Un científico apasionado por la bioquímica y la biología molecular

El investigador español Jordi Querol-Audí, doctor en bioquímica y biología molecular, no se imagina sin hacer ciencia. Su oficio es, para él, como “jugar a los detectives”, pues trata de seguir pistas para buscar respuestas, y si da con ellas le resulta muy satisfactorio.

Para este docente e investigador del laboratorio de Microbiología experimental y aplicada de la Universidad de Panamá, ser científico es “una carrera de fondo porque exige sacrificio y mucha paciencia. Pero cuando uno ve el resultado se olvida de lo que le costó llegar ahí”.

Lo suyo es la Bioquímica y la Biología molecular, disciplinas que maneja con destreza tras haberse recibido como doctor en estas ciencias por la Universidad de Barcelona.

Para este miembro del Sistema Nacional de Investigación de la SENACYT, la biología molecular es una disciplina tan relevante que desde hace décadas ha sido incorporada tanto en la bioquímica como en otras ciencias como lo son la genética, la endocrinología, la microbiología y otras para así intentar descifrar cómo se producen y controlan los procesos que gobiernan la vida.

En sus más de 20 años de carrera, Querol-Audí ha tenido la oportunidad de formar parte de diferentes proyectos de investigación no solo en su natal España, sino en Estados Unidos y ahora en Panamá. Durante el doctorado, estableció una colaboración con un grupo del Centro Superior de Investigaciones Científicas especializado en Biología Estructural. Como le gustó esa área, una vez finalizó sus estudios doctorales, empezó a trabajar en ese grupo como investigador postdoctoral realizando investigación en el área de la Virología Estructural desde finales de 2004 hasta finales de 2008. En ese momento, vio la necesidad de realizar una estancia internacional, y se dio la oportunidad en la Universidad de California en Berkeley, en el laboratorio de la Dra. Eva Nogales, como especialista asociado. En esa época, Querol-Audí tuvo el privilegio de participar en un proyecto en colaboración con la Dra. Jennifer Doudna, reciente ganadora del Nobel de Química por el descubrimiento de CRISPR/Cas9, el corta y pega genético. Esa estancia internacional finalizó a mediados de 2012, momento en que regresó a Barcelona para retomar sus labores de investigación en su anterior grupo de investigación, hasta que decidió venir a Panamá en 2015 por motivos personales y profesionales.

CRISPR/Cas9
El corta y pega genético CRISPR/Cas9 es, para el doctor Querol-Audí, un sistema “simple” y, a su vez, “extremadamente elegante”.

Los estudios a nivel estructural y funcional que llevaron a cabo la Dra. Jennifer Doudna y su colega la Dra. Emmanuelle Carpentier, y que les valió el premio Nobel de Química de 2020, demostraron la aplicabilidad de la proteína Cas9 para editar el genoma de cualquier célula en sitios precisos, tomando la proteína recombinante y formando un complejo con un pequeño ARN guía sintético que fuera complementario a la secuencia que se deseaba modificar.

Esto, en sus palabras, ha abierto la puerta a un infinito de posibilidades: “anular la expresión de genes, añadir genes o reemplazar aquellos que sean defectuosos, activar su expresión, localizar secuencias específicas dentros del genoma, y cada día aparecen nuevas aplicaciones”.

Apostando por esta herramienta, el Dr. Querol-Audí está liderando una línea de investigación basada en el uso del sistema CRISPR-Cas9 de edición genética del hongo quítrido (B. dendrobatidis) de los anfibios con la finalidad de atenuar su virulencia, ya que este hongo ha diezmado las poblaciones de anfibios a nivel mundial, y en Panamá, por ejemplo, ha afectado a especies emblemáticas como la rana dorada (Atelopus zeteki).

Para ello, mediante una profunda revisión bibliográfica, está analizando aquellos genes que se hubieran relacionado con la virulencia de este hongo unicelular acuático y móvil.

Lo explica así: “Como prueba de concepto nos centramos en dos genes que resultan esenciales para el correcto funcionamiento del flagelo en otros microorganismos acuáticos uniflagelados. Pretendemos utilizar la técnica de CRISPR-Cas9 para interrumpir la expresión de estos genes y ver qué efectos causa en la motilidad del hongo. Más adelante pretendemos generar líneas estables con estos silenciamientos génicos y analizar si dichas modificaciones podrían transferirse mediante reproducción sexual y así poder mitigar la virulencia del hongo”.

COVID-19
El Dr. Querol-Audí también forma parte de una propuesta de investigación que fue presentada a la Convocatoria de Respuesta Rápida a COVID-19 de la SENACYT, en la que participa un grupo entusiasta de estudiantes de pregrado y postgrado para la cual le solicitaron el apoyo como co-proponente y asesor.

“Ya a estas alturas todo el mundo ha oído hablar de la PCR como prueba diagnóstica de referencia para el SARS-CoV2. Esta técnica, sin embargo, requiere de instrumentación con un alto costo y de personal especializado tanto para llevarla a cabo como para analizar los resultados. Por eso, las pruebas PCR en el país se están llevando a cabo en centros de referencia como el Instituto Conmemorativo Gorgas de Estudios de la Salud o el Complejo Metropolitano de la Caja del Seguro Social”, indica el investigador.

Para este proyecto, se están desarrollando dos equipos portátiles de bajo costo que permitan el procesamiento y análisis de las muestras mediante la técnica de amplificación isotérmica a LAMP (Loop Mediated Isothermal Amplification, por sus siglas en inglés). Esta técnica, que ya ha sido validada por distintas empresas internacionales, permite llevar a cabo la detección del virus mediante cambio de color o emisión de fluorescencia en aquellas muestras que son positivas, y todo ello se desarrolla a una temperatura de 65ºC, por lo que no se requiere de un termociclador como en el caso del PCR, lo que abarata los costos.

Al mismo tiempo, el equipo pretende procesar los kits disponibles en el mercado para que puedan ser distribuidos sin necesidad de cadena de frío.

Con todo ello, el objetivo es poder disponer de equipos e insumos que sean fácilmente distribuidos en todo el país y que puedan ser operados por personal de salud no necesariamente especializado y así poder aumentar el número de pruebas diagnósticas incluso en los lugares más alejados y así reforzar el control de la pandemia, aclara el doctor.

Resistencia antimicrobiana
Además, el Dr. Querol-Audí, como investigador en el Laboratorio de Microbiología Experimental y Aplicada en la Universidad de Panamá, se encuentra desarrollando herramientas moleculares dirigidas a revertir fenotipos de resistencia a antibióticos en bacterias patógenas. La resistencia a los antimicrobianos es un serio problema de salud pública, tanto así que la Organización Mundial de la Salud ha declarado esta situación como una de las 10 principales amenazas de salud pública a las que se enfrenta la humanidad.

“En nuestro laboratorio se están llevando a cabo varios proyectos financiados por la SENACYT y el Ministerio de Ambiente, centrados en el análisis de la calidad microbiológica en distintas matrices ambientales, como agua y aire de la bahía de Panamá, aguas residuales o aguas de entrada en las plantas purificadoras de la Ciudad de Panamá. Entre los distintos microorganismos que se analizan en el laboratorio, como virus, protozoarios y hongos, también parte del grupo ha aislado cepas bacterianas de distintas especies y se ha determinado que, al igual que ocurre a nivel hospitalario, estas cepas presentan resistencias a múltiples antibióticos”.

La resistencia microbiana es un problema de salud a nivel mundial, puesto que no se dispone de nuevos antibióticos, recalca el investigador, y el mal uso de los antibióticos tanto a nivel de salud humana como en veterinaria ha llevado a este problema. Por tanto, opina, hay que trabajar en nuevas estrategias para combatir a estas bacterias multirresistentes.

Ante ello, el Dr. Querol-Audí está aplicando herramientas de ingeniería genética que permitan “construir librerías de expresión de pequeñas moléculas de ARN en el interior de estas cepas con el fin de analizar su potencial de revertir dichas resistencias. Una vez identificadas y demostrada su efectividad, se podrían combinar con otras aproximaciones como la fagoterapia y así poder combatir a estos microorganismos desde distintos frentes”, reflexiona el científico, quien supo desde sus tiempos como universitario que deseaba dedicarse a la investigación, un rol con el que pretende seguir brindar respuestas importantes para mejorar la vida y el entorno.