L’ESCOLAB ha tornat!

• #BDBI
• #Coronavirus
• #Science

• Share it:

Què tenen en comú un matemàtic anglès del segle XIX i l’actual pandèmia de la COVID-19? Si ho pregunteu als alumnes de segon de batxillerat de l’Institut Lliçà, us diran que molt. I és que el passat dijous 21 d’octubre, aquests mateixos alumnes van participar al nou ESCOLAB, on van tenir l’oportunitat d’aprendre i experimentar com podem fer servir la bioinformàtica per gestionar la pandèmia de la COVID-19.

Per aquelles persones que no coneguin l’ESCOLAB, es tracta d’una activitat que oferim des d’ESCI-UPF per divulgar i promocionar la bioinformàtica. A cada sessió, un grup d’alumnes de primer o segon de batxillerat ve a ESCI-UPF a fer un taller de dues hores sobre bioinformàtica. En anys anteriors hem tractat temes com, per exemple, el funcionament de les proteïnes que permeten que les neurones transmetin l’impuls nerviós.

Aquest any, el taller ha tractat sobre l’aplicació de la bioinformàtica per a la gestió de la pandèmia de la COVID-19, centrant-se concretament en 4 temes: models matemàtics per predir el progrés de la pandèmia, mecanismes pels quals el virus ens pot infectar, la nostra resposta immunitària i el desenvolupament de fàrmacs per tractar la malaltia.

Els models matemàtics han estat de gran utilitat durant tota la pandèmia. En concret, el model de Gompertz, desenvolupat el 1825 pel matemàtic anglès Benjamin Gompertz, ha permès predir el nombre d’infectats al llarg del temps. Aquest model ha estat utilitzat per governs i serveis d’epidemiologia per predir el progrés de la pandèmia i prendre decisions en conseqüència. Durant l’ESCOLAB, els alumnes van poder manipular les variables rellevants d’aquest model matemàtic, replicant així les corbes de contagis que van aparèixer a diferents països del món en el moment de l’inici de la pandèmia.

Els mecanismes pels quals el virus ens pot infectar són importants perquè, si els coneixem, els podem intentar bloquejar. Aquests mecanismes consisteixen en l’ús de proteïnes per entrar dins de les nostres cèl·lules. Les proteïnes són les molècules responsables de quasi totes les funcions que passen dins de les cèl·lules i virus. Les podríem imaginar com petites màquines que les cèl·lules fan servir per objectius molt diversos, com obtenir energia a partir de nutrients o comunicar-se amb cèl·lules veïnes.

En el cas d’un virus, aquests poden fer servir proteïnes per infectar les nostres cèl·lules. Aquest és el cas de la proteïna Spike, una proteïna que es troba a la superfície del SARS-CoV-2 i que s’uneix a una proteïna present a la superfície de les nostres cèl·lules. El virus aprofita aquesta unió entre proteïnes per entrar dins de les nostres cèl·lules, des d’on es reprodueix i s’estén per tot el nostre organisme.

Nosaltres ens defensem d’aquesta infecció mitjançant el nostre sistema immunitari. El nostre sistema immunitari és extremadament complex i està format per cèl·lules distribuïdes per tot el nostre cos, a més d’altres elements com proteïnes presents a la nostra sang, llàgrimes i pell. Un element fonamental al nostre sistema immunitari són els anticossos, unes proteïnes que s’uneixen i neutralitzen els virus o altres patògens que ens intenten infectar. Tenim anticossos diferents per als diferents patògens que ens han intentat infectar. Per exemple, els anticossos de la grip no et poden protegir contra la COVID-19.

Ara bé, un cop tu has desenvolupat anticossos contra una malaltia concreta, els mantens durant tota la vida. És aquest el motiu pel qual quan passes una malaltia per segon cop, els símptomes són més lleus i és el motiu pel qual la vacunació funciona. Durant l’ESCOLAB, els alumnes van poder manipular i visualitzar mitjançant eines informàtiques les proteïnes que fa servir el SARS-CoV-2 per infectar-nos, així com els anticossos que nosaltres utilitzem per defensar-nos d’aquesta infecció.

Un dels motius pels quals aquesta pandèmia ha estat tan devastadora ha sigut perquè no disposàvem de fàrmacs per defensar-nos del virus. Si el virus ens infecta, és gràcies a la unió entre una proteïna del virus (la proteïna Spike) i una proteïna nostra. No seria ideal desenvolupar un fàrmac que bloquegés aquesta unió? Aquesta mateixa idea l’han tingut molts científics arreu del món, que han començat a avaluar la capacitat de diferents fàrmacs per impedir aquesta unió entre proteïnes. Ara bé, investigar això té un cost.

Actualment disposem de milions de fàrmacs que podríem provar, però provar-los tots suposaria una despesa inimaginable. Aquí és on entra la bioinformàtica, ja que fent servir tècniques com les simulacions moleculars podem preveure com interactuen els fàrmacs amb les proteïnes del SARS-CoV-2. Això permet descartar molts fàrmacs abans de fer experiments amb ells, abaratint moltíssim el seu procés de desenvolupament. Durant l’ESCOLAB, els alumnes van poder manipular i visualitzar els resultats de simulacions moleculars. En aquests, s’estudiava la capacitat de diversos fàrmacs per unir-se a la proteïna Spike del SARS-CoV-2.

Aquesta nova edició de l’ESCOLAB va estar conduïda per alumni de Bioinformàtica. Tota la sessió va ser dirigida per la Irene Acero, qui juntament amb l’Alexis Molina van dissenyar tots els materials que es van fer servir durant la sessió. També hi va col·laborar la Laura Serra, que s’encarregarà de les properes sessions d’ESCOLAB. Si teniu preguntes, estigueu atents i atentes a les notícies de l’ESCOLAB!