Metodología de análisis no dirigidos en estudios de metabolómica

El Dr. Marc Marín se ha incorporado como investigador postdoctoral al Grupo de Ingeniería y Simulación de Procesos Ambientales – GESPA de IQS, para formar parte del grupo que lidera el Dr. Cristian Gómez sobre estudios de metabolómica en organismos acuáticos y de evaluación de la presencia de contaminantes persistentes y emergentes en muestras ambientales, utilizando técnicas cromatográficas y de espectrometría de masas avanzadas.  El Dr. Marín ha conseguido una de las ayudas otorgadas dentro de la convocatoria del Programa Investigo de la Generalitat de Cataluña, la primera dentro del ámbito catalán. El Programa Investigo tiene como objetivo conceder ayudas para la contratación de personas jóvenes, para el desarrollo y ejecución de funciones, tareas e iniciativas de investigación e innovación.

El proyecto del Dr. Marc Marín versa sobre el establecimiento y aplicación de una metodología de análisis no dirigido en dos organismos modelo (pez cebra y Daphnia magna) expuestos a contaminantes neurotóxicos, y evaluar el efecto terapéutico de algunos tratamientos de los síndromes producidos en estas exposiciones, todo ello dentro del marco del proyecto New generation of Drugs Protecting agaisnt Neurotoxic Industral Chemicals – NeuroTICs.

Hablamos con el Dr. Marc Marín y con su supervisor, el Dr. Cristian Gómez, sobre su proyecto, la ayuda conseguida y su experiencia postdoctoral en IQS.

Marc, ¿cuál ha sido tu carrera como investigador y en qué te has especializado?

Estudié en la Universidad de Barcelona, donde cursé tanto el grado como el máster en Química Analítica, así como el doctorado, en el que me especialicé en el análisis de contaminantes persistentes y metabolitos, mediante técnicas quimiométricas. Tuve la suerte de poder trabajar con el Dr. Romà Tauler del Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua IDAEA/CSIC, dentro de su grupo especializado en procesamiento de datos, pero menos en las propias técnicas analíticas. Al final de la tesis, me encontré con la pandemia de la Covid-19 y la tuve que alargar, encontrándome finalmente en el paro. Entonces surgió la convocatoria de unas ayudas Investigo con fondos Next Generation, con plazas para investigadores con doctorado, menores de 30 años y en el paro, como era mi caso.

Y llegaste a IQS. ¿Qué te atrajo de este centro?

Vi la oferta del Dr. Cristian Gómez, que también fue investigador del CSIC y conocía al Dr. Tauler, apliqué y conseguí así una de las ayudas Investigo para plazas postdoctorales. Me atrajo mucho de IQS el hecho de poder incorporarme a un equipo tan experto en técnicas cromatográficas, formación que creo que yo necesitaba.

Cristian. La plaza se abrió en muchos centros, pero, al tener mucha relación con el grupo del IDAEA, vimos que Marc cumplía todos los requisitos para cubrir esta plaza postdoc. ¡Y aquí le tenemos!

¿Cuál es el foco de tu proyecto?

Mi proyecto forma parte de un proyecto multidisciplinar, como es el NeuroTICs, para análisis de contaminantes neurotóxicos que se utilizan en armamento terrorista, y estudia los cambios metabólicos que comportan estos residuos químicos en organismos acuáticos y terrestres. Al ser la Quimiometría mi área de experiencia – una disciplina que trata de análisis matemáticos y estadísticos sobre datos químicos –, mi objetivo es establecer una metodología de análisis no dirigidos en el tratamiento de todos los datos – “big data” – derivados de los estudios metabólicos realizados en el proyecto.

¿Y en qué consisten estos análisis no dirigidos?

Este grupo de IQS lleva cerca de dos años trabajando en proyectos relacionados con óhmica, como el proyecto NeuroTICs, en los que se está potenciando mucho este tipo de análisis no dirigidos que consisten en un ‘screening’ de todos los metabolitos que se pueden encontrar al analizar el cerebro de un pez cebra o de un ratón, por ejemplo. Estos análisis se hacen con técnicas analíticas de alta resolución – como son los equipos instalados en el IQS-SCIEX Demo lab – pero se generan un montón de datos que se deben procesar.

Y es aquí donde entran mis conocimientos de Quimiometría. Dado que en los espectros de masa de estas muestras hay millones de señales, hemos puesto a punto un PNT sobre el análisis de este tipo de datos y hemos creado un método que permita filtrar y evaluar toda esta información.

«Hemos puesto a punto un procedimiento para analizar la gran cantidad de información de los análisis de estudios óhmicos»

De hecho, este primer año he empezado a trabajar en esta metodología con los cálculos y procesado de datos de otro estudio piloto que se llevó a cabo dentro del grupo GESPA sobre análisis de sustancias per – y polifluoroalquiladas – PFAS, unos compuestos muy utilizados industrialmente por sus propiedades y características, pero que tienen la particularidad algunos de ellos de ser muy tóxicos y representar un riesgo medioambiental grave. El estudio trataba de la acumulación de estos PFAS en ciertos peces y mariscos del Mediterráneo.

Ahora que ya tenemos a punto la metodología del procesado de datos, la aplicaremos al estudio de los resultados de las muestras de neurotóxicos, derivadas de la fase final del proyecto NeuroTICS, obtenidas en modelos de seres vivos – Daphnia, pez cebra y ratones. La metodología de análisis no dirigidos se aplicará tanto a la presencia de neurotóxicos y de los cambios producidos en los metabolismos, como a los efectos de los antídotos desarrollados para contrarrestar sus efectos en los seres vivos.

«La metodología se aplicará a la presencia de neurotóxicos y de cambios metabólicos, así como a los efectos de los antídotos desarrollados»

¿Qué ha representado para ti esta ayuda?

En primer lugar, me ha dado la oportunidad de reincorporarme al mundo de la investigación, y estoy muy agradecido por ello. Cuando acabé el doctorado, cerraba una etapa más, y esta beca me ha abierto las puertas de un centro como IQS, donde poder seguir con mi carrera investigadora y profundizar en técnicas analíticas avanzadas que necesitaba perfeccionar.

«La beca Investigo me ha abierto las puertas de un centro como IQS, donde poder profundizar en técnicas analíticas avanzadas»

Resolveré el tema del procesado de estas grandes cantidades de datos, pero también quiero implicarme en conocer cómo se han obtenido, qué variaciones se han  llevado a cabo para obtener las correctas, etc. En definitiva, conocer la historia de las muestras y, a la vez, profundizar en áreas que no había trabajado tanto durante mi tesis, como es utilizar equipos de cromatografía acoplados con espectrometría de masas en el ámbito de usuario. Aquí, tengo la oportunidad de utilizar equipos de triple cuadrupolo, QTOF y QTRAP, como los que hay en el IQS-Sciex Demo lab, y eso es muy enriquecedor.

¿Y la experiencia general en IQS?

Muy buena, ya que, por un lado, he tenido la suerte de empezar a trabajar en las nuevas instalaciones de la Sección de Cromatografía, que han quedado muy bien, y además con un equipo humano de trabajo muy disciplinario y acogedor, con los que estoy aprendiendo muchísimo. Me encuentro muy a gusto.

¿Y qué opina el supervisor?

Cristian. Pues estoy muy contento de la incorporación de Marc, es muy provechosa para el grupo por su aportación de conocimientos quimiométricos, un aspecto que teníamos que reforzar para potenciar esta línea de investigación sobre el análisis no dirigido. Como investigador, Marc es una persona siempre dispuesta a ayudar en el laboratorio y que, a la vez, tiene muchas ganas de aprender. Creo que ha sido un gran acierto incorporarlo en nuestro grupo. Y en este año que aún le queda, tenemos que intentar dar visibilidad a toda la investigación que hacemos en el grupo mediante publicaciones científicas en revistas internacionales.

Quisiera añadir, en referencia a las publicaciones y como resultado de la tarea del primer año de Marc en nuestro grupo, que hemos conseguido publicar los resultados de la metodología de análisis de sustancias PFAS en la prestigiosa revista Enviromental Research. ¡Y esto también es motivo de gran satisfacción para todos!

Publicación:

Marc Marín-Garcia, Céline Fábregas, Carla Argenté, Jordi Diaz-ferrero, Cristian Gómez-Canela, Accumulation and dietary risks of perfluroalkylsubstances in fish and shellfish: a market-based sutdy in Barcelona, Enviromental Research, 237, 2023, 117009.

El programa de ayudas Investigo está financiado por la Unión Europea, Next Generation EU