Doctorado en Ciencias Biomédicas y Biológicas

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El programa del Doctorado en Ciencias Biomédicas y Biológicas tiene un enfoque multi-disciplinario que prepara a sus estudiantes para plantear soluciones innovadoras a grandes desafíos locales y globales para que nuestro desarrollo sea social, económica y ambientalmente sostenible.

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Examinando Doctorado en Ciencias Biomédicas y Biológicas por Título

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    Asociación del Virus del Papiloma Humano con la presencia de dos infecciones de transmisión sexual en mujeres colombianas
    (Universidad del Rosario, ) Camargo Pinzón, Sandra Milena; Patarroyo, Manuel A.; Soto De León, Sara Cecilia
    Efecto del Virus del Papiloma Humano en la infección de Chlamydia trachomatis y el Virus de Inmunodeficiencia Humana. Las Infecciones de Transmisión Sexual (ITS) son una causa importante de morbilidad, generando gran impacto en la salud pública por las secuelas a las que conllevan. La importancia a nivel clínico de éstas radica en que su persistencia ha sido asociada con daño progresivo y continuo de la arquitectura cervical, que conduce al desarrollo de lesiones que pueden progresar a neoplasia cervical. El Virus del Papiloma Humano, es la ITS viral de mayor distribución, siendo ampliamente demostrada su asociación con el desarrollo de Cáncer Cervical (CC). Se ha descrito que factores adicionales, como el comportamiento sexual del hospedero, factores intrínsecos del VPH y la coexistencia de otras ITS, podrían estar desempeñando un rol relevante en el desarrollo de la enfermedad cervical.En este estudio, se analizó la coexistencia entre VPH y dos ITS de amplia distribución, Chlamydia trachomatis y el Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH). Este proyecto de investigación fue diseñado en dos componentes; el primero, de tipo longitudinal, buscó determinar la incidencia de infección por C. trachomatis y su relación con la presencia y carga viral de 6 tipos de VPH de alto riesgo (VPH-AR-16, -18, -31, -33, -45 y -58), en mujeres provenientes de tres ciudades de Colombia. Los resultados mostraron que VPH-18 y -31 fueron los tipos más persistentes, mientras que VPH-16 y -33 se eliminaron en menor tiempo. En cuanto a la carga viral (CV), se encontró que una baja CV de VPH-16 y -31 se asoció con una mayor frecuencia de Lesión Intraepitelial Escamosa (LEI). En cuanto a C. trachomatis, una cuarta parte de las mujeres del estudio iniciaron con infección bacteriana, aumentando su frecuencia de aparición a lo largo de los seguimientos; mujeres con factores como la presencia de múltiples tipos de VPH, mayor número de compañeros sexuales y antecedentes de aborto, presentaron un mayor riesgo de adquirir esta infección bacteriana En cuanto a efecto de la CV en el curso clínico de C. trachomatis, los resultados mostraron que las variaciones en el número de copias virales influyen en el desenlace de las infecciones bacterianas; adicionalmente, estos efectos fueron dependientes del tipo de VPH infectante. El segundo componente, corresponde a un estudio de corte transversal, con el cual se buscó establecer la frecuencia de la infección por VPH en un grupo de mujeres colombianas que conviven con el VIH. Con este estudio, se encontraron elevadas frecuencias de infección y coinfección (definida como la detección simultánea de múltiples tipos de VPH) en mujeres que conviven con VIH; factores como el recuento de células CD4 y la carga viral de VIH, se asociaron positivamente a la infección y coinfección de VPH, mientras que el tratamiento antiretroviral se asoció sólo con las infecciones por VPH. Los resultados de este estudio indican que la infección y coinfección de VPH, se ven influenciadas por un microambiente cervical, en el que factores del hospedero (como el comportamiento sexual) y la presencia de otros patógenos que comparten la misma ruta de transmisión, coexisten e interactúan favoreciendo la permanencia, replicación e integración del VPH en el hospedero, y trayendo como consecuencia la aparición de anormalidad a nivel cervical. La relación causal entre infecciones por VPH y el desarrollo CC ha sido ampliamente demostrada; características propias del VPH influyen en el curso clínico de dichas infecciones. Sin embargo, la infección con VPH por sí sola no es suficiente para que se desarrolle esta neoplasia, por lo que otras características como la coexistencia con otras ITS, constituyen un factor clave. La comprensión del papel que desempeñan las ITS distintas a VPH en el desarrollo de CC resulta, por ende, relevante y plantea nuevos retos en el abordaje e implementación de estrategias acertadas que mejoren y prolonguen la calidad de vida en la población femenina.
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    Caracterización funcional del canal de potasio activado por calcio de conductancia intermedia (KCa3.1) en el endotelio de la córnea en condiciones fisiológicas y en ambientes hiperglúcidos
    (Universidad del Rosario, ) Amador Muñoz, Diana Patricia; Matheus, Luisa; Grupo de Neurociencias de la Universidad del Rosario (NEUROS)
    La córnea es el lente que protege la superficie anterior del ojo y su transparencia es clave para permitir la visión. Esta característica en gran medida está determinada por la actividad de las células de su capa más profunda, el endotelio corneal. Una monocapa de células hexagonales cuyas características morfo-fisiológicas le permiten no solo compensar la tendencia a la sobrehidratación natural que tienen capas más superficiales de la córnea, especialmente el estroma, sino ser un punto clave para el ingreso y la distribución de nutrientes a nivel corneal. Dado que tras el nacimiento el potencial proliferativo de las células endoteliales de la córnea humana es extremadamente limitado, la densidad celular se reduce progresivamente durante la vida, y para restaurar el tejido, las células adyacentes deben migrar y cubrir el área que se ha dañado. Las patologías que afecten, directa o indirectamente, al endotelio corneal aceleran la perdida celular y generan una disfunción que, en última instancia, conlleva a la pérdida de la transparencia corneal haciendo casi imposible la visión, y en la actualidad el único tratamiento disponible es el trasplante. En las últimas décadas, la diabetes mellitus (DM) se ha identificado como una de las enfermedades sistémicas que afectan el endotelio corneal. En estos pacientes se ha descrito un aumento de la paquimetría, una reducción del recuento de células endoteliales respecto a personas sanas de la misma edad y sexo, e incluso diferencias entre pacientes diabéticos de acuerdo con el tiempo de evolución de la enfermedad, además, tras procedimientos quirúrgicos, la alteración de la función de esta barrera ocular y el edema del estroma suelen ser persistentes. Sin embargo, los mecanismos fisiopatológicos por los que la DM afecta el endotelio de la córnea están pobremente descritos. La DM corresponde a un grupo de trastornos metabólicos cuya condición sine qua non es la hiperglicemia. Si bien no es la única causa de hiperglicemia en el ser humano, sí es la que se relaciona con un aumento persistente de la concentración de glucosa en la sangre y otros líquidos extracelulares. Esta situación lleva a complicaciones que afectan preferencialmente células que, como el endotelio corneal, internalizan la glucosa por medio de transportadores de glucosa tipo 1 (GLUT1), es decir por transportadores independientes de los niveles de insulina en sangre, así como ocurre en los eritrocitos, los astrocitos, las neuronas y las células renales, células con las que los tejidos oculares muestran cierta homología desde su origen embrionario (el endotelio deriva de la cresta neural), hasta la fisiopatología, puesto que clínicamente existe concordancia entre el compromiso renal y el ocular. La exposición persistente de las células de todos los tejidos a niveles elevados de glucosa induce lesiones que, en general, están relacionadas con un desbalance en el que la glucosa, y otros metabolitos, se convierten en sustrato de vías metabólicas que usualmente no los utilizan y favorecen el desarrollo de alteraciones morfológicas y funcionales, que una vez se desarrollan son prácticamente irreversibles. Sin embargo, aunque para los tejidos nervioso, cardiovascular y renal la lesión mediada por un microambiente diabético está bien caracterizada, no sucede lo mismo para la córnea y menos aún para el endotelio corneal. Los estudios en diversas poblaciones que han intentado evaluar el impacto de la enfermedad sobre el endotelio, aunque son consistentes en cuanto a los cambios morfológicos, reportan resultados discordantes en cuanto al recuento endotelial y la paquimetría. Por lo anterior, se consideró relevante evaluar el impacto de la diabetes sobre el endotelio mediante modelos estadísticos que permitieran discriminar los cambios asociados a la edad descritos para estas células; en particular, para este análisis era importante identificar el efecto de la enfermedad sobre la densidad celular del endotelio y su capacidad para mantener la deshidratación relativa del estroma y controlar el espesor corneal. Así que se construyó un modelo estadístico con base en una meta-regresión que incluía los tipos de diabetes y la edad como moduladores, para evaluar el impacto real de cada tipo de DM (DM tipo 1 y DM tipo 2) sobre la densidad del endotelio corneal y el espesor de la córnea, determinado por la paquimetría. Este análisis evidenció que el recuento celular se reducía significativamente por la enfermedad, predominantemente en pacientes con DM tipo 1 en quienes el compromiso era independiente de la duración de la enfermedad, y que el aumento del espesor corneal en los pacientes diabéticos era superior al esperado por edad para ambos grupos, independientemente del tipo de diabetes. Estos resultados, que evidenciaban clínicamente el impacto de la hiperglicemia sobre el endotelio, sustentaron la necesidad de evaluar in vitro el efecto que tienen las concentraciones elevadas de glucosa sobre estas células. Particularmente sobre su capacidad de proliferación, su capacidad de migrar para cubrir un defecto y en la inducción de apoptosis, principal tipo de muerte celular identificado hasta el momento en estas células, y el cual ha sido descrito dentro de las respuestas de las células endoteliales frente al estrés oxidativo condición clave dentro de la fisiopatología diabética. Para evaluar los cambios en la capacidad de proliferación de las células del endotelio, se utilizaron cultivos celulares de una línea inmortalizada, las cuales se expusieron al medio definido para ellas como basal y a medios con altas concentraciones de glucosa (55mM). y se hizo seguimiento de la tasa de cambio en la densidad celular mediante ensayos de reducción de MTT [bromuro de 3- (4, 5-dimetiltiazol-2-il) -2,5-difeniltetrazolio]. En estos experimentos, las células con metabolismo activo convierten el MTT en un producto de color púrpura que una vez solubilizado permite evaluar mediante colorimetría los cambios en la cantidad de células viables. Las pruebas realizadas permitieron evidenciar un aumento en la cantidad de células de los cultivos expuestos a altas concentraciones de glucosa (55mM), mostrando una diferencia significativa tras 24 horas; sin embargo, aunque la diferencia permanecía siendo significativa tras 48 horas, a partir de ese momento el recuento celular medido indirectamente por el método colorimétrico mostraba una reducción progresiva que igualaba la cantidad de células viables a los 5 días para las dos condiciones. La influencia de las distintas concentraciones de glucosa en la capacidad del endotelio para cerrar un defecto de continuidad en la monocapa, se realizó utilizando el método descrito por Liang y colaboradores en 2007 (Liang et al., 2007), en el que se crea un rasguño ("scratch") en una monocapa celular, y se hace seguimiento imagenológico mediante fotografías tomadas desde el momento en que se genera la lesión y a intervalos regulares, hasta que la “herida” cierra. Esto permite comparar el tiempo que le toma a las células del endotelio cerrar el espacio de la lesión bajo diferentes condiciones y cuantificar la tasa de migración de las células. En estos experimentos, se evidenció un retraso significativo de las células expuestas a elevadas concentraciones de glucosa para cerrar el defecto en comparación con células en medios basales. Mientras estas últimas tomaban aproximadamente 5-6 días para cerrar el defecto, para ese momento las células expuestas a niveles elevados de glucosa habían cerrado, en promedio, 50% de la distancia. Por último, la evaluación de apoptosis se realizó mediante un kit comercial (Cell Death Detection ELISA PLUS (Roche) ) que utiliza la técnica de ELISA (inmunoensayo enzimático) tipo sándwich con anticuerpos monoclonales para histonas con el fin de determinar mono y oligonucleosomas en la fracción citoplasmática de los lisados celulares de cada condición. Estos experimentos evidenciaron que la exposición a elevadas concentraciones de glucosa por 24 horas inducía apoptosis tres veces superior a la que se presentaba en las células en condiciones basales. En la fisiopatología de los procesos deletéreos asociados a la diabetes recientemente se ha identificado la importancia de los procesos electrofisiológicos. En células renales y de la microglía se ha demostrado que los canales de potasio activados por calcio de conductancia intermedia (KCa3.1) parecen tener un papel relevante. Sin embargo, la familia de canales de potasio activados por calcio (KCa) no había sido descrita previamente en el endotelio corneal por lo que fue necesario inicialmente identificar cuales canales de esta familia se expresaban en estas células. Se partió de un análisis bioinformático que permitiera la identificación in silico de estos canales tras lo cual, se comprobó in vitro mediante PCR y en algunos casos Western blot e inmunomarcación la presencia de los canales de potasio activado por calcio de baja conductancia KCa2.2 y KCa2.3, el de conductancia intermedia KCa3.1 y el canal de potasio activado por sodio KNa2.1 (Slick) en las células del endotelio corneal. En el trascurso del desarrollo del presente trabajo, Anumanthan y colaboradores (2018) publicaron un artículo que evaluaba la actividad de KCa3.1 en el estroma de la córnea que incluyó microfotografías que permitían ver marcado el endotelio, lo que reforzó los resultados obtenidos. Se procedió a estudiar que funciones cumplía KCa3.1 en el endotelio en condiciones basales y si estas se modificaban ante la exposición de las células a concentraciones elevadas de glucosa. Estos experimentos que incluyeron la estimulación e inhibición química del canal permitieron identificar la participación de canales KCa3.1 en los procesos de migración, proliferación y apoptosis. KCa3.1, el canal de conductancia intermedia de la familia de canales de potasio activados por calcio, puede ser activado por 1-1-Etil-1,3-dihidro-2H-benzimidazol-2-ona (benzimidazolona) (EBIO-1) y puede ser inhibido selectivamente por 1-[(2-Clorofenil) difenilmetil]-1H-pirazol (TRAM-34). Estos compuestos se utilizaron para probar el efecto de la estimulación e inhibición del canal en la proliferación, migración y apoptosis de las células del endotelio corneal expuesto tanto a condiciones basales como a condiciones hiperglúcidas. La estimulación del canal con EBIO-1 mostró un efecto inhibitorio significativo sobre la proliferación de las células del endotelio cuando se utiliza a concentraciones de 50, 100 y 200 µM, suficiente para contrarrestar el efecto proliferativo identificado en condiciones de alta glucosa durante los primeros días. La inhibición del canal con TRAM-34 a concentraciones de 2, 4 y 8 µM evidenció un efecto contrario, aumentó la proliferación de las células en condiciones basales, especialmente a las concentraciones más altas, y potenció el efecto proliferativo identificado en condiciones de alta glucosa, manteniendo una cantidad mayor de células viables por un tiempo más prolongado. En cuanto a la migración, la estimulación con EBIO-1 redujo la tasa de migración aproximadamente un 50% en condiciones basales y potenció el efecto visto en las condiciones hiperglúcidas. Por el contrario, la inhibición de KCa3.1 con TRAM-34 a 2 µM, aceleró la migración e incluso acercó la tasa de migración de las células en condiciones de alta glucosa a las de las células basales, los efectos son menores a concentraciones mayores. Finalmente, en condiciones basales ninguna de las concentraciones descritas para EBIO-1 y para TRAM-34 aumentaron la tasa de apoptosis; sin embargo, asociadas a medios con elevadas concentraciones de glucosa, EBIO-1 a concentraciones de 100 µM y TRAM_34 a 4 µM sí lo hicieron. En conclusión, este trabajo permitió identificar el compromiso de la diabetes mellitus sobre el endotelio corneal mediante la determinación de su rol en la reducción de la densidad de esta monocapa más allá de la esperada fisiológicamente por la edad, y su impacto en el aumento de la paquimetría, además de identificar un compromiso más severo de los pacientes con diabetes mellitus tipo 1 respecto a los que cursan con el tipo 2. Adicionalmente, se describió por primera vez la presencia de canales de potasio activados por calcio de conductancia baja, además de confirmar la expresión del canal de conductancia intermedia, y se identificaron en el endotelio corneal los canales de potasio activados por sodio de alta conductancia tipo 2. Por último, se exploró la participación de KCa 3.1 en la proliferación, migración y apoptosis de estas células y se describió su papel como moduladores de estos procesos tanto en condiciones basales como en condiciones de alta glucosa lo cual es relevante tanto en condiciones fisiológicas como en condiciones patológicas, no solo en el escenario de la diabetes sino probablemente en las respuestas ante otros eventos.
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    Determinación del proteoma de la cepa VCG-1 de Plasmodium Vivax y caracterización de moléculas candidatas para su inclusión en el desarrollo de una vacuna
    (Universidad del Rosario, 2017) Moreno Pérez, Darwin Andrés; Patarroyo, Manuel A.; Muro Álvarez, Antonio
    La identificación y caracterización de proteínas que utilizan los merozoitos de Plasmodium para invadir a su célula hospedera, representan una estrategia importante para desarrollar un método de control contra estos parásitos. A pesar de ello, la investigación básica en P. vivax está retrasada por su difícil propagación in vitro, debido a la preferencia que tiene el parásito por invadir reticulocitos, los cuales se encuentran en escaso porcentaje en sangre periférica de humanos adultos (1-2%) y son difíciles de obtener con alta pureza, en suficiente cantidad y totalmente viables. Como consecuencia de lo anterior, el conocimiento del número de moléculas que expresa P. vivax y cuáles de ellas son candidatas para componer una vacuna, es escaso. En este estudio, se evaluó el proteoma de una cepa de P. vivax adaptada a primates y se caracterizaron moléculas antigénicas y con capacidad de adhesión a reticulocitos humanos. En el análisis del proteoma de la cepa VCG-1 de P. vivax, se detectaron 734 proteínas, algunas esenciales en los pasos clave para establecer la invasión del merozoito a su célula diana. Además, se identificaron 811 componentes de eritrocitos (hospederos vitales de Plasmodium) del primate A. nancymaae, de los cuales 51 son proteínas integrales de membrana, 7 descritas como receptores de Plasmodium. Por otro lado, se identificó la presencia, transcripción y expresión de los genes codificantes de tres moléculas de P. vivax: PvARP, PvRBSA y PvGAMA, así como su antigenicidad. De particular interés, se encontró que PvRBSA y PvGAMA se unen en mayor proporción a reticulocitos que expresan el receptor CD71 de forma abundante (CD71hi), lo que sugiere que estas moléculas pueden estar participando en la selección preferencial que tienen los merozoitos de P. vivax por los reticulocitos humanos. Este es el primer estudio en Colombia donde se determina la composición proteica de una cepa de P. vivax adaptada a primates, así como la de eritrocitos de A. nancymaae. Como resultado más importante, se caracterizaron moléculas de P. vivax que son candidatos idóneos a ser evaluados como componentes de una vacuna contra la malaria causada por esta especie parasitaria.
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    Diversidad genética de Blastocystis y Giardia intestinalis en diferentes regiones de Colombia
    (Universidad del Rosario, ) higuera-gelvez, adriana-marcela; Ramírez, Juan David
    En el mundo, Blastocystis ha sido reportado como el microorganismo eucariota más común en el intestino de humanos y animales, con prevalencias incluso hasta del 100%, junto con Giardia intestinalis, quien ha sido considerado el principal agente causal de cuadros diarreicos en humanos, afectando aproximadamente 200 millones de individuos a nivel mundial. En general, el diagnóstico de ambos microorganismos se basa frecuentemente en la observación de formas típicas en heces y solo a nivel de investigación se busca su tipificación por medio del uso de técnicas moleculares. Además, cabe resaltar que, pocos genes han sido utilizados para evaluar sus características a nivel genético y que la mayoría de estudios moleculares se han enfocado únicamente a la tipificación y pocos han incluído la evaluación de la diversidad genética y estructura de poblaciones intra e inter grupos, dejando de lado el estudio de su biología, taxonomía, distribución, potencial zoonótico de transmisión e incluso obtener evidencia que permita esclarecer si su estructura poblacional es de tipo sexual o clonal. En Colombia la situación no es muy diferente a lo reportado en otros países, principalmente aquellos en vía de desarrollo, donde las condiciones comportamentales, socioeconómicas y ambientales favorecen la transmisión de algunas enfermedades intestinales, y, zonas con alta endemicidad propenden por el aumento en la variación genética de estos microorganismos, que, posiblemente, junto con el ambiente de fuerte competencia a nivel intestinal, hacen más factible la ampliación hacia nuevos hospederos y por ende mantienen la transmisión zoonótica, tanto con animales domésticos como silvestres, cumpliendo un papel fundamental en el mantenimiento de los ciclos epidemiológicos y haciendo cada vez más difícil el control y prevención de estas infecciones. Por esta razón, éste estudio buscó, no solamente detectar molecularmente estos microorganismos en diferentes regiones del país, sino también conocer sus genotipos circulantes, realizando un primer acercamiento a la epidemiología molecular de estos parásitos intestinales en las zonas evaluadas, y posteriormente, evaluar la diversidad existente a nivel intra taxa tanto de G. intestinalis como de Blastocystis, por medio del análisis de nuevos blancos genéticos que nos permitieron demostrar una gran variación genética, particularmente relacionada con posibles eventos de intercambio genético en G. intestinalis y variación intra Subtipo (ST) en el caso de Blastocystis. Los resultados producidos por esta tesis permitieron: a) describir una primera aproximación de la frecuencia de cada uno de los microorganismos parasitarios evaluados, como Blastocystis, G. intestinalis, Cryptosporidium y el complejo Entamoeba histolytica/dispar/moshkovskii en cinco regiones biogeográficas de Colombia, sugiriendo que la región del Caribe tiene una mayor frecuencia para cada uno de estos. Además, gracias a los ensamblajes de Giardia, los STs de Blastocystis y especies de Cryptosporidium halladas, 11 mostrar la posible transmisión zoonótica de estos microorganismos hacia los seres humanos en algunas regiones del país, b) mostrar la variabilidad genética presente en G. intestinalis y los eventos de intercambio genético intra e inter ensamblaje, por medio de la evaluación de nueve blancos genéticos y finalmente c) determinar la diversidad genética de Blastocystis y su variación intra subtipo, gracias al uso en conjunto del gen ribosomal 18s y el gen metabólico sdhA. En conclusión, estos resultados muestran la gran necesidad de seguir evaluando las características genéticas de estos microorganismos, primordialmente en Colombia, para lograr establecer intervenciones de control y prevención más efectivas, y más aún, teniendo en cuenta, que la gran diversidad encontrada puede influir directamente en su prevalencia, dinámica de transmisión y virulencia. Quizás, en un futuro cercano, el uso de análisis genómicos de cepas aisladas a partir de muestras colombianas, puedan dar solución a algunos de los vacíos del conocimiento que permanecen en torno a estos microorganismos y sus características biológicas.
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    Eco-epidemiología, evolución y filogenética de la tribu Rhodniini: Vectores dela enfermedad de Chagas
    (Universidad del Rosario, ) ; Ramírez Gonzalez , Juan David; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    La subfamilia Triatominae comprende 158 especies existentes y tres fósiles, esta subfamilia presenta importancia en salud pública, debido a que algunas especies son capaces de transmitir el parasito protozoario Trypanosoma cruzi, responsable de la enfermedad de Chagas, la cual es de gran impacto en países de Latinoamérica. Existen diferentes mecanismos de transmisión de la enfermedad, entre ellos se encuentran: la transmisión vectorial, transfusional, congénita, mediante trasplante de órganos, accidental en el laboratorio y la transmisión oral. Sin embargo, el principal mecanismo de transmisión es el vectorial, que se produce por el contacto de humanos con heces de triatominos infectados. El control vectorial requiere de varios aspectos clave para mitigar la transmisión de T. cruzi, entre estos la adecuada identificación de especies de insectos vectores, estudiar la dinámica de su distribución actual, delimitar claramente estás y aportar información como su adaptación a las diferentes variantes del parasito y hospederos, su historia evolutiva, sus patrones de diversificación, diferencias genéticas dentro y entre especies, así como la determinación del flujo genético y su posible aporte en la especiación y adaptación de estas a diferentes condiciones ambientales. Dentro de los principales vectores incriminados en enfermedad de Chagas se encuentran especies de la tribu Rhodniini, por ende, las medidas y estrategias de control actuales en su mayoría están dirigidas a varias especies de este grupo, a pesar de ello su panorama evolutivo y taxonómico no es claro, y por ende tampoco su impacto en su rol como vectores. Por lo anterior, esta tesis se encamina a describir características epidemiológicas (tasas de infección, preferencias alimenticias y DTUs: Unidades de tipificación discretas) de algunas especies de la tribu Rhodniini, determinar patrones filogenéticos y evolutivos en estas especies en una amplia distribución geográfica de Latinoamérica (Colombia, Brasil, Argentina, Venezuela, Panamá y Ecuador) mediante el uso y diseño de diferentes de herramientas moleculares. Nuestros resultados reconfirman el rol de las especies consideradas domiciliadas dentro de la tribu en las que se han detectado y muestran que existe el riesgo de que otras especies consideradas vectores secundarios o no vectores del parásito puedan involucrarse en escenarios de transmisión al huésped. Sumado esto a la complejidad taxonómica de la tribu pone en riesgo el éxito de los programas de control vectorial dirigidos a las especies generadoras de riesgo, por esto con nuestro estudio proporcionamos evidencia filogenética de la clasificación de la tribu en dos géneros, el estatus de algunas especies del grupo prolixus y las relaciones interespecíficas del grupo pallescens, aspectos que en conjunto son de gran importancia en el diseño de estrategias de control vectorial dirigido a dichas especies.
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    Acceso Abierto
    Ecology of woody plants in Colombian dry forests
    (Universidad del Rosario, ) González-M., Roy; Posada, Juan M.; Salgado-Negret, Beatriz
    El objetivo de esta tesis fue identificar los determinantes de la dureza ambiental en los Bosques Tropicales Secos (TDF) de Colombia y estudiar su influencia en los atributos y funcionamiento de las comunidades vegetales. Además, esta tesis evaluó cómo la sequía extrema de El Niño Oscilación del Sur de 2015 (ENSO2015) afectó la dinámica de la biomasa de este ecosistema. En general, encontramos que: (1) Los TDF colombianos son ampliamente heterogéneos en su transformación del clima, el suelo y la cobertura terrestre y que la interacción de estos factores es lo que determina la dureza ambiental de este ecosistema. (2) La dureza ambiental impulsa cambios en la composición de especies, la diversidad de especies y la estructura del bosque, y la composición de la comunidad de rasgos y la productividad de la biomasa TDF. (3) las especies de árboles TDF están adaptadas para hacer frente a las agresiones ambientales a través de diferentes combinaciones de características funcionales; sin embargo, todas las especies de árboles parecen ser sensibles a las sequías extremas. En consecuencia, los eventos de sequía extrema provocan balances netos de biomasa negativos, en particular para especies que tienen características asociadas con una alta eficiencia hidráulica e inversiones en tejidos "baratas". Esta tesis aporta nueva información sobre los impulsores de la dureza ambiental y sus consecuencias ecológicas sobre la diversidad y funcionamiento del TDF, con claras implicaciones para una gestión integral del ecosistema más amenazado de Colombia.
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    Acceso Abierto
    Genómica y transcriptómica comparativa de Trypanosoma Cruzi
    (Universidad del Rosario, ) Cruz Saavedra, Lissa Briceida; Ramírez, Juan David; Grupo de Investigaciones Microbiológicas UR (GIMUR)
    El parásito Trypanosoma cruzi es conocido como el agente etiológico de la enfermedad de Chagas, según reportes de la Organización Mundial de la Salud (OMS) se encuentra dentro de las 17 enfermedades tropicales desatendidas y es la tercera infección parasitaria más común en todo el mundo después de la malaria y la esquistosomiasis. T. cruzi muestra una marcada diversidad genética que ha permitido clasificarlo al menos en seis unidades discretas de tipificación (DTUs). Así mismo, una alta variabilidad genética intra-DTU ha sido observada en TcI, la DTU más prevalente en Colombia y altamente distribuida a nivel mundial. Esta variabilidad ha llevado a algunos autores a clasificarla en genotipos, que en algunos casos son asociados a los ciclos eco-epidemiológicos de la transmisión de este parásito. De igual manera, una alta plasticidad genómica ha sido reportada en T. cruzi, reflejada en aneuploidías cromosómicas y re-arreglos estructurales entre los genes codificantes para las familias multigénicas. Sin embargo, y a pesar de los avances en los últimos años en el estudio del genoma de T. cruzi muy pocos estudios han evaluado la arquitectura genómica de este parásito. Por otro lado, este parásito posee un complejo ciclo de vida que transcurre entre humanos, mamíferos-reservorios e insectos triatominos de la subfamilia Reduviidae; presenta varios estadios morfológicos con características antigénicas distintas. Uno de los procesos más importantes durante su ciclo de vida es la metaciclogénesis, cuyo objetivo final es la transformación de epimastigotes replicativos a tripomastigotes metacíclicos infectivos. Durante este proceso se generan cambios morfológicos, metabólicos, transcriptómicos y proteómicos que permiten su progreso y confieren características infectivas al mismo; además de características virulentas de invasión de células y tropismo hacia diferentes tejidos. A pesar de los estudios realizados sobre la metaciclogénesis, el conjunto de cambios que ocurren en el transcriptoma durante este proceso biológico no se ha evaluado a profundidad en T. cruzi. Por otro lado, el ciclo de vida en el mamífero, donde se incluyen los estadios amastigotes y tripomastigotes derivados de células, cobra gran importancia ya que durante el desarrollo de este se pueden llegar a generar las manifestaciones clínicas relacionadas con la enfermedad de Chagas, producida por este parásito, principalmente por la invasión celular, replicación y lisis celular, que adicionalmente desencadena una fuerte respuesta inmune por parte del hospedero que no es efectiva en la eliminación de este, pero si afecta y daña los tejidos en el hospedero, lo que hace aún más interesante el estudio en la expresión génica de T. cruzi en estos estadios. Por los motivos anteriormente expuestos, el objetivo general de este trabajo fue “Evaluar la arquitectura genómica y los perfiles de expresión génica durante el ciclo de vida de Trypanosoma cruzi”, del cual se desencadenan tres objetivos específicos: 1. Describir la arquitectura genómica y diversidad genética de clones de Trypanosoma cruzi I (TcI). 2. Evaluar los perfiles de expresión génica de Trypanosoma cruzi I durante el proceso de metaciclogénesis in vitro. 3. Determinar la remodelación en la expresión génica durante el ciclo de vida de Trypanosoma cruzi II. Siendo cada uno de los anteriores objetivos asociados a un capítulo dentro de este trabajo de tesis. En relación con el primer capítulo de este estudio, se exploró la diversidad genómica entre 18 clones colombianos de T. cruzi I y 15 clones de T. cruzi I de otros países de América. Los resultados obtenidos confirman la alta variabilidad genética descrita con anterioridad a un nivel filogenético, la presencia de una alta heterocigosidad entre los genomas, y la existencia de un clado compatible con el genotipo TcIdom, descrito previamente para cepas asiladas a partir de humanos en Colombia y Venezuela. Adicionalmente, se reportan diferentes procesos compatibles con una alta plasticidad en el genoma de TcI. Eventos de aneuploidía total y segmentaria (SA) presentes a lo largo de los cromosomas con características diferenciales entre cepas e incluso entre clones de la misma cepa fueron encontrados y corroborados por medio de cálculos de la profundidad y la frecuencia alélica. Así mismo, se encontró pérdida de heterocigosidad (LOH) en diferentes cromosomas, la ubicación de los fragmentos que presentaban LOH, al igual que la extensión a lo largo de cada cromosoma, no estuvo relacionada entre los distintos clones aislados de cada cepa. Por último, los genes presentes en los segmentos con SA y LOH fueron evaluados. Los genes relacionados con puntos calientes de retrotransposón (RHS) se encontraron flanqueando el inicio de las secuencias que presentaban SA. Los resultados observados sugieren que la compleja regulación del genoma involucrado en este parásito implica más procesos que otros eucariotas y podría estar involucrada en la respuesta para evitar diferentes tipos de estrés durante el complejo ciclo de vida de este parásito. Para responder el segundo y tercer capítulo de esta tesis, se determinó el momento exacto de obtención de los tripomastigotes metacíclicos realizando curvas de metaciclogénesis en medio LIT y se seleccionó el día donde se presentó una diferencia estadísticamente significativa en el aumento de la producción de estas formas respecto al día cero. Como resultados en general, se logró establecer el día de inicio de la metaciclogénesis para las DTUs TcI y TcII y se estandarizó un protocolo para la producción y purificación de tripomastigotes metacíclicos en cultivo LIT por medio del uso de una cromatografía en resina de sefarosa-DEAE, de igual manera, se comprobó que esta técnica no afecta la capacidad infectiva del parásito de manera in vivo e in vitro. Los resultados obtenidos para el segundo capítulo, relacionados con los perfiles de expresión de T. cruzi I, permitieron determinar que existía una diferencia entre la expresión génica de epimastigotes y tripomastigotes metacíclicos para la DTU TcI. Además, que una de las principales vías reguladas diferencialmente estaba relacionada con los ribosomas, de los cuales se infiere juegan un papel fundamental durante la regulación génica y mantenimiento del proteoma celular en el proceso de metaciclogénesis; otra vía diferencialmente expresada fue la autofagia, que se sabe participa durante todo el ciclo de vida de T. cruzi y es un estímulo fundamental en la metaciclogénesis, los perfiles energéticos relacionados con la glucosa, el metabolismo de los aminoácidos, y por último, los procesos celulares y de DNA. Para el capítulo 3, se logró determinar que existían diferencias estadísticamente significativas entre todos los estadios presentes en el ciclo de vida de T. cruzi II, siendo importante destacar una clara diferenciación en la expresión génica entre los tripomastigotes derivados de células y los tripomastigotes metacíclicos. Al igual que como se reportó para el capítulo 2, una gran cantidad de genes relacionados con los procesos energéticos de la glucosa, la autofagia y los perfiles de genes codificantes para proteínas ribosomales fue diferencialmente expresado a lo largo del ciclo de vida de TcII demostrando su importancia en el ciclo de vida de este parásito. Sin embargo, de manera interesante este estudio fue capaz de captar la expresión de genes específicos relacionados con meiosis y recombinación homologa SPO11 y RAD51. Los resultados obtenidos abren una ventana de conocimiento para el análisis de diferentes procesos fundamentales en el ciclo de vida de Trypanosoma cruzi¸ e incluso algunos que no habían sido previamente descritos, que podrían aportar al entendimiento de la historia natural y biología de este parásito.
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    Genómica y transcriptómica comparativa en cepas de Leishmania de Colombia
    (Universidad del Rosario, ) Patiño, Luz H.; Pavia Velandia, Paula Ximena
    La Leishmaniasis es una enfermedad tropical ocasionada por parásitos protozoarios del género Leishmania. En Colombia esta enfermedad representa un grave problema de salud pública debido al elevado número de casos reportados anualmente, la cantidad de especies encontradas y la aparición de cepas resistentes, principalmente frente a los medicamentos de primera línea: antimoniato N-metil glucamina (Glucantime®). Hasta el momento, varios estudios utilizando técnicas de secuenciación de última generación y basados en herramientas como las “omicas” han proporcionado información crucial con respecto a los mecanismos de resistencia y adaptación utilizados por estos parásitos frente a los antimoniales. Sin embargo, este conocimiento en especies de Leishmania del nuevo mundo son escasos, así como estudios que permitan describir la arquitectura genómica intra-especifica en estas especies. Teniendo en cuenta lo anterior, este estudio evaluó el comportamiento genómico y transcriptómico de las principales especies de Leishmania que circulan en Colombia bajo la presión al N-metil glucamina (Glucantime® (SbIII), así como la arquitectura genómica de estas especies, obtenidas a partir de aislamientos clínicos. Los resultados producto de esta tesis permitieron describir que (i) la distribución de las especies de Leishmania a nivel urbano/selvático es diferente, (ii) los cambios genómicos y transcriptómicos en respuesta a los antimoniales trivalentes es una característica compartida entre especies del viejo y del nuevo mundo y (iii) describir la baja variación estructural encontrada en Leishmania braziliensis y Leishmania panamensis. Finalmente, consideramos que estudios adicionales son necesarios con el propósito de seguir ampliando el conocimiento acerca de los mecanismos de adaptación de este parásito.
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    Identificación de señales de selección natural en genes de Plasmodium vivax que codifican proteínas involucradas en el proceso de invasión para determinar su potencial uso en una vacuna antimalárica
    (Universidad del Rosario, 2019) Garzón-Ospina, Diego Edison; Patarroyo, Manuel A.
    Plasmodium vivax, es un endoparásito de origen Asiático que se dispersó alrededor del mundo y, actualmente, es predominante en las regiones tropicales y subtropicales del planeta que se encuentran entre los 15 y 16 °C. P. vivax, presenta una importancia biomédica dado que es el segundo agente responsable de malaria en humanos. Aunque numerosos esfuerzos se han realizado para disminuir el impacto de esta enfermedad, las condiciones sociales y económicas de los lugares más afectados, sumado a los conflictos sociales y políticos en varias áreas endémicas, hacen del control y eliminación de este parásito una tarea nada fácil. Como si esto no fuera suficiente, la aparición de resistencia a los insecticidas por parte del vector trasmisor, así como de parásitos resistentes a los antimaláricos, podría provocar una recurrencia de esta enfermedad. Teniendo en cuenta lo anterior, nuevas estrategias que permitan disminuir la incidencia de malaria por P. vivax se hacen prioritarias. Una de las alternativas que podría ayudar al control de la malaria es el desarrollo de una vacuna contra los patógenos que la causan. Sin embargo, la elevada diversidad genética que P. vivax presenta, ha generado uno de los retos a afrontar para el diseño de una vacuna completamente efectiva. Actualmente, se han descrito varios antígenos potenciales candidatos a vacuna contra P. vivax. No obstante, la diversidad genética de un reducido número de estos antígenos ha sido evaluada, debido a los requerimientos de tiempo y recursos económicos. Adicionalmente, poco se sabe acerca del rol real de estos antígenos durante el proceso de invasión de este parasito a las células hospederas. Es por esto, que nuevos enfoques, que permitan en un menor tiempo y a bajo costo identificar las regiones de estos antígenos conservadas por selección natural (usualmente asociadas con regiones funcionales) se hacen necesarios. Estos nuevos enfoques podrían entonces servir como punto de partida para la identificación o priorización de nuevos y promisorios candidatos vacunales. Este trabajo presenta los resultados un enfoque alternativo que permite hacer un acercamiento a la diversidad genética de antígenos de P. vivax, determinando regiones bajo selección negativa, para ser consideradas durante el diseño de una vacuna completamente efectiva. Aunque este enfoque se utilizó para P. vivax, este podría también ser aplicado en otros organismos.
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    Imagenología de las infecciones por Enterobacterales a través del estudio por Tomografía por Emisión de Positrones con 18F-Fluorodeoxisorbitol
    (Universidad del Rosario, ) Wintaco Martinez, Luz Maira; Granados Oliveros, Ulises; Universidad Johns Hopkins
    Los Enterobacterales son un amplio grupo de bacterias Gram negativas, algunas especies forman parte del microbioma intestinal de los humanos y algunos animales. Actualmente, representan un problema para la salud pública y un reto en la práctica clínica diaria, debido al aumento de la resistencia a los antibióticos disponibles para su tratamiento y las altas tasas de morbilidad y mortalidad reportadas en todo el mundo. Este tipo de infecciones están íntimamente relacionadas con la Infecciones Asociadas Atención en Salud (IAAS) y representa un gran número de las mismas. Hasta el momento, el diagnóstico para estas infecciones bacterianas continúa siendo la identificación microbiológica que puede tardar entre 3 o 4 días, desde la obtención de la muestra biológica del sitio donde se sospecha la infección hasta su identificación. Sin embargo, esta metodología presenta algunas limitaciones como la necesidad de obtener una muestra clínica para aislar e identificar el agente causal de la infección, lo cual no siempre es posible o fácil de obtener; ya sea por desconocer la localización exacta del lugar de infección o por requerir procedimientos invasivos que representar más riesgos que beneficios para el paciente. Teniendo en cuenta lo anterior, urge la necesidad de desarrollar nuevos métodos de diagnóstico rápidos y específicos que permitan identificar las infecciones causadas por los Enterobacterales en un menor tiempo y con mayor sensibilidad. Por esta razón un grupo de investigadores identificó el radiotrazador 18F- Fluorodeoxisorbitol conocido como (18F-FDS); substrato metabólico específico para los Enterobacterales, el cual a través del operón srl conformado por 3 subunidades constituyen el sistema de fosfotransferasa dependiente de sorbitol, el cual permite el ingreso del sorbitol al interior de la bacteria para ser metabolizado vía glicolisis (1). Posteriormente experimentos (in vitro) utilizando diferentes familias de bacterias y líneas celulares eucariotas, permitieron determinar su absorción y establecer la especificidad para este tipo de bacterias, al igual que experimentos (in vivo) en un modelo de infección murino, permitieron distinguir correctamente los focos de infección causados por Enterobacterales de sitios con inflamación estéril e infecciones causadas por otros tipos de bacterias (2) . Posteriormente realizaron estudios de Tomografía por Emisión de Positrones (PET) y Tomografía Computarizada (TC) con 18F-FDS en personas sanas sin focos de infección para analizar su biodistribución y dosimétrica, obteniendo excelentes resultados que permitieron determinar la actividad radioactiva que se debe inyectar de 18F-FDS y garantizar el uso seguro en humanos (3). A partir de los anteriores resultados se planteó como un posible radiotrazador PET candidato para identificar focos de infección específicos originados por los Enterobacterales. Razón por la cual; el objetivo principal de esta investigación fue evaluar la utilidad diagnóstica del radiotrazador 18F-FDS utilizando la técnica PET/TC en 13 pacientes hospitalizados mayores de edad, con alta sospecha clínica de infecciones causadas por Enterobacterales, atendidos en la Fundación Cardiovascular de Colombia (FCV) entre los años 2018-2020, además evaluar la respuesta a la antibioticoterapia una vez finalizaran el tratamiento, mediante un segundo estudio de control PET/CT con 18F-FDS. Este estudio inicio con la estandarización de la síntesis del radiotrazador del 18F-FDS, a partir de la reducción química de 18- Fluorodexosiglucosa (18F-FDG); radiotrazador ampliamente utilizado en la práctica clínica diaria de la Medicina Nuclear, una vez culminada esta etapa se da inicio a la búsqueda de los participantes con alta sospecha de infección causada por Enterobacterales que cumplieran con los criterios de inclusión previamente definidos por el grupo de investigadores y aprobados por el Comité de Ética de la Fundación Cardiovascular de Colombia (FCV) para realizar los estudios PET/TC con 18F-FDS y finalmente, analizar cada una de las imágenes moleculares obtenidas de los participantes que permitiera localizar el lugar exacto de la infección junto con la confirmación microbiológica. Además, realizar un segundo estudio de control PET/TC con 18F-FDS post antibioticoterapia que evaluará la evolución de la misma. La correcta estandarización de la síntesis del 18F-FDS y el análisis preciso de las imágenes moleculares obtenidas mediante PET/TC permitieron identificar de manera rápida y específica los focos de infección formados por los Enterobacterales en los 13 participantes junto con la confirmación microbiológica y adicionalmente evaluar la respuesta al tratamiento antibiótico mediante un segundo estudio de control PET/TC con 18F-FDS que permitió ver el efecto de la antibioticoterapia y evolución de los focos de infección identificados inicialmente. Además, analizar en qué casos puede ser de mayor utilidad clínica la realización del estudio PET/CT con 18F-FDS para que en un futuro pueda ser implementado durante la práctica de la Medicina Nuclear (4). Los resultados producto de esta tesis permitieron (I) realizar la correcta síntesis de 18F-FDS a partir de 18F-FDG de manera rápida, segura con alta calidad radioquímica y microbiológica (II) Evaluar la utilidad clínica del radiotrazador 18F-FDS el cual mostró selectividad bacterial para identificar de manera rápida focos de infección causados por Enterobacterales en diferentes tejidos y microambientes del cuerpo, sin que se vea afectada su absorción por la localización de la infección, (III) Analizar mediante imágenes moleculares (in vivo) la evolución de los focos de infección causados por Enterobacterales después de la antibioticoterapia. Además, evaluar sus posibles aplicaciones clínicas tanto para el diagnóstico como para el seguimiento de las infecciones, (4) Describir la importancia clínica de las Infecciones Asociadas Atención en Salud y su relación con los Enterobacterales. Por último, es importante resaltar que este estudio es el primero en su clase realizado en el mundo; en donde se está evaluando la utilidad clínica del estudio PET/TC con 18F-FDS en humanos infectados por Enterobacterales, el cual será de referencia en el futuro para el desarrollo nuevos estudios clínicos con 18F-FDS y su implementación en Medicina Nuclear.
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    Intra and inter-specific communication in Heliconius
    (Universidad del Rosario, ) González-Rojas, María Fernanda; Salazar, Camilo; Pardo-Diaz, Carolina
    Las mariposas del género Heliconius son un excelente ejemplo de mimetismo Mülleriano, donde especies filogenéticamente distantes convergen en un fenotipo alar casi idéntico cuando se encuentran en simpatría. Sin embargo, pocos estudios han abordado de manera integral la precisión del mimetismo y la variación que existe en las señales miméticas a lo largo del fitness landscape (que puede comprender múltiples picos óptimos). En este estudio, haciendo uso de análisis de cuantificación del color, tamaño y forma de las alas, investigué el grado de semejanza fenotípica entre especies co-miméticas en múltiples anillos de mariposas del género Heliconius. Encontré que el tamaño y la forma de las alas no contribuyen al mimetismo. Por el contrario, el color es el principal contribuyente, pero algunos fenotipos son más precisos entre co-miméticos que otros. Esto sugiere la presencia de múltiples picos adaptativos dentro de un mismo anillo mimético. En estas mariposas, el patrón de coloración se reconoce como la principal señal para el reconocimiento de pareja entre especies que están filogenéticamente cercanas, pero cuando esta señal se ve comprometida, las señales alternativas de apareamiento deben evolucionar para asegurar el aislamiento reproductivo y la integridad de la especie. Las especies estrechamente relacionadas H. melpomene malleti y H. timareta florencia se encuentran en la misma región geográfica y, a pesar de exhibir patrones de coloración casi idénticos, presentan un fuerte aislamiento reproductivo. En esta tesis, examiné cuales señales difieren entre especies y potencialmente contribuyen al aislamiento reproductivo. El patrón de coloración alar es indistinguible entre las dos especies, mientras que el perfil químico de la androconia y los genitales de los machos exhiben marcadas diferencias. Por otra parte, realicé experimentos de comportamiento para estudiar la importancia del color y las señales químicas en el reconocimiento de pareja por parte de las hembras. Encontré que los perfiles químicos y no el patrón de coloración alar impulsan la preferencia de las hembras por machos conespecíficos. Además, los experimentos con machos y hembras híbridos sugirieron un compuesto genético importante tanto para la producción química como para la preferencia, lo que sugiere que los productos químicos son la principal barrera reproductiva que se opone al flujo de genes entre estas dos especies hermanas y co-miméticas. En conjunto, estos resultados concuerdan con la idea de que la adaptación por mimetismo es un proceso complejo y dinámico que se ve afectado por más de un factor y que una combinación efectiva de estas señales (visuales y químicas) es esencial para los procesos de comunicación intra e interespecífica en mariposas.
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    Isolating and characterizing antimicrobial peptides derived from larvae of the blowfly Sarconesiopsis magellanica (diptera: Calliphoridae)
    (Universidad del Rosario, ) Díaz Roa, Andrea; Bello García, Felio Jesús; Patarroyo, Manuel A.
    Larval therapy (LT) is an alternative treatment which uses fly larvae to heal chronic wounds; its action is based on debridement, bacterial removal and stimulating granulation tissue. The most important mechanism for fighting infection with LT depends on larval excretions and secretions (ES). The larvae are protected by an antimicrobial peptide (1) spectrum. Sarconesiopsis magellanica is a promising necrophagous fly for use in medicine. This study was thus aimed at identifying and characterizing S. magellanica AMPs contained in ES, for the first time. ES were fractionated by RP-HPLC using C18 columns. The products were lyophilized, and their antimicrobial activity characterized. The sequences were determined by mass spectrometry. The mechanism of action was evaluated by fluorescence and electronic microscopy. Toxicity was tested on HeLA cells and human erythrocytes; the physicochemical properties of the identified peptides were evaluated. Two molecules in the ES were characterized: sarconesin (a new peptide having antibacterial activity against Gram-negative (Escherichia coli D31, Pseudomonas aeruginosa 27853) and Gram-positive (Staphylococcus aureus ATCC 29213, Micrococcus luteus A270) bacteria and sarconsesin II, having activity against Gram-negative (E. coli MG1655, P. aeruginosa ATCC 27853) and Gram-positive (S. aureus ATCC 29213, M. luteus A270) bacteria. The minimum inhibitory concentrations ranged from 1.2 μM upwards; the AMPs did not have toxicity in any tested cells and their action on bacterial membrane and DNA was confirmed. Sarconesin had similarity with the CDC42 protein belonging to the Rho-family of GTPases which are important in organelle development and wound repair. Sarconesin II was seen to be a conserved domain of the ATP synthase protein belonging to the FliI superfamily. The data reported here indicates that the peptides could be alternative therapeutic candidates for use in infections against Gram-negative and Gram-positive microorganisms and as new resources to combat resistance against antimicrobial agents.
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    Perfil de expresión de miRNA´S en cáncer de próstata de inicio temprano e identificación de sus posibles genes blanco relacionados con la carcinogénesis
    (Universidad del Rosario, ) Parra-Medina, Rafael; Ramírez-Clavijo, Sandra; Ciencias Básicas Médicas
    El diagnóstico de cáncer de próstata (CP) en pacientes jóvenes se ha definido como CP de inicio temprano (CPITe). La edad de corte no está establecida, varios autores consideran como inicio temprano si el paciente es menor de 50 años al momento del diagnóstico, sin embargo, otros estudios lo han establecido en menores de 60, 55 y 45 años de edad. En Estados Unidos en el año 2012 cerca del 10% de los hombres con CP (241.740 individuos) fueron diagnosticados antes de los 55 años. En Colombia el análisis del registro nacional de salud, mostró que la incidencia de pacientes con CPITe también ha estado incrementando desde el 2015 con una incidencia para el 2019 de 0.14 por mil habitantes (791 casos en 5 años). Por otro lado, se ha observado que algunas características clínicas del CPITe y de inicio tardío son similares, pero en pacientes jóvenes con alto riesgo de desarrollar la enfermedad el tumor presenta mayor agresividad. A nivel molecular se han encontrado algunas diferencias entre los tumores provenientes de pacientes jóvenes y viejos. En nuestros estudios observamos diferencia en los niveles de expresión de diferentes miRNAs comparando jóvenes y viejos, algunos de ellos conocidos por participar en el desarrollo de CP y otros por primera vez reportada su participación en CP. Adicionalmente en el estudio de análisis de vías y redes moleculares observamos que las vías moleculares de los dos grupos tienden a ser similares. Sin embargo, destacamos vías moleculares exclusivas de los tumores provenientes de pacientes jóvenes que son un hallazgo clave que aporta al entendimiento de la patogénesis de estos pacientes. Redes de coexpresión de miRNAs fueron obtenidas una exclusiva para los jóvenes mientras que en los viejos hubo dos. Finalmente, con el objetivo de identificar genes blancos correlacionados con miRNAs hub, mediante el uso de herramientas bioinformáticas encontramos genes involucrados en vías, tales como inflamación, MAPKs, metaloproteinasas, entre otros. El análisis estadístico permitió establecer que algunos genes coexpresados con miRNAs fueron exclusivos de los tumores provenientes de pacientes con CP de ascendencia africana. Con el objetivo de identificar vías moleculares similares entre pacientes jóvenes con CP y pacientes con CP de ascendencia africana realizamos un estudio de expresión de redes observando genes involucrados en diferentes vías moleculares sobrerrepresentadas en pacientes con ascendencia africana, una de las vías fue la de las MAPK, la cual también mostró serlo para los pacientes con CPITe de diferentes ascendencias. Finalmente, para lograr el último objetivo de la tesis doctoral sobre determinar la expresión de uno de los genes que se hallen asociados a lesiones tumorales de CPITe. El gen elegido fue CCR7 debido a que en el estudio de análisis de redes se encontró coexpresado con miRNAs sobre expresados exclusivos de pacientes jóvenes. CCR7 codifica para un receptor de quimiocina necesario para el tráfico y localización de diferentes células del sistema inmune. La expresión de CCR7 ha sido poco estudiado en CP, con eventual participación en la promoción de eventos de invasión como en la transición epitelio-mesénquima (EMT), angiogénesis y metástasis en varios tipos de tumores. En nuestro estudio, CCR7 estuvo presente en el 65% de los tumores provenientes de los pacientes más jóvenes (≤ 50 años) y en los de mayor grado histológico ( grade grupo 3 Gleason). Adicionalmente observamos que todos los pacientes con metástasis presentaron expresión de CCR7 en las células tumorales. Estos resultados son coherentes con el análisis de datos tomados de TCGA de cáncer de próstata en donde se halló que la detección de CCR7 se asoció con la presencia de metástasis (FC: 2.6, p: 0.03).
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    Acceso Abierto
    Tratamiento antitumoral basado en la expresión de la proteína NIS: Análisis del microambiente tumoral en un modelo in vitro
    (Universidad del Rosario, ) Castillo-Rivera, Fabio; Pourcher, Thierry; Ondo-Méndez, Alejandro
    El co-transportador de sodio/yoduro (NIS) media la captación de yoduro en la tiroides. Desde hace décadas, la captación de yoduro mediada por NIS es una herramienta muy útil para la ablación radiactiva de las células de cáncer de tiroides. La terapia génica basada en NIS es una herramienta prometedora para el tratamiento de células tumorales de origen extratiroideo. Algunos estudios preclínicos sobre este enfoque produjeron resultados muy prometedores, pero otros estudios concluyeron que las administraciones de yodo radioactivo requeridas eran demasiado altas, o se presentaba resistencia al tratamiento. La razón de esta variabilidad no está bien definida. Este trabajo parte de las observaciones realizadas por el grupo TIRO de la Universidad de Niza en Francia quienes inocularon subcutáneamente células HT29NIS, células de adenocarcinoma de colon (línea HT29) que expresaban mNIS exógena de forma estable en ratones desnudos para inducir tumores. Usando imágenes SPECT e inmunohistoquímica, encontraron una distribución heterogénea inesperada de la capacidad captadora de yoduro y de la expresión de NIS localizada en el borde de los xenoinjertos. En este estudio, el objetivo fue analizar factores del microambiente tumoral como la hipoxia y la heterogeneidad celular (este término hace referencia a la presencia de células en estado proliferativo o quiescente) sobre la actividad de la proteína NIS. Se estudiaron las células HT29NIS in vitro en condiciones que inducen estados proliferativo o quiescente en normoxia o hipoxia. En este modelo in vitro, se analizaron la expresión, función y localización de la proteína NIS y se estudiaron los cambios en el proteoma y el metaboloma de HT29NIS inducidos por la quiescencia y/o hipoxia. También se analizaron cambios a nivel del estado redox celular y sus incidencias en el metabolismo glucolítico y oxidativo en condiciones de quiescencia e hipoxia y su efecto en la expresión de la proteína NIS. Finalmente se analizaron los posibles cambios en el comportamiento 14 celular como la viabilidad, el estado redox y el metabolismo glucolítico y oxidativo de las células HT29 silvestres cuando son transfectadas con el gen de NIS. Se encontró que la captación de yoduro, el nivel de expresión de NIS y la localización de NIS en la membrana plasmática se redujeron por quiescencia e hipoxia. Los resultados proteómicos indican que los estados de quiescencia e hipoxia están asociados a una disminución en la expresión de proteínas involucradas en la localización de proteínas en la membrana y se detectan cambios en las proteínas asociadas al metabolismo energético, adicionalmente se encontró que la transfección de la proteína NIS en las células HT29WT reduce el metabolismo glucolítico e incrementa el metabolismo oxidativo. En conclusión, los resultados aquí reportados mostraron que la hipoxia y la quiescencia perjudican la expresión y la localización celular de la proteína NIS y, en consecuencia, la captación de yoduro. Estos hallazgos también indican que el uso de líneas celulares para la evaluación preclínica de la terapia génica basada en NIS podría conducir a subestimar la eficiencia del método. También es importante tener en cuenta los posibles cambios en el comportamiento celular cuando se introduce un gen exógeno, en líneas celulares que son sometidas a condiciones como hipoxia y quiescencia. De manera más general, este estudio muestra que el microambiente tumoral es un parámetro importante en el uso de NIS en el tratamiento de células cancerosas. Resolver algunas limitaciones del uso de NIS en la terapia génica, dada por factores del microambiente tumoral, como la heterogeneidad celular, las variaciones en la disponibilidad de oxígeno y nutrientes, el pH y la producción ROS permitirán en el futuro delimitar áreas del tumor, dosis de radioisótopos, disminución de los efectos secundarios en tejidos sanos, aumentando la radiosensibilidad del tumor y mejorando el pronóstico del paciente con cáncer.
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    Acceso Abierto
    Virus de la leucosis bovina (VLB) y evidencias de su potencial zoonótico
    (Universidad del Rosario, ) Olaya-Galán, Nury Nathalia; Gutiérrez Quiroga, María Fernanda; Patarroyo, Manuel A.; Méderi
    El Virus de la Leucosis Bovina (VLB) es un retrovirus con capacidad oncogénica que se caracteriza por ocasionar infecciones persistentes en el ganado vacuno, lo que conlleva a procesos crónicos de linfocitosis y en los casos más avanzados puede generar leucemias o linfomas en los animales. En las últimas décadas, este virus ha despertado la inquietud en el gremio científico debido a diferentes estudios que reportan la detección del provirus en muestras de origen humano, y se propone como un potencial factor de riesgo para el desarrollo del cáncer de mama. Hasta el momento se desconoce cuál es la vía de transmisión del virus al humano, pero se plantea que podría tratarse de una infección zoonótica debido al aumento de las interfaces de contacto entre los animales y los humanos. Asimismo, el virus se ha encontrado en múltiples especies animales, lo que lo propone como un agente versátil con un potencial alto de diseminación en su entorno natural ya que debido a la dificultad en el diagnóstico de rutina en campo y a la falta de vacunas, se ha reportado un aumento en las tasas de prevalencia del virus, el cual pasa desapercibido en las poblaciones animales aumentando las tasas de propagación y diseminación. En esta tesis doctoral se planteó un estudio enfocado en determinar la presencia del virus tanto en mujeres colombianas como en diferentes especies animales para aportar evidencias del potencial zoonótico del virus y actualizar el conocimiento de este en Colombia. Se realizó un estudio de casos y controles para identificar si el virus se encontraba asociado al cáncer de mama en una población de mujeres colombianas, y se realizaron avances en la caracterización del potencial zoonótico del virus al evaluar marcadores compartidos entre el virus circulante en diferentes especies animales y en los humanos, así como aproximaciones experimentales de la capacidad de infección del virus en células humanas y la identificación de su potencial receptor celular. Si bien aún es necesario realizar más estudios para entender en su totalidad el impacto que tiene el VLB en el humano, con los resultados obtenidos en esta investigación se realizaron aportes al conocimiento del virus en el país al tener las prevalencias actualizadas del VLB en el ganado bovino colombiano, se identificó el virus como un potencial factor de riesgo para el cáncer de mama y se generó un avance en el conocimiento con respecto al potencial zoonótico del virus abordado desde los principios de las infecciones zoonóticas, como la identificación de hospederos accidentales, identificación de marcadores compartidos entre especies, identificación de potenciales vías de diseminación y evidencias experimentales de la infección del virus en el humano.
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    Wood strategies in a lowland rainforest of eastern Amazonia
    (Universidad del Rosario, ) González Melo, Germán Andrés; Posada, Juan Manuel; Grupo de Ecología Funcional y Ecosistémica (EFE)
    This thesis consists of six chapters: the general introduction (this chapter), four research chapters (chapters 2-5), and a synthesis chapter (chapter 6). I first focused on WSG and wood anatomical traits (chapter 2), then looked at wood chemical traits (chapter 3), and then combined data on wood traits and species demography to assess the links between traits and demographic rates (chapter 4). Finally, I examined the implications of within-stem variations in WSG on biomass estimations at both the species and stand level (chapter 5). It is well established that wood specific gravity (WSG) can vary substantially from pith to bark (Williamson & Wiemann, 2010), which can reflect ontogenetic shifts in hydraulic, mechanical and storage demands during tree development (Hietz et al., 2013). However, the wood anatomical traits underlying these radial variations in WSG are not well understood, particularly for angiosperm tree species from humid tropical forests. In chapter 2, I used a set of wood functional traits, measured along the stem radial profile, to explain the anatomical drivers of radial shifts in WSG. Wood nutrients are expected to play a central role in tree functioning and life-history variations among woody species (Martin et al., 2014; Heinemann et al., 2016). Yet, very few studies have investigated how wood nutrients are related to other wood functional traits, or how they vary radially within stems, or across species and ecological guilds. In chapter 3, I related wood nutrients (i.e., phosphorous, calcium, potassium and magnesium) to WSG and xylem parenchyma fractions ininner and outer wood, and evaluated nutrient resorption rates at the species and ecological guilds level. One central assumption in trait-based ecology is that traits can predict species demography (Shipley et al., 2016). However, the predictive power of most traits on tree demographic rates is in general low. This pattern may be explained by two reasons: the use of “soft traits”, which might not fully capture some plant functions (Yang et al., 2018), and the lack of consideration of size-related changes in both traits and demographic rates (Iida & Swenson, 2019). In chapter 4, I combined demographic rates (i.e., diameter growth and mortality rates) of trees of different sizes and “hard traits” (i.e., chemical and anatomical traits) measured at different radial positions to explain the associations between wood traits and species demography during tree development. Besides its functional significance, wood specific gravity is also an important predictor of above-ground biomass (AGB) and, consequently, of biomass growth rates (BGR) estimations. Although radial shifts in WSG may have considerable effects on AGB and BGR estimations, at both the species and stand level, most regional and local studies do not consider these possible effects. In chapter 5, I quantified species percentage errors in AGB and BGR estimations that resulted from not taking into account radial trends in WSG, and extrapolated these species percentage errors to the stand level. Finally, in the last chapter (chapter 6), I synthesized the results of this thesis, and discussed how they complement existing knowledge on trait-based ecology. Furthermore, I outlined the limitations of this study and proposed future research directions.