Euskadi cuenta con el crio-microscopio electrónico más avanzado del mundo
15 de diciembre de 2021
- El Lehendakari y el consejero de Educación han visitado las instalaciones del centro de investigación Biofisika Bizkaia y el nuevo crio-microscopio electrónico que se ha instalado en él
- Con una inversión de 5,5 millones de euros, la nueva infraestructura científica, ubicada en la universidad pública, convertirá a Euskadi en referente europeo en el campo de la Biología estructural y atraerá a personal investigador de talla internacional
- Los crio-microscopios de última generación permiten descifrar el mundo biológico a escala atómica, lo que da pie a desarrollar fármacos y nuevos tratamientos para enfermedades neurodegenerativas y diversos tipos de cáncer, así como nuevas vacunas
- La nueva infraestructura se enmarca dentro de la Estrategia Ikur 2030 para el desarrollo de las Neurociencias, las Tecnologías Cuánticas, la Neutriónica y la Supercomputación e Inteligencia Artificial
El Lehendakari Iñigo Urkullu, junto con el consejero de Educación Jokin Bildarratz, ha visitado esta mañana el Centro de Investigación Básica y de Excelencia BERC Biofisika Bizkaia, ubicado en el Parque Científico de la UPV/EHU. Acompañados por el director científico de Biofosika Bizkaia, Iban Ubarretxena, han conocido las características de una infraestructura científica de alta resolución por la que el Departamento de Educación ha realizado una inversión de 5,5 millones de euros. Se trata del modelo de crio-microscopio electrónico de alta resolución más avanzado del momento, y único en el sur de Europa (incluida Francia).
En el acto han participado, asimismo, la rectora de la UPV/EHU, Eva Ferreira, el viceconsejero de Universidades e Investigación, Adolfo Morais, la comisionada para la Ciencia, la Tecnología y la Innovación Cristina Uriarte, y la directora de Investigación del Departamento de Educación, Amaia Esquisabel.
Con la adquisición de este nuevo equipamiento, Euskadi da un salto de gigante para convertirse en una de las referencias europeas en el campo de la Biología estructural. Esta nueva infraestructura será igualmente clave para atraer nuevo talento investigador a Euskadi, investigadores e investigadores de talla internacional en este ámbito.
La crio-microscopía electrónica de última generación (crioME) está teniendo en la actualidad un enorme impacto en Biociencias y Biotecnología, y provocando una auténtica revolución en la Biología estructural a escala mundial. Actualmente, el número de estructuras biológicas resueltas por crioME aumenta rápidamente, a una velocidad cuasi-exponencial. Esta tecnología permite visualizar la estructura de proteínas, virus, células y tejidos a una resolución sin precedentes, lo que da pie a desarrollar nuevas estrategias terapéuticas contra enfermedades neurodegenerativas, diversos tipos de cáncer, u obtener vacunas y tratamientos para hacer frente a epidemias y pandemias, incluida la provocada por el SARS-CoV-2. Un crio-microscopios de última generación es la lupa que permite descifrar el mundo biológico a escala atómica.
El crio-microscopio electrónico ThermoFisher Titan Krios G4 es la primera gran infraestructura que el Gobierno Vasco ha adquirido dentro de la Estrategia Ikur 2030, puesta en marcha por el Departamento de Educación en el ámbito de la investigación de excelencia. Esta estrategia apuesta con fuerza por cuatro ámbitos estratégicos de investigación para los próximos años: las Neurociencias; las Tecnologías Cuánticas; la Neutriónica; y la Supercomputación e Inteligencia Artificial.
El centro de investigación Biofisika Bizkaia ubicado en el Parque Científico de la UPV/EHU en Leioa, recibió el crio-microscopio electrónico a finales del mes de septiembre. En la actualidad se encuentra en la fase final de su instalación (que como término medio suele durar entre 3 y 5 meses), y se prevé que esté listo y en funcionamiento a finales de este mismo mes.
Alzheimer, Parkinson, cáncer y vacunas
Esta tecnología permite visualizar a resolución atómica y en un entorno fisiológico las estructuras moleculares de proteínas, ácidos nucleicos (como el ADN y RNA), carbohidratos y lípidos de los que están construidos las células y los tejidos que sustentan la vida. Es decir, permite comprender como funciona la vida a nivel molecular y, desde una perspectiva biomédica, entender los mecanismos que subyacen a la patogénesis de las enfermedades
Por tanto, el crio-microscopio de última generación Titan Krios G4 se empleará para descifrar las bases estructurales de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson, diversos tipos de cáncer y de trastornos metabólicos como la colesterolemia y la diabetes. Se utilizará también para el desarrollo de fármacos y nuevas terapias contra estas enfermedades.
Esta nueva infraestructura dará también a Euskadi la capacidad para contribuir en el desarrollo de vacunas contra enfermedades infecciosas y poder combatir de manera eficaz epidemias y pandemias. De hecho, la crio-microscopía ha sido fundamental para comprender los mecanismos de infección de células humanas por el SARS-CoV-2, de manera que esta tecnología ha respaldado y acelerado el diseño de vacunas y el desarrollo de tratamientos contra la COVID-19.
Con esta apuesta por la crio-microscopía electrónica, Euskadi arrima el hombro en el esfuerzo de combatir futuras epidemias y pandemias.
Atracción de personal investigador a Euskadi
Con la adquisición e instalación de un crio-microscopio de última generación como el que empieza ahora a funcionar en el Instituto Biofisika –único de estas características en el sur de Europa y el modelo más avanzados del mundo-, Euskadi da un paso de gigante para convertirse en referente a nivel europeo en el campo de la Biología estructural.
Además de retener en los centros de investigación de la Red Vasca de Ciencia, Tecnología e Innovación (RVCTI) a los actuales investigadores e investigadoras que trabajan en este campo, la nueva infraestructura permitirá atraer a Euskadi a nuevo personal investigador de talento de talla internacional en los ámbitos de aplicación de esta técnica, desde la Física a la Biomedicina.
Este nuevo equipamiento será accesible también al resto de investigadores de Euskadi, grupos de investigación que trabajan en este ámbito, y que pertenecen a otros BERC (Basque Excellence Research Centre), CIC (Centros de Investigación Cooperativa), universidades, Centros de Investigación Sanitaria, y a Centros Tecnológicos y de Innovación, así como a las empresas del sector. La incorporación de esta nueva tecnología tendrá un impacto transformador en la RVCTI, e impulsará el desarrollo tecnológico de Euskadi en Biociencias y Biomedicina como parte de la estrategia RIS3 Euskadi 2030.
Ver a escala atómica
Para llegar a comprender la revolución que esta tecnología está suponiendo en el campo de la Biología estructural, resulta necesario destacar que estos equipos permiten llegar a “ver” hasta la escala del Angstrom o escala atómica (es decir, la diezmilmillonésima parte del metro), mucho más allá que las escalas micra y nano.
Si dividimos un milímetro mil veces, llegamos a la escala de la micra (es decir, el equivalente a dividir el metro un millón de veces) y podemos ver las células. Pero para entrar dentro de ellas deberemos dividir una micra otras mil veces hasta llegar al nanómetro. A esta escala nano podremos comprender la organización de la célula y algunas de sus estructuras subyacentes, pero aún no podremos comprender la bioquímica. Para ello debemos ser capaces de resolver átomos y descender a la escala del Angstrom, o lo que es lo mismo, dividir un nanómetro diez veces. Solo los crio-microscopios electrónicos de última generación llegan hasta aquí.
Para alcanzar a ver esas estructuras y tejidos, a diferencia de otras técnicas, en la crio-microscopía no es necesaria la cristalización de estas macromoléculas y basta con tenerlas en disolución acuosa y criogenizarlas rápidamente a temperaturas por debajo de -180 grados Celsius, para formar hielo vítreo. Esto supone una enorme ventaja. Las muestras criogenizadas se introducen en el crio-microscopio electrónico y es capaz de visualizar las macromoléculas congeladas a resolución atómica.
El mejor ejemplo de todo lo expuesto es la imagen del SARS-CoV-2 que tanto se ha popularizado en los últimos dos años: una esfera rodeada de “espinas” formando una “corona”. La comunidad científica pudo ver esta imagen gracias a crio-microscopios electrónicos como el que se ha instalado en el BERC Biofisika Bizkaia.
Acondicionamiento de espacios
Los crio-microscopios electrónicos como el Titan Krios G4 son muy sensibles a las vibraciones, cambios de temperatura e interferencias de campos electromagnéticos, por lo que su instalación en Leioa ha requerido de una sofisticada obra desde el punto de vista de la ingeniería de construcción. Además de afianzar la cimentación sobre la que descansa el equipo para evitar vibraciones, la sala que acoge el crio-microscopio ha sido diseñada con unas prestaciones incluso superiores a las de un quirófano o una sala blanca. Además, se han tenido que renovar otras dos salas para acoger equipos auxiliares y la sala de control del crio-microscopio.
