Graduada a la primera promoció de biotecnologia de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB), Maria Lluch ha dedicat la seva carrera científica a estudiar un dels bacteris més petits que existeixen, de tan sols 0,2-0,3 µm de diàmetre: el Mycoplasma. Per fer-nos una idea, necessitaríem col·locar uns 70.000 bacteris com aquest en fila per arribar a ocupar el diàmetre d’una moneda de cinc cèntims d’euro.
De Mycoplasma genitalium a Mycoplasma pneumoniae
Després de focalitzar la seva recerca en Mycoplasma genitalium com a model d’organisme mínim durant la seva tesi doctoral, quan va arribar al laboratori dirigit per Luis Serrano al Centre de Regulació Genòmica (CRG), Lluch va començar a treballar amb Mycoplasma pneumoniae.
“Esbrinar el funcionament d’un genoma tan petit com el de Mycoplasma és clau per dissenyar models que permetin predir com impactaria, en la fisiologia de qualsevol organisme, un canvi en el seu genoma”
Però, per què estudiar Mycoplasma? Degut a la seva mida, el genoma d’aquests bacteris és molt petit i això facilita el seu estudi. Si s’aconsegueix comprendre com funcionen aquests organismes, en un futur es podran dissenyar models computacionals que permetin predir com impactaria, en la fisiologia de qualsevol organisme, un canvi en el genoma.
En aquesta línia, el post-doctorat de Lluch es va centrar en entendre la biologia de M. pneumoniae, micoplasma que, ubicat als pulmons de la major part de la població, s’associa amb pneumònia típica. Al finalitzar el seu post-doctorat i començar com a Staff Scientist (investigadora associada) al mateix laboratori del CRG, Lluch va tenir l’oportunitat d’iniciar la seva pròpia línia de recerca, enfocada en la biologia sintètica. L’objectiu: a partir del coneixement obtingut estudiant la biologia cel·lular de M. pneumoniae, desenvolupar eines que permetin modificar el genoma d’aquest bacteri.
Un bacteri com a xassís per tractar malalties
“Imagina un cotxe al que li treus la carrosseria, i en el que només mantens el xassís i les peces essencials (motor, rodes…) per a que segueixi funcionant. Doncs bé, la idea era fer el mateix amb M. pneumoniae” comenta la investigadora del CRG. “Buscàvem crear una soca segura i atenuada del bacteri eliminant-li tots els elements que poguessin causar algun efecte patogènic, i així poder utilitzar el bacteri com un vehicle terapèutic. Un vehicle que arribi al teixit d’interès i produeixi i secreti proteïnes heteròlogues, és a dir, proteïnes obtingudes d’expressar gens no propis de M. pneumoniae“, afegeix Lluch.
“Buscàvem crear una soca segura i atenuada del bacteri eliminant-li tots els elements que poguessin causar algun efecte patogènic, i així poder utilitzar el bacteri com un vehicle terapèutic.”
Maria Lluch
La primera malaltia que la investigadora i els seus companys i companyes de laboratori van intentar tractar va ser la pneumònia associada a ventilació. Es tracta d’una pneumònia que afecta als pacients intubats de l’UCI, molt susceptibles a infeccions causades per pseudomones i estafilococs, que són bacteris patògens que s’adhereixen als tubs endotraqueals, on formen biopel·lícules molt gruixudes i difícils d’eliminar amb antibiòtics. La idea, doncs, és que M. pneumoniae, aprofitant que pot arribar al pulmó perquè és el seu hàbitat natural, pugui dirigir-se a aquestes biopel·lícules i produir, de manera continua i local, agents que les foradin.
MycoSynVac, o com dissenyar vacunes multivalents per animals
Amb aquesta idea de bacteri com a xassís, el laboratori de Luis Serrano va iniciar el projecte europeu MycoSynVac amb l’objectiu de protegir els animals de malalties infeccioses produïdes tant per virus com per bacteris, amb una única vacuna. La manera d’aconseguir-ho era creant vacunes multivalents, que proporcionen protecció envers diferents patògens, en una sola molècula. El bacteri que es va utilitzar com a xassís en aquest projecte és una soca de M. pneumoniae, modificada de manera que pot expressar antígens de superfície envers determinats patògens d’animals.
Tot i que el projecte MycoSynVac va finalitzar a l’abril de 2020, a dia d’avui se segueixen portant a terme assaigs per determinar el grau de protecció de la vacuna, així com estudiar la seva dosi-resposta i farmacocinètica. “Gràcies al projecte sabem que la vacuna genera, en animals, resposta immune contra tres patògens diferents. Actualment estem analitzant el seu grau de protecció. És a dir, si quan l’animal és infectat pel patogen es desencadena una resposta immune suficient com per combatre la infecció”, comenta Lluch.
Demostrar en animals que el xassís bacterià és segur i que, a la vegada, els antígens de superfície que expressa generen resposta immune, és molt útil ja que, els resultats extrets d’aquest projecte serveixen com a font d’informació pel disseny de futures aplicacions en humans.
De MycoSynVac a Pulmobiotics
Amb la idea en ment d’iniciar-se en les aplicacions en humans, Lluch, juntament amb Luis Serrano, ha inaugurat la companyia Pulmobiotics, amb l’objectiu de desenvolupar aplicacions terapèutiques a nivell dels pulmons.
“Pulmobiotics està basada en tot el coneixement que hem anat desenvolupant al llarg d’aquests anys en quant a eines moleculars, creació de soques atenuades, producció de proteïnes de secreció continuada per tractar malalties del pulmó…”, afirma la investigadora.
“La mort dels pacients intubats a la UCI no és només conseqüència de la infecció del SARS-CoV-2, sinó d’infeccions secundàries originades pel fet d’estar intubats. Des de Pulmobiotics ens plantegem orientar el nostre producte, en part, al tractament de la COVID-19.”
Els inicis de Pulmobiotics no han sigut fàcils, doncs la seva posada en marxa ha coincidit amb el pic més àlgid de la pandèmia de la COVID-19. A més a més, al tractar-se d’una empresa que busca trobar solucions a malalties pulmonars, Lluch i el seu equip es plantegen re-orientar temporalment l’objectiu d’aquesta spin-off del CRG.
“La mort dels pacients intubats a la UCI no és només conseqüència de la infecció del SARS-CoV-2, sinó d’infeccions secundàries originades pel fet d’estar intubats. Des de Pulmobiotics ens plantegem orientar el nostre producte, en part, al tractament de la COVID-19“, comenta Lluch. “L’expressió de nanoanticossos que reconeguin i bloquegin el virus, l’exposició d’antígens de superfície contra el virus en bacteris atenuats per obtenir vacunes… Són diferents estratègies que ens plantegem per combatre la pandèmia actual”, afegeix la investigadora.
“Quan mires les 10 primeres causes de mort a nivell mundial, les malalties pulmonars estan entre les primeres. Crec que tenim l’oportunitat de desenvolupar una plataforma tecnològica que ens permetrà tractar diverses malalties. Es a dir, ara ens enfocarem a la pneumònia associada a ventilació, però gràcies a la biologia sintètica podem obtenir, de manera relativament ràpida i fàcil, soques bacterianes modificades que serveixin per tractar altres afectacions pulmonars. Doncs, la nostra idea és centrar-nos ara en un producte concret i, potser, desenvolupar alternatives de tractament per combatre la pandèmia actual de la COVID-19″, conclou la co-fundadora de Pulmobiotics.
