Gràcies als estudis realitzats per l’equip científic del projecte SUSE (Social Uses of Search Ecology: Stochastic Fundations and Experimental Research), dirigit pel Dr Frederic Bartumeus del CEAB, ha estat possible entendre l’estratègia que fan servir les T cells, o limfòcits T, responsables de la resposta immune a nivell cel.lular, per detectar les molècules que informen de la presència de virus, bacteris, fongs, etc. El projecte, que treballa en l’àmbit de les estratègies de cerca biològiques, des del món cel·lular fins a la mobilitat humana, ha pogut demostrar que aquestes molècules que porten altres cèl·lules de l’organisme són detectades per contacte mitjançant moviments de la membrana cel·lular dels limfòcits T.
L’equip de San Francisco amb qui està col·laborant Bartumeus, del Departament de Patologia del Biological Imaging Center i liderat per Matthew F. Krummel, treballa amb els limfòcits T amb la idea d’aplicar els coneixements basats en la observació empírica, teories físiques i models matemàtics de les estratègies de cerca a diferents nivells dins del cos humà en camps com el de la nanorobòtica.
D’aquesta manera es busca aconseguir la màxima eficiència dels nanorobots de cara a l’ús de teràpies dirigides (drug delivery), que permetran dur els medicaments just a les parts del cos on es necessiten. O bé, de forma més general, millorar l’eficiència de resposta dels sistemes immunes a través d’aquestes màquines minúscules.
SUSE i els Usos Socials de l’Ecologia de la Cerca
Tot i que aquest grup del CEAB, en el context del projecte SUSE, ja està desenvolupant algoritmes de cerca bioinspirats per tal de buscar-ne la seva aplicabilitat fora de l’àmbit biològic, mai abans havien tingut la oportunitat d’estudiar els moviments d’exploració a nivell subcel·lular amb tanta resolució.
Comprendre la complexitat estructural i els mecanismes que generen la conducta de cerca és fonamental en camps molts diversos de la ciència. Així mateix, aquest coneixement pot tenir aplicabilitat en àmbits de rellevància social que van des de la biomedicina, la psicologia humana, la criminologia, el neuromarketing, o bé el rescat de persones i el cens poblacional d’espècies en perill d’extinció o reintroduïdes mitjançant drons, e.g. l’ós al Pirineu.
L’estratègia per buscar aliment, parella, aixopluc o nous hàbitats per explotar, representa un equilibri entre explotar informació i explorar territori desconegut per fer noves descobertes. En una es fa ús de la informació que es té prèviament o a disposició, i en l’altra es necessita d’una estratègia de moviment que pot incloure un cert grau d’atzar per a recopilar-ne de nova.
Explorar aquest camp amb la suficient profunditat i precisió amb la idea de trobar possibles aplicacions als actuals reptes de la societat és l’objectiu principal de l’equip del projecte SUSE. I ho fan mitjançant l’experimentació amb organismes models senzills, però alhora amb suficient complexitat de comportament, com és el cas dels nematodes o les formigues. Però també amb persones, a través d’experiments de cerca visual en pantalles i gràcies a una app dissenyada específicament per estudiar, mitjançant jocs virtuals, què ens impedeix als humans tenir un comportament explorador més eficaç .
El temps dirà què arribarà a ser possible arrel d’aquestes investigacions!
Articles científics preliminars i del projecte 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.
Matthew F. Krummel, Frederic Bartumeus and Audrey Gérard. T cell migration, search strategies and mechanisms. Nature Reviews Immunology, (2016) 16(3): 193-201.
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.
