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TALLERE3S DIDÁCTICOS DE ACERCAMIENTO A LA INVESTIGACIÓN SOBRE EL CÁNCER
Alumnos de Biología de Bachillerato del I.E.S. G.M. aprenden en el Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas.La visita a las instalaciones fue guiada por el Doctor Daniel Martín, que hace un par de años realizó las prácticas docentes en nuestro instituto. Los alumnos vieron varias líneas de ratones transgénicos que son utilizadas en la experimentación, cristalizaron y observaron proteínas al microscopio, vieron células afectadas por distintos tumores y recibieron con atención las explicaciones que les dieron los diferentes especialistas.

El PROGRAMA completo de la visita se detalla a continuación:
9:50 Bienvenida y recogida de material
CNIO Auditorio (Planta baja)
10:00 “Introducción a la investigación en cáncer”
Ignacio Pérez de Castro, Grupo de División Celular y Cáncer. Programa de Oncología Molecular.
10:15 “Medidas de bioseguridad en los laboratorios del CNIO”
Constantino Cespón, Jefe de Prevención y Bioseguridad.
10:30 Rotación de grupos en la visita a los distintos laboratorios
Planta baja
De la estructura a la función de la proteína: cómo son, para qué sirven, cómo funcionan.
Santiago Ramón, Grupo de Bases Estructurales de la Integridad Genómica. Programa de
Biología Estructural y Biocomputación.
1ª Planta
Desarrollo de nuevos fármacos antitumorales.
Ana Rodríguez, Grupo de Desarrollo de Ensayos. Programa de Terapias Experimentales.
Planta -2 (Animalario)
Modificación genética del ratón: diseño y generación de modelos tumorales.
Javier Martín, Unidad de Ratones Transgénicos. Programa de Biotecnología.
14:00 Conclusiones y despedida.

TEXTOS CIENTÍFICOS
“De la estructura a la función de las proteínas: cómo son, para qué sirven, cómo funcionan”. Araceli Grande & Santiago Ramón-Maiques
Grupo de Bases Estructurales de la Integridad Genómica. Programa de Biología Estructural y Biocomputación
Las proteínas son esenciales para nuestra vida cotidiana. Fuera del alcance de nuestros sentidos, una compleja maquinaría molecular formada principalmente por proteínas realiza una infinidad de procesos que hacen posible que la vida "funcione". También las enfermedades que sufrimos suceden porque algunas proteínas "enferman" y dejan de funcionar correctamente.
Muchos tipos de cáncer, por ejemplo, se deben a mutaciones que afectan la estabilidad o que alteran el funcionamiento normal de las proteínas.
Pero ¿qué son las proteínas? ¿Cómo son? ¿De qué están hechas? ¿Para qué sirven? ¿Cómo funcionan?
Estas son preguntas que día a día queremos responder en el laboratorio, donde estudiamos proteínas que son importantes para nuestra salud. Durante la breve visita que nos hacéis intentaremos daros respuestas sobre el mundo de las proteínas y sobre algunas de las técnicas que usamos en el laboratorio para caracterizarlas.
En primer lugar, daremos un rápido repaso a la composición de las proteínas, para saber de qué están hechas, qué formas adoptan y cómo la forma que tienen les permite desempeñar funciones muy diversas. Explicaremos cómo, de manera rutinaria en el laboratorio, fabricamos proteínas a la carta utilizando ingeniería genética y distintos tipos de células (bacterias, células de insecto o humanas). Os contaremos cuáles son las técnicas de uso más habitual para purificar proteínas y veremos cómo separar proteínas mediante técnicas cromatográficas. También analizaremos el tamaño y la pureza de distintas proteínas usando electroforesis en geles de poliacrilamida.
Conocer la forma que tienen las proteínas es una herramienta muy valiosa para entender cómo funcionan y de qué manera podemos modular su actividad, por ejemplo, mediante el diseño de inhibidores específicos. Os hablaremos de una de las técnicas más poderosas para la determinación de la estructura tridimensional de las proteínas: la cristalografía de rayos-X. Para entender mejor esta técnica creceremos cristales de una proteína purificada de la clara de huevo (lisozima). Os contaremos cómo preparamos los cristales para hacer ensayos de difracción de rayos-X en el laboratorio y también en los aceleradores de partículas (sincrotrones). Veremos cómo son los patrones de difracción de los cristales de proteína y os contaremos de manera resumida cómo a partir los datos de difracción podemos resolver cuál es su estructura a nivel atómico.

“Modificación genética del ratón: diseño y generación de modelos tumorales”. Dr. Javier Martín. Unidad de Ratones Transgénicos del Programa de Biotecnología.
El objetivo de la Unidad de Ratones Transgénicos en un centro de investigación oncológica es la generación de modelos tumorales en ratón que reproduzcan los diferentes tipos de cáncer que aparecen en los humanos. El cáncer es una enfermedad de origen genético y dado que los genes del ratón y del hombre están muy conservados evolutivamente es posible, mediante la modificación del genoma del ratón, construir modelos tumorales que reproducen en gran medida la patología humana.
Estos modelos de cáncer en el ratón se utilizan en el CNIO para:
1) Estudiar in vivo, en un modelo animal, los genes responsables de la aparición y progresión de los tumores.
2) Identificar y validar moléculas diana para el tratamiento del cáncer.
3) Realizar pruebas preclínicas de nuevas terapias antitumorales.
Tipos de modelos tumorales en ratón
Las técnicas de manipulación genética han avanzado mucho en los últimos años, de forma que es posible reproducir en el ratón la gran mayoría de alteraciones genéticas que se han identificado en tumores humanos. En la Unidad de Ratones Transgénicos del CNIO trabajamos fundamentalmente con dos tipos de modelos:
1. Modelos transgénicos:
Implican la introducción en el genoma del ratón de un fragmento de ADN que conduce a la expresión en el ratón de oncogenes que son los responsables de la aparición de tumores.
Frecuentemente estos oncogenes son variantes de los mismos genes del organismo que han sufrido alteraciones genéticas.
Estos ratones transgénicos se construyen mediante la microinyección del ADN exógeno (llamado transgén) en cigotos de ratón (embriones de una célula). El ADN exógeno se incorpora de forma estable en el genoma, en un sitio al azar. De estos embriones microinyectados es posible generar líneas de ratón portadoras del transgén que serán nuestro modelo para el estudio de los tumores producidos por la expresión de ese oncogén.
La expresión del transgén puede ser ubicua (en todo el animal modificado) o específica de un tejido concreto.

2. Modelos construidos mediante gene targeting:
Este tipo de manipulación genética implica la utilización de células madre derivadas de embriones de ratón en los primeros momentos del desarrollo. Las células madre embrionarias son células pluripotenciales derivadas de blastocistos, que se pueden cultivar in vitro y ser modificadas genéticamente sin que pierdan su pluripotencialidad.
Una vez modificadas, estas células se integran, mediante inyección o agregación, en ratón en estadíos preimplantacionales y son capaces de contribuir a la formación de todos los órganos y tejidos del nuevo ratón, incluidas sus células germinales.
Esta tecnología permite introducir mutaciones dirigidas a un gen específico del genoma del ratón, que pueden ser desde mutaciones puntuales (una sola base de su ADN), hasta translocaciones de grandes regiones cromosómicas pasando por deleciones e inserciones de material genético. Esto permite reproducir toda la gama de alteraciones genéticas encontradas en tumores humanos.