Lienzos y partituras para crear nuevas vacunas

“El beso”, de Israel León Viera, que representa la nueva e inexplorada interacción de AKR con AKR o de SUB con SUB.
KGJ Colección, Author provided

José de la Fuente, Universidad de Castilla-La Mancha; Juan José Pastor Comin, Universidad de Castilla-La Mancha, and Sara Artigas Jerónimo, Universidad de Castilla-La Mancha

¡Que suene la música! La trucha alpina al oboe. Una rana al clarinete. El fagot para la mosca del vinagre. La única persona de esta peculiar banda toca el violín, mientras que una garrapata se encarga de la viola. Completa el sexteto de viento y cuerda un Caenorhabditis elegans, un pequeño gusano de un milímetro que hará que suene un imponente chelo.

¿Puede un compositor procurar una banda sonora que transcriba los datos que emergen de la rutina experimental de tubos de ensayo y probetas? Todos los componentes de la banda tienen algo en común: una proteína en su ADN. ¿Puede la información genética trasladarse a una partitura?

Secuencias de AKR/SUB dispuestas polifónicamente. Recurrencias y motivos.
Juan José Pastor., Author provided

La ciencia consiste en plantear nuevos interrogantes. Innovar es romper con lo establecido ¿Pueden el arte y la música ayudarnos a comprender la respuesta de nuestro organismo a una infección? ¿Y si los diseños de los artistas plásticos pudieran recoger sobre un lienzo los caminos que la ciencia debe abordar en el diseño de nuevos experimentos? ¿Podría una composición musical ayudar a entender con el comportamiento de sus voces, sus líneas melódicas, su forma y su estructura, las interacciones de las proteínas cuando estas responden ante la amenaza de un nuevo patógeno?

Para responder a esto tenemos que abrir nuestra mente. Y experimentar.

Científicos y artistas

Investigadores del área de Genómica, Proteómica y Biotecnología del grupo SaBio en el Instituto de Investigación de Recursos Cinegéticos, centro mixto de la Universidad de Castilla-La Mancha y el CSIC, hemos desarrollado a través de un equipo interdisciplinar de científicos, artistas y músicos una nueva metodología. Esta nueva aproximación, publicada en el último número de la revista Vaccines, reúne el enfoque artístico y científico en la caracterización de la akirina (AKR), una proteína también conocida como subolesina (SUB) en garrapatas, para avanzar en el estudio del papel que juegan estas moléculas en la regulación de la respuesta inmune.

De esta forma, se identifican los mecanismos y genes que son expresados en nuestras células y se convierten en proteínas con un papel funcional en respuesta a la infección. Estas proteínas están muy conservadas a través de la evolución en distintas especies y han sido eficaces en el desarrollo de vacunas. Este conjunto de proteínas interactúa física y funcionalmente entre ellas en respuesta a algún estímulo, como podría ser su comportamiento ante una infección en células humanas.

La colaboración entre científicos y artistas proporcionó dos resultados:

  1. Un algoritmo que utiliza conjuntos musicales, basados en la akirina y secuencias de proteínas que interactúan, como un nuevo método para caracterizar la evolución y las interacciones entre proteínas.
  2. La sugerencia de artistas visuales de propiedades previamente inexploradas.

Este planteamiento proporciona un enfoque combinado para comprender algunas de las preguntas desafiantes de la biología molecular.

Del ADN a la partitura

Tradujimos las secuencias del ADN de la akirina de distintas especies animales a motivos musicales. Para ello utilizamos un primer algoritmo modificado que atendía a la altura y el ritmo. Esto permitió generar el patrón melódico de cada especie animal y su configuración motívica, y también observar las similitudes presentes entre las secuencias en distintas especies y la identificación de los motivos repetidos.

La representación musical no solo permitió una comprensión lineal –-melódica-– de la singularidad de cada especie estudiada, sino que permitió su visión polifónica –conjunta y simultánea-–, como una composición compleja y lógica. El análisis del contrapunto –cómo unas voces o especies se imitan unas a otras-– aportó una textura musical llena de correspondencias, que se mostraba viva a través del sonido.

Ciencia sobre lienzo

En el caso de la pintura, trasladamos al artista una hipótesis científica de partida que sirvió al pintor para expresar un problema biológico sobre los materiales artísticos elegidos y que este tratara de resolverlo a través de formas, composición, trazos y color sobre la tela y el bastidor.

Esta contribución creativa nos ayudó a representar su propia teoría de una forma original y desde un punto de vista completamente diferente, no conceptual, lejos de la organización estadística de los datos recogidos.

La nueva representación visual constituye un nuevo contexto de referencias aperturista que estimula la imaginación y la creatividad y que permite establecer nuevas hipótesis que, a la única luz de los datos experimentales obtenidos, tal vez no hubieran surgido. La representación artístico-visual sirvió no solo para identificar problemas conocidos en las formas de expresión de un lenguaje artístico, sino también para suscitar nuevas ideas divergentes.

KGJ Colección, Ciudad Real, España., Author provided

Los resultados mostraron de un modo plural e interdisciplinar que la interacción entre varías moléculas de AKR y SUB y las interacciones físicas con diferentes proteínas simultáneamente están involucradas en la regulación de varios procesos biológicos. Además, ayudaron a entender, a través de estas nuevas formas de representación artística y musical, el papel de las interacciones estudiadas en la regulación positiva y negativa de respuesta inmune. Así entendimos cómo se activa o suprime la expresión de algunos genes concretos.

¿Qué implicaciones alcanza esta colaboración? No solo contribuye a la investigación, sino que puede lograr el desarrollo de vacunas para el control de infestaciones por garrapatas, así como para el estudio de patógenos transmitidos por estas.

Este puede ser un avance esencial en contextos de exclusión social en un mundo que cuenta con un importante índice poblacional situado bajo el umbral de pobreza. Ahí es donde científicos y artistas pueden avanzar juntos y de la mano, iluminando el avance de la investigación ante los nuevos desafíos científicos que permitan construir un mundo mejor.The Conversation

José de la Fuente, Profesor de Investigación del CSIC. Biología Molecular y Biotecnología, Universidad de Castilla-La Mancha; Juan José Pastor Comin, Profesor Titular de Universidad. Área: Música. Investigación: Relaciones entre Música y Literatura, Universidad de Castilla-La Mancha, and Sara Artigas Jerónimo, Personal investigador predoctoral en formación, Universidad de Castilla-La Mancha

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