Los modelos matemáticos y computacionales, cada vez más presentes en la investigación biomédica

Con motivo del 5º Simposio del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud, el pasado 21 de septiembre científicos de renombre internacional se reunieron en el Parque de Investigación Biomédica de Barcelona (PRBB) para compartir sus conocimientos sobre biología cuantitativa, una rama de la investigación que utiliza las matemáticas y la física para comprender el funcionamiento de los organismos vivos en su conjunto.

“Con el paso del tiempo se hace evidente que con sólo observar las partes que forman un proceso biológico nunca llegaremos a conocer el proceso en su conjunto. Para comprender cómo funcionan los sistemas biológicos complejos debemos utilizar herramientas específicas, como los modelos matemáticos.” Así daba la bienvenida a la jornada Jordi G. Ojalvo, líder del laboratorio de Dinámica de los Sistemas Biológicos y organizador, junto con el investigador del Centro de Regulación Genómica, James Sharpe, del 5º Simposio del DCEXS. Tras la presentación a cargo del director del Departamento, David Comas, Ojalvo cedió el turno a los siete ponentes invitados.

Una jornada caracterizada por la diversidad de temas

La biología cuantitativa abarca todas aquellas investigaciones que combinan técnicas experimentales cuantitativas y modelos computacionales para profundizar en las interacciones que se producen entre y dentro de los seres vivos. Este amplio abanico de posibilidades explica la gran variedad de temas que centraron las conferencias ofrecidas en el Simposio.

Galit Lahav, investigadora principal en el Departamento de Biología de Sistemas de la Harvard Medical School, pronunció la primera charla, titulada "Dynamics of cancer pathways in single cells". La investigación de Lahav gira en torno a p53, una proteína supresora de tumores. En su charla, Lahav barajó posibles estrategias basadas en las dinámicas de degradación de p53 como terapia contra el cáncer. “El hecho de que p53 esté mutado en un 50% de los cánceres implica que en el 50% restante no lo está. ¿Cuál es la diferencia entre un grupo y otro?”. Según Lahav, la importancia de p53 no radica únicamente en su función, sino también en su ritmo de degradación, que puede ser clave para el tratamiento del cáncer.

Bajo el título "The origins of eukaryotic cell organisation", el jefe del Laboratorio de Biología Molecular de la Célula de la Escuela Universitaria de Londres, Buzz Baum, dio un repaso a las teorías existentes sobre los orígenes de las células, centrándose especialmente en las células eucariotas y en su compleja arquitectura. Esta conferencia, de tono divulgativo, ensalzó los conocimientos obtenidos por investigadores en el pasado a la par que acentuó el desconocimiento existente sobre el origen y funcionamiento de las células. “Creo que aún no tenemos un conocimiento lógico de las células. No es suficiente con poner nombre a los orgánulos que las forman para entender su funcionamiento”.

“En muchas áreas científicas, el progreso viene dado por cambiar de punto de vista a la hora de observar. En genética, simplemente con cambiar la manera en que representamos los circuitos genéticos, obtenemos muchos avances.” El investigador del Instituto Médico Howard Hughes, Michael Elowitz, también dirigió la atención hacia la arquitectura celular, aunque su charla, titulada "Signaling, memory, and fate at the single-cell level", se dirigió hacia aspectos más específicos, como la interacción entre ligandos y receptores, la regulación de la expresión genética y las posibilidades que se abrirían en biología sintética en caso de controlar la arquitectura celular. “Si pudiésemos diseñar sistemas sintéticos que implementen el desarrollo complejo, podríamos crear órganos que creciesen por sí mismos de manera autónoma”.

El programa lo completaron los científicos Ruth Baker, de la Universidad de Oxford; Marta Ibañes, de la Universidad de Barcelona; David Sprinzak, de la Universidad de Tel Aviv, y Ala Trusina, del Instituto Niels Bohr. El Simposio se cerró con la entrega del premio al mejor póster científico, que fue para Om Patange, investigador de la Universidad de Cambridge.

Este es el quinto año consecutivo que se celebra el simposio anual del DCEXS. Esta iniciativa busca presentar los programas de investigación del departamento y promover la educación de los jóvenes científicos, así como proporcionar un lugar donde los investigadores puedan comentar y debatir sus últimos resultados.