Amelie Baud ha tingut clar el que volia investigar des del tercer any del seu doctorat a la Universitat d’Oxford. En una conferència, va quedar fascinada per un estudi fet amb porcs que demostrava que els companys socials tenen influència en el fenotip de cada individu, és a dir, en les característiques fisiològiques, morfològiques i de comportament. Ella s’havia especialitzat en biologia computacional i estava fent el seu doctorat sobre les bases genètiques del fenotip.
La seva passió per aquesta idea de la influència social, combinada amb la influència del microbioma, l’ha portat a treballar a l’Institut Europeu de Bioinformàtica a Cambridge, al Laboratori Europeu de Biologia Molecular a Roma i a la Universitat de San Diego a Califòrnia. L’any 2021 va arribar al Centre de Regulació Genòmica (CRG) del Parc de Recerca Biomèdica de Barcelona (PRBB), atreta per la concentració de talent i recursos d’aquestes institucions. Actualment, lidera el laboratori de Sistemes socials i d’hoste-microbioma del CRG.
Al seu grup compta amb 4 estudiants de doctorat i una tècnica de recerca. Es pregunten com la interacció social i el microbioma, especialment els bacteris de l’intestí, influeixen en les característiques i la salut dels individus. “Les persones no vivim aïllades. Crec que els investigadors han estat ignorant això en gran mesura. No podem estudiar les persones de manera aïllada, necessitem tenir en compte almenys el seu entorn social i el seu microbioma”, explica Baud.
Al seu laboratori han descobert que les característiques i el comportament d’un rosegador, és a dir el seu fenotip, es veu influenciat tant pel seu propi microbioma intestinal com pels rosegadors amb què conviu. Ara estan investigant com això passa, utilitzant estudis computacionals i estudis experimentals.
“No vivim aïllades. Crec que els investigadors han estat ignorant això en gran mesura. No podem estudiar les persones de manera aïllada, necessitem tenir en compte almenys el seu entorn social i el seu microbioma”
Amelie Baud, CRG
Analitzar com un company social pot influir en les característiques i el comportament de l’altre no resulta senzill. Cal una forma objectiva de mesurar aquestes característiques i aquesta influència. Per això usen estudis genètics, perquè permeten descriure bé les característiques dels individus i dels seus microbiomes. La caracterització dels seus gens i dels gens dels bacteris del seu intestí ajuda a determinar també la direcció de la interacció, és a dir, qui ha influït qui. L’estudi de genomes ha permès identificar, per exemple, que els rosegadors que viuen junts comparteixen alguns d’aquests bacteris intestinals.
En un altre estudi recent han identificat 6 gens candidats a estar implicats en aquesta influència social indirecta, com un gen implicat en els patrons de la son. Per fer-ho, han analitzat 170 fenotips relacionats amb el comportament i amb les característiques fisiològiques i morfològiques en 1.812 ratolins.
Un repte interdisciplinari
Al laboratori de Baud combinen mètodes computacionals amb estudis experimentals amb rosegadors. L’ús de models animals, molt important en la investigació en salut, permet validar resultats que es poden obtenir gràcies als estudis per computació. Alhora que ajuden a comprendre millor aquests resultats, els experiments també poden portar a fer-se noves preguntes.
Aquest enfocament interdisciplinari és tot un repte, però es pot guanyar molt combinant aquests dos tipus d’estudi. “M’encanta. De vegades és difícil perquè et situes entre dues comunitats científiques diferents, on és un desafiament comunicar la teva ciència a persones no expertes. Però també, en creuar camps científics, coneixes àrees de recerca en les que cal aprendre més. Així que ho continuaré fent”, comenta la investigadora.
“En creuar camps científics, com els mètodes computacionals o l’experimentació animal, coneixes àrees de recerca en les que cal aprendre més”
Amelie Baud, CRG
Uns rosegadors molt especials
Els rosegadors d’aquest laboratori són especials, perquè tots són individus únics. Habitualment, els laboratoris de recerca biomèdica treballen amb rosegadors que tenen la mateixa informació genètica, són clons. Però en aquest cas calen individus amb informacions genètiques úniques, que provinguin de pares i mares diferents i tinguin característiques pròpies. Això permet estudiar com cada individu és influenciat pel seu company social o pels bacteris del seu intestí.
El laboratori treballa amb rates, però inicialment es tenien poques dades del microbioma d’aquests animals. Per això fa anys que el grup de Baud cataloga els bacteris de l’intestí d’aquests rosegadors. Els resultats s’afegeixen a una base de dades molt extensa sobre el genotip i el fenotip d’aquests animals que està recopilant un consorci nord-americà.
Aquest consorci està liderat per Abraham Palmer, de la Universitat de San Diego a Califòrnia. Baud va treballar al laboratori de Palmer abans d’arribar al PRBB i continua contribuint a aquesta base de dades. Tota aquesta informació constitueix un catàleg molt ric que conté informació sobre la fisiologia i el comportament de milers de rates. L’equip de Baud i molts altres laboratoris poden fer estudis computacionals partint d’aquesta eina.
Al PRBB sorgeixen col·laboracions
Al PRBB, Amelie Baud s’ha trobat amb Mireia Vallès-Colomer, que lidera el Grup de Recerca del Microbioma al Departament de Medicina i Ciències de la vida, Universitat Pompeu Fabra (MELIS-UPF), un altre centre del parc. Totes dues tenen interessos similars pel que fa al microbioma i utilitzen la bioinformàtica com a mètode d’estudi.
“Hem començat a explorar noves àrees de recerca juntes”, explica Baud. Oferiran una posició conjunta de doctorat, dirigit per les dues investigadores i finançat pel nou Programa Conjunt en Genòmica Mèdica Evolutiva (EvoMG). Al programa EvoMG hi participen tres centres del PRBB: CRG, MELIS-UPF i l’Institut de Biologia Evolutiva (IBE: CSIC-UPF).
Què ens pot portar l’estudi del microbioma i de l’entorn social
L’estudi dels efectes del microbioma i de l’entorn social en la salut dels individus és un nou camp científic. Es tracta d’una recerca bàsica que no només ajudarà a comprendre la relació entre la salut i l’entorn, sinó també altres interaccions entre el genoma, el fenotip i la salut.
En aquest tipus de recerca es fan servir moltes dades genètiques, dels rosegadors i dels seus microbiomes. També s’estudien una gran quantitat de variables, com ara el pes, el colesterol, la densitat òssia, patrons de comportament… Per això és difícil predir quins descobriments ens portarà en el futur, però és probable que es puguin aplicar a molts camps mèdics.
“A partir de la comprensió de com els bacteris de l’intestí influeixen a l’hoste, amb sort podrem manipular aquest microbioma per aconseguir una millor salut”
Amelie Baud, CRG
Realitzar estudis similars en humans és molt més complex, però ja existeixen alguns estudis en aquesta direcció. Aquest tipus de coneixement bàsic ens pot permetre assolir avenços molt importants en medicina en el futur. “A partir de la comprensió de com els bacteris de l’intestí influeixen a l’hoste, amb sort podrem manipular aquest microbioma per aconseguir una millor salut”, conclou Baud.
