Metodologia d’anàlisis no dirigides en estudis de metabolòmica

El Dr. Marc Marín s’ha incorporat com investigador postdoctoral al Grup d’Enginyeria i Simulació de Processos Ambientals – GESPA d’IQS, per formar part del grup que lidera el Dr. Cristian Gómez sobre estudis de metabolòmica en organismes aquàtics i d’avaluació de la presència contaminants orgànics persistents i emergents en mostres ambientals, emprant tècniques cromatogràfiques i d’espectrometria de masses avançades. El Dr. Marín ha aconseguit un dels ajuts atorgats dins la convocatòria del Programa Investigo de la Generalitat de Catalunya, la primera dins l’àmbit català. El Programa Investigo té com a objectiu concedir ajuts per a la contractació de persones joves, pel desenvolupament i execució de funcions, tasques i iniciatives de recerca i innovació.

El projecte del Dr. Marc Marín versa sobre l’establiment i aplicació d’una metodologia d’anàlisi no dirigida de metabòlits en dos organismes model (peix zebra i Daphnia magna) exposats a contaminants neurotòxics, i avaluar l’efecte terapèutic d’alguns tractaments de les síndromes produïts en aquestes exposicions, dins del marc del projecte New generation of Drugs Protecting agaisnt Neurotoxic Industral Chemicals – NeuroTICs.

Parlem amb el Dr. Marc Marín i amb el seu supervisor, el Dr. Cristian Gómez, sobre el seu projecte, l’ajut aconseguit i la seva experiència postdoctoral a IQS.

Marc, quina ha estat la teva carrera com a investigador i en què t’has especialitzat?

Vaig estudiar a la Universitat de Barcelona, on vaig cursar tant el grau com el màster en Química Analítica, així com el doctorat, on em vaig especialitzar en l’anàlisi de contaminants persistents i de metabòlits, mitjançant tècniques quimiomètriques. Vaig tenir la sort de poder treballar amb el Dr. Romà Tauler de l’Institut de Diagnòstic Ambiental i Estudis de l’Aigua IDAEA/CSIC, dins del seu grup molt especialitzat en processament de dades, però menys en les pròpies tècniques analítiques. Al final de la tesi, em vaig trobar amb la pandèmia de la COVID-19 i la vaig haver d’allargar, trobant-me finalment a l’atur. Aleshores, va sorgir la convocatòria a Catalunya d’uns ajuts Investigo amb fons Next Generation, on hi havia unes places per investigadors amb doctorat, menors de 30 anys i a l’atur, com era el meu cas.

I vas arribar a IQS. Què et va atreure d’aquest centre?

Vaig veure l’oferta del Dr. Cristian Gómez, que també havia estat investigador del CSIC i coneixia al grup del Dr. Tauler, vaig aplicar, i vaig aconseguir un dels ajuts Investigo per a places postdoctorals. Em va atreure molt d’IQS el fet que em podia incorporar a un equip tant expert en tècniques cromatogràfiques, formació que crec que jo necessitava.

Cristian. La plaça es va obrir a molts centres, però, en tenir molt de contacte amb el grup de l’IDAEA, vàrem veure que el Marc complia tots els requisits per cobrir aquesta plaça postdoc. I aquí el tenim!

Quin és el focus del teu projecte?

El meu projecte forma part d’un projecte multidisciplinari, com és el projecte NeuroTICs, que analitza contaminants neurotòxics que s’utilitzen en armament terrorista, i estudia els canvis metabòlics que comporten aquests residus químics en organismes aquàtics i terrestres. En ser la meva àrea d’expertesa la Quimiometria – disciplina que tracta de les anàlisis matemàtiques i estadístiques sobre dades químiques –, el meu objectiu és establir una metodologia d’anàlisi no dirigida en el tractament de totes les dades – “big data” – derivades dels estudis metabolòmics realitzats en el projecte.

I en què consisteixen aquestes anàlisis no dirigides?

Aquest grup d’IQS porta al voltant de dos anys treballant en projectes relacionats amb òhmica, com el projecte NeuroTICS, en els quals s’està potenciant molt aquest tipus d’anàlisis no dirigides que consisteixen en un ‘screening’ de tots els metabòlits que es poden trobar en analitzar el cervell d’un peix zebra, o d’un ratolí, per exemple. Aquestes anàlisis es fan amb tècniques analítiques avançades d’alta resolució – com són els equips instal·lats a l’IQS Sciex Demo lab –, però es generen un munt de dades que s’han de processar.

I és aquí on entren els meus coneixements de Quimiometria. Donat que en els espectres de masses d’aquestes mostres hi ha milions de senyals, hem posat a punt un PNT sobre les anàlisis d’aquest tipus de dades i hem creat un mètode que permeti filtrar i avaluar tota aquesta informació.

“Hem posat a punt un procediment per analitzar la gran quantitat d’informació procedent de les anàlisis d’estudis òhmics”

De fet, aquest primer any he començat a treballar en aquesta metodologia amb els càlculs i processament de dades d’un altre estudi pilot que es va dur a terme dins del grup GESPA sobre anàlisi de substàncies per- i polifluoralquilades – PFAS, uns compostos molt utilitzats industrialment per les seves propietats i característiques, però que tenen la particularitat alguns d’ells de ser molt tòxics i representar un risc mediambiental greu. L’estudi tractava de l’acumulació d’aquests PFAS en certs peixos i mariscos de la Mediterrània.

Ara, que ja tenim a punt la metodologia de processament de dades, l’aplicarem a l’estudi dels resultats de les mostres de neurotòxics, derivades de la fase final del projecte NeuroTICs i obtingudes en models d’éssers vius – Daphnia, peix zebra i ratolins. La metodologia d’anàlisi no dirigida s’aplicarà tant a la presència de neurotòxics i dels canvis produïts en els metabolismes, com als efectes dels antídots desenvolupats per contrarestar els seus efectes en els éssers vius.

“La metodologia s’aplicarà a la presència de neurotòxics i de canvis metabòlics, així com als efectes dels antídots desenvolupats”

Què ha representat per a tu aquest ajut?

Primer de tot, m’ha donat l’oportunitat de reincorporar-me al món de la recerca, i estic molt agraït. Quan vaig acabar el doctorat, tancava una etapa més, i aquesta beca m’ha obert les portes d’un centre com IQS, on poder així seguir amb la meva carrera investigadora i aprofundir en tècniques analítiques avançades que necessitava perfeccionar.

“La beca Investigo m’ha obert les portes d’un centre com IQS, on poder aprofundir el meu coneixement en tècniques analítiques avançades”

Resoldré el tema de processament d’aquestes grans quantitats de dades, però també vull implicar-me en conèixer com s’han obtingut, quines variacions s’han dut a terme per obtenir les correctes, etc. En definitiva, conèixer la història de les mostres i, a la vegada, aprofundir en àrees que no havia treballat tant en la meva tesi doctoral, com és utilitzar equips de cromatografia acoblats amb espectrometria de masses en l’àmbit d’usuari. Aquí tinc l’oportunitat d’utilitzar equips de triple quadrupol, QTOF i QTRAP com els que hi ha a l’IQS-Sciex Demo lab, que serà molt enriquidor.

I l’experiència general a IQS?

Molt bona, ja que, per una banda, he tingut la sort de començar a treballar en les noves instal·lacions de la secció de Cromatografia, que han quedat súper bé, i amb un equip de treball molt multidisciplinari i acollidor, amb els que estic aprenent moltíssim. Em trobo molt a gust.

I què opina el supervisor?

Cristian. Doncs estic molt content de la incorporació del Marc, és molt profitosa en el grup per la seva aportació de coneixement quimiomètrics, un aspecte que ens calia reforçar per potenciar aquesta línia de recerca sobre l’anàlisi no dirigida. Com investigador, el Marc és una persona que sempre està disposat a ajudar en el laboratori i que, a la vegada, té moltes ganes d’aprendre. Crec que ha estat un gran encert incorporar-lo al nostre grup. I aquest any que li queda hem d’intentar donar visibilitat a tota la recerca que fem en el grup mitjançant publicacions científiques en revistes internacionals.

Voldria afegir, en referència a les publicacions i com a resultat de la tasca del primer any del Marc en el nostre grup, que hem aconseguit publicar els resultats de la metodologia d’anàlisis de substàncies PFAS en la prestigiosa revista Enviromental Research. I això també és motiu de gran satisfacció per a tots!

Publicació:

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 d’ajuts Investigo està finançat per la Unió Europea, Next Generation EU.