Gracias a los estudios realizados por el equipo científico del proyecto SUSE, dirigido por el Dr. Frederic Bartumeus del CEAB, en el ámbito de las estrategias de los animales en busca de alimento, ha sido posible entender la estrategia que utilizan las T cells , o linfocitos T, responsables de la respuesta inmune celular, para localizar las células foráneas e iniciar la reacción del sistema inmunitario.
El equipo de San Francisco con el que ha colaborado Bartumeus, liderado por Matthew F. Krummel, trabaja con los linfocitos T con la idea de aplicar su misma estrategia, pero mejorada, en nanorobots. De este modo podrían conseguir la máxima eficiencia de estas minúsculas máquinas de cara al uso de terapias dirigidas ( ‘drug delivery’) que permitirán llevar los medicamentos justo a las partes del cuerpo donde se necesitan.
Aunque el grupo del CEAB ya está creando algoritmos de búsqueda de animales para aplicar en drones, por ejemplo, nunca antes se habían estudiado estos movimientos de exploración con tanta resolución a nivel microscópico. La tarea del investigador del CEAB en este estudio ha sido la de crear modelos bioinspirados en los datos recogidos y analizados del comportamiento de hormigas y nematodos.
Con las estrategias de búsqueda que utilizan estos organismos cuando no tienen información de su entorno más inmediato se han creado modelos de comportamiento que, aplicados al caso de los linfocitos, han permitido concretar cuál es la estrategia que utilizan. De esta manera será posible mejorar la eficiencia y introducirla en el mundo de los nanorobots en biomedicina.
SUSE y los Usos Sociales de la Ecología de la búsqueda
Los resultados del proyecto SUSE, por otra parte, pueden tener un impacto significativo más allá de las aplicaciones que investiga. Y es que no servirá sólo en biomedicina, sino que además, será útil para hacer censos poblacionales de mamíferos e, incluso, para mejorar la eficiencia del neuromarketing y de las técnicas usadas en el rescate de personas.
Comprender la complejidad estructural y los mecanismos que generan la conducta de búsqueda es fundamental en campos muy diversos de la ciencia que pueden ir desde la biología celular a la psicología humana. La estrategia para buscar alimento o pareja es un equilibrio entre dos estrategias diferentes, la de explotación y la de exploración. En una se hace uso de la información que se tiene previamente o en disposición y en la otra se necesita de un desplazamiento para recopilar de nueva. En este punto, entender el papel de la incertidumbre y la aleatoriedad en esta clase de comportamiento permitirá saber en qué momento es más eficiente una estrategia u otra.
Explorar este campo con la suficiente profundidad y precisión es el objetivo principal del equipo del proyecto SUSE, con la idea de encontrar posibles aplicaciones a los actuales retos de la sociedad. Y lo hacen mediante la experimentación con animales con suficiente complejidad de comportamiento, como es el caso de los nematodos. Pero también con personas, gracias a una app diseñada específicamente para estudiar qué nos impide tener un comportamiento explorador más eficaz a través de experimentos de búsqueda visual y juegos virtuales.
¡El tiempo dirá qué llegará a ser posible raíz de estas investigaciones!
Los artículos científicos del proyecto SUSE
Frederic Bartumeus, Daniel Campos, William S. Ryu, Roger Lloret-Cabot, Vicenç Méndez and Jordi Catalan. Foraging success under uncertainty: search tradeoffs and optimal space use. Ecology Letters, (2016) 19: 1299-1313
En Cai, Kyle Marchuk, Peter Beemiller, Casey Beppler Matthew G. Rubashkin, Valerie M. Weaver, Bi-Chang Chen, Eric Betzig, Frederic Bartumeus and Matthew F. Krummel. Visualizing dynamic microvillar search and stabilization during ligand detection by T cells. Science, (2017) 356: (6338): eaal3118
Matthew F. Krummel, Frederic Bartumeus and Audrey Gérard. T cell migration, search strategies and mechanisms. Nature Reviews Immunology, (2016) 16(3): 193-201