Carrera científica
A lo largo de mi carrera me he esforzado por desarrollar un perfil versátil y adaptable en el ámbito de la biotecnología.
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He desarrollado mi carrera científica en diferentes países, pasando por varios grupos de investigación y participando en proyectos con objetivos muy diversos, pero mi máxima siempre ha sido, y es, divertirme y disfrutar de lo que hago. Siempre intento dedicar mi tiempo a hacer lo que me gusta, y como casi todo el mundo, a lo que dedico la mayor parte de mi tiempo es al trabajo. Por lo tanto, no me queda más remedio que hacer de mi trabajo algo que me guste y que me motive cada día para no convertir la vida en un valle de lágrimas. Por eso, las habilidades que he desarrollado durante mi carrera científica se han centrado en hacer lo que más me divierte y me atrae en cada momento.
Aquí te cuento sobre el conjunto de capacidades técnicas y áreas del conocimiento que me definen cómo investigador científico, y que de una manera casi intuitiva, en función de qué me atraía más, he ido desarrollando. Con el tiempo, he analizado y descubierto cuáles son los aspectos más fundamentales de aquello que me "divierte", me motiva, y que al final, me define como profesional y científico. Los aspectos de los que te hablo son: (i) aprender y ser creativo, (ii) trabajar en equipo y (iii) desarrollar ideas que aporten algo a la sociedad. Estos son los cimientos sobre los que he construido mi carrera profesional, centrada en el estudio de la biología y la biotecnología.
La fuente de motivación
La fuente de motivación
Para explicar las decisiones y los caminos que me han llevado a desarrollar mi perfil profesional partamos de la base de que mi principal campo de interés, al que dedico mi carrera, es al estudio de la biología y sus posibles aplicaciones a través de la biotecnología. Para que te hagas una idea de lo apasionante que es la biología, ten en cuenta que, gracias a los descubrimientos de Charles Darwin en el siglo XIX, hoy sabemos cómo funciona la evolución. Eso es, básicamente, saber de dónde venimos y por qué estamos aquí. Es decir, saber de biología es saber sobre los fenómenos que dan lugar a lo que es la vida, te cambia la perspectiva. El lado menos guay es que cuando tienes esa información puede que acabes pensando que eres lo más parecido a un bichito, con todo lo malo y lo bueno que ello conlleva. Lo siento, si es así, ya sabes: diviértete todo lo que puedas.
Por otro lado, la biotecnología puede que te consuele. Los bichitos humanos, además de ser suficientemente inteligentes como para asumir su condición, tenemos el potencial de aplicar creativamente todo lo que sabemos para mejorar la sociedad. Cuando aplicamos el conocimiento en biología usando las capacidades de los seres vivos para nuestros intereses estamos haciendo biotecnología. En mi opinión, la biotecnología es algo muy, muy antiguo. Yo diría que el paso del paleolítico al neolítico fue, en gran medida, gracias a la biotecnología, incluso antes de dominar el cultivo agrícola ya se hizo algo de biotecnología... Por ejemplo ¿Es la domesticación del lobo biotecnología? Para mí sí. Para mí, la biotecnología es en sí el hecho de domesticar, en el sentido en que tomamos el control, de forma consciente, de algunas capacidades de los organismos vivos en pro de nuestro beneficio. Pero a diferencia de lo que conocemos como domesticación tradicional, como puede ser la domesticación del lobo o del elefante, o del esparrago, hoy en día con las nuevas herramientas y conocimiento en biología, la biotecnología ha adquirido un potencial que da vértigo. Hoy podemos domesticar nuestras propias células inmunes para tratar el cáncer (terapia CAR-T) o para aumentar la producción de bienes de interés en células transgénicas (más abajo se explica cómo mi trabajo ha contribuido a ello).
Hoy, en los albores del siglo XXI, y a las puertas de una nueva revolución, como mínimo industrial, gracias a la biotecnología podemos plantearnos ser los dueños de nuestro destino evolutivo. Podemos pasar del azar, la necesidad o el bricolaje evolutivo de los que hablaban Jacques Monod o François Jacob, a la precisión, el diseño y la arquitectura molecular de la mano de la tecnología CRISPR o de la inteligencia artificial. Quedan aún barreras que vencer, pero muy probablemente las veremos superadas durante las próximas décadas, y aunque nos encontraremos nuevos obstáculos, los incipientes avances van a cambiarlo todo.
Los efectos de la biotecnología. A la izquierda, un lobo (Canis lupus), cazador implacable que ha subido a lo más alto de la cadena trófica en varidad de ecosistemas (foto por David Selver y tomada por mí de pexel.com). A la derecha Laila, perro doméstico (Canis familiaris), una podenca amada, adorable, obediente y siempre agradecida versión domesticada del lobo mediante biotecnología tradicional.
Además de la motivación que, como habrás notado, me produce el estudio de la biología y la biotecnología, como he dicho, uno de los principales factores que determinan mi "felicidad profesional" es poder aprender de manera continua. Para ello el estudio de la biología y la biotecnología es un terreno idóneo, ya que son campos del conocimiento que se apoyan en múltiples disciplinas. Durante el último siglo, la biología a pasado de ser la hermana pequeña de las ciencias naturales a desplegar toda su complejidad. Para su estudio se superponen diferentes disciplinas y aproximaciones tanto experimentales como teóricas. La biología y la biotecnología implican a la física, la química, las matemáticas, la ingeniería, la informática, etc. Por ejemplo, en mi caso como biólogo focalizado en la biología de sistemas y la biotecnología, es imprescindible estar aprendiendo continuamente para ampliar mis recursos, especialmente en aspectos cuantitativos y computacionales. Esto me permite trabajar en la interfase de diferentes disciplinas y me capacita para poder comunicarme con científicos de diferentes especialidades, crear sinergias y dar respuestas más completas a los problemas que afronto. Y aunque a veces esto puede ser algo incómodo, porque requiere trabajar fuera de mi zona de confort, es muy estimulante, ya que me además de permitirme estar siempre aprendiendo, me aporta una visión diferente, me abre la mente y me hace más creativo.
Para mí, trabajar en equipos ricos en cuanto a la diversidad de sus miembros es un privilegio, ya que favorece el rendimiento colectivo e individual. Al interactuar y perseguir objetivos comunes junto con personas de diferentes condiciones, culturas, edades y especialidades profesionales, tengo la oportunidad de aprender, de enseñar y de aumentar el valor de mis contribuciones individuales debido a las sinergias que se generan. Sin embargo, trabajar en contextos interdisciplinares no es fácil. Por ejemplo, ello requiere una mentalidad inclusiva y cierta humildad, es necesario saber escuchar y aceptar otros puntos de vista que pueden ser complementarios, o incluso más adecuados que las que uno mismo propone. También es necesario estar a la altura del equipo, esto no significa que unos miembros sean mejores que otros; ser mejor o peor depende de las circunstancias. Me refiero a que cuando eres parte de un equipo, dependes de los demás tanto como los demás de ti, y todos tenemos que esforzarnos por igual, respetar las normas comunes y ser capaces de ver el cuadro completo al tiempo que se identifican las prioridades del rol individual. Trabajar en equipo, sobre todo cuando este es diverso en cuanto a su composición, me ha aportado muchas experiencias positivas. Entre otras cosas, me ha permitido construir un perfil versátil y adaptable, que me capacita para contribuir y sumar en diferentes contextos.
Mirándolo desde el punto de vista del biólogo, el punto de vista evolutivo, tiene sentido que trabajar en equipo saque lo mejor de uno mismo y más. Los seres humanos somos animales sociales. Como dice el paleoantropólogo Juan Luis Arsuaga (al cual recomiendo muchísimo leer o escuchar en podcast), un "humano aislado no es un humano" (Creo que él a su vez cita a Lonrenz acerca de los chimpancés, pero esto aplica sin duda a los humanos). Como resumen, integrando todo lo anterior en un párrafo, diré que somos biología porque somos animales, somos creativos porque somos humanos y somos sociedades (o incluso culturas) porque somos sociales. Me gusta pensar que estas características fundamentales de nuestra especie son los cimientos sobre los que construyo mi carrera y llevo a cabo el trabajo que tanto me apasiona. Trabajo siendo humano y mi trabajo es ser humano. Pongo juntas la biología y la creatividad para contribuir a la sociedad y así llevar a nuestra especie un poquito más allá. No es nada nuevo, llevamos haciéndolo durante al menos 2.5 millones de años.
Trayectoria profesional
Trayectoria profesional
En el sentido técnico, debido a mis intereses, mis estudios y a mi experiencia investigadora, me defino como un biólogo interdisciplinar que integra aproximaciones experimentales y computacionales para descifrar procesos biológicos y desarrollar aplicaciones biotecnológicas. Desde un punto de vista menos formal, yo diría que pienso como un biólogo que siempre tiene presente a la evolución, tengo herramientas de ingeniero para medir, diseñar y construir, y uso mis recursos con las células como un pastor con sus ovejas, que las conoce y las explota.
Ilustración comparando un rebaño de ovejas controlado por el pastor y su perro, con uno de células (o cultivo celular) de levadura controlado optogenéticamente por un ordenador y la exposición a luz azul. En ambos casos se controla un organismo vivo para explotarlo y obtener bienes de interés para la sociedad. En el caso de las células de levadura, una vez estas reciben la luz azul producen bienes de interés, por ejemplo, proteínas para tratamientos médicos, o producción de combustibles. Más abajo pueden verse ejemplos de producción de proteínas de interés en levadura mediante control optogenético mediado por exposición a la luz azul.
Mi trayectoria profesional es un poco zig-zagueante, está marcada positivamente por el hecho de que antes de empezar mis estudios universitarios trabajé durante varios años en diferentes trabajos. Esta experiencia fue especialmente enriquecedora, porque me enseñó el valor de trabajar duro, de ser humilde y de la tenacidad para conseguir los objetivos. Además, me hizo estar muy seguro, cuando empecé los estudios, de que eso era lo que yo quería hacer.
En 2015 obtuve el grado en biotecnología por la Universitat de València, donde casi desde el principio trabajé como alumno colaborador en el departamento de genética. Durante el último año del grado descubrí el campo de la biología de sistemas y me enganchó. Uno de los aspectos que más me llamaron la atención es que mediante el uso de los modelos matemáticos, teniendo en cuenta cómo interactúan las diferentes partes que componen un sistema biológico, se pueden descifrar fenómenos que la intuición, e incluso las medidas experimentales directas no pueden captar. Así que decidí continuar mi carrera enfocándola en la dirección de la biología de sistemas, aunque en aquel momento mis conocimientos de base en modelos matemáticos eran escasos.
Debido a mi interés en la biología de sistemas necesitaba ampliar mis conocimientos y aptitudes en métodos cuantitativos para hacer investigación, lo que me permitiría trabajar codo con codo con ingenieros, matemáticos y físicos en el estudio de cuestiones biológicas. Así que decidí mudarme a Francia, a París, para hacer un máster en investigación interdisciplinar en la Université Paris Cité (más específicamente en el CRI, ahora llamado LPI). Allí pude hacer prácticas en varios laboratorios y aprender nuevas técnicas, participé en la competición de iGEM y empecé a construir una red de contactos. Entre esos contactos se encontraba Gregory Batt, quien me dio la oportunidad de trabajar en la puesta en marcha de su nuevo laboratorio de biología de sistemas en el Institut Pasteur de París (InBio).
Participar en la creación de un laboratorio fue una experiencia muy instructiva, estuve muy comprometido y asumí responsabilidades en lo que supuso la transición de un espacio vacío a una instalación de última generación para hacer investigación en biología de sistemas. Una vez el laboratorio estuvo en marcha, pude empezar y completar, en 2021, mi proyecto de doctorado como parte del equipo, que estaba compuesto de ingenieros, químicos, matemáticos, físicos y biólogos. El proyecto, que concluyó satisfactoriamente, trataba de maximizar la producción de proteínas de interés biotecnológico usando control en tiempo real sobre una población de levaduras, de manera que se mantuvieran a niveles óptimos de estrés. De esa manera, caracterizamos el proceso de producción de proteínas desde el punto de vista de la biología de sistemas, y mediante técnicas de bioingeniería conseguimos incrementar en 70% la producción de un anticuerpo monoclonal.
Tras esta experiencia, tremendamente enriquecedora para mí, he consolidado mi perfil de biólogo de sistemas capaz de trabajar en la interfase entre la biología y la ingeniería. A lo largo de mi carrera he contribuido al progreso científico con mis publicaciones, participando en eventos internacionales y transfiriendo conocimiento a estudiantes, colegas, familiares y amigos. Como persona muy motivada que soy (lo habrás notado), siempre estoy comprometido por contribuir a la sociedad a través de mi trabajo. En particular, como biotecnólogo, tengo la responsabilidad de traducir los avances científicos en innovaciones que mejoren la vida de las personas y las sociedades. Mi empeño está centrado en lograr el máximo nivel de calidad en mi investigación.
Esquema conceptual de las habilidades técnicas adquiridas a lo largo de mi carrera, integrando aproximaciones experimentales y computacionales
En la actualidad sigo dedicado y apasionado por la investigación en biología de sistemas como investigador en el departamento de biomedicina de la Universität Basel, en Suiza. Más concretamente en el laboratorio liderado por Mattia Zampieri, focalizado en la farmacología y biología del metabolismo. Hace muy poco que he empezado y no puedo contar mucho aún, pero pronto iré actualizando esta sección con las nuevas experiencias.
Contribuciones científicas
Contribuciones científicas
Mis contribuciones científicas más tangibles se han traducido en artículos científicos y la participación en la competición internacional de biología sintética iGEM, que tiene lugar en Boston, Estados Unidos, todos los años. Aquí voy a resumir brevemente los tres proyectos, enfocados a la biotecnología y la bioingeniería, en los que considero que mi contribución ha sido más significativa y que a la vez son los más representativos de mi experiencia hasta el momento. Los presento en orden cronológico, que coincide con el orden de importancia que han tenido para mí, en el sentido de experiencia instructiva.
En este proyecto trabajé en un equipo interdisciplinar para desarrollar una prueba de concepto basada en producir enzimas sintéticas que eliminaran las manchas de vino tinto de los tejidos. Estas enzimas están pensadas para sustituir al percloroetileno, un disolvente tóxico utilizado en la limpieza en seco que está prohibido en Europa. Empezamos escuchando a las personas que utilizarían nuestro producto, realizando entrevistas cara a cara en cientos de tintorerías. De ahí surgió un plan para un producto realista, un pretratamiento enzimático antimanchas compatible con las tecnologías de limpieza y los flujos de trabajo existentes. A continuación, creamos una biblioteca de posibles enzimas antimanchas. Modelizamos la actividad enzimática en la superficie del tejido y determinamos que el rendimiento podría mejorar sustancialmente si las enzimas tuvieran una afinidad de unión moderada con el propio tejido. De este modo, mejoraba la distribución de enzimas en la prenda, para encontrar la mancha. Para conseguirlo, identificamos péptidos cortos con afinidad por el algodón, el lino, la lana, el poliéster y la seda utilizando el método conocido como Phage display. Los dominios de unión al tejido (Fabric Binding Domains, FBD) resultantes se caracterizaron cuantitativamente mediante un tipo de metodología llamada ELISA, que permite determinar los péptidos con afinidad óptima según nuestro modelo. Desarrollamos un ensayo de alto rendimiento para cuantificar la eliminación de manchas en tejido real. Construimos nuevos BioBricks, fusiones de nuestros FBD más prometedores con nuestras enzimas favoritas. Las proteínas resultantes se expresaron, purificaron y caracterizaron tanto in vitro como in situ (sobre tejido real con manchas).
Este proyecto se realizó gracias al generoso apoyo de la fundación Bettencourt Schueller y de el Centre de Recherches Interdisciplinaries (CRI). Durante su realización contribuimos al proyecto InterLaboratory study cuya finalidad es conseguir validar un metodo para medir fluorescencia en unidades absolutas. Finalmente, viajamos a Boston para participar en le competición final y este proyecto obtuvo varias nominaciones a mejor proyecto en diferentes categorias y finalmente ganó la medalla de oro y el premio a las mejores prácticas integradas.
Puedes encontrar toda la información acerca de este proyecto pinchando en la imagen a continuación, y si aún quieres saber más puedes ponerte en contacto conmigo.
En este proyecto trabajé codo con codo con François Bertaux, ingenierio en el equipo InBio del Institut Pasteur de París por aquellos tiempos, quien lideró este proyecto y de quien aprendí mucho durante mi doctorado. El obejtivo era construir una plataforma que permitiera mantener, monitorizar y controlar de manera automática el comportamiento de un cultivo de células creciendo en bioreactores de pequeña escala.
Los biorreactores a pequeña escala y bajo coste proporcionan un control muy preciso de los parámetros ambientales de los cultivos microbianos durante largos periodos de tiempo. Su uso está ganando popularidad para llevar a cabo estudios en biología cuantitativa y biología sintética. Sin embargo, la capacidad de medición de los equipos actuales es limitada. En este proyecto desarrollamos ReacSight, una estrategia para mejorar el uso de sets de biorreactores con el fin de automatizar las mediciones y el control reactivo de los experimentos. ReacSight aprovecha las capacidades de los robots pipeteadores de bajo coste para la toma, manipulación y carga de muestras, y proporciona una arquitectura de control flexible para diferentes instrumentos.
En el proyecto explotamos las capacidades de ReacSight en tres aplicaciones en levadura. En primer lugar, demostramos el control optogenético en tiempo real de la expresión génica. En segundo lugar, exploramos el impacto de la escasez de nutrientes en el fitness y el estrés celular mediante ensayos de competición. En tercer lugar, realizamos un control dinámico de la composición de un consorcio de dos cepas. También, combinamos dos tipos de reactores, personalizados o chi.bio, con citometría automatizada. Para ilustrar aún más la genericidad de ReacSight, también lo utilizamos para extender las capacidades de lectores de placas convencionales, permitiendo realizar tratamientos antibióticos repetidos a una cepa bacteriana aislada desde el ámbito clínico.
Para más información puedes echarle un ojo a la presentación aquí debajo, chequear el paper o puedes contactarme. Te sugiero que la visualices en pantalla completa.
Este proyecto fue liderado por mí en el ámbito de mi proyecto de doctorado, trabajando en el equipo InBio en el Institut Pasteur de París. El objetivo era maximizar la producción de proteinas de interes biotecnológico usando control en tiempo real sobre una poblacion de levaduras de manera que estas se mantuvieran a niveles óptimos de estrés, a la vez que se mantenía la capacidad secretora al máximo. La optimización de la producción de proteínas de interés biotecnológico es un reto de gran importancia industrial y farmacéutica. La secreción de estas proteínas por parte de la célula simplifica considerablemente los procesos de purificación, ya que la proteína puede obtenerse diréctamente del medio de cultivo, sin necesidad de romper las células para acceder a su contenido. Sin embargo, para muchas proteínas, éste es también el paso limitante de la producción, ya que las capacidades de secreción de las células son limitadas. Las soluciones actuales para aumentar la capacidad secretora de la célula implican prácticar ténicas de ingeniería biológica a la célula para facilitar el tráfico de proteínas y limitar la degradación de las mismas, que suele ser provocada por un estrés excesivo asociado a la secreción. Este tipo de aproximaciones es extremadamente laborioso, y resulta limitado en muchos contextos.
En este proyecto proponemos una nueva estrategia basada en la regulación de la demanda de producción de manera dinámica, ajustándola en cada momento al nivel de estrés de las células. Utilizando una pequeña colección de proteínas difíciles de secretar y de interés en biotecnología, una plataforma basada en biorreactores con mediciones de citometría automatizadas y un ensayo sistemático para cuantificar los niveles de proteínas secretadas, demostramos que el punto óptimo de secreción está indicado por la aparición de una subpoblación de células que acumulan grandes cantidades de proteínas en su interior, disminuyen el crecimiento y se enfrentan a un estrés exacerbado, es decir, experimentan un agotamiento en cuanto a su capacidad de secreción. En estas células, las capacidades de adaptación se ven desbordadas por una producción demasiado fuerte. Con nuestra aproximación, utilizando estas nociones, optimizamos la secreción de un anticuerpo monoclonal, aumentado su producción en un 70% manteniendo dinámicamente la población celular en niveles óptimos de estrés utilizando control en tiempo real.
Para encontrar más información puedes ojear a la presentación aquí debajo, echar un ojo al paper, o puedes ponerte en contacto conmigo.
Perspectivas de cara al futuro
Perspectivas de cara al futuro
Mi abuelo, que era un hombre sabio, me decía que la mejor apuesta profesional para el futuro era la de ser un todoterreno, alguien que supiera un poco de casi todo, que fuese capaz de formar una visión global de los proyectos, aportar en muchos contextos y cambiar de uno a otro fácilmente. Yo estaba de acuerdo con él, sin embargo, cuando empecé a estudiar y a conocer la ciencia, pensé que la mejor apuesta para un científico era la de especializarse. Yo pensé entonces que mi abuelo era un hombre de otra época y de otro perfil, y la opción de ser un generalista no era apropiada para un científico. Paradójicamente, hoy en día, con más experiencia en la ciencia, en un momento en el que estamos presenciando los primeros hitos de la inteligencia artificial, ser especialista me parece arriesgado, como apostar todo a una sola carta. Ahora, vuelvo a pensar que mi abuelo tenía razón, ser todoterreno, como él decía, aunque es imposible en su totalidad, hace que diversifiques la apuesta. Cada vez estoy más convencido de que una máquina bien entrenada podrá hacer el trabajo de casi cualquier especialista, probablemente, con el tiempo, también el de los generalistas...
Al hilo de lo dicho, para maximizar mi probabilidad de éxito, así como siguiendo a la intuición respecto de mis "divertimentos" profesionales, me decanto, como decía mi abuelo, por el perfil todoterreno, o generalista. Quiero remarcar que no debe confundirse generalista con superficial, sino que está relacionado con ser versátil, capaz de aportar en una variedad de contextos y en equipos interdisciplinares. Por último, para ser más específico, mis perspectivas profesionales, a día de hoy, están centradas en desarrollar más ese perfil generalista reforzando mis habilidades en el análisis de datos, en las llamadas aproximaciones ómicas, en la inteligencia artificial, y en desarrollar una red de contactos para establecer colaboraciones y afrontar nuevos problemas científicos.
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