Fondecyt UBB busca identificar nuevas moléculas con potencial farmacológico para patologías del sistema digestivo

El académico del Departamento de Ciencias Básicas Dr. Edgar Pastene Navarrete, investigador del Laboratorio de Síntesis y Biotransformación de Productos Naturales UBB, lidera el proyecto Fondecyt N°1250479 que pretende expandir el descubrimiento de nuevas moléculas a través de metabolómica y ionómica comparada. La iniciativa busca identificar y diseñar compuestos bioactivos con potencial para abordar enfermedades del sistema digestivo, como el cáncer gástrico, asociados al establecimiento de biopelículas bacterianas.

El Dr. Edgar Pastene explicó que el proyecto, desarrollado en el Laboratorio de Síntesis y Biotransformación de Productos Naturales de la UBB, busca ampliar el descubrimiento de nuevas moléculas mediante estrategias de metabolómica e ionómica comparada. En ese marco, el equipo evalúa el potencial de compuestos obtenidos de diversas fuentes naturales.

“El laboratorio se dedica al estudio de productos naturales, abarcando tanto su química como su farmacología. Utilizamos subproductos agroindustriales como cáscaras de manzana, de palta y residuos de la industria vitivinícola, desde los cuales extraemos moléculas que luego optimizamos mediante semi-síntesis orgánica”, explicó el Dr. Pastene.

El actual proyecto Fondecyt es parte de una línea de investigación que se ha desarrollado durante más de 17 años, centrada en bacterias asociadas a patologías digestivas. “Inicialmente nos enfocamos en problemas específicos relacionados con ciertas bacterias, como Helicobacter pylori, que está fuertemente asociada al cáncer gástrico. Con el tiempo, fuimos ampliando nuestro campo de estudio hacia un espectro más amplio de bacterias, siempre vinculadas a patologías del sistema digestivo. Nos interesaron especialmente los problemas de cáncer gástrico y colorrectal que afectan con fuerza a las regiones del Biobío y de Ñuble”, ilustró.

Biopelículas: un desafío clínico

Uno de los focos del proyecto es el estudio de las biopelículas que forman estas bacterias; estructuras complejas que actúan como barreras protectoras y dificultan el tratamiento con antibióticos. Identificar compuestos naturales capaces de inhibir su formación es uno de los mayores desafíos.

“Sin embargo, en este proyecto Fondecyt buscamos ir más allá de la inhibición directa de biopelículas. Nos interesa comprender cómo las bacterias se comunican entre sí, ya que este proceso de comunicación es esencial para que comiencen a formar dichas estructuras. En nuestra investigación hemos observado que, además de señales químicas clásicas, las bacterias también utilizan iones como potasio, sodio, calcio y hierro. Y esta coordinación se estudia dentro de un área de la microbiología llamada ionobiología”, señaló el investigador.

El equipo identificó moléculas “bioinspiradas” capaces de interferir en la producción de iones bacterianos, interrumpiendo así la comunicación que da origen a las biopelículas. “A partir de estas observaciones, comenzamos a construir conocimiento para entender mejor cómo las bacterias se reprograman y cómo es posible interrumpir el proceso que lleva a la formación de biopelículas. El punto es ¿cuáles son las estructuras, receptores o proteínas dentro de las bacterias con las que interactúan estos compuestos, que permiten interrumpir la comunicación mediada por iones? Esta es precisamente una de las interrogantes que buscamos abordar durante los dos primeros años de investigación. No se trata de una tarea sencilla, ya que requiere el uso de tecnologías avanzadas”, advirtió.

Tecnología avanzada y enfoque multidisciplinario

Para comprender las interacciones moleculares clave, el proyecto emplea herramientas de proteoquímica, técnica que permite atrapar proteínas específicas dentro de la célula usando anzuelos moleculares, las cuales luego son identificadas mediante espectrometría de masas.

“Esta investigación se apoya en un equipo multidisciplinario que incluye expertos de la Pontificia Universidad Católica, Universidad de Concepción y Universidad del Bío-Bío, así como el reciente aporte del Dr. David Sáez, especialista en fisicoquímica y modelamiento molecular. Además, se suma la reciente colaboración internacional con investigadores de la Universidad Autónoma de México, quienes jugarán un rol clave en el estudio de las vías inflamatorias involucradas en etapas avanzadas del proyecto”, describió el Dr. Pastene.

El Dr. Edgar Pastene señaló que el proyecto abarca múltiples disciplinas: microbiología, farmacología, química de productos naturales, tecnologías analíticas avanzadas y diversas disciplinas ómicas (metabolómica, proteómica, ionómica), además de herramientas de bioinformática. Este enfoque integral es una de las razones por las cuales el trabajo se plantea con una duración de cuatro años, ya que implica superar distintas etapas de complejidad progresiva.

“Una vez que filtremos este espacio químico, esperamos tener unas 50 moléculas como mínimo y seleccionar 2 o 3 más prometedoras. El objetivo es desarrollar un modelo experimental que simule una infección gastrointestinal, lo que nos permitirá evaluar si estos compuestos pueden, por un lado, inhibir la formación de biopelículas en un sistema biológico y, por otro, interrumpir los procesos inflamatorios asociados a la interacción entre bacterias y células humanas. Esto se realiza desde una aproximación multiómica, que analiza tanto los cambios en la bacteria como en las células humanas”, aseveró.

Propuesta innovadora

El Dr. Pastene indicó que una de las líneas más innovadoras del proyecto es el diseño de compuestos capaces de funcionar como verdaderos “pegamentos moleculares”. “Estos compuestos están dirigidos específicamente a unirse con alta afinidad a proteínas clave en las bacterias, promoviendo su degradación selectiva. Esta tecnología, conocida como PROTAC (Proteolysis-Targeting Chimeras), representa hoy en día una de las estrategias terapéuticas más avanzadas para eliminar células tumorales y recientemente se está focalizando en bacterias u otros patógenos no deseados”, señaló.

El alcance de esta estrategia reseñó el Dr. Pastene, va más allá del ámbito clínico, con implicancias directas en la inocuidad alimentaria. “Bacterias como Listeria monocytogenes, responsables de brotes de listeriosis, pueden contaminar productos de consumo cotidiano y representar un riesgo sanitario significativo. En este sentido, nuestro proyecto aborda desafíos tanto en la salud humana como en la seguridad de los alimentos”, reflexionó.

Fuente: UBB