ORgANizAN puede COLABORAN. predictiva? Ciclo de Conferencias CIC biogune Fundación BBVA

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1 ORgANizAN COLABORAN puede LA medicina SeR predictiva? Ciclo de Conferencias 2013 CIC biogune Fundación BBVA

2 puede LA medicina SeR predictiva? Ciclo de Conferencias 2013 CIC biogune Fundación BBVA

3 ÍNdiCe presentación Página 6 FuNdACióN BBvA Página 8 7 de marzo ChRiS day Predisposición genética al daño hepático por el alcohol. Página de marzo ulrich günther Nuevas lecciones en cáncer a partir del análisis de los flujos metabólicos. Página de abril paul O toole Envejecimiento sano: el papel de la dieta y las bacterias intestinales. Página de abril pierre LegRAiN De las proteínas al ser humano: cómo el Proyecto del Proteoma Humano puede inspirar a la investigación biológica. Página de mayo ROdeRiC guigó El Proyecto ENCoDE y el desciframiento del genoma humano. Página de mayo gilbert S. OmeNN La importancia de las proteínas en el desarrollo de la medicina predictiva y personalizada. Página 20 CALeNdARiO Página 22

4 puede LA medicina SeR predictiva? JOSé m mato Profesor de Investigación y director general de CIC biogune y CIC biomagune Un ciclo para acercarse a la Medicina Predictiva El ciclo de conferencias 2013 que organizan CIC biogune y Fundación BBVA en colaboración con el British Council, se compone de seis conferencias que se convocarán entre marzo y mayo y que versarán sobre Medicina Predictiva. La cuestión central del ciclo es plantear si el estudio de los genes, proteínas y metabolitos podría ofrecernos pistas sobre la susceptibilidad de una persona a desarrollar enfermedades complejas como la obesidad, diabetes, cáncer o hipertensión. La dificultad de la respuesta estriba en que la biología no es determinista, ya que no se puede predecir el funcionamiento de un organismo a partir de la secuenciación de su genoma, simplemente porque no hay una solución única. No existe un diseño predeterminado. Con estos antecedentes, cabe preguntarnos: puede realmente la medicina ser predictiva? Los investigadores trabajan para que lo sea. Y lo hacen conjugando la información genética, el genotipo, con los rasgos de la persona, su fenotipo, que viene definido por el metabolismo o conjunto de reacciones bioquímicas que tienen lugar en un organismo para mantenerlo vivo. Para intentar dar respuesta a estas cuestiones CIC biogune, la Fundación BBVA y el British Council han diseñado un programa en el que los ponentes abordarán temas que van desde el Proyecto Proteoma Humano, para identificar y caracterizar todas las proteínas que codifica el genoma humano; y el proyecto ENCoDE, que busca conocer cómo se regula la activación de cada uno de los genes que integran el genoma, hasta el papel del estudio genómico concretamente en enfermedades hepáticas o las posibilidades diagnósticas del metaboloma o conjunto de metabolitos de un organismo. 6

5 FuNdACióN BBvA Plaza San Nicolás 4, Bilbao Imprescindible confirmación de asistencia. entrada libre. Aforo limitado. La Fundación BBVA desarrolla su actividad de acuerdo con las dos señas de identidad corporativas: la apuesta por la innovación, y el trabajo de los principios y criterios éticos. Su contribución en la mejora del bienestar de la sociedad se define fundamentalmente por el impulso y la difusión de la investigación científica más innovadora y de la producción artística de vanguardia, tanto nacionales como internacionales. Estos objetivos los materializa a través de su apoyo a investigadores y creadores artísticos, la colaboración con centros científicos y culturales de excelencia, la difusión de los proyectos en los que participa, y el reconocimiento a las personas e instituciones que han aportado de forma más significativa con su talento al avance del conocimiento. La salud es hoy día una de las principales preocupaciones de la sociedad actual y la investigación biomédica (básica, clínica y traslacional) constituye una herramienta necesaria para el descubrimiento de nuevas alternativas con las que hacer frente a la enfermedad, desde la prevención y el diagnóstico hasta su tratamiento. Las razones expuestas explican por qué para la Fundación BBVA la Biomedicina es un área de actividad prioritaria. En 2013 se cumplen ocho años de trabajo conjunto entre la Fundación BBVA y el Centro de Investigación Cooperativa en Biociencias (CIC biogune). Dos entidades unidas por el mutuo interés de dar a conocer al público los avances del mundo biomédico. Los ponentes de la presente edición tratarán de responder, a lo largo de los tres próximos meses, a la pregunta Puede la medicina ser predictiva?. Con este interrogante se abre el ciclo de conferencias en el que los seis ponentes hablarán desde el estudio genómico en la enfermedad hepática y el papel de la dieta hasta la importancia de identificar las proteínas que codifican el genoma humano o el proyecto ENCoDE para el desarrollo de la prevención y de terapias más personalizadas.

6 7 de marzo, 19:30 Fundación BBVA Plaza San Nicolás 4, Bilbao ChRiS day Pro-vice chancellor and professor of Liver Medicine Faculty of Medical Sciences newcastle University Medical School United Kingdom El Prof. Day se licenció en Cambridge en 1983 y se especializó en Medicina General y Hepatología en Newcastle, convirtiéndose en hepatólogo especialista de la Unidad de Hígado en el Freeman Hospital Newcastle upon Tyne en 1994 y profesor de la Universidad de Newcastle upon Tyne en Desde abril de 2008 es vicerrector adjunto de la Facultad de Ciencias Médicas. Su investigación se centra en la enfermedad de hígado graso ligada a la obesidad y al alcohol, así como en la lesión de hígado provocada por fármacos y la fibrosis hepática. En 1999 fue el goulstonian Lecturer del Real Colegio de Médicos y en 2000 fue galardonado con la Medalla de oro a la Investigación de la Sociedad Británica de Gastroenterología. Es miembro y consejero de la Academia de Ciencias Médicas e investigador senior del Instituto Nacional de Investigación en Salud del Reino Unido. El Prof. Day es también co-editor de Journal of Hepatology y forma parte del Consejo de Investigación Médica y del Ejecutivo del Consejo de Facultades de Medicina en el Reino Unido. predisposición genética AL daño hepático por el ALCOhOL Como las enfermedades complejas, la predisposición a la enfermedad de hígado alcohólico (ALD) se debe a una combinación de factores genéticos y medioambientales. Los factores medioambientales más influyentes en el riesgo de esta enfermedad son la ingesta de alcohol, de café, la dieta y otros aspectos del modo de vida. Los estudios familiares y las variaciones interétnicas determinan que los factores genéticos también pueden predisponer a la enfermedad. Sin embargo, numerosos estudios genéticos no han logrado probar ninguna asociación reproducible convincente. También se asocia al riesgo de ALD y de HCC, en al menos cuatro estudios independientes, a la variante I148M del gen PNPLA3 que codifica la adiponutrina. Coloquio Modera: José M Mato, CIC biogune y CIC biomagune. 10

7 21 de marzo, 19:30 Fundación BBVA Plaza San Nicolás 4, Bilbao ulrich günther Professor of Biophysical Chemistry School of Cancer Sciences College of Medical and Dental Sciences University of Birmingham United Kingdom El Dr. Günther es profesor de Química Biofísica en la Escuela de Ciencias del Cáncer de la Universidad de Birmingham (Reino Unido). obtuvo su diploma en Química y el doctorado en la Universidad Eberhard Karls (Tübingen) y realizó sendas estancias post-doctorales en las Universidades de Tufts y Johann Wolfgang Goethe (Frankfurt). Actualmente, es el director científico del Henry Wellcome Building, institución que desarrolla toda la actividad investigadora en RMN biomolecular de la Universidad de Birmingham. Asimismo, forma parte del Sistema de Ciencias para la Salud, una iniciativa creada por la Universidad de Birmingham para fomentar la investigación aplicada en cáncer, inflamación y obesidad y participa en diversos programas de la UE, destacando la labor que ejerce de coordinador de los proyectos WW-NMR y METAFLUX. Sus líneas de investigación incluyen el desarrollo de nuevas estrategias metodológicas en RMN de biomoléculas, con especial énfasis en la caracterización de las interacciones entre proteínas y el análisis de flujos metabólicos mediante espectroscopía de RMN, en el contexto del cáncer. otro campo de interés para el Prof. Günther es la polarización nuclear dinámica (en inglés DNP), que presenta un gran interés en el estudio de los flujos metabólicos y que abre nuevas posibilidades para la metabolómica por RMN, ya que permite incrementar la sensibilidad del método notablemente. NuevAS LeCCiONeS en CáNCeR A partir del ANáLiSiS de LOS FLuJOS metabólicos En esta presentación se discutirá en detalle cómo el área de la metabolómica ha permitido obtener avances significativos en la investigación en cáncer, permitiendo el desarrollo de nuevos fármacos y abriendo una puerta hacia la medicina personalizada. En concreto, estudios de metabolómica por RMN han permitido establecer que la combinación de dos compuestos, bezafifrato (BZF) y el acetato de medroxiprogesterona (MPA), ejercen una inesperada acción antileucémica, en concreto en casos de leucemia mieloide aguda (AML). Dicha actividad está asociada con la generación de especies reactivas de oxígeno en el interior de las células tumorales. Asimismo, dichos resultados demuestran que los perfiles metabólicos son capaces de distinguir entre diferencias genéticas en las diferentes líneas celulares, así como que es posible detectar la respuesta frente a estímulos externos. Estos resultados han abierto nuevas perspectivas para el uso del perfilado metabolómico en investigación del cáncer, más concretamente para el diseño racional de fármacos contra esta patología. Este método ha podido identificar más de treinta compuestos presentes en cánceres de colon, cuello, mieloma y esófago, detectables incluso en estadios primigenios de la enfermedad. Este importante resultado sugiere una respuesta metabólica sistémica al cáncer, lo que abriría la puerta a un diagnóstico temprano del mismo. Coloquio Modera: Oscar Millet, CIC biogune 12

8 16 de abril, 19:30 Fundación BBVA Plaza San Nicolás 4, Bilbao paul O toole Department of Microbiology & Alimentary Pharmabiotic Centre, University College Cork Ireland El Prof. o Toole ha llevado a cabo su carrera investigadora y académica en Suecia, Canadá, Nueva Zelanda y EE.UU. Actualmente, es catedrático de Genómica Microbiana en el University College Cork, Irlanda. Su investigación se centra principalmente en la genómica y metagenómica de las bacterias gastrointestinales, la genómica comparativa y funcional con énfasis en especies asociadas al humano e interacción con el huésped, particularmente con commensal lactobacilli. Su trabajo más reciente examina la composición y función del microbioma intestinal, su dependencia de la dieta, su relación con la salud, el envejecimiento y el bienestar humano y animal. envejecimiento SANO: el papel de LA dieta y LAS BACteRiAS intestinales El Prof. Paul o Toole expondrá los factores que determinan nuestro grado de deterioro de la salud a medida que envejecemos. Se centrará particularmente en recientes pruebas que demuestran que nuestra dieta habitual controla un subestimado ecosistema de bacterias en nuestros intestinos, que tiene un efecto directo en un gran número de sistemas en nuestro organismo. Independientemente del valor nutricional de nuestra alimentación, que todo el mundo entiende, la dieta también controla la actividad de este órgano olvidado de bacterias intestinales que puede afectar a nuestro sistema inmunitario, masa muscular, humor y debilidad; todos ellos aspectos importantes en un envejecimiento sano. Coloquio Modera: Ana Mª Aransay, CIC biogune 14

9 23 de abril, 19:30 Fundación BBVA Plaza San Nicolás 4, Bilbao pierre LegRAiN Dean of the graduate School École Polytechnique Palaiseau France Pierre Legrain se formó como inmunólogo y biólogo celular en el Instituto Pasteur, donde se doctoró en Después de dos años en la Brandeis University (Mass, USA), regresó al Instituto Pasteur y centró su investigación en las interacciones entre proteínas. Su metodología se aplicó a muchos organismos, incluidos humanos. En 1998 fundó Hybrigenics, una empresa de biotecnología para la que trabajó como director científico hasta En 2003, comienza su trabajo como director de un departamento de investigación en el Commissariat à l Energie Atomique, y más tarde como director de Ciencias de la Vida en la misma institución. En 2011 ingresa en la École Polytechnique, de la cual es actualmente decano de la Escuela de Postgrado. Pierre Legrain ha sido miembro de HUPo organización para el Proteoma Humano desde 2001, donde ha trabajado como secretario general, vicepresidente y, actualmente, como presidente. Desde 2009 es, además, el director del Proyecto HPP para el Proteoma Humano poniendo en marcha el consorcio HPP en Su interés científico se centra en la biología de sistemas, actualmente, desarrolla nuevas hipótesis sobre la herencia de características complejas. 16 de LAS proteínas AL SeR humano: CómO el proyecto del proteoma humano puede inspirar A LA investigación BiOLógiCA Durante las últimas tres décadas, los biólogos moleculares han descifrado el genoma humano, caracterizado muchas estructuras celulares y moleculares y descrito numerosos mecanismos moleculares. Hoy en día, la secuencia del genoma humano permite la detección de muchas variaciones genéticas asociadas a enfermedades genéticas monogénicas. Todavía, muchas características fenotípicas humanas no pueden ser explicadas por la mutación de un único gen. Las proteínas están codificadas en el genoma humano y sus productos iniciales se diversifican ampliamente por medio de sutiles modificaciones posttranslacionales. De este modo, aunque el Proyecto del Proteoma Humano aspira a la detección y descripción de todas las proteínas codificadas en el genoma, queda el tremendo reto de convertir esta nueva información en un conocimiento mayor de la biología humana y la fisiopatología humana. Durante la conferencia, presentaré el Proyecto HUPo, el cual comienza con una cuidadosa anotación de todas las proteínas humanas y pretende comprender todas las funciones biológicas humanas. Cuestionaré el hecho de qué recientes descubrimientos en biología molecular son suficientes para explicar la biología en conjunto y sugeriré que necesitamos nuevas perspectivas integradas que conviertan este conocimiento en una mayor comprensión de las funciones biológicas y de los desórdenes fisiopatológicos. Por ejemplo, necesitamos más ciencias integradas entre la biología molecular, la medicina y las ciencias cognitivas, para dirigir mejor las cuestiones de herencia frente a características adquiridas (y posibles desórdenes). Esto será ejemplificado en el campo de la herencia de características complejas, tales como la comunicación musical entre individuos, con la presentación del desarrollo inicial de un proyecto sobre este tema. Coloquio Modera: Fernando Corrales, CIMA

10 14 de mayo, 19:30 Fundación BBVA Plaza San Nicolás 4, Bilbao ROdeRiC guigó Centre de Regulació genòmica, Universitat Pompeu Fabra Barcelona El Dr. Roderic Guigó se doctoró en la Universidad de Barcelona en Trabajó bajo la supervisión del Dr. Jordi ocaña en el dpto. de Estadística en el desarrollo de modelos matemáticos y computacionales en genética de poblaciones y ecología evolutiva y en el grupo del Dr. Temple F. Smith en el dpto. de Bioinformática del Dana Farber Cancer Institute (Universidad de Harvard). En 1992 se trasladó al grupo de Biología Teórica y Biofísica del Dr. James W. Fickett en Los Alamos National Laboratory, centrándose en proyectos relacionados con análisis de genomas, como la estimación de la densidad de las proteínas codificantes a nivel de genoma completo y la caracterización de estructuras de genoma a gran escala. En 1994 comenzó su trabajo en el Institut Municipal d Investigació Mèdica, dentro del GRIB, coordinado por el Dr. Ferran Sanz. Ha sido profesor asociado en la Universidad de Barcelona y en la Universidad Pompeu Fabra, actualmente como catedrático de Bioinformática. Desde 2005 trabaja en el Centre de Regulació Genòmica de Barcelona, donde coordina el Programa de Bioinformática y Genómica. Autor de más de 120 publicaciones, consejero de varias instituciones de bioinformática y genómica, como el European Bioinformatics Institute y colaborador en el Proyecto ENCoDE del National Institutes of Health (NIH). Entre otros, el Dr. Roderic Guigó es un referente en el campo de la genómica computacional. el proyecto encode y el desciframiento del genoma humano El genoma de un organismo es el conjunto de las instrucciones que determinan sus características biológicas. Estas instrucciones están codificadas en el ADN, una molécula química compleja constituida por la sucesión de millones de moléculas elementales de cuatro tipos distintos. Las moléculas de ADN constituyen el material genético de los cromosomas, los cuales están presentes en las células de todos los organismos vivos. En las células humanas existen 23 cromosomas distintos, de cada uno de los cuales existen dos copias, heredadas de madre y padre, las cuales se reúnen por primera vez en el zigoto que resulta de la fusión de espermatozoide y óvulo. La secuencia de ADN de esos 23 pares de cromosomas es nuestro genoma. Durante el desarrollo embrionario, el zigoto se divide en múltiples ocasiones hasta generar los billones de células que constituyen el cuerpo humano. Todas esas células contienen exactamente la misma secuencia de ADN en sus cromosomas. Es decir, nuestro genoma es idéntico en todas nuestras células. Sin embargo, las células se especializan, adoptan morfologías y funciones distintas y se organizan en los órganos (cerebro, pulmones, hígado, tubo digestivo, extremidades, etc), la complejísima acción concertada de los cuales hace posible nuestra vida. La razón por la cual células con la misma secuencia de ADN adoptan funciones distintas es que las instrucciones en esa secuencia se interpretan de forma ligeramente distinta en células distintas. El proyecto ENCoDE tiene como objetivo descifrar las instrucciones codificadas en el genoma humano y entender cómo son interpretadas de modo diferencial en tipos celulares. Durante mi charla resumiré los resultados más destacados de la segunda fase de este proyecto, que fueron dados a conocer a finales del año Coloquio Modera: Enrique Zuazua, BCAM 18

11 16 de mayo, 19:30 Fundación BBVA Plaza San Nicolás 4, Bilbao gilbert S. OmeNN Professor of Internal Medicine, Human genetics, and Public Health, University of Michigan, Ann Arbor, MI, USA Gilbert omenn es catedrático de Medicina Interna, Genética Humana y Salud Pública en la Universidad de Michigan y director de la University-wide Center for Computational Medicine and Bioinformatics. Trabajó como CEo del Sistema de Salud de la Universidad de Michigan desde 1997 a Anteriormente, fue decano de Salud Pública y catedrático de Medicina y Salud Medioambiental en la Universidad de Washington, Seattle. Su interés científico incluye la proteómica del cáncer y splicing alternativo, informática biomédica, genética de salud pública, análisis de riesgo y política de salud. Lideró el Ensayo de Betacarotenos y Eficacia del Retinol (CARET) de agentes preventivos contra el cáncer de hígado y la enfermedad cardiaca, dirigió el Center for Health Promotion in older Adults y creó una iniciativa sobre Salud Pública en la Universidad de Washington y el Washington and Fred Hutchinson Cancer Research Center. Fue director adjunto de la oficina de Ciencia y Política Tecnológica y director de la oficina de Gestión y Presupuestos en la oficina Ejecutiva del Presidente J. Carter y presidente de la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia. Actualmente es presidente de Amgen Inc y dirige HUPo. LA importancia de LAS proteínas en el desarrollo de LA medicina predictiva y personalizada Las proteínas son el nexo clave entre los genes y las características biológicas de la salud y la enfermedad (genotipo y fenotipo). Son las dianas para la mayoría de los fármacos. La biotecnología ha conseguido que las proteínas sean por sí mismas agentes terapéuticos con un alto beneficio y bajo riesgo de efectos secundarios. Tales terapias de dianas moleculares requieren exámenes diágnosticos complementarios para identificar y agrupar pacientes con el fin de obtener las mejores opciones de terapia. Recientemente, el Comité sobre Análisis Predictivos basados en ómicas del Institute of Medicine/ U.S. National Academy of Sciences ha publicado un borrador titulado evolución de las ómicas translacionales: lecciones aprendidas y el camino a recorrer para desarrollo de tests, que cubre las tres fases de descubrimiento, validación y demostración de su utilidad clínica. Mientras tanto, dentro de la organización HUPo, en el proyecto HPP se está desarrollando una nueva fundación para paneles de biomarcadores basados en proteínas y dianas de proteínas susceptibles de ser fármacos. Un grupo español trabaja en las proteínas codificadas en los genes del cromosoma 16; hay un chromosome-centric team para cada uno de los 24 cromosomas humanos y mitocondria. Un componente complementario es la biología y el disease-driven-hpp. Finalmente, hay múltiples capas de regulación de expresión génica, alternative splicing of RnAs y modificaciones post-translacionales de proteínas, todas ellas reflejadas en el proteoma. Coloquio Modera: Felix Elortza, CIC biogune 20

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13 7 de marzo ChRiS day Predisposición genética al daño hepático por el alcohol. Página de marzo ulrich günther Nuevas lecciones en cáncer a partir del análisis de los flujos metabólicos. Página de abril paul O toole Envejecimiento sano: el papel de la dieta y las bacterias intestinales. Página de abril pierre LegRAiN De las proteínas al ser humano: cómo el Proyecto del Proteoma Humano puede inspirar a la investigación biológica. Página 16 puede LA medicina SeR predictiva? Ciclo de Conferencias 2013 CIC biogune Fundación BBVA 14 de mayo ROdeRiC guigó El Proyecto ENCoDE y el desciframiento del genoma humano. Página de mayo gilbert S. OmeNN La importancia de las proteínas en el desarrollo de la medicina predictiva y personalizada. Página 20