Investigadors catalans lideren la innovadora recerca en biofísica a Alemanya

En temps de crisi o d’estancament, la millor opció és invertir. Especialment en coneixement. Això ha fet Alemanya les últimes dècades en àrees estratègiques com el cotxe elèctric, la tecnologia quàntica o, més últimament, la física i la biologia. La seva fórmula passa ara mateix per potenciar els clústers d’excel·lència, una iniciativa en què participen universitats i grans institucions científiques com ara la societat Max Planck.

L’aposta és atraure i retenir talent mundial i fer ciència de risc. La seva última proposta, nascuda formalment just abans de l’esclat de la pandèmia, ha estat la constitució del clúster de biofísica. En només tres anys ha reunit investigadors de primeríssim nivell per repensar una àrea científica que està revolucionant el coneixement en ciències de la vida i en la qual participen quatre científics catalans en posicions de lideratge.

Són Otger Campàs, Meritxell Huch, Ricard Alert i Jan Brugués. Tret d’Huch, vinculada a l’estudi de cèl·lules mare adultes, la resta provenen del camp de la física teòrica. Concretament, de la interfície entre física i biologia. Tots sense excepció van atendre la convocatòria internacional emesa per la Universitat Tècnica de Dresden i la societat Max Planck per integrar-se al nou clúster d’excel·lència ubicat en aquesta ciutat i que ben aviat rebria el nom de Physics of Life (PoL). Formalment, l’ens va néixer el juliol del 2019 en el marc de l’acreditació com a universitat d’excel·lència com a pas previ. Amb el PoL constituït, l’onzè d’aquesta mena que s’impulsa a Alemanya, la seva tasca fonamental ha estat començar a créixer i omplir-se de contingut. I certament que ho ha fet.

Un focus mundial

En aquest breu lapse de temps, Dresden s’ha convertit en focus mundial d’atracció de l’especialitat i en un referent internacional per a tots els investigadors que en aquests moments estan repensant com es poden explicar fenòmens bàsics de les ciències de la vida aplicant criteris de la física. Per exemple, entendre les forces i interaccions que governen les cèl·lules i els teixits d’un organisme perquè esdevingui funcional, les que guien un embrió en el seu desenvolupament, les que impulsen l’organització d’un teixit després d’una ferida o les que es manifesten en el creixement d’un organoide –un microòrgan.

O encara més bàsic: el paper dels microtúbuls, orgànuls cel·lulars que són essencials per a la divisió de les cèl·lules, o com s’empaqueten els llarguíssims filaments de cromatina, d’on emergeixen les cadenes d’ADN dins el nucli d’una cèl·lula –en l’equivalent a un minúscul gra de sorra s’hi encabeix prou filament per arribar a la Lluna.

Otger Campàs és director del PoL. Va arribar a Dresden després d’haver passat per París, Harvard i Santa Bàrbara, a Califòrnia, en un viatge que ha durat una quinzena llarga d’anys, durant els quals ha guanyat expertesa en el que es coneix com a biologia quantitativa. Tot i tenir ofertes d’altres centres de prestigi internacional, es va decidir per la ciutat alemanya perquè en els últims anys s’ha convertit en un dels “centres mundials”.

“Els instituts Max Planck de Biologia Cel·lular i Genètica i el de Física de Sistemes Complexos fa vint anys que col·laboren”, diu. La confluència de les dues especialitats i l’impuls del govern federal als clústers d’excel·lència han fet possible la creació d’un nou institut del qual ja s’està construint un edifici nou.

La filosofia del projecte és generar una estructura nova “d’alt nivell científic” amb l’objectiu de millorar aquelles universitats que per una raó o una altra s’han quedat estancades. “Un nou institut pot atraure talent internacional amb l’estructura i el finançament adequats”. “Només a la [Societat] Max Planck hi ha recursos similars”, assegura Campàs.

Fent-ho així es pot canviar la mentalitat i la manera de funcionar de la universitat sense que sigui traumàtic, afegeix. La clau és treballar en temes punters i d’alt valor estratègic amb una òptica interdisciplinària. I portar els millors experts. “Europa ha deixat de ser competitiva en molts camps respecte als Estats Units o el Japó”, justifica l’investigador. “Calen recursos i estructures per competir a nivell mundial, és una estratègia de país”.

Fer ciència nova

Alemanya té pensat aprofitar l’embranzida del seu govern dotant els seus clústers d’excel·lència de fórmules que garanteixen pressupostos permanents i un marc estable. És així, amb posicions que poden durar cinc anys ampliables a nou, que vol afavorir la innovació i la ciència de risc, és a dir, no subjecte a resultats predeterminats sinó que busca, com diu Jan Brugués, un dels directors del PoL, identificar les preguntes clau i trobar-hi resposta.

“No entenem com els elements de la biologia interaccionen per formar estructures o teixits”, diu. “Els sistemes vius també segueixen les lleis de la física”, afegeix Campàs. “Amb bones condicions es pot escriure ciència nova”, ho rebla Ricard Alert, líder de grup a Dresden.

Ciència nova és, per exemple, tot allò que envolta els organoides. Meritxell Huch, ara incorporada a Dresden també com a directora, va fer créixer els primers organoides d’estómac, fetge i pàncrees de la història, a més del primer model de càncer hepàtic. Ho va fer després de passar pel laboratori de Hans Clevers, el primer a aconseguir-ho, i d’una llarga estada a Cambridge prèvia a Alemanya.

Ciència nova també és tenir la capacitat de formular “grans preguntes” a les quals cap grup a títol individual podria respondre, diu la investigadora, cosa que només es pot fer col·laborant amb altres grups científics. Grups que, com el seu, només s’hagin de dedicar a fer ciència sense haver-se de dedicar a tasques burocràtiques o administratives o perseguint finançament contínuament. Per tant, sense necessitat d’assegurar resultats científics que justifiquin segons quins recursos. Aquesta tranquil·litat, raona, és la que li permet arriscar en ciència i plantejar projectes d’investigació a llarg termini.

En el seu cas, estudia com es regeneren els teixits després d’haver patit un dany. “¿Com saben les cèl·lules que han de fer un ull o un dit?”, es pregunta, també. Una part de la resposta està continguda al genoma de la cèl·lula, però una altra part està governada per les lleis de la física. I una altra, encara, és la que fa que la cèl·lula s’activi. “Quan no ho fa bé sorgeix una malaltia, bé sigui al fetge, a la pell o en el desenvolupament embrionari". Els organoides permeten replicar aquest procés mantenint les mateixes propietats que el teixit originari.

Ciència estratègica

Brugués, que ha aterrat a Dresden després del seu pas per París i Harvard, agraeix el plantejament alemany. La seva pregunta és com es formen els teixits a partir d’una única cèl·lula que es divideix un cop i un altre per formar una estructura organitzada i ordenada en un espai concret. “Les cèl·lules van a un lloc o un altre però saben quin és”, sosté. Per fer-ho, empren una maquinària interna, els microtúbuls, “que se sap que existeixen però no com es formen”. Ara sabem que intervenen en la geometria cel·lular, diu, i que tot plegat juga un rol en la formació de l’embrió que cal construir de manera “robusta” per "evitar errors”. “Entenent bé com funciona la maquinària de divisió, podem saber què falla i obrir la porta a teràpies més sòlides”.

Per donar resposta a preguntes d’aquest tipus, insisteix, cal finançament, estructures i equipaments, però també l’entorn adequat. “La institució potencia sortir de la zona de confort per fer el pas següent, per anar més enllà del que ja se sap”, reflexiona. “I et dona els mitjans per fer-ho”, afegeix.

Pensar la recerca d’aquesta manera vol dir també pensar en termes estratègics. “La recerca d’avui és l’economia de demà”, diu Campàs. “La recerca bàsica dona oportunitats a la indústria en forma de patents, noves tecnologies o nous productes”. “Invertir et manté a la frontera del coneixement i també a la frontera de l’economia”, avisa Alert. Sempre des de la cooperació, afegeix Huch, “i la més estricta avaluació”.

“Mai no hauríem tingut la vacuna contra el covid-19 sense tota la recerca prèvia en ARN”, adverteix Huch. “No tindríem internet sense la primitiva Arpanet, ni cotxe elèctric, ni sincronització de satèl·lits”, diu Campàs. “La física de sistemes vius té implicacions en medicina” com en el seu dia en va tenir la gran troballa de Watson i Crick –l’estructura en doble hèlix de l’ADN– o com ara en podria tenir mesurar la mecànica dels tumors i la formació de metàstasis.

Barcelona al cap

Tots els investigadors entrevistats tenen al cap la idea de poder tornar a Barcelona algun dia per fer ciència. I tots són conscients que no haurien pogut fer la carrera professional que han fet si no haguessin marxat. “El que tenim a Dresden és molt especial”, deixa anar Meritxell Huch. I també molt exigent a nivell professional i personal, asseguren tots quatre.

Però no per això hauria de ser impossible de reproduir. Com diu Jan Brugués, en el fons no estaríem parlant de tants diners si es considerés la possibilitat de crear una estructura nova, i a Barcelona ja existeix una primera pedra de l’edifici: tots s’han format aquí i alguns han compartit fins i tot director de tesi. Els físics de Barcelona van buscats, diu Alert. També hi ha centres com el CRG, l’IRB o l’IBEC que en un moment determinat podrien acollir aquests investigadors i les seves línies de recerca.

Però difícilment passarà, perquè, com diu Otger Campàs, no n’hi ha prou amb oferir una plaça o una posició. Cal un paper actiu del govern per fer-ho possible, prou finançament i capacitat i voluntat de competir a nivell internacional, cosa que vol dir fer un equip de "Champions" amb un camp de "Champions" i un pressupost de "Champions". I esclar, amb algun Messi o Kobe Briant o Mick Jagger al teu equip.

Si les condicions fossin les adequades, més d’un faria el pas. Però esclar, és justament el que ha fet Dresden, que és el lloc on han decidit seguir la seva carrera després de voltar per mig món i haver tingut èxit en alguna de les institucions més reconegudes en ciència, un privilegi que no està a l’abast de tothom. Però mai se sap: podria passar que algun dia algun govern creiés de veritat que de la ciència d’un país en depèn la seva economia del demà.