese espacio de posibilidades y localizar rutas que pudieran quedar fuera de esas aproximaciones.
Aplicado a Sagutxoa, la computación cuántica permite analizar qué sucede después de exponer las neuronas a una determinada molécula y qué rutas metabólicas aparecen en las células sanas frente a las procedentes de niños enfermos.
El proyecto aspira así a escapar de una búsqueda demasiado lineal. Pongamos el ejemplo de una proteína presente en cantidades anómalas: esa señal permitiría investigar por qué se produce y si existe una posible intervención, desde una terapia génica hasta la reutilización de un medicamento ya disponible. Pero la hipótesis puede adquirir mucha mayor complejidad: una proteína elevada, otra reducida y un tercer factor que, solo cuando se combina con las dos anteriores, ayude a explicar el funcionamiento anómalo de la célula. Ese es el tipo de combinatoria que Sagutxoa quiere someter al análisis computacional.
La acumulación de muestras añade otra dimensión ya que, con suficientes donantes de una misma enfermedad, los investigadores podrían separar los rasgos compartidos por distintos pacientes de aquellos que caracterizan únicamente a uno de ellos. Los primeros ayudarían a describir mecanismos generales de la patología; los segundos podrían ofrecer pistas sobre las razones por las que una misma enfermedad presenta manifestaciones disímiles entre pacientes.
Las diferencias pueden aparecer en las proteínas, el metabolismo, la epigenética o la propia actividad eléctrica. "No partimos de ninguna idea preconcebida", sostienen los responsables del proyecto en la entrevista.
120.000 euros para demostrar que funciona
Sagutxoa se encuentra todavía en su primera fase y cuenta con un presupuesto de 120.000 euros. El trabajo se concentra ahora en recoger muestras, generar datos y caracterizar las neuronas obtenidas, junto con los controles procedentes de niños sanos que permitirán realizar las comparaciones. Los cultivos ya muestran formas y características funcionales diversas y, según presumen sus impulsores, las neuronas establecen contactos y circuitos de comunicación entre ellas.
El propósito inmediato dista, por tanto, de anunciar una terapia específica o un tratamiento de nuevo cuño. La prueba de concepto debe demostrar primero que toda la cadena funciona: que los dientes proporcionan células adecuadas, que estas pueden convertirse en modelos neuronales útiles, que generan información experimental de suficiente calidad y cantidad y que el posterior análisis computacional ofrece resultados que merezcan nuevas investigaciones.
"No podemos anticipar cuándo llegarán nuevas terapias, porque todavía no sabemos dónde estará la información más interesante, así que hay que esperar a los resultados", se limitan a recalcar a este escribano.
Preguntados por el calendario más inminente y los siguientes pasos, el equipo de Sagutxoa espera contar con una primera iteración en un año y tener muy avanzada la validación de la metodología en dos.
¿Un Ratoncito Pérez internacional?
La leyenda del Ratoncito Pérez es universal. De Italia a Francia, pasando por Iberoamérica, todos los niños esperan ansiosos su regalo al despertar cuando se les ha caído uno de sus dientes de leche. Pues bien, Mikel Renteria, Salvador Martínez y Aitor Moreno también quieren que su iniciativa científica cobre ese alcance global.
Así, adelantan a DISRUPTORES - EL ESPAÑOL, ya se plantean industrializar el proceso y crear un banco nacional, e idealmente internacional, de células procedentes de niños con enfermedades raras, acompañado de un catálogo público y acceso abierto.
La idea no es crecer porque sí, sino poder conservar material celular vivo de numerosos pacientes y acumular suficientes casos de una misma patología para realizar experimentos comparables y obtener resultados más sólidos.
El proyecto todavía trabaja con un número reducido de patologías, elegidas a partir de donantes concretos. La condición fundamental es que exista una alteración genética demostrable y que sus efectos puedan observarse en las neuronas obtenidas. Esa aproximación permite evitar una selección demasiado estrecha de antemano: cualquier enfermedad de origen genético que afecte al sistema nervioso y cumpla esas condiciones puede, en principio, convertirse en candidata.
