Maestría en Ciencias - Bioquímica

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Aproximación al estudio de la poli ADP ribosilación en protozoarios de interés en salud : identificación y caracterización de un candidato a poli (ADP-ribosa) polimerasa de Leishmania braziliensis
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Ramírez Enríquez, Luis David; Ramírez Hernández, María Helena; Laboratorio de Investigaciones Básicas en Bioquímica - LIBBIQ
Las poli ADP-ribosa polimerasas (PARPs) son miembros de una amplia familia de proteínas que catalizan la transferencia de motivos ADP-ribosa provenientes del NAD+ a diferentes moléculas blanco. En mamíferos se ha encontrado que los polímeros de ADP-ribosa están involucrados en diversos procesos celulares como la preservación de la integridad del genoma, transcripción génica, reparación del ADN, entre otras. Las PARP han sido poco estudiadas en organismos unicelulares de alta incidencia en la salud pública. A la fecha esta proteína ha sido identificada y caracterizada en algunos miembros de la familia Trypanosomatidae. Por otro lado, en parásito del género Leishmania se han presentado varios reportes que dejan en la ambigüedad la existencia de una PARP en estos parásitos. El principal propósito de esta investigación pretende realizar una incursión en la determinación de la existencia de una proteína tipo PARP en Leishmania braziliensis (LbPARP), una de las especies del género Leishmania que causa leishmaniasis en humanos. Para lo anterior, se partió de la amplificación de un candidato a LbPARP a partir de DNA genómico de promastigotes de Leishmania braziliensis, de donde fue posible clonar tres versiones del candidato en vectores de expresión en E.coli: pQE30-tLbPARP, pET26b(+)-Cter LbPARP y pET SUMO Nter LbPARP. La evaluación de las dos primeras versiones fue posible mediante estrategias in vitro (6xHis-tLbPARP) e in vivo (MTS-EGFP-Cter LbPARP) a través de su expresión en células de mamífero. La obtención del candidato recombinante permitió la generación de anticuerpos α-6xHis tLbPARP a partir de un modelo aviar, con esta herramienta fue posible determinar la localización intracelular del candidato en promastigotes. Adicionalmente, se hizo una exploración a través de herramientas bioinformáticas para la identificación de proteínas candidatas a varios factores del sistema de ADP-ribosilación en parásitos del género Leishmania. La identificación funcional de la proteína candidato a LbPARP se abordó combinando diferentes estrategia metodológicas y niveles celulares haciendo evidente la complejidad de los mecanismos de regulación que modulan la actividad de una proteína, los cuales deben ser considerados en estos estudios. Los resultados obtenidos representan un paso importante en la determinación de la existencia de una proteína tipo PARP en parásitos del género Leishmania. (Texto tomado de la fuente)
Análisis Multi-ómico de la Biosíntesis y Diversidad de Alcaloides Tropánicos en el Género Brugmansia
(Univerisdad Nacional de Colombia, 2025) Pardo Riaño, Ronald Andrés; Bermúdez Santana, Clara Isabel; Roda Fornaguera, Federico; GEME y RNomica Teórica y Computacional
Los alcaloides tropánicos (TAs) son uno de los grupos de metabolitos especializados en defensa frente a la herbivoría y producidos por algunos géneros de la familia de las solanáceas. Para la medicina moderna, las plantas que los producen representan un recurso esencial, por atender una gama de efectos farmacológicos asociados al sistema nervioso central. Los TAs son típicamente obtenidos del cultivo de algunas especies endémicas de Australia, lo que ha orientado recientemente la investigación en fuentes alternativas y sostenibles para su obtención, así como el uso de las ciencias ómicas para elucidar su biosíntesis y el origen de su diversidad. Los enfoques biotecnológicos de producción crecen recientemente y se empieza a entender la ruta metabólica, llenando vacíos en su regulación, señalización y transporte, a través de genomas de referencia cada vez mejor anotados de especies productoras de TAs, un reto recurrente en el trabajo con organismos no modelo. En este trabajo se presenta la promisoria diversidad de TAs dentro del género Brugmansia y un enfoque novedoso para la búsqueda de metabolitos y genes candidatos de la ruta biosintética, combinando cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS/MS) y secuenciación de RNA. El análisis incluyó 18 taxones (40 accesiones) de este género, incluyendo las siete especies descritas y nueve cultivares de origen ancestral y uso medicinal en Colombia. Se logró identificar de forma putativa la escopolamina y la atropina en diversas muestras, así como dos isómeros previamente clasificados como "unknown", mediante un análisis detallado de los patrones de fragmentación suave y fuerte de TAs usando herramientas bioinformáticas. Se construyó y aplicó una base de datos ad hoc denominada ATP(O), basada en compuestos tipo (A)lcaloide, (T)ropánicos, (P)recursores y (O)tros metabolitos, con la cual fue posible analizar perfiles metabolómicos a través de 102 datos metabólicos representativos del género. A nivel transcriptómico, se logró mapear genes candidatos de la ruta biosintética de los TAs de acuerdo con la literatura disponible y se evidenció una compartimentalización en tejidos mediante un análisis de presencia y ausencia de transcritos entre hojas y raíces. Además, se realizaron agrupamientos de coexpresión para identificar posibles candidatos de genes relacionados con funciones enzimáticas, de transporte y señalización. Finalmente, se presentan por primera vez los perfiles químicos y transcriptómicos de cultivares medicinales tradicionales en comparación con especies reconocidas por su valor ornamental, contribuyendo al conocimiento de la diversidad funcional del género Brugmansia. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de un extracto vegetal de Zanthoxylum sp. con actividad agonista LXR como potencial agente protector de la mielina en el modelo de desmielinización por cuprizona
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-04) Jiménez Correa, Daniel Esteban; Sandoval Hernández , Adrián Gabriel; Muerte Celular; Grupo de Neurociencias-Universidad Nacional de Colombia
Introducción: Las enfermedades desmielinizantes comprenden un grupo heterogéneo de trastornos del sistema nervioso central (SNC) asociados a discapacidad en millones de pacientes a nivel mundial. Entre ellas, la esclerosis múltiple (EM) destaca por su alta prevalencia e impacto socioeconómico. La EM se caracteriza por la disfunción y pérdida de la mielina consecuencia de la muerte celular de los oligodendrocitos asociado a un proceso inflamatorio. Teniendo en cuenta la limitada oferta de fármacos eficientes hay necesidad en la investigación en alternativas terapéuticas. La activación farmacológica del receptor nuclear X hepático (LXR) se presenta como una estrategia promisoria. Los LXR son proteínas expresadas por todas las células de SNC que actúan como factores de transcripción activados por pequeños ligandos. Objetivo: Evaluar el potencial terapéutico de un extracto vegetal y una fracción obtenida de una especie del género Zanthoxylum con actividad agonista de LXR en el modelo de desmielinización por cuprizona. Métodos: A partir de material vegetal de Zanthoxylum sp., se obtuvo un extracto crudo y una fracción que se analizaron por HPLC. El diseño experimental incluyó seis grupos de ratones Balb/C que fueron tratados con cuprizona o vehículo, en combinación con el extracto, la fracción o vehículo. Se evaluó la función motora mediante la prueba de la escalera horizontal, así como marcadores asociados a oligodendrocitos, astrocitos y microglía, detectados mediante microscopía confocal y Western blot. Resultados: En la prueba de la escalera horizontal no se observaron déficits motores entre los grupos experimentales. La administración de cuprizona indujo un patrón de desmielinización diferencial según la región analizada. En el cuerpo calloso, la inmunofluorescencia para CNP no evidenció una desmielinización marcada; sin embargo, se detectó activación astrocitaria y microglial, la cual fue atenuada por el tratamiento con el extracto. En la corteza motora, la cuprizona provocó una desmielinización más pronunciada, con una reducción de hasta el 32 % en el marcaje de CNP, acompañada de una astrogliosis y microgliosis exacerbadas. Estas alteraciones fueron parcialmente revertidas por la coadministración del extracto. En contraste, en el hipocampo se observó una desmielinización robusta, cercana al 70 %, junto con una intensa activación glial, que no fue revertida por ninguno de los tratamientos. La reducción de los marcadores histopatológicos observada tras la coadministración de la fracción no fue consistente, lo que sugiere una posible pérdida de actividad biológica en comparación con el tratamiento con el extracto completo. Conclusiones: El extracto de Zanthoxylum sp. atenuó la desmielinización, preservó la integridad de la mielina y redujo la activación glial en el cuerpo calloso y la corteza cerebral frente al daño inducido por la cuprizona. Estos hallazgos sugieren que este producto natural podría tener potencial terapéutico en el contexto de enfermedades desmielinizantes. (Texto tomado de la fuente)
Construcción y caracterización parcial de un doble mutante de Mycobacterium tuberculosis en los transportadores de membrana CtpF y MmpL7
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Cruz Cacais, Alver Antonio; Soto Ospina, Carlos Yesid; Cruz Cacais, Alver Antonio [000000018208863X]; Bioquímica y Biología Molecular de las Micobacterias
La tuberculosis (TB), producida por su agente etiológico Mycobacterium tuberculosis (Mtb), es actualmente la primera causa de muerte por un agente infeccioso a nivel mundial. Sin embargo, la única vacuna autorizada contra la TB, el bacilo Calmette–Guérin (BCG), no logra proteger de forma eficiente contra la enfermedad. En este sentido, el desarrollo de nuevos candidatos a vacuna contra la TB, que reemplacen a la BCG es absolutamente prioritario. Actualmente, ha surgido mucho interés en el uso de proteínas de membrana como dianas de atenuación de Mtb encaminado a la construcción de mutantes atenuados con potencial vacunal. Por ejemplo, CtpF, una ATPasa tipo P transportadora de Ca2+, relevante en la virulencia y supervivencia del bacilo tuberculoso, se muestra como una buena diana de atenuación de Mtb. Por otra parte, MmpL7 es una proteína transportadora no relacionada con CtpF, implicada en la biosíntesis de lípidos de Mtb, incluyendo los dimicocerosatos de tiocerol (PDIM), considerados factores de virulencia. La deleción del gen mmpL7 en el genoma micobacteriano conduce a la atenuación del bacilo tuberculoso. El objetivo del presente trabajo es obtener y evaluar preliminarmente un doble mutante defectivo en los genes ctpF y mmpL7, desprovisto parcialmente de resistencia antibiótica, y que pueda ser probado en estudios preclínicos de atenuación en modelo celular y animal como un posible candidato a vacuna viva contra la TB. (Texto tomado de la fuente)
Compuestos con actividad biocontroladora frente a la garrapata común del ganado Rhipicephalus (Boophilus) microplus obtenidos de aislamientos microbianos
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Caicedo Ortega, Ana Ruth; Ramos Rodríguez, Freddy Alejandro; Estudio y Aprovechamiento de Productos Naturales Marinos y Frutas de Colombia
La garrapata común del ganado, Rhipicephalus (Boophilus) microplus, es un ectoparásito hematófago que afecta gravemente al ganado bovino, provocando anemia severa, pérdida de peso y reducción en la producción lechera y cárnica. Actualmente, para el control de R. microplus se emplean compuestos organoclorados, organofosforados, carbamatos, amidinas y piretroides, sustancias asociadas a contaminación ambiental y de alto impacto en la salud humana y animal. Adicionalmente, su porcentaje de efectividad ha venido disminuyendo debido a su uso indiscriminado. Esto sugiere la necesidad de desarrollar tratamientos seguros para la salud humana y animal, con mínimo impacto ambiental y bajo costo, características de los enfoques basados en biocontrol. Esta tesis buscó contribuir con el desarrollo de dichas alternativas de tratamiento, determinando el potencial de diferentes cepas de microorganismos fúngicos y bacterianos de ambientes marinos y terrestres frente a R. microplus. Se evaluó el potencial de las diferentes cepas bajo la metodología de bioensayo de inmersión de garrapatas evaluando 3 variables (porcentaje de mortalidad, porcentaje de inhibición de la ovoposición y porcentaje de eclosion). Estos ensayos permitieron la selección de la cepa Paenibacillus sp. PNM210 como cepa promisoria para el control biológico de R. Microplus, determinando que la actividad estaba presente en el sobrenadante libre de células y en las fracciones orgánica y butanólica. Se emplearon dos estrategias de análisis para el estudio del potencial metabólico relacionado con la actividad presentada. Por una parte, se evaluó el potencial genómico a partir de la minería del genoma completo de la cepa, donde se determino la presencia de BGCs asociados principalmente a la biosíntesis de péptidos no ribosomales como la pelgipeptina B, la fusaricidina B y la tridecapeptina. En una segunda aproximación, con el objetivo de identificar las moléculas responsables de la actividad observada, se realizo el análisis del perfil metabólico de las fracciones activas, por medio de LC-MS/MS y la construcción de redes moleculares, identificando péptidos como la pelgipeptina A, pelgipeptina B, pelgipeptina C, la surfactina B y la surfactina C15, los cuales podrían ser los responsables de la mortalidad de la garrapata común del ganado observada en los ensayos realizados (Texto tomado de la fuente).
Identificación del gen codificante para la Proteína Disulfuro Isomerasa 2 de Leishmania braziliensis y aproximación experimental para su deleción mediante CRISPR/Cas9
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Murillo Villanueva, Pablo Enrique; Contreras Rodriguez, Luis Ernesto; Murillo Villanueva, Pablo Enrique [rh=0001673111]; Murillo Villanueva, Pablo Enrique [0009000128771267]
La leishmaniasis es una enfermedad parasitaria causada por protozoos flagelados del género Leishmania, existiendo 20 especies que pueden infectar al ser humano, 9 de las cuales están presentes en el territorio colombiano. La enfermedad se clasifica en las formas cutánea (LC), mucocutánea (LMC) y visceral (LV). En Colombia, en el año 2023 se presentaron 4219, 84 y 3 casos de LC, LMC y LV, respectivamente. Leishmania braziliensis es el agente etiológico más común de LC y LMC en América Latina. Actualmente, no existen vacunas avaladas para uso humano contra la leishmaniasis, cuyo tratamiento depende del uso de medicamentos que resultan ineficaces dada su toxicidad y la presencia de cepas fármaco-resistentes. Una de las proteínas que se expresa en cepas altamente virulentas es la Proteína Disulfuro Isomerasa 2 (PDI-2), enzima tiol-disulfuro oxidorreductasa que cataliza la formación, reducción e isomerización de enlaces disulfuro a nivel del retículo endoplasmático (RE), contribuyendo con la proteostasis celular. En L. major, la inhibición enzimática de PDI-2 disminuye significativamente sus tasas de crecimiento, mientras que la sobre-expresión de una versión inactiva en promastigotes de L. donovani altera la secreción de fosfatasas alcalinas provenientes del RE, necesarias para la infección. Estas observaciones sugieren que PDI-2 constituye un blanco terapéutico promisorio, cuyo estudio en L. braziliensis, la especie predominante en Colombia, aún no se ha realizado. En consecuencia, en este trabajo se abordó la identificación y caracterización bioinformática de un candidato para PDI-2 en L. braziliensis (LbPDI2), incluyendo la expresión de la proteína recombinante 6xHis-SUMO-∆ALbPDI2, truncada en uno de sus dominios tiorredoxina N-terminales. Adicionalmente, se obtuvieron parásitos mutantes LbPDI2-/- mediante el sistema de edición CRISPR/Cas9. Análisis de viabilidad celular basados en EC50, indicaron que los parásitos mutantes aumentaron su resistencia al antimonio trivalente, principio activo de los medicamentos de primera línea contra la enfermedad, así como al 5-fluorouracilo, metotrexato, sulfato de zinc y genisteína, pero haciéndose más susceptibles a la geneticina 418, estreptomicina y ketoconazol. En relación con la anfotericina B, el peróxido de hidrógeno y el nitroprusiato de sodio, no se detectaron cambios en relación con los parásitos control (Wild Type, WT). Por otra parte, se inició la exploración de ensayos de muerte celular mediante citometría de flujo, así como una aproximación metabolómica, lográndose establecer condiciones experimentales de partida para eventuales ensayos que permitan identificar cambios moleculares en los parásitos mutantes ante el tratamiento con diversas sustancias. En conjunto, los resultados derivados del presente estudio sugieren la participación del candidato LbPDI2 en la defensa del parásito contra sustancias antimicrobianas y anticancerígenas, posicionándose como una potencial diana farmacológica contra la leishmaniasis (Texto tomado de la fuente).
Evaluación del contenido proteico de vesículas extracelulares pequeñas derivadas de células de melanoma humano tratadas con Doxorrubicina
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Fernández-Fonseca, Laura Fernanda; Novoa-Herrán, Susana; Umana-Perez, Adriana; Fernandez Fonseca, Laura Fernanda [https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0001681180]; Fernandez-Fonseca, Laura Fernanda [0000000277869279]
Las Vesículas Extracelulares (EV) son estructuras membranosas liberadas al espacio extracelular, que transportan biomoléculas y permiten la modulación de microambientes locales y distantes. En particular las células cancerígenas liberan EV, incluyendo vesículas extracelulares pequeñas (sEV) como exosomas, que participan en la comunicación intercelular. Estudios in vitro han mostrado que el tratamiento con Doxorrubicina (Doxo) incrementa el nivel de secreción de sEV. Este agente quimioterapéutico puede inducir respuestas de estrés celular que alteran el microambiente tumoral y, además, se ha asociado con efectos secundarios como la cardiotoxicidad. Este estudio evaluó el efecto de Doxo (10 nM) sobre la biogénesis, producción y contenido de sEV derivadas de células de melanoma humano A375, realizando un análisis multidimensional. A nivel intracelular, la inmunocitoquímica mostró un leve aumento en los marcadores característicos de sEV, destacándose especialmente CD81 a las 96 horas (p = 0,0083). Asimismo, se observó un incremento en las estructuras positivas relacionadas con como cuerpos multivesiculares y exosomas a las tinciones con naranja de acridina (A.O) y Bodipy-TR en células vivas a las 24 y 96 horas, respectivamente. Las sEV fueron aisladas del medio tras 48 horas de condicionamiento, utilizando cromatografía de exclusión por tamaño (SEC). El análisis por seguimiento de nanopartículas evidenció un aumento significativo en la concentración de sEV (13,6 veces; p = 0,000014), acompañado de cambios en la distribución de tamaños en la población tratada (Doxo: 135,4± 5,60 nm). Mientras, la microscopía electrónica de barrido (SEM) mostró morfologías compatibles con un proceso de vesiculación activa. Por otro lado, la detección de citoquinas mediante un arreglo de anticuerpos indicó un aumento en los niveles de KITLG, CXCL1, CXCL12, CCL5, VEGF, IL-3, IL-4 e IL-10, siendo TGF-β la más destacada (p = 0,0134). El análisis bioinformático sugirió que algunas de las citoquinas encontradas en estas sEV podrían estar implicadas en la progresión tumoral y en efectos cardiotóxicos inducidos por el tratamiento. En conjunto, los resultados evidenciaron que la exposición de células A375 a Doxo 10nM potencian la biogénesis y liberación de sEV, sugiriendo que la diseminación de sEV con elevado contenido de TGF-β puede contribuir a los efectos a nivel paracrino y autocrino en su microambiente, y a efectos secundarios atribuidos a la Doxo (Texto tomado de la fuente).
Evaluación del papel de la Tiamina como inductor de resistencia sistémica adquirida en clavel (Dianthus Caryophyllus l.) para el control del marchitamiento vascular
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Esquivel Pomar, José Miguel; Ardila Barrantes, Harold Duban; Melgarejo Muñoz, Luz Marina; Fisiología del Estrés y Biodiversidad en Plantas y Microorganismos
La búsqueda constante de alternativas sostenibles para el manejo de enfermedades y plagas en cultivos de importancia económica ha orientado las investigaciones hacia enfoques más amigables con el medio ambiente. Esto implica un cambio en los tratamientos convencionales contra fitopatógenos, los cuales emplean sustancias químicas tóxicas tanto para el medio ambiente como para los agricultores. En este contexto, se han explorado opciones de bajo impacto ambiental y fácil disponibilidad para controlar el marchitamiento vascular causado por Fusarium oxysporum f. sp. dianthi (Fod) en el clavel (Dianthus caryophyllus L.). En el presente estudio, se determinó el efecto de la aspersión foliar de tiamina, como posible inductor de resistencia en parámetros fisiológicos de la planta como la fluorescencia de la clorofila a, la conductancia estomática y la temperatura foliar, además de los índices de severidad en dos cultivares de clavel con niveles contrastantes de resistencia al patógeno Fod: "Golem" (resistente) y "Mizuki" (susceptible). Se encontró que la tiamina incrementó la capacidad de respuesta de la planta frente al hongo patógeno y redujo la progresión de la enfermedad durante al menos ocho semanas en el cultivar susceptible "Mizuki", mostrando una respuesta diferencial en algunos de los parámetros fisiológicos evaluados. El análisis de la expresión génica mediante qRT-PCR reveló que el tratamiento con tiamina moduló genes relacionados con la resistencia sistémica adquirida (SAR), como los genes que codifican proteínas del dominio 14-3-3, enzimas tipo cisteína proteasa y el receptor de péptidos NPR1, asociado a la ruta del ácido salicílico (Texto tomado de la fuente).
Estudio de las Nicotinamida Mononucleótido Adenilil Transferasas (NMNATs) de parásitos protozoos: Determinación de su bifuncionalidad como chaperonas moleculares e implementación de una metodología para su detección
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Gomez Osorio, Valentina; Ramírez Hernández, María Helena; Gomez Osorio, Valentina [0000-0002-0775-4361]; Libbiq Un
Ciertas proteínas poseen la capacidad de ejercer más de una función, propiedad conocida como moonlighting. Las proteínas que más presentan esta característica son enzimas que tienen como actividad canónica rutas del metabolismo energético basal. Para que las proteínas puedan desempeñar su función o funciones, es necesario que tengan una conformación nativa. Para lograr esta estructura dentro de la célula, es necesario que las proteínas sean asistidas por las chaperonas moleculares. Las Nicotinamida Mononucleótido Adenilil Transferasas (NMNATs), además de su rol como paso final en la síntesis del nucleótido de nicotinamida y adenina (NAD+), les ha sido descrita una función moonlight como chaperonas moleculares en varios organismos. Dada la alta importancia de las NMNATs, estas representan un blanco farmacológico relevante para el diagnóstico y tratamiento contra parásitos protozoos como Leishmania braziliensis, Trypanosoma cruzi, y Giardia lamblia, los cuales tienen una alta incidencia en salud pública en Colombia. Por esta razón, se planteó el estudio de las NMNATs de estos parásitos, con el fin de comprobar si cuentan con actividad chaperona, y la implementación de una herramienta de detección molecular en la forma de aptámeros (oligonucleótidos de ADN). Para lograr esto, se identificaron in silico regiones compartidas entre NMNATs chaperonas y las de los parásitos. De manera in vitro, se expresó y purificó la LbNMNAT desde Escherichia coli M15 transformadas con el plásmido pQE30lbnmnat y se evaluó la actividad chaperona mediante ensayos de agregación e inactivación. Además, se utilizó la metodología SELEX para seleccionar preliminarmente aptámeros afines a la 6xHisHsNMNAT3, una de las proteínas estudiadas en este trabajo (Texto tomado de la fuente).
Determinación del impacto de IGF2 en la comunicación entre trofoblasto y las células dNK
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-01-30) Guevara Prieto, Valentina; Umaña Pérez, Yadi Adriana; Guevara Prieto, Valentina [0000118585]; Guevara Prieto, Valentina 0000-0003-1535-615X; Grupo de Investigación en Hormonas
En el proceso de implantación blastocística debe existir una comunicación continua entre las células de trofoblasto, las células dNK y otras poblaciones inmunes. Esta comunicación se centra en ejercer control inmunológico para mantener la receptividad materna. El aumento en la concentración de factores como el IGF2 se ha asociado a un incremento en la invasividad de las células trofoblásticas, siendo relevante estudiar los mecanismos que modulan la comunicación entre las células de trofoblasto y las células dNK en presencia de IGF2. Para esto se planteó un modelo in vitro, en el que se diferenciaron células pNK hacia un fenotipo tolerogénico similar a las células dNK (i-dNK) para co-cultivarlas con células HTR-8/SVneo. Se recogieron los medios condicionados de i-dNK (MidNK) para evaluar su efecto en la proliferación, invasión y migración de las células de trofoblasto estimuladas con IGF2 y los de células de HTR-8/SVneo estimuladas con IGF2 (MHIGF) para determinar los cambios en la expresión de marcadores de diferenciación en las células i-dNK. El análisis de los medios MHIGF muestra un incremento en la expresión de citoquinas relacionadas con la tolerogenia. Este efecto es suprimido en los medios de los co-cultivos, sugiriendo que la comunicación intercelular puede estar activando el papel regulador de las células dNK. Este resultado concuerda con los cambios en expresión génica y en cambios fenotípicos, que muestran la capacidad de las células i-dNK de ejercer regulación sobre las células de trofoblasto en respuesta al estímulo con IGF2. (Texto tomado de la fuente).
Efecto de péptidos quiméricos en la proliferación y apoptosis de líneas celulares de cáncer y su correlación con los niveles de expresión de la integrina αVβ6
(Universidad Nacional de Colombia, 2023) Díaz Sana, Erika Vanessa; Urquiza Martínez, Mauricio; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000019953; Grupo de Investigación en Hormonas
La invasión celular, migración y metástasis en algunos tipos de tumores es promovida por la desregulación en la señalización del factor nuclear κβ y la sobre expresión de la integrina αvβ6. La presencia de esta integrina se correlaciona con malignidad de las lesiones, por lo que se considera un biomarcador y blanco terapéutico en células tumorales. El factor nuclear κβ (NF- κβ) regula la transcripción de genes involucrados en la respuesta inmune y respuestas celulares como adhesión, diferenciación y apoptosis. La activación inapropiada o exacerbada del NF- κβ está involucrada en diversos tipos de patologías como enfermedades inflamatorias crónicas, autoinmunes, y el desarrollo y progresión del cáncer, específicamente en carcinomas de seno, pulmón, boca, estómago, endometrio, páncreas, y ovario. En esta tesis reportamos que los péptidos quiméricos P63 y P68, sintetizados con motivos de unión la integrina αvβ6 y un motivo que bloquea la señalización del NF- κβ mediada por la proteína BCL-3. (1) Son capaces de unirse en mayor proporción a células de cáncer de cérvix, seno, leucemia linfoide aguda, melanoma y pulmón (HeLa, MCF-7, CCRF-CEM, Skmel 23 y A549 respectivamente) en comparación con líneas celulares no tumorales como HEK 293, fibroblastos y células mononucleares de sangre periférica (PBMCs) de un individuo sano. (2) También, modifican el potencial de membrana mitocondrial de manera dosis y tiempo dependiente y (3) promueven la expresión de marcadores de apoptosis en las células tumorales HeLa y MCF-7 pero no en células normales. Estos resultados, permiten conocer el funcionamiento de los péptidos a nivel biológico y molecular y arrojan información sobre su potencial para controlar procesos tumorales de una manera específica y bajo efecto citotóxico en células sanas. (Texto tomado de la fuente).
Desarrollo de herramientas moleculares para la implementación del sistema CRISPR-Cas9 en Leishmania braziliensis
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Gutiérrez León, Jesús Esteban; Contreras Rodríguez, Luis Ernesto; Téllez Meneses, Jair Alexander
Las Repeticiones Palindrómicas Cortas Agrupadas y Regularmente Interespaciadas (CRISPR) junto con sus proteínas asociadas (Cas), constituyen un sistema de defensa adaptativo procariota para contrarrestar infecciones virales. El sistema se ha aprovechado como una herramienta de edición génica programable, posibilitando diversos estudios y aplicaciones biotecnológicas, incluyendo la edición génica de organismos patogénicos como Leishmania y Trypanosoma. En Leishmania, el sistema CRISPR-Cas9 ha permitido caracterizar diversos genes de virulencia, así como la obtención de parásitos atenuados con potencial vacunal. Sin embargo, su implementación aún no ha sido reportada para este parásito en Colombia. El presente trabajó abordó el desarrollo de herramientas relacionadas con la implementación del sistema CRISPR-Cas9 en L. braziliensis, una de las especies circulantes en nuestro país. Específicamente, se emprendió la producción de anticuerpos policlonales aviares (IgY) anti-SpCas9, utilizando como antígeno la proteína Cas9 recombinante de Streptococcus pyogenes (SpCas9-6xHis). Estos anticuerpos resultaron ser sensibles, específicos y útiles para inmunodetectar la proteína SpCas9 en promastigotes de L. braziliensis transfectados con el plásmido pTB007 Viannia, el cual codifica para esta proteína. Adicionalmente, se abordó la expresión y purificación de la enzima T7 RNA Polimerasa (6xHis-T7RNAP) desde Escherichia coli, resultando útil para sintetizar ARN guías (sgRNA) y preparar complejos ribonucleoproteicos (SpCas9-sgRNA) funcionales, capaces de efectuar cortes de ADN in vitro. Por último, se implementó el sistema CRISPR-Cas9 para realizar edición génica sobre la nicotinamida mononucleótido adenililtransferasa de L. braziliensis (LbNMNAT), que participa en la síntesis del NAD, insertando la secuencia CfPGKB5’-mCherry en el extremo 5’ del gen de interés en parásitos que expresan SpCas9 y T7RNAP. Los análisis funcionales del gen revelaron un aumento de sus niveles de expresión, mientras que los ensayos de susceptibilidad ante estrés oxidativo mostraron mayores valores IC50 en los parásitos editados en comparación con muestras control, lo que sugiere que la síntesis del NAD puede estar relacionada con fenotipos fármaco-resistentes. De esta manera, se obtuvieron herramientas que facilitan la implementación del sistema CRISPR-Cas9 en L. braziliensis, un patógeno de interés para la salud pública del país. Así mismo, se demostró la posibilidad de aprovechar sistemas avanzados de biología molecular para estudiar genes relacionados con la síntesis del NAD en el contexto de enfermedades tropicales desatendidas como la Leishmaniasis (Texto tomado de la fuente).
Estudio del metabolismo del NADP+ en parásitos de alta incidencia en la salud pública: Explorando la NAD Quinasa de Trypanosoma cruzi
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Caldas Ortega, Luisa María; Ramírez Hernández, María Helena; Libbiq Un
Los parásitos protozoarios son organismos eucariotas unicelulares causantes de gran variedad de enfermedades que afectan a cientos de millones de personas alrededor del mundo, constituyendo un desafío para la salud pública. Los tratamientos empleados actualmente presentan limitaciones a nivel de eficacia, seguridad y costo. En ese sentido, es necesario identificar nuevos blancos terapéuticos en las vías metabólicas esenciales para la supervivencia de los parásitos. El dinucleótido de adenina y nicotinamida (NAD+/NADH) y su forma fosforilada (NADP+/NADPH) son moléculas esenciales para la viabilidad y proliferación celular. La NAD quinasa es la única enzima capaz de generar NADP de novo y ha sido descrita y caracterizada en varias especies de eucariotas, arqueas y bacterias. En este trabajo se estudió la NAD quinasa de protozoarios de relevancia en la salud pública, mediante la generación de la proteína recombinante NAD quinasa de Trypanosoma cruzi (6xHis-SUMO-tTcNADK). Esta proteína permitió realizar los primeros ensayos para determinar la actividad enzimática, así como el desarrollo de una herramienta inmunológica esencial para establecer la localización citoplasmática de la proteína mediante técnicas de inmunodetección en epimastigotes. También fue posible analizar computacionalmente al candidato TcNADK en términos de predicción de sitios de escisión proteolítica, modificaciones covalentes e interacción proteína-proteína. Finalmente, en un análisis in silico se identificaron 18 secuencias candidatas a NADK en otras 16 especies de parásitos protozoarios, secuencias que codificarían para proteínas en su mayoría hidrofílicas con pesos moleculares que oscilan entre 21kDa y 195kDa, y que presentan los dominios y plegamientos característicos de las NAD quinasas, así como características únicas que serían relevantes para establecer blancos farmacológicos y entender la diversidad estructural de estas proteínas centrales en el metabolismo celular (Texto tomado de la fuente).
Estudio del perfil de metilación de ADN en pacientes con síndrome progeroide neonatal (síndrome de Wiedemann-Rautenstrauch)
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-07-10) Barrera-Torres, Herman Fredy; Arboleda Bustos, Gonzalo Humberto; Muerte Celular
El síndrome progeroide neonatal de Wiedemann-Rautenstrauch (SWR) se caracteriza por la manifestación de diversos signos de envejecimiento desde el nacimiento, con una esperanza de vida muy reducida, en promedio de 7 meses, lo que lo distingue de otros síndromes progeroides. La etiología del SWR se ha relacionado con mutaciones en el gen de la subunidad A de la ARN polimerasa III (POLR3A), crucial en la regulación de la expresión de ARN de transferencia (tARN), ARN ribosomal 5S (5SrARN), ARN nucleares pequeños (snARN) y otros, lo que resulta en una disminución de la funcionalidad del complejo ARN polimerasa III (POLR3) y alteraciones en la biogénesis ribosomal y la traducción de proteínas, entre otros procesos. La mutación puntual en el gen POLR3A tiene un impacto considerable en el perfil de metilación de ADN de regiones y genes específicos, ocasionando una expresión anómala de genes y cambios en las dinámicas moleculares. En el caso de una paciente de 6 años (POLR3A: c. 3G>T), se observa hipometilación anormal en regiones del cuerpo del gen, mientras que en una paciente de 25 años (POLR3A: c. 3772 3773 del), se observa una tendencia hacia la hipermetilación en las regiones promotoras y del cuerpo del gen. La metilación anormal de genes debido a la mutación de POLR3A incide principalmente en las proteínas de membrana plasmática, alterando procesos celulares cruciales como la transducción de señales y la transcripción de ADN codificante. Los genes significativamente metilados inducen procesos de senescencia celular. La alteración de la metilación normal en dinucleótidos CpG por el SWR provoca una aceleración o desaceleración en la determinación de la edad biológica mediante el uso de relojes epigenéticos, lo cual es característico de un síndrome progeroide. El estudio del SWR y sus implicaciones epigenéticas proporciona una oportunidad singular para comprender los procesos fisiopatológicos del envejecimiento humano. La identificación del gen y la vía metabólica asociada con este síndrome probablemente contribuirá a un nuevo conocimiento sobre la fisiopatología del envejecimiento humano, con potenciales implicaciones significativas en la investigación del envejecimiento en general. (Texto tomado de la fuente)
Identificación de genes asociados a cambios neurocomportamentales por la infección con virus Zika en ratones BALB/c
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-01) Chivatá Avila, Jaime Alexander; Álvarez Diaz, Diego Alejandro; Lozano Moreno, José Manuel; Chivatá Avila, Jaime Alexander [0001692043]; Genómica de Microorganismos Emergentes
El virus Zika (ZIKV) es un arbovirus causante del “Síndrome de zika congénito”, asociado con diversos desórdenes del neurodesarrollo (NDDs) donde la microcefalia es una de las manifestaciones más severas. Existen NDDs más leves que pueden pasar desapercibidos en neonatos, como trastornos del espectro autista, retrasos en el desarrollo neuropsicomotor y del lenguaje que resultan en dificultades sociales y académicas. Los modelos murinos de infección por ZIKV reproducen defectos motores y cognitivos reportados en humanos los cuales pueden evaluarse mediante dispositivos comportamentales para su posterior contraste con perfiles de expresión genética, útiles en la caracterización de NDDs por ZIKV. Este estudio se enfocó en identificar genes asociados a cambios comportamentales por la infección con virus Zika en ratones BALB/c juveniles. Se inocularon por vía subcutánea con ZIKV (MH544701.2) ratones con dosis de 6.8x103 PFU al 1 día post-natal (DPN). La presencia del virus en cerebelo y corteza se verificó y cuantificó a los 10 y 30 días post-nfección (DPI) mediante RT-qPCR, los potenciales déficits neuroconductuales se evaluaron a los 30 DPI mediante las pruebas de laberinto en T, rotarod y campo abierto para posteriormente secuenciar y obtener listas genes diferencialmente expresados (DEG) así como categorías funcionales mediante análisis de enriquecimiento de conjunto de genes (GSEA). Se obtuvo un modelo de infección por ZIKV con capacidad de infectar para infectar cerebro, permitir la sobrevida más allá del 30 DPI y causar alteraciones comportamentales leves relacionadas con la actividad cognitiva, pero no con la motora o motivacional, asociada a una fuerte subregulación de genes relacionados con la sinapsis y con funciones estructurales en axones, dendritas y recubrimiento de mielina. En conjunto, estos datos proporcionan nueva información sobre los genes y las posibles vías moleculares que se ven alteradas en un proceso de infección leve y sugiere genes candidatos para futuras investigaciones. (Texto tomado de la fuente)
Expresión y caracterización funcional de una ADN polimerasa I de Geobacillus stearothermophilus
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Estupiñan Molina, Cristian David; de Brito Brandão, Pedro Filipe; Calderón Manrique, Dayana; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000051741; https://www.researchgate.net/profile/Cristian-Estupinan; Biotecnología Molecular (CorpoGen); Grupo de Estudios para la Remediación y Mitigación de Impactos Negativos al Ambiente (GERMINA)
La ADN polimerasa de Geobacillus stearothermophilus (ADN Pol I Bst), es un miembro de la familia A de las polimerasas, que posee características desplazamiento de hebra que favorecen su aplicación en métodos de amplificación isotérmica. En el presente trabajo se describe la expresión y caracterización funcional de una ADN Pol I Bst, iniciando por la secuenciación del plásmido mediante tecnología Oxford Nanopore, para confirmar la secuencia codificante de la proteína, seguido de un análisis in sillico, con el propósito de determinar la estructura 3D y sitios activos de la proteína. Posteriormente, se realizó la expresión, extracción, purificación, determinación de la actividad catalítica y análisis de funcionalidad mediante Loop Mediated Isothermal Amplification (LAMP) a 65 °C por 60 min, utilizando cómo sustrato ARN de SARS-CoV-2. Los resultados reflejan una secuencia codificante de 576 aminoácidos que pertenece al fragmento grande de ADN Pol I Bst, el cual tiene peso molecular de 61,8 kDa. Se obtuvo una concentración de 2mg/ml de proteína total, que posee una actividad enzimática de 606.4 U y una actividad especifica de 3.0×105 U/mg. Finalmente, se demuestra que la proteína es funcional al amplificar una secuencia perteneciente al Orf1a de ARN de SARS-CoV-2. Aquí se presenta una proteína funcional, con libertad de operación para su distribución y que es aplicable a sistemas de amplificación isotérmica para el diagnóstico de enfermedades de importancia clínica (Texto tomado de la fuente).
Caracterización de vesículas extracelulares tipo exosomas con marcador VEGF en un modelo de cáncer de mama
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Molina Bejarano, Jorge Luis; Umaña Pérez, Yadi Adriana; Grupo de Investigación en Hormonas
Los exosomas, un tipo de vesícula extracelular, emergen en condiciones fisiológicas y patológicas como en el cáncer de mama, desempeñando un papel clave en la comunicación intercelular dentro y fuera del microambiente tumoral. Para comprender su función es esencial realizar la caracterización física y molecular de su composición, así como establecer sus interacciones en contextos biológicos. En este trabajo, se obtuvieron exosomas provenientes del cultivo in vitro de la línea celular de cáncer de mama MCF7. En condiciones de normoxia, se evaluaron dos métodos comerciales, uno basado en cromatografía de exclusión por tamaño y otro en filtración dirigida. Los exosomas purificados se compararon con los obtenidos mediante el método tradicional de ultracentrifugación diferencial, y la cromatografía de exclusión por tamaño se seleccionó como el método con mayor rendimiento, economía y accesibilidad para la purificación de exosomas. Posteriormente, se obtuvieron exosomas de la misma línea celular en condiciones de hipoxia mimética inducida por cloruro de cobalto, observando una disminución tanto en la producción como en el tamaño de los exosomas comparados a la condición de normoxia, sumado a una mayor producción de VEGF, aunque no estuvo asociado directamente a los exosomas. Finalmente, se observó que los exosomas producidos en hipoxia mimética favorecen la migración en células MCF7 y promueven características específicas en la formación de tubos en la angiogénesis inducida sobre células HUVEC (Texto tomado de la fuente).
Optimización del procedimiento pretrasplante de descongelación de unidades de sangre de cordón umbilical: prevención en muerte celular
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Urrego Orrego, Karen Yurany; Perdomo Arciniegas, Ana María; Fontanilla Duque, Martha Raquel; Urrego Orrego, Karen Yurany [000000023762826X]; Grupo de Investigación en Medicina transfusional, tisular y celular (GYMTIC)
La sangre de cordón umbilical (SCU) es una fuente de progenitores hematopoyéticos (PH) usados como terapia en diversas patologías, principalmente de tipo hematológico. En Colombia, el grupo de investigación en medicina transfusional, tisular y celular (GIMTTYC) del Instituto Distrital de Ciencia, Biotecnología e Innovación en Salud (IDCBIS), desarrolló un programa clínico de captación de donantes y de banqueo de células de SCU, así como servicios de búsqueda de compatibilidad, reserva y distribución de unidades, bajo estándares internacionales de terapia celular. Los procedimientos de congelación y descongelación de SCU se validan en cada banco con el fin de mantener viables las células que se usarán en el trasplante. La variación de las condiciones en estos procedimientos impacta la recuperación y viabilidad celular, que puede afectar la potencia terapéutica de los trasplantes. Con el fin de corroborar la funcionalidad de las células, antes y después de la descongelación de las unidades de SCU, se realizan pruebas de viabilidad celular por citometría de flujo y clonogenicidad. Por lo tanto, establecer las condiciones para mantener el número y la viabilidad celular después de la criopreservación, antes del trasplante es clave para garantizar la calidad de unidades en esta etapa. Para descongelar las unidades de SCU, estas se diluyen o lavan para disminuir el efecto citotóxico del crioprotector. Sin embargo, el GIMTTYC todavía requiere estandarizar el procedimiento de descongelación. En este trabajo se validó la implementación in situ de un protocolo pretrasplante de descongelación de unidades de SCU con la perspectiva de establecer herramientas que mejoren la recuperación y viabilidad celular pretrasplante. (Texto tomado de la fuente)
Estudio bioquímico del potencial funcional de dos cepas de Ganoderma lucidum (Reishi) cultivadas en Colombia para su aplicación en la industria de alimentos
(2023-08-01) Morera Bedoya, German Darío; Ardila Barrantes, Harold Duban; Chegwin Angarita, Carolina; MORERA BEDOYA, GERMÁN DARIO; MORERA BEDOYA, GERMÁN DARIO [0000-0003-0633-0476]; Estudio de Actividades Metabolicas Vegetales; Química de Hongos Macromicetos Colombianos
El hongo macromiceto Ganoderma lucidum, es una fuente de compuestos bioactivos con actividades biológicas científicamente comprobadas. A pesar de esto, hay pocos estudios enfocados a estudiar el potencial bioquímico de las cepas de este hongo comercializadas en nuestro país. Es por ello por lo que en esta investigación se presentan los resultados del estudio de la capacidad antioxidante y la actividad inhibitoria de AGEs in vitro, así como la presencia de lectinas con actividad aglutinante, de dos cepas de este hongo cultivadas en Colombia de manera tradicional a escala industrial (EUA y BEL). Para ello se realizaron extractos empleando solventes de diferente polaridad y se evaluaron por métodos espectrofotométricos, la capacidad antioxidante y la inhibición de la formación de productos avanzados de glicosilación AGEs. Este análisis se complementó con un estudio dirigido a las potenciales moléculas bioactivas, usando determinación de metabolitos por métodos espectrofotométricos, perfilado cromatográfico (HPLC-DAD y CG-MS) y análisis estadísticos multivariados (PLS-DA). Finalmente, se evaluó en un modelo in vitro la presencia de lectinas midiendo la aglutinación de eritrocitos a partir de extractos proteicos de las dos cepas en estudio. Se encontró que los extractos etanólicos y en diclorometano de las dos cepas, presentan actividad antioxidante e inhibitoria de AGE. Sin embargo, la cepa BEL presentó los mayores niveles de dichas actividades; el análisis cromatográfico y estadístico permitió encontrar qué, diferentes metabolitos del tipo triterpenos, están relacionados con el potencial antioxidante e inhibitorio de AGEs. Por otro lado, se encontró que en esta misma cepa se presenta importante actividad antiaglutinante; la purificación y caracterización de las lectinas presentes permitieron determinar que en la cepa BEL, se presentan lectinas con propiedades bioquímicas que le otorgan potencial para ser usadas en la industria de alimentos. El presente estudio contribuye al conocimiento de la composición bioquímica del hongo G. lucidum y confirma su actividad biológica in vitro en el micelio producido en Colombia. (Texto tomado de la fuente).
Fortalecimiento de la red nacional de laboratorios que realizan detección de SARS CoV-2 por PCR a través del desarrollo de herramientas metrológicas para el aseguramiento de la calidad de los resultados de medición
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Dávila González, Sergio; Soto Ospina, Carlos Yesid; Leguizamón Guerrero, John Emerson; Dávila González, Sergio Luis [0009000292702159]; Grupo de Investigación en Metrología Química y Bioanálisis (GIMQB); Bioquímica y Biología Molecular de las Microbacterias (BBMM)
El virus SARS CoV-2 es el agente etiológico patógeno causante de la enfermedad COVID-19, la que tuvo un rápido surgimiento de nuevos casos alrededor del mundo ocasionando la declaración de pandemia por parte de la Organización Mundial de la Salud (OMS). Hasta la fecha, se han reportado alrededor de 664.9 millones de casos de COVID-19 alrededor del mundo y 6.7 millones de muertes por esta enfermedad; En este sentido, la detección de nuevos casos es una de las herramientas más utilizadas para hacer seguimiento al avance de la pandemia. A pesar de la existencia de varias estrategias para la detección del virus causante de la enfermedad, en la actualidad por su alta sensibilidad y fácil implementación, el método de referencia es la técnica de Reacción en Cadena de la Polimerasa (PCR por sus siglas en inglés). En Colombia se conformó la red nacional de laboratorios para la detección del virus SARS-CoV-2, coordinada por el Instituto Nacional de Salud (INS), como un mecanismo para ampliar la capacidad de detección de casos positivos a nivel nacional. Con el objetivo de fortalecer ésta red nacional de laboratorios, el INS, en convenio con el Instituto Nacional de Metrología (INM), y con el apoyo de la cooperación internacional, desarrollaron un conjunto de herramientas para apoyar las actividades de aseguramiento de la calidad de los resultados de medición que llevan a cabo cada uno de los laboratorios de esta red; en particular se desarrollaron dos materiales de referencia (MR) a nivel de ARN en solución. Estos fueron caracterizados por PCR en tiempo real y PCR digital, ambas con retrotranscripción (RT), los cuales demostraron ser lo suficientemente homogéneos y estables para ser empleados como Item de Ensayo de Aptitud (IEA), asi como Control Positivo en un Ensayo de Aptitud (EA) para la detección de SARS CoV-2 por técnicas basadas en PCR, y un taller de transferencia técnica, respectivamente. El desarrollo y ejecución de estas actividad permitió identificar posibles debilidades metrológicas de los laboratorios en la detección de secuencias de SARS-CoV-2 por RT-PCR y mejorará la calidad de las mediciones desde la perspectiva de la vigilancia de salud pública. (Texto tomado de la fuente)

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