Excodra Barcelonra
UPF (Universitat Pompeu Fabra)

UPF (Universitat Pompeu Fabra)

La UPF es una universidad joven, pública y moderna, creada en 1990 con voluntad de convertirse en una universidad de referencia en Europa. Distinguida por el Ministerio de Educación como Campus de Excelencia Internacional (CEI), los indicadores en docencia, investigación e internacionalización de la UPF avalan su posición como centro de referencia dentro del sistema español y europeo. Asimismo, en los últimos años la Universidad ha comenzado a aparecer con fuerza en rankings de prestigio internacional. Dirección: Plaça de la Mercè, 10, 08002 Barcelona. Teléfono: 935 42 20 00. www.upf.edu/es

Entrevista con la Dra. Cristina Pujades

Fuente: Excodra | Publicado: 18-01-2017
Hay varios “hot topics” en estos momentos, pero me gustaría destacar dos. El primero es el de las células madre vinculado a la medicina regenerativa: ¿cómo podemos entender dónde reside la capacidad de regenerar de un órgano?, ¿por qué en humanos el hígado regenera pero no lo hace el corazón? Y, ¿por qué el corazón sí regenera en Zebrafish? ¿Y por qué no regenera el cerebro?
Derechos: Cristina Pujades.
41 comentarios

Cristina, para comenzar, ¿cómo se siente una persona cuando es capaz de, por un lado, ser capaz de diseñar unos estudios donde se puede admirar el desarrollo y diferenciación de los tejidos de un ser vivo, in vivo… y por dentro, a nivel celular y casi molecular, se podría decir y, por otro lado, viéndolo…?


¡Tremendamente afortunada! Poder utilizar las técnicas de imagen no sólo para describir, sino para descubrir, como dicen los anglosajones “imaging for discovery”, te abre un panel de posibilidades enorme. Nos permite desvelar fenómenos o mecanismos que de otra forma seríamos incapaces de entender.


Cuéntanos un poco, por favor, sobre vuestros estudios en Zebrafish y Drosophila, qué diferencias hay para interpretar después, extrapolar, a lo que podría ser el desarrollo neuronal, del Sistema Nervioso Central, en general, en humanos.


Por sorprendente que nos parezca tanto los mecanismos como las familias de genes que intervienen en el desarrollo del Sistema Nervioso están altamente conservados entre todos los vertebrados. Esto nos permite utilizar organismos modelo más simples para generar herramientas genéticas y realizar experimentos, con el objetivo de aprender cómo se construye el Sistema Nervioso y cómo se establecen sus funciones. Este conocimiento sabemos que podemos luego extrapolarlo a los humanos, y hay numerosos ejemplos del impacto de este conocimiento básico en la mejora de nuestra salud.



Nosotros trabajábamos en ratón, pero nos pasamos al modelo de Zebrafish porque nos permite combinar los estudios de imagen de alta resolución con la genética, y además podemos hacer crecer colonias de peces en nuestro animalario. Como este pequeño pez comparte muchos de sus mecanismos básicos con otros vertebrados (entre ellos los humanos) se ha convertido en un modelo de vertebrado alternativo al ratón siguiendo los principios de ética animal de las 3R (Replacement, Reduction, Refinement).


En nuestro caso que estudiamos el desarrollo de los órganos sensoriales como el oído interno, y del cerebro posterior que alberga funciones básicas del organismo, este sistema modelo más simple nos permite descifrar las instrucciones y las claves que las células deben seguir durante el desarrollo embrionario. Por otro lado, Drosophila es el modelo por excelencia para hacer genética, y algunos de los actores clave para el desarrollo neuronal, como los genes responsables de hacer neuronas, se han conservado entre las moscas y humanos. Aunque solemos tener una visión muy antropocéntrica de la naturaleza, es sorprendente la gran similitud entre el desarrollo de nuestro Sistema Nervioso y el de otros organismos más simples.


Indagando un poco más, sobre la interpretación en sí, pues en ciencias biológicas, y en las ciencias en general, se obtienen una serie de datos, a veces espectaculares e intrincados, que luego hay que interpretarlos, ponerlos en relación con todo lo estudiado anteriormente y con sus posibilidades de ampliación posteriores, y con la propia lógica de la biología y del estudio en sí, ¿cómo encaráis los resultados, qué herramientas empleáis, además cuando los obtenéis desde tantos frentes de investigación, para poder ofrecer una conclusión...?


Este es el reto y la belleza de nuestro trabajo. ¿Cómo ponemos nuestros descubrimientos en el contexto de lo que se ha demostrado anteriormente? Es decir, ¿cómo ayudamos a construir un pensamiento/conocimiento colectivo? Para ello debemos estar constantemente informados de lo que se lleva a cabo en otros laboratorios y lo hacemos de dos formas: i) siguiendo la literatura (los científicos publicamos nuestros hallazgos en revistas científicas) gracias a plataformas de búsqueda de artículos muy sofisticadas y open-source, como Pubmed (NIH, National Institute of Health) que nos permiten conocer rápidamente cualquier nueva publicación; y ii) nos enteramos de los descubrimientos todavía no publicados asistiendo a congresos científicos internacionales donde compartimos y discutimos los resultados todavía no publicados. Por eso es importante tener una visión colaborativa y no sólo competitiva de la ciencia, ya que entre todos generamos el conocimiento del futuro. Evidentemente también tenemos colaboraciones con otros grupos, asistimos a conferencias que se realizan en los centros de investigación o universidades de nuestro entorno, etc.


Lo fascinante para mí es meterte de lleno en un tema y redescubrir trabajos anteriores que ya conocías pero que con los nuevos hallazgos y el cambio exponencial en las capacidades tecnológicas puedes interpretarlos de una forma distinta y entender resultados que antes no eras capaz. Entonces el puzzle empieza a encajar.


Me ha gustado mucho vuestro último artículo en "e-Life", Distribution of neurosensory progenitor pools during inner ear morphogenesis unveiled by cell lineage reconstruction, es una maravilla de dedicación, de interacción de conocimientos y técnicas. Entonces, ¿qué van a aportar y qué están aportando los mapas dinámicos para la compresión del desarrollo?


Muchas gracias, es un trabajo del que estamos muy orgullosos. Nos ha tomado tiempo poner a punto muchas técnicas, entender distintos lenguajes y hacer nuestros primeros pasos en computación para aplicarla a un problema biológico. Pero el camino ha sido más fácil porque Sylvia Dyballa (la primera autora del artículo) fue una estudiante de doctorado fantástica y preparada para encarar y asumir el reto.



Nuestro trabajo aporta una visión tridimensional de la formación de un órgano más el componente temporal, lo que nos cambia la perspectiva que teníamos. Nos permite entender cómo pasan las cosas en tiempo real en el contexto de todo un órgano, y conocer en cada momento qué hace cada célula, dónde y con quién lo hace.


Como dice un pequeño artículo de Mina Bissell “Goodby flat biology: time for 3rd and 4th dimensions” (J Cell Sci. 2017 Jan 1;130(1):3-5), tenemos que incorporar el 3D y 4D (3D+tiempo) a nuestros estudios, ya que las células, los tejidos, los órganos y los organismos tienen volumen. Hasta ahora esto se nos había resistido por la falta de una microscopía capaz de permitir penetrar en el tejido u organismo sin dañarlo, y la falta de herramientas computacionales para integrar todos los datos. Actualmente con el desarrollo de técnicas de imagen altamente sofisticadas y de algoritmos que nos ayudan a interpretar los datos podemos empezar a pensar que sí es posible, y entusiasmarnos con todas las preguntas que tenemos y que no habíamos podido responder, como por ejemplo: quiénes son las células hijas, nietas, bisnietas, etc., de una célula progenitora, en definitiva, cómo es el linaje de una célula madre. Ahora las podemos seguir directamente en su contexto natural.


Leyendo vuestros trabajos se da uno cuenta de la importancia de las estructuras, es decir, de los “esqueletos”, de lo que permite y sustenta después la función de los tejidos y órganos y del cuerpo por extensión. ¿Cómo es la relación entre desarrollo, estructura, distribución y función?


Esta es una pregunta interesantísima, porque sabemos que todo está regulado y coordinado. El desarrollo implica cambios de posición y distribución de las células, y por lo tanto cambios con respecto a la distancia a la que se van a encontrar de un territorio que puede proveerles información sobre lo que deben ser más tarde, es decir, sobre el destino celular que deben tomar (por ejemplo, qué tipo de neurona deben ser y por lo tanto qué función deben tener). Al mismo tiempo esto ocurre en el contexto de un órgano donde todas las células se coordinan con una maravillosa precisión y saben dónde deben colocarse para generar una estructura apropiada.


Muy genéricamente, yéndonos hacia el lado de la diferenciación… la verdad es que es increíble pensar cómo de dos células germinales que se juntan, terminan configurando un organismo tan complejo después… multiplicación y diferenciación celular mediante. ¿Cómo llega a ser un tejido, un órgano, y en concreto el cerebro, lo que es y no de otra manera…?



Increíble, ¡y fascinante! Estas células deben ser capaces de interpretar y seguir una serie de instrucciones que están en los genes. La pregunta es: ¿Cómo pasamos de una estructura de ADN (los genes) a la forma, por ejemplo, del cerebro con todas sus capas bien organizadas?


Y esto no es evidente de responder. Sabemos que los tejidos y órganos siguen un patrón de crecimiento, por ejemplo una mano está formada de muchas células pero organizadas en 5 dedos, y si esto falla tenemos defectos como la polidactilia, etc. Por lo tanto, la proliferación y diferenciación celular, y la formación del patrón deben estar coordinadas, y entender esto es uno de los retos actuales. En los últimos años hemos desvelado la importancia de la morfomecánica, es decir, cómo cambios en la forma activan genes y cómo éstos influyen en el comportamiento mecánico de las células, pero todavía nos queda mucho camino por explorar. En mi opinión, aquí necesitamos la complicidad de muchos actores, científicos computacionales, biólogos, físicos, etc., pues creo que sólo desde una disciplina nos será más difícil abordarlo y entenderlo.


Pensando un poco en el futuro, además de lo que hemos ido comentando, ¿hacia dónde se están encaminado los estudios, las investigaciones, gracias a los avances tecnológicos, tanto en neurociencias como en la comprensión del desarrollo de los seres vivos?


Hay varios “hot topics” en estos momentos, pero me gustaría destacar dos.



El primero es el de las células madre vinculado a la medicina regenerativa: ¿cómo podemos entender dónde reside la capacidad de regenerar de un órgano?, ¿por qué en humanos el hígado regenera pero no lo hace el corazón? Y, ¿por qué el corazón sí regenera en Zebrafish? ¿Y por qué no regenera el cerebro?


Si somos capaces de entender los mecanismos que controlan la regeneración podremos explorar con éxito la ingeniería de tejidos con fines terapéuticos. Aquí toda la investigación básica realizada en biología del desarrollo es crucial. El segundo sería entender el conectoma neuronal y cómo se cablea el cerebro; empezamos a saber cómo se construye el cerebro pero nos queda mucho por aprender sobre cómo se establecen los circuitos neuronales funcionales y cómo se activan o inhiben. Aquí necesitamos una gran ayuda computacional, y en este sentido se han puesto en marcha dos grandes proyectos: la Brain Initiative lanzada por Barak Obama en EEUU, y el Human Brain Project lanzado por la Comisión Europea. Ambos pretenden aunar esfuerzos desde distintos ámbitos de investigación para ser capaces de entender cómo se establecen los contactos neuronales responsables de la funcionalidad cerebral.


Para terminar, Cristina, más cercanamente, ¿cómo es el día a día en el mundo de las ciencias biológicas y cómo se organiza un grupo de investigación? Y algo que me gusta mucho preguntar, ¿qué les aconsejas a los jóvenes que están comenzando a desarrollarse… como científicos?


Nuestro día a día se basa en dos premisas: alta motivación y muchísimo trabajo bien organizado. La cotidianidad implica que estudiamos continuamente, diseñamos experimentos, los discutimos y realizamos, y nos sometemos siempre a las críticas (constructivas) de nuestros colegas que nos ayudan a mejorar. Sin crítica es más difícil avanzar porque tiendes a quedarte en la zona de confort. Necesitas ser perseverante, y sí, pasamos por travesías del desierto, pero cuando llega el momento EUREKA, éste es inolvidable.



Me encanta cuando viene alguien de mi grupo y por el brillo de los ojos ya sé que tiene algún resultado prometedor, con el que llevábamos trabajando a lo mejor muchísimo tiempo. ¡Este momento es impagable! Compartir el placer de haber descubierto algo relevante es un chute de adrenalina.


En mi opinión ser investigador es una de las profesiones más enriquecedoras que hay, y me siento una gran privilegiada.


Mi consejo a los jóvenes es que no limiten su capacidad de soñar, que se apasionen y sean perseverantes y capaces de disfrutar no sólo el logro, sino del camino hacia él. Uno debe ser curioso, apasionado, estar altamente motivado por querer entender un problema y ser humilde, es decir, saber aceptar cuando nos equivocamos. La ciencia también avanza gracias a los errores que cometemos. Pero repito, sin pasión o motivación es difícil hacer ciencia y disfrutar con ella porque el camino a veces está lleno de obstáculos.

Comentarios:
Cristina Pujades

Cristina Pujades

Cristina Pujades Corbi (Mataró, 1962). Bióloga, profesora e investigadora de la Universitat Pompeu Fabra. Doctora en Biología por la Universidad de Barcelona (UB, 1991). Ha trabajado en el DFCI-Harvard Medical School (Boston), en l’Ecole Normale Supérieure de París y en l'Université Pierre et Marie Curie (París), en la que fue Profesora Titular desde 1999. En 2002 vuelve a Barcelona para continuar sus investigaciones en la Universitat Pompeu Fabra (UPF). Actualmente es Profesora Titular en el Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud de la UPF y lidera un grupo de investigación de Biología del Desarrollo, con sede en el Parc de Recerca Biomèdica de Barcelona (PRBB). Ha recibido el reconocimiento ICREA Acadèmia (2016-2020). Sus intereses científicos se centran en el estudio de los mecanismos moleculares que gobiernan el desarrollo del Sistema Nervioso Central. Asimismo, colabora regularmente en proyectos de divulgación científica.

4