Premiou un proxecto sobre a criptografía post-cuántica e o desenvolvemento dunha estratexia de vacinación fronte ao neumococo por vía nasal
A Real Academia Galega de Ciencias (RAGC) falla os Premios de Investigación Ernesto Viéitez Cortizo 2021, que este ano cumpren a súa trixésimo primeira edición con trinta e un traballos presentados nas dúas modalidades: traballo de investigación realizado por investigadores sénior, dotado con 6.000 euros, e traballo de investigación para incentivar a promoción de mozos investigadores menores de 30 anos, dotado con 2.000 euros. Os premios serán entregados nun acto o vindeiro mércores, 27 de outubro, no Pazo de San Roque en Santiago ás 19:00 horas.
O proxecto premiado na modalidade de traballo de investigación realizado por investigadores sénior céntrase no paradigma da criptografía post-cuántica co deseño de esquemas homomórficos máis eficientes e seguros fronte a futuros ataques cuánticos. O equipo galardoado está formado por Alberto Pedrouzo e Fernando Pérez González, membros do centro atlanTTic da Universidade de Vigo (UVigo); un investigador pertencente á Escola Politécnica Federal de Lausana (EPFL) en Suíza, Juan Ramón Troncoso; e Nicolás Gama e Mariya Georgieva da empresa Inpher.
Segundo explica Alberto Pedrouzo, a criptografía clásica permite, grazas ás técnicas de cifrado, preservar a privacidade da información sensible tanto en almacenamento como nas comunicacións. Con todo, destaca que este tipo de ferramenta non é suficiente para protexerse dun terceiro non confiable que ten que facer uso dela. Algúns exemplos desta situación inclúen desde a computación na nube ata as buscas que se fan na Internet. Ademais, sinala que a seguridade de moitos dos esquemas criptográficos empregados actualmente baséase na dificultade de resolver eficientemente certos tipos de problemas matemáticos. Así, asegura que, desafortunadamente, unha gran parte destes esquemas veríanse seriamente afectados pola aparición dun ordenador cuántico o suficientemente potente, “con repercusións directas na privadade e integridade das nosas conversacións por Internet, ata mesmo na seguridade das nosas transaccións bancarias”.
O traballo presentado encaixa, por unha banda, dentro do paradigma da criptografía post-cuántica, que persegue deseñar esquemas criptográficos resistentes fronte a ataques realizados, non só por ordenadores clásicos, senón tamén por parte dun ordenador cuántico. Desta forma, os investigadores exploran novas familias de esquemas criptográficos que, polo que se coñece hoxe en día, permiten manter esta propiedade de resistencia cuántica, pero á vez, tamén resultan ser máis eficientes que os actuais.
Por outra banda, entre as numerosas aplicacións desta familia de problemas, os investigadores fan especial fincapé na mellora dun mecanismo máis avanzado como é o caso das primitivas de criptografía homomórfica. Neste ámbito perséguese deseñar esquemas capaces de traballar coa información cifrada, sen necesidade de descifrala previamente. Os resultados acadados polos investigadores enfrontan as dúas situacións anteriores, deseñando esquemas homomórficos máis eficientes e tamén seguros fronte a futuros ataques cuánticos.
Nun mundo competitivo como o da investigación, Pedrouzo resalta o labor da RAGC para ofrecerlle maior visibilidade. No seu caso particular, manifesta que a distinción é un gran incentivo que recoñece o valor da investigación nestas temáticas, ademais de motivalo para seguir traballando con máis ganas.
Vía nasal para vacinas fronte ao neumococo, con elevada capacidade interacción co sistema inmune
O proxecto premiado na categoría de investigadores mozos menores de 30 anos foi para o traballo “Nanosistemas baseados en quitosano como plataforma de administración de vacinas fronte ao neumococo”. O equipo investigador premiado está composto por Sandra Robla, do Centro de Investigación en Medicina Molecular e Enfermidades Crónicas (CiMUS) da Universidade de Santiago (USC); Maruthi Prasanna, investigadora da Unité Fonctionnalité et Ingénierie des Protéines (UFIP) da Universidade de Nantes e do CiMUS; Rubén Varela, do departamento de Bioquímica e Bioloxía Molecular da USC; Cyrille Grandjean da UFIP da Universidade de Nantes; e Noemí Csaba do CiMUS da USC.
Este proxecto, publicado en marzo de 2021 na revista Drug Delivery and Translational Research, desenvolve unha estratexia de vacinación fronte ao neumococo, para administración por vía nasal. Nel empréganse unhas plataformas de tamaño nanométrico (nanocápsulas) a partir de quitosano, un polisacárido de orixe natural, co obxectivo de actuar como vehículo dunha proteína extraída da bacteria Streptococcus pneumoniae. As nanocápsulas desenvoltas presentaron unha gran estabilidade en medio nasal, con elevada asociación da proteína do neumococo e capacidade de interacción co sistema inmune.
Sandra Robla agradece esta distinción á RAGC ao “recoñecer a actividade e o traballo que hai detrás e que suporá un gran impulso para continuar promovendo e apoiando a investigación e a ciencia en Galicia”.
Javier Dubert, investigador da USC: “O alcance destes resultados afecta a aspectos básicos da bioloxía e senta as bases para entender a evolución bacteriana impulsada polos fagos”
A elección dos galardoados vén de ser aprobada en pleno pola RAGC, que distinguiu tamén con mencións honoríficas a investigadores da USC. Concedeu unha mención na modalidade de traballo de investigación a un proxecto sobre bacteriófagos e a evolución bacteriana. Os autores principais deste estudo son o Dr. Javier Dubert, da USC; a Dra. Fatima Hussain e o profesor Martin F. Polz do Instituto Tecnolóxico de Massachussets (MIT); e a Dra. Fréderique Le Roux do CNRS francés.
O Dr. Dubert explica que os bacteriófagos (fagos ou virus que matan bacterias) son as entidades biolóxicas máis abundantes na Terra e xogan un papel fundamental en ecoloxía microbiana, xa que estes virus infectan bacterias de maneira específica. Do estudo da interacción entre fagos e bacterias derivaron numerosas aplicacións biotecnolóxicas (enzimas comerciais, sistema de edición xenética CRISPR-Cas…) ou a terapia fágica (utilización de bacteriófagos fronte a bacterias patóxenas) utilizada en clínica como alternativa á utilización de antibióticos.
As bacterias e os fagos evolucionan de maneira continua nunha carreira que lles permita sobrevivir. Neste estudo descríbese por primeira vez o mecanismo principal que as bacterias utilizan no medio natural para resistir á infección dos fagos. Este complexo mecanismo molecular baséase na transferencia rápida entre bacterias duns elementos xenéticos denominados “elementos de defensa fronte a fagos”, que se integran no xenoma bacteriano e garanten a supervivencia da bacteria fronte á acción dos fagos. “Os resultados demostran por primeira vez que o mecanismo de resistencia primario que as bacterias utilizan para protexerse dos fagos é intracelular, e non as proteínas localizadas na membrana bacteriana (receptores de membrana) como se afirmaba ata o momento. O alcance destes resultados afecta a aspectos básicos da bioloxía e senta as bases para entender a evolución bacteriana impulsada polos fagos. Isto ten un importante impacto sobre certas aplicacións nas que se empregan fagos, como a rapidez e facilidade coa que as bacterias adquiren estas resistencias debe terse en conta en clínica á hora de repetir ou utilizar a terapia fágica a longo prazo” –explica–. A investigación será publicada proximamente nunha das revistas científicas más importantes a nivel internacional.
“Agradecemos á RAGC a iniciativa que ten para visibilizar a ciencia que se fai en Galicia a través destes premios e que pon en valor a calidade das investigacións que se realizan nos centros de investigación da comunidade. Persoalmente, este premio supón un recoñecemento a unha investigación na que levamos traballando os últimos cinco anos e é unha motivación adicional para seguir investigando aquí e demostrar que desde Galicia se pode facer ciencia de primeiro nivel” –manifesta Dubert–.
Víctor Santos, investigador de Farmacia da USC: “É a primeira vez a nivel mundial que se consegue integrar a preparación e a esterilización de scaffolds nun só proceso, polo que os resultados atópanse xa protexidos por unha patente española”
A RAGC concede tamén unha mención honorífica na modalidade de promoción de mozos investigadores menores de 30 anos a un traballo sobre enxertos óseos sintéticos. O equipo recoñecido está composto polo investigador Víctor Santos, do Departamento de Farmacoloxía, Farmacia e Tecnoloxía Farmacéutica da Facultade de Farmacia da USC; Beatriz Magariños, tamén do Departamento de Farmacoloxía, Farmacia e Tecnoloxía Farmacéutica da Facultade de Farmacia da USC; Ricardo Starbird, da Escola de Química do Instituto Tecnolóxico de Costa Rica; Javier Suárez, do Instituto Universitario de Enfermedades Tropicales y Salud Publica de Canarias (Universidad de La Laguna); José Bruno, do Departamento de Ingeniería Química y Tecnología Farmacéutica da Facultad de Farmacia da Universidad de La Laguna; e Carmen Álvarez e Carlos Alberto García, do Departamento de Farmacoloxía, Farmacia e Tecnoloxía Farmacéutica da Facultade de Farmacia da USC.
Segundo explica Víctor Santos, na actualidade existe unha demanda moi alta de materiais para medicina rexenerativa que axuden a que o texido danado se recupere. A pesar dos avances que se produciron nos últimos anos, Santos sinala que aínda resulta difícil producir scaffolds para rexenerar óso que conten coa arquitectura porosa axeitada para o crecemento do tecido e que, ademais, minimicen o risco de que trala súa implantación se produzan infeccións. “A produción convencional de scaffolds poliméricos implica unha etapa de fabricación seguida doutra de esterilización compatible coa composición e estrutura do scaffold. As técnicas de esterilización validadas ata o momento, ademais de alongar os procesos de fabricación, teñen un efecto negativo sobre a estabilidade física e química dos scaffolds” –aclara–.
A través dunha abordaxe multidisciplinar no que participaron farmacéuticos, enxeñeiros e biólogos, o equipo conseguir implementar un procedemento en continuo que integra a fabricación e a esterilización de scaffolds poliméricos. Para iso, e facendo uso da tecnoloxía de CO2 supercrítico, Santos apunta que se demostrou, por primeira vez, que é factible destruír bacterias en forma vexetativa e en esporas preservando as propiedades dos materiais tratados. “É a primeira vez a nivel mundial que se consegue integrar a preparación e a esterilización de scaffolds nun só proceso. Os resultados desta investigación atópanse xa protexidos por unha patente española que está en fase de extensión a outros países” –subliña–.
Víctor Santos asegura que esta distinción supón un recoñecemento ao esixente traballo levado a cabo estes últimos anos polo grupo I+DFarma en colaboración con centros de investigación nacionais e internacionais. “O premio anímame a seguir progresando e a participar en novos proxectos científicos multidisciplinares. Abordar un problema desde diferentes puntos de vista mellora a calidade e o impacto dos resultados” –apunta–.
