Más allá del problema de la Torre de Babel.

Este fin de semana tuve la oportunidad de participar en la reunión inicial de un consorcio multidisciplinarlo en la ciudad de Nápoles, Italia. El objetivo principal de dicho consorcio es el de desarrollar un método alternativo para el estudio de la interacción ADN-proteínas que forman parte de los eventos moleculares que tienen lugar en todo sistema celular. En efecto, la metodología actual, conocida como inmuno-precipitación de la cromatina (ChIP del ingles chromatin inmuno-precipitation) utiliza compuestos químicos como el formaldehído capaces de crear enlaces covalentes entre los grupos amino y los grupos carboxilo que forman parte de las proteínas y el ADN. La particularidad del formaldehído es su capacidad de atravesar la membrana celular y así poder acceder a la cromatina a fin de poder inducir este tipo de interacciones estables. Una vez que las interacciones ADN-proteínas son estabilizadas, la proteína de interés es precipitada a través de la utilización de anticuerpos específicos. Finalmente, la interacción entre la proteína de interés y el ADN es analizada por métodos de amplificación especifica (por ejemplo a través de una PCR cuantitativa) en el caso de que se tenga una idea de la región de interacción, o a través de la utilización de métodos de analisis global como la utilizacion de microarreglos (ChIP on chip) o por medio de métodos de secuenciación de todo el material inmuno-precipitado afín de identificar estos sitios de interacción (conocidos como ChIP-sequencing).
La técnica de immuno-precipitacion de la cromatina depende primordialmente de la utilización de anticuerpos bastante específicos, pero también de la calidad de la preparación de la cromatina a ser precipitada. Si bien la utilización de formaldehído como agente de fijación de la interacción entre las proteínas y el ADN permite obtener rendimientos bastante altos, este tipo de tratamiento también presenta algunos inconvenientes; por ejemplo, este produce enlaces covalentes entre proteínas, por lo que eventos de interacción indirecta de una proteína X, através de otra Y, con el ADN no pueden ser necesariamente excluidos durante el análisis. Por otro lado, dicho tratamiento es en general realizado en muestras multicelulares y durante un tiempo de incubación bastante largos (entre 10 a 30 minutos) lo cual impide el estudio de eventos moleculares a nivel unicelular que podrían presentar un tiempo de vida bastante corto.
El consorcio Atlas esta compuesto por un grupo multidisciplinarlo europeo de químicos, físicos, biólogos e informáticos, provenientes tanto del sector académico pero también del sector industrial. El objetivo previsto consiste en la inducción de enlaces covalentes entre la proteína de interés y el ADN en sistemas biológicos através de la utilización de un proceso de excitación fotónica (Photo-crosslinking). La motivación principal es la de poder mejorar tanto la especificidad (la excitación fotónica prevista pasa por la excitación de las bases nucleicas las cuales formaran enlaces covalentes con las proteínas que se encuentran en contacto directo al momento de la excitación) así como la sensibilidad de la técnica de inmuno precipitación de la cromatina (sensibilidad tanto debido a la utilización de una técnica que produce menos daños colaterales como en el caso del formaldehído donde los sitios antigénicos a ser reconocidos por el anticuerpo en cuestión son inactivados de forma proporcional al tiempo de incubación; y por otro lado, la capacidad de estudiar eventos moleculares que tienen lugar en un intervalo de tiempo inferior ya que el proceso de fijación fotónica necesita apenas algunos segundos).
Es a este punto que el concepto de un grupo de trabajo multidisciplinarlo toma importancia. En efecto, la empresa "Light Conversion", localizada en Lituania, en conjunto con un grupo de físicos de la Primera Universidad de Napoles-Italia trabajaran en el desarrollo de un aparato capaz de permitir irradiaciones láser de muestras biológicas para la formación de los enlaces covalentes entre ADN y las proteínas de interés. Por otro lado, otra empresa localizada en Upsala-Suecia, "Sigolis", especializada en sistemas de micro fluidos, tiene el importante rol de desarrollar un sistema que permita circular las células de interés dentro un microsistema que será combinado con el sistema de irradiación láser afín de permitir la excitación fotónica a nivel unicelular. Por otro lado, un grupo de físicos teóricos localizados en Rumania junto con un equipo de químicos en España se ocuparan del estudio tanto teórico como practico de los diferentes productos intermediarios así que finales que se pueden esperar durante el proceso de excitación fotónica. Finalmente, tres laboratorios dedicados a la biología celular y/o molecular localizados en Italia, en Holanda y en Francia tenemos como rol el de primeramente complementar los estudios de optimización de las condiciones para la utilización de sistema de irradiación fotónica esta vez en muestras celulares, y mas tarde incluir la utilización de dicho sistema en el estudio de eventos moleculares tal que la organización de la cromatina así que la regulación de expresión genética.
Uno de los primeros obstáculos a afrontar es la comunicación entre grupos provenientes de áreas que a priori parecen tan lejanas como la física, química o biología; acentuada por el hecho de reunir organismos provenientes del sector académico con aquellos del sector industrial.
Al final de la reunión, los diferentes grupos demostraron ser capaces de ir mas allá del problema de la torre de babel, esto a través de la identificación de los objetivos conjuntos a alcanzar tanto a corto plazo pero con una visión de un objetivo final, aquel de poder aportar un nuevo útil para el estudio de eventos moleculares en el mundo de la biología celular.