Alejandro San Martín (30) de la Universidad Austral, Andrés Klein (34) de la Pontificia Universidad Católica de Chile, y Eduardo Labarca (32) de la Universidad Técnica Federico Santa María, son parte de los innovadores menores de 35 años premiados por la edición en español de MIT Technology Review.
Cinco emprendedores e investigadores chilenos menores de 35 años están decididos a cambiar el mundo gracias a la aplicación práctica de sus conocimientos y destrezas a los grandes problemas de la sociedad. Estos jóvenes talentos, integrantes de la lista de MIT Technology Review Innovadores menores de 35 en Chile, son una muestra de cómo está evolucionando la tecnología a nivel global, y también, de cómo la vocación transformadora de las personas está ayudando a mejorar el presente y puede marcar el futuro.
Es por ello que la edición en español de la revista de tecnologías emergentes del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) ha llevado esta competición por primera vez a Chile, para reconocer la osadía y el ingenio del que hacen gala los jóvenes de este país y reconocer a un grupo de ellos cuyas edades oscilan, en esta ocasión, entre los 27 y los 34 años.
En su primera edición chilena, los galardones reconocen a cinco científicos y emprendedores que destacan por su brillantez y su ambición por generar impactos globales. Estos hombres y mujeres son innovadores que están dando forma con creatividad a las tecnologías que marcarán las próximas décadas, especialmente en los campos del telediagnóstico, la robótica, la biotecnología y la biomedicina.
El propósito de estas distinciones es encontrar a personas que están abriendo nuevas posibilidades en diversos campos tecnológicos y que se enfrentan a problemas importantes para el desarrollo económico y social de una manera transformadora. En ocasiones, esa transformación proviene de la creación de un sistema novedoso, como un nanosensor de lactato que sirve para encontrar nuevos fármacos antitumorales; o unas moléculas que sustituirían a los antibióticos en acuicultura; e incluso, de una estrategia innovadora para predecir la progresión de la enfermedad de Gaucher. Otras veces, la innovación consiste en usar tecnologías ya existentes de manera más ambiciosa, por ejemplo, para prevenir la ceguera de la diabetes a través del uso del procesamiento automático de imágenes y la telemedicina web; o para hacer universal la experiencia de la exploración del fondo marino mediante el manejo de robots acuáticos controlados a través de la web.
Para elegir a estos jóvenes, después de un exhaustivo proceso de selección, la edición en español de MIT Technology Review ha contado con la ayuda de un grupo de reconocidos expertos que ha integrado el comité de jueces. Además, se han realizado consultas puntuales a otros evaluadores especializados en las diferentes áreas técnicas. Con sus valoraciones sobre los candidatos y el consejo de los editores de MIT Technology Review en Estados Unidos, quienes realizan desde 1999 esta competición a nivel global, se han obtenido finalmente los nombres de los cinco ganadores.
Conoce a los innovadores premiado de RedG9
Andrés Klein, 34
Ha ideado una nueva estrategia para predecir la progresión de la enfermedad de Gaucher
Instituto Weizmann de Ciencias
La enfermedad de Gaucher afecta a uno de cada 100 mil nacimientos en el mundo. La provoca la mutación del gen que ordena fabricar la enzima GBA, encargada de que la digestión de los nutrientes se realice correctamente en los lisosomas de las células. Aunque sean portadores de la misma alteración genética, los pacientes de Gaucher pueden desarrollar subtipos distintos de la enfermedad y evolucionar de manera muy diferente. Los que padecen el tipo 1 sufren problemas en el hígado, bazo, los huesos y la sangre pero, administrándoles la enzima que en su cuerpo funciona de forma defectuosa, los síntomas desaparecen y pueden llevar una vida normal.
Sin embargo, en los pacientes que desarrollan el tipo 2 el pronóstico es mucho peor. La esperanza media de vida no supera los 2 ó 3 años porque, en su caso, el órgano afectado por la enfermedad es el cerebro y no existen fármacos para tratarla. Por último, las personas afectadas por el tipo 3 presentan también síntomas neurológicos, pero en esta ocasión aparecen alrededor de los 30 años e, igualmente, van sufriendo problemas motores y cognitivos que no tienen cura.
¿Por qué en personas con el mismo gen mutado la enfermedad progresa de forma tan diferente? Esta es la pregunta que llevó al joven bioquímico Andrés Klein a idear una nueva estrategia para descubrir los mecanismos biológicos que hay detrás de las variaciones en la manifestación física de la enfermedad.
Este joven doctor en Biología Celular y Molecular, formado en la Pontificia Universidad Católica de Chile y en la Universidad de Stanford (EEUU), y actual investigador del Instituto Weizmann(Israel), confía en que la capacidad de predecir qué subtipo desarrollará cada paciente sea el primer paso para crear tratamientos personalizados y más efectivos.
Klein sospecha que existen otros factores que están influyendo en que sea uno u otro subtipo de enfermedad el que finalmente desarrolle el paciente. Que la persona afectada exprese «los distintos fenotipos» -es decir, los síntomas de los tipos 1, 2 o 3- no depende de que el gen que ordena fabricar la GBA tenga una mutación u otra. Esto es condición necesaria y suficiente para desarrollar la enfermedad, pero no para saber de qué tipo será. Klein cree que esto viene determinado por el hecho de tener o no una combinación de variaciones genéticas que incluye también mutaciones concretas en otros puntos del genoma que, hasta ahora, no era posible de identificar.
Dentro de la cadena ordenada de genes que forma nuestro genotipo, existen algunas variaciones en la estructura de algunos eslabones que se dan más frecuentemente de lo normal. Concretamente, estas variaciones, presentes en al menos el 1% de la población, se llaman SNP (del inglés, Single Nucleotide Polymorphisms). Los SNP se pueden utilizar para asociar su presencia con distintos fenotipos para, posteriormente, entender por qué determinados individuos sí desarrollan determinados síntomas y comparar con quienes no tienen ese marcador genético y no los han desarrollado.
Pero, ¿cómo ha identificado Klein los SNP relacionados con los subtipos de Gaucher? Su estrategia ha consistido en observar en ratones que la tenencia de cierto SNP (o de una combinación de ellos) coincide con la existencia en estos animales de síntomas similares a los que caracterizan uno u otro tipo de enfermedad de Gaucher.
Observando síntomas en ratones
En lugar de comenzar a buscar estos SNP en humanos, Klein optó por usar ratones, ya que la dificultad de reclutar a grandes de grupos de pacientes de los diferentes subtipos de Gaucher y los costos de secuenciar de sus genomas habrían sido muy elevados. En lugar de eso, este joven utilizó 14 cepas de ratones (que tienen en común con los humanos el 99% del genoma) y les indujo la enfermedad de Gaucher administrándoles una sustancia que evita que la enzima GBA funcione. Durante varios meses, hizo un seguimiento del número de días que vivían y de los síntomas que presentaban. El joven recuerda que observó “diferencias muy llamativas en el fenotipo”. Algunas cepas vivían mucho y no presentaban síntomas neurológicos, imitando la enfermedad tipo 1; otras vivían periodos muy cortos y desarrollaban una enfermedad “muy agresiva al cerebro”, imitando la tipo 2; finalmente otras cepas vivían periodos intermedios y desarrollaban síntomas neurológicos tardíamente, como ocurre en el tipo 3.
Asociando mediante una herramienta bioinformática estos datos físicos con el genotipo de los ratones, Klein ha establecido asociaciones estadísticamente significativas que relacionan la existencia de ciertos marcadores genéticos con el desarrollo de un subtipo u otro de enfermedad. En concreto, Klein ha utilizado para el análisis cuatro millones de SNP por cada cepa de ratones para «asegurar una gran cobertura del genoma».
Aunque las conclusiones obtenidas en animales no siempre son aplicables en humanos, Klein ya tiene algunas combinaciones de SNP sospechosas de ser las causantes de que los ratones desarrollen los síntomas del tipo 1, 2 ó 3 de la enfermedad. Actualmente, en colaboración con médicos de Reino Unido, está verificando si esos marcadores genéticos también están presentes en el genotipo de pacientes de esos distintos subtipos de la enfermedad de Gaucher. Para Klein, la “gran ventaja” es que ya sabe “en qué genes buscar cambios, y por lo tanto, los valores para alcanzar significancia estadística de asociación son mucho más bajos que si se analiza el genoma completo», explica.
En opinión del socio director de Threshold Ventures y miembro del jurado de los premios MIT Technology Review Innovadores menores de 35 Chile, Jonathan Baer, aunque este innovador no sea un emprendedor propiamente dicho «ha sido capaz de empujar hacia delante su proyecto, obtener fondos y lograr apoyos, todas ellas cualidades de emprendedor». Para Baer, Klein destaca por su sólida formación científica y por haber desarrollado un trabajo «altamente innovador» que «puede llegar a tener impacto en la salud de muchas personas y conducir a mejores tratamientos para diversas enfermedades lisosomales, entre ellas, el párkinson».
Eduardo Labarca, 32
Ha creado minisubmarinos controlados a través de la web para explorar el océano desde cualquier lugar
Acquatico
“Si somos capaces de controlar robots en Marte, ¿por qué no bajo el agua? ¿Por qué no a través de internet, que es la mejor herramienta que se ha inventado nunca para llevar información y conocimiento a los humanos?”. Estas preguntas deambularon durante meses por la mente inquieta del ingeniero y emprendedor Eduardo Labarca, donde también resonaban las palabras del explorador Jaques Cousteau: “La gente protege lo que ama”.
Como enamorado del mar y apasionado del surf y el buceo, este joven chileno sabe que, además, las personas solo aman lo que llegan a conocer, y que el fondo marino es todavía un entorno inaccesible y peligroso para la mayoría de los humanos.
Movido por el deseo de convertir el acceso a los hábitats submarinos en algo universal e independiente de las condiciones económicas y físicas de cada individuo, y con la solidez técnica que le aporta su formación en electrónica, Labarca ha encontrado finalmente la respuesta a las preguntas que le obsesionaban. Su propuesta se llama Acquatico, un proyecto en el que confluye la robótica, el buceo y las posibilidades de internet para abrir a la humanidad una ventana a los océanos.
Labarca y su socio José Manuel Ortiz han creado Aquatico con el apoyo del ingeniero y exastronauta de la NASA Dan Barry y el experto buceador y jefe de proyectos del Centro de Investigación Ames de la NASA Randy Berthold, a los que conoció durante su paso por la Singularity University (Estados Unidos). Su visión es crear una empresa basada en la web con la que ofrecer a nivel global una “experiencia inmersiva”. A través de la plataforma de Aquatico, una actividad aun relativamente cara y compleja como el buceo se convierte en cercana y asequible gracias las a telecomunicaciones y a la mediación de los robots submarinos diseñados por su equipo.
Labarca empezó a crear robots desde tercer curso en la universidad Técnica Federico Santa María (Chile), donde estudió Ingeniería Electrónica. Al principio, lo hacía solo por diversión y curiosidad; después, con fines más prácticos, como el robot para agricultura que creó junto a su equipo durante el Field Robotic Event, en Stuttgart (Alemania).
Tras pasar varios años volcado en el emergente mercado de la robótica móvil, en el que entró en 2006 fundando su empresa Austec, este innovador decidió que había llegado el momento de poner el potencial de la tecnología al servicio del mundo. El Departamento de Defensa de EEUU y la Armada de Chile les había pedido que desarrollaran un sistema submarino robotizado “con capacidad de observación 3D y realidad aumentada”. Labarca cuenta que, cuando lo hicieron, se preguntaron por qué no crear también aplicaciones “para el mundo civil”.
El reto de Acquatico es ambicioso: por un lado, llenar el océano de pequeños robots submarinos equipados con cámaras que envíen imagen en alta definición y audio en streaminga cada tableta, ordenador o móvil conectado a Internet, en cada rincón del planeta; por otro, permitir que cualquier persona pueda manejarlos y observar la infinita biodiversidad subacuática, sin dañar el entorno y ofreciendo una experiencia multimedia más rica que las simples fotografías submarinas. El objetivo del joven es “generar un lazo afectivo con el océano, construir un vínculo que propicie masivamente su preservación”.
De hecho, la idea de Labarca es que, en el futuro, su plataforma pueda utilizarse como herramienta científica y educativa, para descubrir nuevas especies de plantas, animales e incluso los tesoros de un naufragio. Esta experiencia podría intensificarse mediante el uso de tecnologías de realidad aumentada y accesorios como gafas inmersivas, dispositivos con tecnología EEG como EMOTIV, y sistemas de interfaz y control tridimensional como Leap Motion. Según Labarca, estas posibilidades “se irán incorporando y haciendo compatibles con los equipos a medida que estén disponibles en el mercado y hayan madurado tecnológicamente”.
Por ahora, el joven ha creado y probado su primer minisubmarino, de un metro de longitud y 24 centímetros de diámetro, en varias localizaciones en EEUU y Chile. Este robot puede sumergirse hasta a unos 150 metros de profundidad y transmite datos por un cable de fibra óptica a una boya en superficie y, desde allí, a una estación en tierra. Por este cable umbilicalllega también la energía eléctrica al dispositivo, cuyas baterías le dotan de una autonomía de algunos días. Labarca asegura que actualmente se encuentran probando “los enlaces de comunicación entre el equipo que está dentro del mar y los equipos que le permiten el acceso a internet”.
Por otro lado, para el usuario que accede a la plataforma de Acquatico, hay dos opciones de manejo. La primera, mover el submarino físicamente, algo que solo puede hacer una persona cada vez y que, por tanto, deberá solicitarse anticipadamente. El robot cuenta con varios sensores para evitar choques accidentales contra obstáculos y rocas del fondo marino mientras el usuario lo maneja o cuando está en piloto automático. Además, está diseñado para no alcanzar grandes velocidades.
La segunda opción es operar la imagen de vídeo, algo que permite al usuario moverse por donde quiera, independientemente de lo que haga el piloto del submarino u otros usuarios. Esta opción será gratuita y no será necesario esperar un turno para acceder a ella.
Labarca estima que el primer submarino explorador estará en marcha a principios de 2014. Aunque la base de operaciones de la empresa está en Silicon Valley (EEUU), están valorando como emplazamiento inaugural las aguas de la bahía de Monterrey (EEUU), Aruba (territorio de Países Bajos situado al norte de Venezuela) o una isla en la Polinesia Francesa.
En opinión de la asesora de TPG Credit Funds y miembro del jurado de los premios MIT Technology Review Innovadores menores de 35 Chile, Paloma Cabello, Labarca es “un auténtico innovador” que a través de su proyecto Acquatico ha demostrado los mejores valores que buscan reconocer estos premios en lo que se refiere a “ambición, impacto, creatividad y osadía”.
Alejandro San Martín, 30
Ha creado un nanosensor de lactato para encontrar nuevos fármacos antitumorales
Centro de Estudios Científicos
Las células cancerígenas necesitan producir ingentes cantidades de energía para soportar su ritmo de replicación rápido y descontrolado. Durante este proceso, fabrican también mucho lactato, una molécula que en los tejidos sanos se produce en bajas cantidades. Observar en la célula los diferentes niveles de esta molécula es una estrategia eficaz para sospechar de la existencia de un cáncer. Por otro lado, descubrir sustancias capaces de boicotear el abastecimiento energético de las células cancerígenas -por ejemplo, que bloqueen la entrada y salida de lactado de ella- permitiría desarrollar fármacos que redujeran el tamaño de los tumores. Sin embargo, hasta el momento, ha sido muy difícil detectar la presencia de esta molécula en los tejidos de forma precisa y rápida.
Gracias al trabajo del joven chileno Alejandro San Martín, más de 40 laboratorios en el mundo están ya probando una herramienta biológica que permite observar en tiempo real y con gran precisión la disminución y el aumento de la concentración de lactato en las células.
Este biólogo molecular, formado en la Universidad Austral de Chile e investigador del Centro de Estudios Científicos (CECs), ha creado un innovador nanosensor con dos proteínas que emiten una señal fluorescente que cambia al unirse al lactato. Midiendo la intensidad de la fluorescencia de ambas proteínas fluorescentes (mTFP, procedente de corales, y Venus, procedentes de medusas) el sensor diseñado por San Martín, bautizado como Laconic, permite observar cambios en las concentraciones de esta molécula en cuestión de segundos. Además, según explica el joven, es capaz de hacerlo con una resolución espacial máxima, célula por célula, ofreciendo un nivel de detalle que hasta ahora era imposible.
San Martin, que ha publicado su trabajo en la revista científica PLoS ONE y solicitado la patente internacional de este sensor, se encuentra actualmente en conversaciones con la industria farmacéutica para licenciarlo y destinarlo al descubrimiento de nuevos medicamentos antitumorales.
Miles de posibles causas, entre las que se encuentra la activación de diferentes oncogenes, pueden provocar la aparición de distintos tipos de cáncer. Pero la hiperactivación del metabolismo energético para alimentar el crecimiento descontrolado es un fenómeno universal típico de las células tumorales de cualquier clase. El enfoque de San Martin es ayudar en la búsqueda de fármacos que corrijan esa manifestación, es decir, se dirige al resultado final, independientemente de que haya sido provocado por la conjunción de miles de variables. De este modo, esta estrategia es opuesta a la más seguida en las últimas décadas en investigación básica, basada en la búsqueda de dianas terapéuticas a través de la identificación de rutas moleculares concretas que estuvieran causando diferentes tipos de tumores. De esta forma, Laconic ayudará a las farmacéuticas a mejorar la búsqueda de sustancias que ayuden a corregir el metabolismo característico de las células tumorales hacia el típico de las células sanas (no hiperactivado para la producción de lactato).
La búsqueda de nuevos fármacos se realiza mediante ensayos de alto rendimiento, en los que se utilizan líneas celulares obtenidas a partir de tumores. Sobre estas células, se van probando diferentes moléculas candidatas a convertirse en fármacos y se estudian sus efectos. Ahora, gracias al sensor ideado por San Martín, los autores de los ensayos podrán saber en tiempo real si las células tratadas con determinada molécula acumulan o dejan de acumular lactato en su interior y, por tanto, deducir si esa molécula candidata ha funcionado o no como antitumoral bloqueando la producción excesiva de energía.
Para usar el Laconic, que químicamente es lo que se conoce como una proteína de fusión, los investigadores deben introducir el ADN que contiene la información para producir el nanosensor en las células sobre las que hacen las pruebas. De esta forma, es la propia maquinaria de producción de proteínas de la célula tumoral la que se encarga de fabricar el Laconic. A continuación, estas células que han expresado el sensor (incluidas sus proteínas fluorescentes) son colocadas en varios pocillos donde se les agregan diferentes moléculas candidatas a convertirse en fármacos bloqueadores del transporte del lactato.
San Martín explica: «Con este sistema no tenemos que destruir la muestra: la célula se mantiene viva, expresando el sensor, y nosotros podemos hacer las mediciones captando la fluctuación de la fluorescencia con nuestros sistemas ópticos». A diferencia de otros biosensores, por ejemplo, los basados en electrodos, la resolución espacial del creado por San Martín es muy elevada. Además, tras realizar pruebas con otras moléculas muy similares al lactato para ver si se producía algún cambio en la señal, Laconic demostró una gran especificidad para esta.
Según este joven innovador, la creación de este biosensor era, inicialmente, «un proyecto de muy baja probabilidad de éxito». Además, aunque tuvo que escoger otro para su tesis doctoral, decidió no abandonar la idea y seguir desarrollándolo en paralelo a sus estudios de doctorado, ayudado por un estudiante de grado, Sebastián Ceballo. Ambos lucharon por obtener los recursos necesarios y, finalmente, consiguieron sacarlo adelante. San Martín recuerda que «con muy poco» hiceron mucho, y añade: «Aprendimos una lección: muchas veces la creatividad es más importante que el dinero para hacer grandes cosas».
El joven investigador diseñó Laconic, inicialmente, para tratar de entender el metabolismo energético cerebral, donde las neuronas, en lugar de glucosa, usan gran cantidad de lactato para obtener energía. Pero por el camino se dieron cuenta de que “podía ser importante en cáncer” y comenzaron a “hacer los ensayos hasta obtener un resultado excelente». En los próximos años, sus planes incluyen seguir trabajando en la mejora de este sensor y en la fabricación de otros nuevos para moléculas como el piruvato -usado en la industria farmacéutica como base de numerosos medicamentos-, además de lograr la implementación completa de Laconic en la búsqueda de drogas anticáncer.
El presidente del Consejo de Administración de Suanfarma Biotech, Héctor Ara, y miembro del jurado de los premios MIT Technology Review Innovadores menores de 35 Chile, destaca que el trabajo de San Martín «ha concitado un altísimo interés en la comunidad científica norteamericana y europea». Para este experto la iniciativa de este innovador chileno de solo 30 años es «de gran relevancia en los ámbitos biomédico y biotecnológico».
INFORMACIÓN PERIODÍSTICA
Fuente:MIT Technology Review. Elena Zafra
