Dra. Andrea Gómez
Profesora Asistente Universidad de California- Berkeley
Becaria Postdoctoral Universidad de Basel, Suiza
PhD en Genética del Desarrollo Universidad de Nueva York
Translated by Gabriela Rasch
La Dra. Andrea Gómez vio la oportunidad perfecta de profundizar en su fascinación reciente con las células rojas de la sangre cuando su compañero de la escuela primaria comenzó a sangrar por su nariz. Al horror de su maestra, Andrea arremolinó la sangre acumulada con un palo, cazando los pequeños glóbulos rojos que ella recientemente había aprendido que formaban el líquido. Andrea aprendió dos cosas después de esto– las maestras no aprueban los experimentos científicos improvisados que involucran la sangre, y que células de glóbulos rojos no son visibles a simple vista. Este era el modus operandi de Andrea como una niña, ella estaba fascinada con los elementos invisibles que comprendía todos los organismos vivos. Como profesora de Biología Celular y Molecular en el Instituto de Neurociencia Hellen Wills en UC Berkeley, Andrea permanece fascinada por los bloques fundamentales de la biología y se enfoca particularmente en el estudio del ácido ribonucleico (ARN). Actualmente, ella está equipada con instrumentos modernos para la investigación – ¡como un microscopio, y su propio laboratorio!
La primera experiencia de Andrea en la investigación fue durante un taller de verano enfocado a las plantas medicinales en la Universidad Estatal de New Mexico. En el taller, ella fue encargada de ejecutar titulaciones [un método para calcular volúmenes] y cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC, por sus siglas en inglés), un método que se usa para determinar los componentes de una mezcla. Andrea encontró esta experiencia romántica – no conocer los procesos exactos detrás de los métodos los hizo más misteriosos y emocionantes – y ella estaba emocionada de desempeñar un papel en la investigación científica.
A pesar de su romance de verano con la HPLC, Andrea todavía estaba decidiendo si seguiría una carrera de investigación. Cuando comenzó su subgraduado universitario en la Universidad Estatal de Colorado, ella todavía “tenía coqueteos con la medicina”. Una nota desafortunada en un examen de anatomía la dejó más decidida; enfocándose en investigar los mecanismos biológicos en vez de memorizar todo lo que se necesita para la medicina. Mientras estaba en la universidad, Andrea trabajó tanto en un laboratorio de fisiología aviar como en un laboratorio de endocrinología de crustáceos. Mientras seguía aprendiendo de muchos organismos diferentes y sus rasgos evolucionados, ella decidió que quería estudiar la evolución y el código genético que subyace en la escuela de postgrado.
Como una subgraduada, Andrea tuvo la oportunidad de asistir a una conferencia para la Sociedad para Avanzar los Chicanos/Hispanos e Indígenas Americanos en Ciencia (SACNAS, por sus siglas en inglés). En la feria de carreras, su interés fue despertado por una mujer indígena en el puesto de la Universidad de Nueva York (NYU) que estaba anunciando su club indígena. Entusiasmada con la idea de encontrar una comunidad nativa en la escuela de postgrado, Andrea aplicó y fue aceptada en el programa de doctorado en genética del desarrollo de la NYU. Apenas llegó a NYU, Andrea descubrió que ella era una de las primeras estudiantes de doctorado nativos en su programa. A pesar de esto, todavía encontró una próspera comunidad nativa en otras disciplinas de la universidad.
Como estudiante doctoral en el laboratorio del Dr. Steven Burden, Andrea estaba interesada en estudiar cómo las sinapsis, la brecha entre las neuronas, se forman. Ella se unió a un laboratorio enfocado en un sinapsis particular, la de la unión neuromuscular, que conecta los músculos y las neuronas motoras. Ella estudió una proteína que se llama LRP4, que señala desde su ubicación en la sinapsis muscular que una neurona motora vecina debe dejar de crecer y hacer una conexión, un proceso usado para crear conexiones entre los músculos y neuronas durante el desarrollo. Andrea quería entender cómo la proteína realizaba esta señalización entre los lados pre y postsináptico. Ella sospechó que la porción intracelular de la proteína estaba involucrada; ya que podía comunicar señales desde adentro de la célula muscular a la superficie externa, y por lo tanto a la neurona motora. Sin embargo, al final de su tercer año, Andrea descubrió que la porción intracelular no tenía un papel crítico para LRP4.
Andrea no estaba segura de cómo seguir adelante después de este resultado decepcionante. Aunque Andrea estaba segura de que quería convertirse en científica, comenzó a sentirse insegura acerca de su capacidad para “triunfar” en el mundo académico. Sin embargo, Andrea fue recordada por lo que ella amaba más que todo en sus primeras experiencias de investigación: siguiendo su propia curiosidad, al contrario de conseguir validación de otros. Con esta nueva perspectiva, Andrea decidió perseguir una pregunta nueva que había surgido naturalmente de su proyecto original. Había desarrollado un ratón knockout condicional para LRP4 en el que LRP4 todavía estaba presente en los músculos (porque la falta de LRP4 muscular es letal), pero en ningún otro lugar. Esto le dio una oportunidad para preguntar qué estaba haciendo LRP4 en otros tipos de células no musculares: por ejemplo, en el cerebro. Un investigador principal vecino, el Dr. Robert Froemke, le sugirió que construyera una plataforma de electrofisiología para ver cómo las propiedades eléctricas de las neuronas en ratones sin LRP4 en sus cerebros difieren de las de los ratones típicos. Ella concluyó que los ratones sin LRP4 tenían menos sinapsis, por lo que la entrada neuronal no podría alcanzar un límite necesario para inducir plasticidad sináptica, o los cambios en la estructura neuronal y disparos que se producen en respuesta a la entrada neuronal.
El trabajo doctoral de Andrea se enfocó en cómo una proteína causa cambios en la complexidad sináptica. Para su trabajo postdoctoral en el laboratorio del Dr. Peter Scheiffele en la Universidad de Basel, ella quería tomar un paso hacia atrás. Andrea esperaba comprender cómo se produce la complejidad no a nivel de proteínas, sino a nivel de genes. Curiosamente, tanto los humanos como los ratones tienen la misma cantidad de genes que codifican proteínas: alrededor de 20,000. Andrea se preguntó: ¿cómo es que la misma cantidad de genes produce el cerebro del ratón y el cerebro más complejo humano? Una posible explicación se llama splicing alternativo del ARN. Un gen contiene muchos sub-bloques, llamados exones e intrones. Estos bloques pueden ser incluidos o excluidos cuando un gen es transcrito a un ARN mensajero (mARN), creando muchas isoformas diferentes posibles de mARN, y por lo tanto proteínas, del mismo gen. Esto agrega otra capa de complejidad al genoma. ¡La cantidad de empalme que ocurre en las neuronas es más alta en los primates en comparación con todos los demás mamíferos (y también es relativamente alta en los pulpos)! Esto sugiere que la cantidad de empalme y la complejidad del cerebro están correlacionadas. En su trabajo postdoctoral, Andrea esperaba entender cómo las isoformas afectan la complejidad del cerebro. Ella se enfocó en el gen de neurexina, que tiene varias isoformas conocidas que afectan la organización sináptica. Andrea encontró que la SLM2, proteína de unión a ARN, estaba controlando la expresión de diferentes isoformas de neurexina, y posteriormente modular la plasticidad sináptica.
Andrea comenzó su laboratorio en enero de 2020 en UC Berkeley, con planes de continuar en una línea similar a su trabajo postdoctoral. Sin embargo, los modelos de ratones que necesitaba estaban en el laboratorio de Dr. Scheiffele, en Suiza. Cuando COVID canceló los vuelos internacionales, Andrea no pudo enviar sus ratones, lo que significó que muchos de sus experimentos planeados no fueron posibles. Alrededor de este tiempo, un médico de la UCSF le envió un correo electrónico sugiriendo que co-escribieran una subvención para estudiar el papel de la psilocibina en la flexibilidad cognitiva. Aunque la subvención no fue financiada, Andrea se interesó tanto en el tema que decidió involucrarse en la investigación de psicodélicos en el Centro para la Ciencia de los Psicodélicos de UC Berkeley, convenientemente ubicado. Ahora, Andrea usa psicodélicos como un modelo para comprender cómo la plasticidad funciona. Los psicodélicos inducen plasticidad a través de un compuesto específico. Debido a esto, puede ser más fácil comprender mecánicamente cómo los psicodélicos inducen la plasticidad en un entorno controlado en comparación con los paradigmas ambientales que están menos restringidos y son más difíciles de controlar. Andrea espera entender como el empalme y la transcripción se ven afectados por la plasticidad inducida por psicodélicos. Si entendiéramos la plasticidad inducida por psicodélicos a nivel transcripcional, podríamos imitar los efectos de la plasticidad inducida por psicodélicos sin usar la droga en sí. Esta aplicación es especialmente pertinente en situaciones clínicas en las que los psicodélicos son inseguros o ineficaces, pero la inducción de la plasticidad sináptica aún puede ser beneficiosa para los pacientes, como aquellos con trastornos esquizoafectivos o afecciones crónicas como la neurodegeneración. Tan emocionada como está Andrea por aprovechar la utilidad de los psicodélicos, también le apasiona comprometerse con la equidad y la reciprocidad con las comunidades indígenas que han actuado como guardianes de muchas de estas sustancias durante milenios.
Desde la plasticidad hasta el empalme alternativo, Andrea investiga cómo la capacidad de tomar muchas formas y ajustarse a las necesidades de un entorno es crucial para crear complejidad en el mundo natural. Oportunamente, Andrea también es notablemente ágil. Desde convertirse en electrofisiología en el cuarto año de su doctorado hasta cambiarse a la investigación psicodélica mientras iniciaba su nuevo laboratorio, el "conjunto de habilidades pivotantes" de Andrea, como ella lo describe, es un sello distintivo de su voluntad de seguir su curiosidad, asumir riesgos y probar cosas nuevas para responder a las preguntas que le interesan. La curiosidad sin restricciones de Andrea seguramente seguirá guiando a Andrea y su laboratorio en su estudio de cómo la naturaleza misma crea esta adaptabilidad dentro de los componentes básicos de nuestras sinapsis.
