Ha sido elegido por MIT Technology Review como uno de los diez finalistas españoles de Innovators Under 35 Europe. Y sobran los motivos para este reconocimiento. Durante los últimos cinco años, este investigador de la Universidad de Stanford ha formado parte de un equipo multidisciplinario de bioingenieros, ingenieros de software y biólogos computacionales que ha desarrollado una tecnología innovadora que permite la simulación de organismos unicelulares vivos con software computacional.
Específicamente, Javier Carrera está trabajando en un modelo computacional de Escherichia coli con el objetivo de comprender su resistencia a los antibióticos y facilitar una plataforma de diseño de terapias antibacterianas. “Fue la complejidad de una célula, el impulso para comprender cómo el ADN conduce interacciones con otras moléculas, y adquirir la habilidad de explicar cómo ciertos procesos biológicos pueden derivar comportamientos erróneos, lo que impulsó a nuestro equipo en Stanford a recrear digitalmente el ciclo de vida del organismo modelo por excelencia en microbiología”, afirma el propio investigador español en declaraciones a Innovaspain.
La plataforma de simulación que han desarrollado les permite “poder ver si la bacteria virtual se comporta de la misma forma que organismos vivos reproduciéndose en condiciones naturales”. “Y, más importante aún, poder identificar donde están los cuellos de botella que nos impiden comprender los procesos biológicos clave que gobiernan estos microorganismos increíblemente complejos”.
Nuevos retos
En marzo de este año, el equipo de la Universidad de Stanford finalizó la primera versión del modelo computacional de E. coli que incorpora los procesos biológicos fundamentales para la simulación de esta bacteria en condiciones normales de crecimiento. Pero no dejan de mirar al futuro. “Uno de los retos con mayor prioridad será finalizar el primer modelo completo de E. coli, especialmente incluyendo modelos de todos los antibióticos conocidos, así como sus mecanismos de acción que, últimamente, faciliten simulaciones extensas para contestar preguntas clave en cuanto al desarrollo de nuevas terapias basadas en cócteles de antibióticos acompañados de ciertos potenciadores”, afirma Carrera.
A largo plazo, esperan llegar a un punto en el que puedan “pensar en la construcción de un modelo computacional de un ser humano, o al menos los procesos moleculares de una célula humana integrados de una forma unificada”. “Sin embargo, a día de hoy esto es aún un sueño”, afirma. En su opinión, los próximos pasos naturales se centrarán en simular bacterias con mayor nivel de complejidad.
“Vemos que estas investigaciones son clave para mejorar nuestro entendimiento sobre cómo nuestras células funcionan y, eventualmente, nos permitirán grandes avances, como la medicina personalizada”, añade.
Por todo ello, tener el reconocimiento de MIT Innovator Under 35 “es una nueva señal que incrementa las evidencias del impacto a gran escala que esta tecnología puede insertar en las practicas comunes que se vienen usando en mercados emergentes como Biotecnología o Biomedicina, así como investigación básica en Life Sciences”.
Ambiente único
Cuando se le pregunta por las diferencias que existen entre investigar en España y hacerlo en EE.UU., señala la disponibilidad de recursos, la agilidad en la ejecución de proyectos y el ambiente colaborativo “bastante único del área de la Bahía de San Francisco”. En este sentido, enfatiza varias experiencias personales que ha vivido en California durante los últimos 5 años.
Tras finalizar el paso por la Escuela de Negocios de Stanford en 2014, tuvo la oportunidad de moldear un plan de negocios que ligaba la habilidad de simular el funcionamiento molecular de microorganismos con un diseño más efectivo de terapias contra infecciones producidas por bacterias resistentes a diversos antibióticos. “Fueron 20 semanas y 100 entrevistas a fundadores de empresas biotecnológicas y farmacéuticas, científicos e ingenieros, emprendedores e inversores, y profesores mayormente de UC Berkeley, UCSF y Stanford –continúa-. La posibilidad de poder discutir sobre mis propias ideas a pie de calle, recibir feedback directo de estos líderes del campo, es lo que creo que hace único el ambiente que respiramos cada día por este área”.
En una dirección similar, también destaca que durante los últimos años ha podido ver de cerca el inicio y desarrollo de nuevo productos en la división de investigación de Google, “desde la propuesta de valor del producto a crear, pasando por el inicio rápido de la construcción de un equipo, hasta la definición de un Minimum Valuable Product que guiara los pasos a seguir durante los primeros dos años”.
Nueva generación
Volviendo a un posible desarrollo de modelos completos de células en el futuro, Javier Carrera considera clave “contar con nuevas tecnologías que sean capaces de interrogar experimentalmente sistemas biológicos de una forma reproducible y sistemática, de tal forma que sea un proceso automatizable, algo que en el Área de la Bahía de San Francisco ya llamamos como Cloud Labs».
“Probablemente, el más conocido hoy en día es Emerald Cloud Lab (ECL), y se encuentra localizado en South San Francisco –continúa-. Principalmente son empresas con interfaz computacional interactiva con el usuario donde este diseña y solicita experimentos, que posteriormente serán implementados mediante una plataforma robotizada que requiere el uso de técnicas comúnmente usadas en biología molecular y celular, y en química”, añade.
A corto plazo, tiene como prioridad unirse al ECL para poder contribuir a esta nueva generación de experimentación robotizada y automatizada en la que “se abrirán nuevas fronteras en la construcción de modelos completos para la simulación de células, especialmente bacterias patogénicas con resistencia múltiple a antibióticos, que amenazan la salud a nivel global”.
Desde su punto de vista, considera “esencial que en algún momento cercano se establezca una mayor conexión entre ingeniería, computación y biología para empujar la medicina hacia retos que ni siquiera ahora podríamos llegar a imaginar”. “A pesar de que hay muchas iniciativas e instituciones en este camino, pienso que aún estamos en el inicio de los inicios”, concluye.
