Obtuvo su licenciatura (1985) y doctorado (1990) en Biología por la Universidad de Santiago de Compostela. Tras dicho periodo se trasladó a los Estados Unidos, donde trabajó inicialmente seis años (periodo 1990-1996) como postdoctoral y “staff scientist” con el Dr. Mariano Barbacid en el Bristol-Myers Squibb Pharmaceutical Research Institute (Princeton, New Jersey) y, ya liderando su propio grupo de investigación, como “Assistant Professor” en el Department of Pathology de la Universidad del Estado de Nueva York en el campus de Stony Brook (Stony Brook, NY) desde los cuatro años siguientes (periodo 1996-2000). En ese último año se incorporó como investigador principal al Centro de Investigación del Cáncer de Salamanca que, en aquellos momentos, había iniciado su andadura. Su incorporación a dicho instituto se realizó inicialmente como “Científico Titular” del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). Debido a sus méritos científicos, el Dr. Bustelo fue promocionado en el 2005 a la escala de “Investigadores Científicos” del CSIC y, un año después, a la escala de “Profesor de Investigación” de la misma institución.
Las investigaciones del Dr. Bustelo han estado centradas en el estudio de procesos de señalización celular, tanto durante respuestas celulares normales como en enfermedades de alta incidencia en humanos como cáncer, hipertensión, síndrome metabólico y obesidad. En esta área de trabajo, el Dr. Bustelo ha puesto especial énfasis en la clarificación de la función de las oncoproteínas pertenecientes a la superfamilia de GTPasas Ras y sus moléculas reguladoras.
Sus contribuciones más sobresalientes en este campo están relacionadas con la caracterización funcional de la familia de oncoproteínas Vav, donde su grupo de investigación ocupa un nicho relevante tanto a nivel nacional como internacional. Su trabajo en esta área ha contribuido al descubrimiento de todos los miembros de esta familia de oncoproteínas en mamíferos, a la identificación de sus mecanismos de activación tanto a nivel fisiológico como oncogénico, a la elucidación de su dinámica conformacional a nivel tridimensional y al descubrimiento de las rutas de señalización y procesos biológicos que estas proteínas controlan. Su grupo de investigación también ha demostrado que alteraciones en el ciclo normal de regulación de estas proteínas originan y/o ayudan a la progresión de patologías altamente relevantes desde un punto de vista clínico, como es el cáncer, la metástasis, enfermedad cardiovascular, enfermedades de base inmune o ciclos infectivos de virus homotrópicos.
Otras áreas de interés que están siendo abordadas por el laboratorio del Dr. Bustelo incluyen la caracterización de la función de otras moléculas oncogénicas en cáncer, procesos cardiovasculares y enfermedades raras.
Sus contribuciones científicas han tenido alta transcendencia en el ámbito científico y muchas de ellas han sido publicadas en revistas de alto índice de impacto como son Cell, Cell Metabolism, EMBO Journal, Journal of Clinical Investigations, Nature, Nature Immunology, Nature Biotechnology, Nature Medicine, PLoS-Biology, Science y Science Signaling. Sus publicaciones a día de hoy cuentan con más de 7.600 citas acumuladas, con una media de 72,52 citas/artículo e índices h e i10 de 43 y 79, respectivamente. 20 de sus publicaciones entran dentro de la categoría de “clásicas”, al haber sido citadas más de cien veces cada una de ellas por la comunidad científica. El grupo de investigación ha registrado siete patentes, donde se registran modelos animales y celulares de interés para cáncer, enfermedad cardiovascular y nerviosa.
El trabajo del Dr. Bustelo ha sido galardonado también por varios premios científicos como son el Catacosinos Young Investigator Award for Cancer Research (1996, EE.UU.), el Baldwin Award for Breast Cancer Research (1997, EE.UU.), el Sinsheimer Award for Cancer Research (1997, EE.UU.), el Premio Nacional de Oncología de la Fundación Echevarne (2003, España), el Premio Científico de la Fundación Mútua Madrileña (2007, España), el Premio de Investigación Fundación Pfizer (2007, España), el Premio “Severo Ochoa” de Investigación Biomédica de la Fundación Ferrer (2007, España) y el Premio “Gallego del Año” (Grupo El Correo Gallego, 2013, España). Su grupo de investigación ha sido seleccionado también como “Grupo de Excelencia de Investigación de Castilla y León” por la Consejería de Educación de la Junta de Castilla y León en el año 2007.
Para llevar a cabo sus trabajos de investigación, el Dr. Bustelo ha obtenido amplia financiación tanto de agencias regionales, nacionales, privadas e internacionales. Entre éstas se encuentran las financiadas por la International Association for Cancer Research (Reino Unido), el 7º Programa Marco de la Unión Europea, el National Cancer Institute/National Institutes of Health de los EE.UU y la Asociación Española contra el Cáncer.
Junto con sus tareas de investigación, el Dr. Bustelo ha sido Vicedirector durante la fase inicial de consolidación del Centro de Investigación del Cáncer de Salamanca (periodo 2000-2005), coordinador nacional de los Programas de Genómica y Proteómica de la Red de Investigación Cooperativa en Cáncer (RTICC, periodo 2003-2012) y miembro del equipo de dirección de la Asociación Española de Investigación sobre el Cáncer (ASEICA, periodo 2003-2007), del Comité Ejecutivo de la RTICC (periodo 2005-2013), del Comité Ejecutivo del Instituto Nacional de Proteómica (ProteoRed, periodo 2005-2013) y del “High-Throughput Cancer Technologies Program” de la “European Alliance Against Cancer” (periodo 2006-2008), un órgano consultivo de la Comisión Europea cuyos miembros son seleccionados por los ministros de Sanidad de los países de la Unión Europea.
Actualmente, el Dr. Bustelo es director de la Unidad de Genómica y Proteómica del Centro de Investigación del Cáncer de Salamanca, miembro del Comité Ejecutivo de la RTICC actual (periodo 2013-2016), co-coordinador del Programa de Mecanismos Moleculares de dicha red (periodo 2013-2016) y miembro de varios comités científicos externos de centros o institutos sanitarios de investigación de nuestro país. El Dr. Bustelo participa activamente también en otras actividades académicas, como han sido la participación den diversos programas de postgrado, tanto en los EE.UU. como en las universidades de Salamanca, Santiago de Compostela y León.