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La española que quiere destapar la estructura atómica de la Covid-19

La física Eva Nogales es pionera mundial en usar criomicroscopía electrónica para ver los componentes de las células a nivel atómico

05 AGO. 2020
10 minutos
La física e investigadora española Eva Nogales.
La física e investigadora española Eva Nogales.

Hablar con Eva Nogales es realmente inspirador. Nadie diría que lleva 30 años dedicada a su investigación porque muestra el mismo entusiasmo que el primer día. Por algo el Instituto Médico Howard Hughes financia desde hace 20 años el trabajo de su propio laboratorio en la Universidad de Berkeley, en California. Es líder internacional en su ámbito: el uso de criomicroscopía electrónica para ver los componentes de las células a nivel atómico. Su objetivo actual es contribuir a obtener la estructura de los componentes críticos de la Covid para que la industria farmacéutica pueda atacarlo directamente.

La actual presidenta de la Sociedad Americana de Biología Celular nació en Colmenar Viejo (Madrid), donde tuvo la "suerte" de su vida. Tres mujeres marcaron su camino a la ciencia:  sus profesoras de Matemáticas, Física y Biología; con las que, a día de hoy, sigue en contacto. "Eran tres mujeres de rompe y rasga, súper inteligentes, dinámicas y entregadas a su carrera docente", recuerda.

Aunque dudó si estudiar Medicina, acabó optando por Física en la Universidad Autónoma de Madrid. Un día acudió a una charla del director del sincrotón británico, Joan Bordas, quien comentó que existían unas becas para investigar con él. En cuanto acabó la conferencia, Nogales se postuló como candidata y Bordas no tuvo que hablar con ella más de cinco minutos para darle una plaza.  

Corría el 1990 y la joven española investigaba en un ámbito prometedor de la ciencia, la tubulina. Esta proteína, que está presente en todas las células, tiene un papel fundamental. "Los microtúbulos organizan toda la célula, se usan como autopista para mover cosas de un sitio a otro y separan los cromosomas duplicados durante la división celular", explica Nogales. Hoy existen muchos medicamentos que utilizan la tubulina como diana, como el taxol, para atacar todos los cánceres sólidos. "Se trata de una proteína muy importante desde el punto de vista celular y terapéutico", afirma. 

El problema de Nogales en aquel momento era que las herramientas que se utilizaban para estudiar la tubulina no acababan de convencerla. Se empezaba a hablar de la criomicroscopía electrónica, "la técnica revelación del siglo junto a la secuenciación genética y la edición genómica". Así que al terminar su tesis, decidió buscar posiciones postdoctorales donde pudiera avanzar con este sistema. Llegó entonces a Berkeley, donde un investigador trabajaba, precisamente, en obtener la estructura de la tubulina con criomicroscopía electrónica. Cuatro años después, durante los cuales nadie creyó que pudieran conseguirlo, se hizo famosa de la noche a la mañana. Su trabajo, portada de Nature en enero de 1998, no solo reflejaba la estructura de la tubulina, también la de ésta unida al taxol. "Hasta pusieron una calle con mi nombre en mi pueblo". 

Le salieron muchas ofertas, entre ellas de Harvard, pero optó por quedarse en Berkeley, donde abrió su propio laboratorio. Durante estos años, su laboratorio ha seguido trabajando en tubulina y microtúbulos. "Es nuestra constante, donde somos líderes internacionales", afirma. Pero también investigan en otros ámbitos, como la expresión genética.

"Cada gen puede leerse, pero tiene que haber algo que encuentre su posición y use maquinaria celular para ver dónde empieza la secuencia del gen, abrirlo y con una enzima copiarlo a ARN mensajero, que se saca del núcleo de la célula. Después, otra maquinaria lo traduce en proteínas", explica. Su equipo trabaja en averiguar cómo se encuentra el gen, cómo se abre y cómo se copia. "Es la manera en la que la célula regula sus necesidades". Quien se encarga de conseguirlo son "complejos proteínicos gigantescos desde el punto de vista molecular". El problema es que no se pueden ver con microscopía óptica

De ahí que la criomicroscopía electrónica sea perfecta para este caso. En vez de usar una fuente de luz, se utiliza una fuente de electrones que pasa por la muestra y genera una imagen con información a nivel atómico. Son microscopios de dos o tres metros de alto. Para minimizar el daño del material biológico, la muestra debe estar a temperaturas criogénicas (-180 grados centígrados). Así se obtienen millones de imágenes que, con procesamiento por ordenador (incluso ya con inteligencia artificial), sirven para obtener la estructura en 3D de la proteína con detalle atómico

Esta es la técnica que Nogales está utilizando ahora para dar con la estructura atómica del complejo de la polimerasa del Covid. "Es aquella que copia el ARN viral y lo modifica para confundir a la célula, para que piense que es su propio ARN mensajero y empiece a producir proteínas virales", apunta. "Aunque la estructura de la polimerasa en sí ya se publicó, no se hizo con todas estas estructuras adicionales que cambian el ARN mensajero", añade.

¿Por qué es importante? "Porque todas estas proteínas son enzimas y toda enzima tiene un bolsillo donde se unen determinados reactivos y catalizan una reacción, ahí es donde los fármacos se pueden diseñar para que encajen y bloqueen la actividad de la enzima". Después, las compañías farmacéuticas utilizan esas estructuras que su laboratorio publica gratuitamente para el diseño de las terapias. 

Financiación: confianza del Howard Hughes En el 2000, el Instituto Médico Howard Hughes, que financia a 300 investigadores de EEUU, se fijó en Nogales. "Es un proceso muy selectivo y concede mucho dinero, cada cinco años se hace una revisión, el criterio es que tienes que estar en la cumbre de tu campo de investigación y si lo consigues, vuelven a financiarte otros cinco años". Pues Nogales lo ha conseguido durante 20 años. Además, es miembro de la Academia Nacional de Ciencias de EEUU. Solo dos mujeres españolas lo han logrado: ella y Margarita Salas.