Entender cómo los cambios ambientales afectan a los hongos y la respuesta de los mismos, es el principal objetivo del Núcleo Milenio de Biología Fúngica Integrativa y Sintética (MNFISB) en que participan la Dra. Angélica Ganga y el Dr. Francisco Cubillos Riffo de la Universidad de Santiago de Chile. La iniciativa es liderada por la Pontificia Universidad Católica de Chile y cuenta también con la participación de investigadores de la Universidad de La Serena.

Este equipo intenta describir las propiedades de diferentes estructuras subcelulares implicadas en las interacciones con su entorno: desde componentes de la pared celular, metabolitos, a factores de transcripción y complejas redes transcripcionales que responden diferencialmente a los cambios en el entorno.

Para ello, cada equipo trabaja en diferentes tipos de hongos, entre ellos el hongo filamentoso Neurospora crassa, el patógeno vegetal Botrytis cinerea, la levadura que produce alteraciones del vino Brettanomyces bruxellensis y la levadura fermentativa Saccharomyces cerevisiae y S. eubayanus.

La Dra. Angélica Ganga, académica del Departamento de Ciencia y Tecnología de los Alimentos, señala que “si bien la iniciativa milenio está enfocada en el tema productivo, no podemos olvidar que estamos adquiriendo información para nuevos procesos, por eso necesitamos hacer ciencia básica para conocer e interpretar posteriormente”.

Por otra parte, el Dr. Cubillos destaca que han sumado una serie de investigadores extranjeros al proyecto que tienen mucha motivación por participar. Lo anterior, según explica podría traducirse en nuevas colaboraciones que les permitan incrementar los indicadores de productividad del equipo.

Levadura contaminante en vinos

Brettanomyces bruxellensis es una levadura contaminante que produce graves consecuencias sensoriales en vinos de alta calidad, principalmente, olores desagradables  que repercuten en este producto de exportación característico del país.

“Queremos ver cómo los factores ambientales afectan a que ella produzca o no estos aromas. La idea es ir viendo como la levadura se adapta a esas condiciones desfavorables que tiene en el vino y esas adaptaciones van, por ejemplo, a nivel celular y para eso el microorganismo tiene que gatillar mecanismos que permitan sobrevivir en un ambiente tan adverso”, indica la académica.

Además añade que uno de los desafíos de este equipo será conocer genéticamente esta levadura de la cual hay pocos estudios al respecto, es un microorganismo diferente a lo que se conoce habitualmente en la industria del vino y, por lo mismo, ha traído una serie de problemas porque es capaz de adaptarse rápidamente a cambios ambientales. Contradictoriamente, esta levadura es deseada en otra industria, como es en la producción de cervezas, por ello lo que estudiemos a nivel genético podremos extrapolarlo a esta otra matriz de crecimiento.

Aunque esta levadura también podría tener aspectos positivos de los que poco se conoce, como su matriz para producir bioetanol, el cual mezclado con gasolina produce biocombustible el cual reduce las emisiones contaminantes.

Introduciendo la bioinformática

En la renovación del núcleo milenio, ya que esta es la segunda vez que se adjudican fondos para la iniciativa, incorporarán la genética y la bioinformática en hongos (S. cerevisiea). Tarea que será liderada por el Dr. Francisco Cubillos Riffo, investigador asociado del Plantel, quien estudiará el comportamiento de los genes en estos microorganismos y su interacción ante cambios ambientales.

Para lograr lo anterior harán uso de la bioinformática, aplicación que mediante herramientas informáticas permite el análisis de secuencias genómicas y procesos biológicos a gran escala, lo que permite observar el comportamiento de los genes para entender la respuesta fisiológica de los hongos.

Ciencia colaborativa

El Dr. Cubillos señala que “la investigación colaborativa es esencial, porque la verdad es que -hoy en día- uno no puede remitirse a estar solo en el laboratorio sino que debe buscar la experticia de la gente en su área y generar trabajos mucho más completos y obtener un mejor resultado y realizar el trabajo que por sí solo no podría”.

Por su parte, la Dra. Angélica Ganga comenta que este tipo de vinculación les permite potenciar su trabajo. “Cuando sales fuera y ves cómo se trabaja en el extranjero, en los grandes centros de investigación, la investigación es colaborativa. El trabajo unipersonalmente ya no es posible de realizar, en este mundo necesitas la interacción y el conocimiento que cada cual aporta, y eso te permite potenciar tu trabajo a nivel nacional e internacional”.

También comenta que esto permite posicionar a una institución pública como la Universidad de Santiago de Chile, al desarrollo del conocimiento para el país y su sociedad.

Con el objetivo de crear soluciones para la industria acuícola, el investigador de la U. de Santiago Dr. Marcelo Cortez se unió a la academia en el año 2008. Desde entonces ha desarrollado una serie de proyectos basados en su línea principal de investigación, enfocada en la Anemia Infecciosa del Salmón, más conocida como virus ISA.

Entre ellos, destaca el desarrollo de dos biotecnologías de última generación, que cuentan con solicitud de patente y se encuentran en proceso de internacionalización para desarrollar y comercializar los productos.

El primero es un adyuvante que utiliza las células del sistema inmune del salmón y es utilizado como vacuna contra el virus ISA, logrando un 80% de eficacia, tal como ocurre en el tratamiento de tumores y cáncer en humanos.

Mientras que la segunda biotecnología, es un método que genera el virus ISA y lo modifica utilizando el ADN recombinante del salmón, con lo que se obtiene una vacuna atenuada, la que transmite el virus al salmón infectándolo pero no causa enfermedades, tal como ocurre con las vacunas de polio que son inyectadas a los niños entre 4 a 6 años.

Al respecto, el investigador explica “no existe un gran desarrollo a nivel mundial de vectores virales para salmones, que es la utilización de los virus para usarlos como herramientas biotecnológicas. Nuestra idea es dejar de ver el virus ISA como un enemigo o un problema y usarlo como algo positivo, como una herramienta, por lo que surgió un rápido interés de empresas”.

Línea de investigación

El investigador Marcelo Cortez San Martín es Bioquímico de la Universidad de Santiago y en el año 2006 obtuvo el grado de Doctor en Bioquímica y Biología Molecular en la Universidad de Santiago de Compostela. Al finalizar sus estudios trabajó durante dos años en una farmacéutica veterinaria.

Debido al interés del investigador en las enfermedades veterinarias, específicamente el área de virología, se incorpora a la academia en la U. de Santiago durante el 2008, donde propone crear soluciones para la industria tales como vacunas y antivirales.

Desde entonces comenzó a desarrollar su línea principal de investigación enfocada en el virus de la Anemia Infecciosa del Salmón, teniendo en cuenta que Chile se posiciona como el segundo productor más grande del mundo.

En ese contexto, el investigador ha realizado diversos proyectos financiados por el Fondo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (Fondecyt), el Fondo de Fomento de Desarrollo Tecnológico (Fondef), la Fundación para la Innovación Agraria (FIA) y la Corporación de Fomento de la Producción (Corfo), los cuales han tratado desde el desarrollo de vacunas, adyuvantes, antivirales, entre otros, apuntando a mejorar los índices de sustentabilidad de la industria y cooperar en el cuidado del medioambiente.

En palabras del experto, el futuro del país se encuentra en el desarrollo de nuevas tecnologías, “es la clave para lograr avanzar en el desarrollo económico y sobre todo social. La ciencia y la innovación son las claves, hace 20 años atrás estábamos a la par con Corea del Sur desde el punto de vista de desarrollo económico, ese gobierno apostó en innovación un porcentaje alto de producto interno bruto, y hoy es pionero exportando telecomunicaciones, transporte, tecnología y tiene sus propios productos”, sostiene.

Asimismo destaca el rol de la U. de Santiago en el desarrollo de la Ciencia, “estoy muy agradecido de ésta Universidad. Sin su apoyo creo que no habría podido avanzar, también me ha apoyado mucho en concretar esta solicitud de patente y a la postulación a proyectos tecnológicos. Somos la universidad pública que más patenta a nivel nacional, claramente aquí tenemos un gran potencial de seguir creciendo, somos un Plantel que genera cambios y sería bueno que el Estado realmente se comprometiera con la ciencia”, afirma.

Vacuna con tecnología utilizada en cáncer

Entre los proyectos de innovación realizados por el investigador, se planteó el desafío de desarrollar y comercializar una vacuna con un adyuvante distinto al que actualmente se vende en el mercado nacional e internacional, el que comúnmente consiste en un producto que se incorpora a la formula, y exacerba la respuesta inmune del salmón, el cual según el Dr. Cortez es escaso y de elevado valor.

Fue así como tras postular a un fondo de la Fundación para la Innovación Agraria, del Ministerio de Agricultura, su equipo logró desarrollar un adyuvante basado en la utilización de células del sistema inmune del salmón.

“Utilizamos una idea, que para humanos está muy potente, que es el control de las enfermedades tumorales o del cáncer utilizando las células del sistema inmune del propio paciente. Los resultados fueron sorprendentes, logramos desarrollar una vacuna y los salmones respondieron súper bien, presentando un nivel de protección altísimo del 80%, muy por sobre una vacuna comercial, donde todos sus componentes eran de origen natural, sin componentes químicos”, explica el investigador.

La investigación, que se realizó durante 3 años, costó 130 millones de pesos. Mientras que las pruebas en especies vivas se efectuaron en dependencias de la U. Católica de  Concepción, las que fueron fiscalizadas por el Servicio Nacional de Pesca.

Actualmente la vacuna cuenta con una solicitud de patente y el interés de varias empresas internacionales para registrar y desarrollarla.

Respecto al interés nacional, el investigador sostiene: “irrumpir con un producto nuevo es riesgoso, y pocas empresas están abiertas a incorporar o adquirir esta tecnología tan innovadora, que utiliza la misma tecnología que hoy se usa para controlar el cáncer en humanos. Es muy fuerte, y eso exige de un espíritu innovador dentro de la empresa que es difícil de encontrar en Chile”, manifiesta.

Desarrollo de vacuna atenuada

Otro de los productos con interés de empresas a nivel internacional es el desarrollo de una vacuna atenuada a través de un método que permite generar el virus ISA y modificarlo, realizado durante 4 años a partir de un Fondecyt de Iniciación que otorgó financiamiento por 70 millones de pesos.

“Se trata de un virus que es capaz de infectar pero no causa enfermedades. Entonces, cuando haya una infección real, el animal es capaz de reconocer el virus y defenderse. Es como una vacuna de Polio (IPV), que se les da a los niños en gotitas y que es un virus atenuado, el niño se infecta pero no se enferma, entonces cuando está en contacto con el polio que causa la enfermedad, el menor se puede defender. Este tipo de vacuna para el virus ISA no existía”, explica.

En cuanto al funcionamiento de la biotecnología, el investigador explica que “se desarrolló utilizando plásmidos de ADN (moléculas de ADN extra-cromosómico generalmente circular que se replican y transmiten independientes del ADN cromosómico), a partir de ellos podemos generar virus ISA y modificarlo”.

Agrega que, “los estudios hoy han demostrado que al virus le puedo introducir genes, y provocar que el virus me ayude a expresar proteínas exógenas, y sea capaz de atenuarlo, por ejemplo. Entonces puedo generar rápidamente todo el abanico de virus que se han presentado en Chile en los últimos 9 años, en 2 o 3 meses, sin tener que aislar nada, simplemente tomo la información genética que está disponible en la base de datos de genes, y a partir de eso generar las diferentes variantes, con lo que hacemos una vacuna”.

Ésta tecnología ha sido probada en laboratorios, y actualmente el equipo espera la autorización del Servicio Agrícola y Ganadero (SAG) y del Servicio Nacional de Pesca (Sernapesca), quienes deben emitir permisos extraordinarios de ejecución de experimentos, al tratarse de un desarrollo innovador.