Wolfgang Gartner: fotorreceptores y ciencia en Alemania

De visita en nuestra ciudad, el investigador alemán nos habla de su trabajo y las colaboraciones con nuestro país entre otros temas. 

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Por Claudio Pairoba

 

Wolfgang Gartner es líder del Grupo de Investigación en Fotorreceptores, dentro del Instituto Max Planck para la Conversión de Energía Química. Durante el mes de noviembre estuvo visitando centros de investigación en nuestra ciudad y dió un seminario en la Facultad de Cs. Bioquímicas y Farmacéuticas.

 

¿Cómo se interesó en la ciencia?
Lo mío no es como las historias de chicos que se entusiasman con algo y después hay una explosión. Yo no hice explotar nada en el garage. Me decidí por la Química porque había algo fascinante y pasé por todos los cursos de esa asignatura hasta obtener mi diploma (NR: Es el equivalente a un título de grado más una maestría).

 

En un momento me di cuenta de que algunas de estas moléculas que estaba estudiando tenían impacto biológico y entonces quise ver cómo funcionaban. Mi primer postdoc lo hice en Suiza y como químico me incorporé a un biolaboratorio donde me entrenaron para clonar. Posteriormente pude manejar proteínas, esto fue muy temprano alrededor del ´84-´85. Seguidamente me interesó la idea de combinar Química y Biología así que por mi entrenamiento químico podía producir más moléculas de manera sintética. En estas condiciones si las moléculas que yo hacía podían combinarse con una enzima (proteína) yo podía modificarla por mutagénesis y ver la interacción entre molécula y enzima. Esto nos permitía tener más información ya que se hacía muy poca cristalización y el clonado estaba en sus etapas iniciales. Así que uno podía hacer estudios espectroscópicos para estudiar los cambios introducidos ya sea en el ligando (molécula sintetizada) o en la enzima.

 

Cuando comencé el doctorado me interesé en todo lo que fuera “foto” (temas relacionados con la luz) dado que eso agrega un aspecto muy interesante porque la mayoría de los fotorreceptores son muy rápidos. Uno trata de evitar la fluorescencia ya que esta es una pérdida para los fotorreceptores. También se necesitan especialistas que manejen la espectroscopia rápida que se necesita para estudiar este fenómeno. Yo seguía el trabajo que estos especialistas hacían y así terminé haciendo un trabajo multidisciplinario. Mayormente somos los productores y hacemos análisis preliminares, luego vamos con los especialistas para los detalles. En los tiempos que corren todo es multidisciplinario, no hay otra opción.

 

¿Cómo se interesó en fotorreceptores?
Inicialmente solo estaba interesado en el mecanismo visual pero en ese momento encontraron una bacteria con una función muy similar, con una proteína que absorbía luz. Me uní al grupo de ese investigador alemán, quien había hecho este descubrimiento durante su postdoctorado en los EE.UU. y luego había vuelto a Alemania. Desde ese momento trabajé siempre en fotorreceptores.

 

Cuando me uní al instituto en Müllheim estaban trabajando con los fotorreceptores de plantas llamados fitocromos. Inicialmente trabajé con el espectro visible y alrededor de10 años atrás incorporamos el estudio de receptores para luz azul. Poco después nos unimos a un proyecto internacional y ahora estamos trabajando en los fitocromos para luz roja y los receptores para luz azul.

 

¿Cuáles son las aplicaciones de estos fotorreceptores?
Conocemos mucho de las funciones de los fotorreceptores. Por ejemplo, en plantas sabemos lo que hacen fotoquímicamente así que teníamos mucha confianza en que si los usamos sabemos cómo se comportarán. La idea vino de un colega en Alemania y un grupo en Stanford quienes encontraron un transportador de membrana, un canal que se abre y cierra en respuesta a la luz. Uno puede usar el gen de ese canal, ponerlo en un organismo y entonces lo podés regular por la luz.

 

Esto creó el nombre para este campo: optogénica ya que uno incorpora un gen y tiene un sistema regulado por luz. Esto fue una explosión en los últimos 5-6 años.

 

Ahora se está aplicando en pez cebra, ratas, conejillos de india. Incluso nuestra visión depende de una respuesta neuronal: tenemos la luz, luego la célula da una señal y el nervio óptico comienza a funcionar enviando la señal al cerebro.

 

¿Esto abre la posibilidad de aplicación en humanos?
Hay un cierto número de enfermedades hereditarias que dejan a los pacientes ciegos a los 25 años por degeneración celular. La idea es insertar estos canales de activación neuronal dentro del ojo para saltear las células deterioradas, luego aplicar luz a estos canales para que esta gente pueda ver un poco mejor. Esta sería una aplicación médica.

 

Si uno busca el nombre de este canal (canalrodopsina) en la Internet, uno encuentra películas donde se puede ver una rata ciega que ha sido transformada con este canal (proteína) y colocada en una pileta con 6 salidas una sola de las cuales está iluminada, y la rata la encuentra. O sea que se le ha devuelto la visión.

 

Estos experimentos han pasado por distintos organismos: bacterias, pez cebra, ratas y ahora se está probando en macacos y muy pronto se probará en humanos. El sistema está patentado por otro grupo y es una de las pocas patentes que está generando dinero en la actualidad.

 

¿Qué está haciendo su grupo con los fotorreceptores?
Una de las cosas que estamos haciendo en mi grupo es que muchos de estos receptores tienen dos partes: una responsable por la fotoquímica y la otra es responsable de generar la señal. Esta señal puede ser una actividad enzimática regulada por luz. Por ejemplo, la enzima podría generar GMPc, el cual es un mensajero secundario importante y participa en muchas cascadas regulatorias. Cuando pensamos en GMPc pensamos en tirosina quinasas las cuales son importantes en cáncer y se regulan por mecanismos de fosforilación, así que tiene muchas aplicaciones. Esto todavía está en sus inicios así que los investigadores están combinando cosas.

 

¿Hay aplicaciones para microscopía?
Sí. El año pasado hubo un premio Nobel relacionado con las aplicaciones en microscopía, Stefan Hell fue uno de los tres ganadores. Yo lo conocía desde antes ya que el está trabajando en microscopía de super-resolución. Hell encontró la manera de separar dos puntos con una distancia inferior a los 200 nm trabajando con fluorescencia, algo que no se había podido hacer. En nuestro caso incorporamos una proteína fluorescente la cual puede activarse o desactivarse. En base a experimentos preliminares, permite distinguir objetos separados por hasta 30 nm. A su vez estas proteínas son pequeñas así que se las puede usar para “etiquetar” otras proteínas de interés y detectarlas en tiempo y espacio. De esta manera uno puede saber dónde se produce la proteína o hacia donde se mueve.

 

Este es el escenario hacia el cual se mueve la microscopía fluorescente ya que uno quiere trabajar con una célula viva.

 

¿Ud. hace docencia?
Sí, pero es una actividad voluntaria. La gente del Max Planck no da clases si así no lo desea. Los directores se convierten en Profesores Honorarios lo cual significa que pueden presentar estudiantes para los exámenes. Yo obtuve mi habilitación la cual lleva entre 5 y 6 años e implica demostrar que uno puede trabajar en forma independiente, supervisar estudiantes, luego tenés que escribir una tesis sobre ese período de tiempo. Hay que publicar y conseguir dinero para proyectos y entonces se consigue el título. Luego podés trabajar como docente privado, supervisar estudiantes. A partir de esta instancia se puede solicitar un puesto como profesor en la universidad y eventualmente se te toma. Después se asciende hasta ser Profesor Adjunto de la universidad. El tiempo que hay que dedicarle es poco, yo doy un curso de dos semanas de tiempo completo dando clases teóricas y prácticas. Si mis colegas tienen un postulante para hacer un doctorado, puedo ser miembro del comité que decide sobre la aceptación. Y también puedo presentar mis propios estudiantes en vez de tener a una persona de la universidad en mi nombre.

 

O sea que se necesita de una carrera docente para poder respaldar la investigación.
Así es. De todas formas, como dije, en Max Planck es diferente ya que estamos dedicados solo a la investigación. Pero si un candidato del Max Planck se presenta para un puesto en la universidad lo primero que miran es si tiene experiencia docente, lo cual puede ser una desventaja para la gente del Max Planck.

 

¿Dónde está ubicado su laboratorio?
Estoy en Mülheim, en el noroeste industrial de Alemania. Toda esta área cubre una superficie de 10 por 60 km con una población de 8 millones de personas. Las ciudades están pegadas una a la otra pero Mülheim es un poco más tranquilo. Fue identificado como el lugar para uno de los Institutos Max Planck en 1910, cuando aún vivía el Emperador Guillermo. El instituto luego se dividió en dos, el original se dedica a la investigación en carbón el cual existe aquí desde hace 200 años. Hay muchas minas de carbón en esta área, pero esto ya no es competitivo. El carbón chino, incluso con el traslado, es más barato. Pero esta también era la zona donde se construyeron los grandes hornos para fundir acero que venía por el Rin. Este fue el primer instituto sobre carbón fuera de Berlín. Hay otro instituto que hace investigación en hierro y está en Dusseldorf. Estamos a unos 60 km al norte de Colonia.

 

¿Hay relación entre las universidades y la industria?
Si, incluso muy cercana. Por ejemplo, hay ingenieros que están muy cercanos a la investigación aplicada. Nosotros hacemos investigación básica, no estamos buscando un resultado aplicado. Si se obtiene algo, se origina una empresa fundada por uno de los directores que hizo el hallazgo. Esto ha ocurrido varias veces en Munich donde hay varios centros Max Planck. Así se crearon varias compañías para clonado y material de laboratorio.

 

¿Cuánto invierte el gobierno alemán en ciencia?
La Sociedad Alemana de Ciencia aporta fondos para proyectos en las universidades por 2.500 millones de euros. Los institutos Max Planck reciben la misma cantidad. Las universidades son solventadas por los estados, incluyendo el aporte para los salarios. El dinero que viene del gobierno central es solo para investigación. La Sociedad Humboldt recibe más dinero ya que es una entidad más grande al igual que la Sociedad Leibnitz.

 

Por otro lado, Europa está construyendo un reactor de prefusión en Francia y eso tiene fondos independientes que, calculo, rondan los 10.000 millones.

 

En el campo de la Astronomía, incluyendo viajes al telescopio en Chile, también se invierten fondos.

 

Luego hay un consorcio de institutos llamado Fraunhofer en honor de un científico, el cual está obligado a aportar la mitad de los fondos necesarios para proyectos de investigación. Este grupo está muy cercano a la industria. La otra mitad viene del gobierno central.

 

La gente del consorcio Frauhofer inventó el formato mp3 pero no lo patentaron. También inventaron el Dolby. Obtuvieron una cierta licencia pero no a nivel global.

 

Por otra parte está el proceso de magnetización del disco rígido, el cual ha tenido impacto social, obtuvo un premio Nobel y está patentado.

 

¿Algún otro punto que quisiera destacar?
Tengo una colaboración con China desde hace unos 6-8 años pero quiero destacar que en mis contactos con los países latinoamericanos he notado que el sistema argentino produce estudiantes que pueden incorporarse con facilidad a nuestro tipo de investigación. Están entrenados, como he comprobado con los 6 o 7 estudiantes que he incorporado en los últimos 5 años. Traje a algunos de mis estudiantes a Tucumán, con quienes tengo la colaboración de mayor duración. Los postdocs que vinieron a Alemania hace muchos años tampoco tuvieron ningún problema.

 

También veo que la Sociedad Max Planck está muy interesada en activar su colaboración con la Argentina. Tenemos entre 10 y 15 directores que son argentinos. Hay grupos asociados con los cuales hay un intenso flujo de material. Cuando el director se retira, el equipo de su laboratorio se pone en el mercado o bien lo puede traer a su país. Tenemos el caso de un investigador argentino que al retirarse puso todo su laboratorio en contenedores y lo trajo a Buenos Aires. Esto ha ocurrido en varias ocasiones. Desde el punto de vista de la ganancia científica, el resultado es muy bueno.

 

He venido a la Argentina durante los últimos 8 o 9 años una vez al año pero es mi primera vez en Rosario. Tengo colaboraciones con la Dra. Elena Orellano en Rosario, con Buenos Aires, Santiago del Estero y Tucumán. También estaré visitando Mendoza y Tucumán. En resumen es una muy buena experiencia.