La UPV-EHU cuenta ya con el crio-microscopio electrónico que permitió «ver» el virus del covid

Las instalaciones del BERC Biofisika Bizkaia albergan el modelo de crio-microscopio electrónico de alta resolución más avanzado del momento, una «lupa que permite descifrar el mundo biológico a escala atómica». Puede utilizarse para desarrollar nuevas estrategias contra pandemias como la del covid.

El centro de investigación BERC Biofisika Bizkaia, ubicado en el Parque Científico de la UPV/EHU, en el Área de Leioa-Erandio del campus universitario, ha recibido este miércoles una visita institucional, encabezada por el lehendakari Iñigo Urkullu, con motivo de la adquisición de una infraestructura científica en la que el Departamento de Educación ha invertido 5,5 millones de euros. 

En concreto, se trata del modelo de crio-microscopio electrónico de alta resolución más avanzado del momento, con el que la CAV «da un salto de gigante para convertirse en una de las referencias europeas en el campo de la biología estructural», tal como ha indicado el Gobierno de Lakua. Es el único de este tipo en funcionamiento en el sur de Europa. 

La crio-microscopía electrónica de última generación (crioME) está teniendo un «enorme impacto» en biociencias y biotecnología. Esta tecnología permite visualizar la estructura de proteínas, virus, células y tejidos a una resolución sin precedentes.

Esto permite desarrollar nuevas estrategias terapéuticas contra enfermedades neurodegenerativas y diversos tipos de cáncer, así como obtener vacunas y tratamientos para hacer frente a epidemias y pandemias, incluida la provocada por el SARS-CoV-2.

El centro de investigación básica y de excelencia Biofisika Bizkaia recibió el crio-microscopio electrónico a finales de setiembre. Ahora se encuentra en la fase final de su instalación –que suele durar entre 3 y 5 meses– y se prevé que esté en funcionamiento a finales de este mes. Su marca técnica es ThermoFisher Titan Krios G4.

Alzheimer, Parkinson, cáncer y vacunas

La crio-microscopía electrónica permite visualizar a resolución atómica y en un entorno fisiológico las estructuras moleculares de proteínas, ácidos nucleicos (como el ADN y el RNA), carbohidratos y lípidos de las que están construidos las células y los tejidos que sustentan la vida.

Desde una perspectiva biomédica, permite entender mejor los mecanismos que subyacen a la patogénesis de las enfermedades, es decir su origen y evolución.

Así pues, el Titan Krios G4 de la UPV-EHU 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.

También está previsto que se utilice para el desarrollo de fármacos y nuevas terapias contra estas enfermedades. Como han señalado desde el Ejecutivo de Lakua, «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».

Han indicado que, precisamente, 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 el covid-19.

Una «lupa» para ver a escala atómica

Para comprender «la revolución que esta tecnología está suponiendo en el campo de la biología estructural», el centro Biofisika Bizkaia ha destacado 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».

Como ejemplo, han señalado que, 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. Y solo los crio-microscopios electrónicos de última generación llegan hasta aquí.

Para alcanzar a ver esas estructuras y tejidos, en la crio-microscopía no es necesaria la cristalización de estas macromoléculas, sino que basta con tenerlas en disolución acuosa y criogenizarlas rápidamente a temperaturas por debajo de -180 grados Celsius, para formar hielo vítreo.

Las muestras criogenizadas se introducen en el crio-microscopio electrónico y es capaz de visualizar las macromoléculas congeladas a resolución atómica.

La imagen del SARS-CoV-2

Como han indicado en la nota distribuida este miércoles por el Gobierno de Lakua, el mejor ejemplo de todo lo expuesto es la imagen del SARS-CoV-2 que 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.

Los aparatos 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. Y se han tenido que renovar otras dos salas para acoger equipos auxiliares y la sala de control.