Maestría en Ciencias - Microbiología

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Comparison of the metabolic profile in defined medium of the wild type strain Vibrio Natriegens and a strain with rationally fused chromosomes
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Millán Aldana, Nohora Angélica; Chaib De Mares, Maryam; Schindler, Daniel; Millán Aldana, Nohora Angélica [rh=0001522416]; Millán Aldana, Nohora Angélica [0009000685519689]; Biología Molecular Teórica y Evolutiva
Vibrio natriegens is a fast-growing, halophilic bacterium that has emerged as a promising chassis for biotechnology, particularly for sustainable applications that leverage its ability to grow in seawater-based media. Despite its advantages, a deeper understanding of its regulatory and metabolic networks is required to optimize its use in industrial settings. This thesis aimed to characterize the metabolic and growth dynamics differences between two strains of V. natriegens: the wild-type (WT) and a synthetic strain with a single fused chromosome (synSC1.0), including an assessment of the growth effects of deleting hfq, a key global post-transcriptional regulator. Metabolomic profiling was performed under defined media across different growth phases using bioreactor cultivation and LC-MS-based analysis. Results showed that both WT and synSC1.0 strains shared highly similar metabolite usage patterns, particularly in central carbon metabolism, with no major shifts in growth rate or biomass production under standard conditions. However, synSC1.0 exhibited slightly altered responses in stress-associated metabolites, suggesting nuanced regulatory differences that could be attributable to its modified genome architecture. To probe post-transcriptional control, hfq was deleted in both strains using CRISPR-based genome engineering. Deletion of hfq only marginally affected growth but resulted in increased final cell densities in both strains. This phenotype likely reflects altered quorum sensing following Hfq loss. The findings provide insights for future engineering of V. natriegens as a sustainable microbial chassis.
Diseño y evaluación del principio activo de un prototipo de formulación de Bacillus velezensis para el control de Botrytis cinerea en rosas
(2025) Boyacá Olaya, Laura Marcela; Uribe Velez, Daniel; Serrano Bermúdez, Luis Miguel; Microbiologia Agricola
El sistema productivo de rosas de corte para exportación se ve constantemente afectado por factores bióticos donde destacan agentes fitopatógenos como Botrytis cinerea, el cual cobra importancia debido a su persistencia y generación de signos y síntomas durante la postcosecha, representando un gran reto su manejo y control. Su control acarrea el uso intensivo de fungicidas de síntesis química, llevando a problemáticas ambientales, generación de resistencia y efectos sobre la salud de los usuarios. En este contexto, en los últimos años el Grupo de Microbiología Agrícola del IBUN, ha venido desarrollando diferentes alternativas de control biológico basados en diferentes grupos microbianos. El objetivo de este trabajo fue seleccionar una cepa del género Bacillus spp con potencial biocontrolador frente a B. cinerea y establecer sus condiciones de cultivo para ser usado como principio activo para prototipos de formulación. Para esto se seleccionó el aislamiento con mayor potencial biocontrolador, posteriormente se seleccionaron las condiciones nutricionales y fisicoquímicas del cultivo que permitieran alcanzar recuentos superiores de 1010 UFC/mL de esporas y una buena actividad de los metabolitos secundarios, partiendo de un medio nutricionalmente definido. La cepa IBUN 2755 correspondiente a Bacillus velezensis fue la que presentó mejor potencial biocontrolador frente a B. cinerea. La selección de las condiciones de cultivo se determinó con un diseño experimental de superficie de respuesta en el que se consideraron cuatro factores. Se logró recuentos de esporas superiores a 1,75x1010 UFC/mL en matraz agitado, cuando se utilizó un volumen efectivo del 19%, pH de 7,9 y concentraciones óptimas de dos componentes de fuentes complejas de nitrógeno. Los resultados indican, por un lado, el potencial de la cepa IBUN 2755 como principio activo de un prototipo de formulación frente a B. cinerea, esto debido a su capacidad de producir densidades celulares altas y metabolitos secundarios termoestables con adecuada actividad biocontroladora. Por el otro lado, la disminución lograda en los tiempos de producción y en los requerimientos nutricionales, permite sugerir que dicho formulado de biocontrolador podría llegar a ser económicamente rentable gracias a los avances logrados en la reducción en los costos de producción.
Secuenciación dirigida de nueva generación como estrategia para el diagnóstico de tuberculosis resistente a medicamentos en Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-08-26) Vasquez Chaves, Luisa Fernanda; Puerto Castro, Gloria Mercedes; Murcia Aranguren, Martha Isabel; Luisa Fernanda Vasquez Chaves; Grupo de Micobacterias – Instituto Nacional de Salud
Introducción: La tuberculosis continúa siendo un problema de salud pública de gran magnitud a nivel global; a pesar de que es una enfermedad prevenible y curable, para el año 2023, se convirtió en la principal causa de muerte en el mundo ocasionada por un solo agente infeccioso, superando al COVID-19. La Organización Mundial de la Salud (OMS) reportó 400 mil casos de tuberculosis resistente a rifampicina (RR) y multirresistente (TB-RR/MDR), con un incremento notable para América y el Sudeste Asiático. En la región de las Américas, se estima que se presentan hasta 15 mil casos de TB-RR/MDR anualmente; sin embargo, solo el 61% de los casos nuevos y el 68% de los previamente tratados tienen acceso a pruebas de susceptibilidad para rifampicina, y menos del 20% acceden a pruebas de susceptibilidad para fluoroquinolonas a pesar de que existen sistemas de vigilancia utilizando pruebas a susceptibilidad a fármacos usando métodos fenotípicos y genotípicos basados en PCR, que presentan limitaciones de masificación, implementación y tiempos de respuesta. Colombia está entre los diez países de América con mayor número de casos notificados de TB- RR/MDR. En 2022, el Instituto Nacional de Salud (INS) informó que, de 17.595 casos de tuberculosis identificados, 473 (2,7%) fueron de TB farmacorresistente, lo que representa un incremento del 33% en comparación con 2021. Objetivo: Evaluar un panel de secuenciación dirigida de próxima generación por Oxford Nanopore para el diagnóstico de tuberculosis resistente a medicamentos en Colombia, como método complementario a la vigilancia de la resistencia a los medicamentos. Metodología: se realizó un estudio experimental para el diseño y estandarización de un panel de secuenciación de nueva generación usando la tecnología Oxford Nanopore para la determinación de susceptibilidad a medicamentos usados para el tratamiento de la TB sensible y farmacorresistente en Colombia. El panel fue comparado con los métodos de referencia para pruebas de susceptibilidad en TB (pruebas fenotípicas en medio líquido) y para secuenciación de genoma por la tecnología de Illumina. Resultados: Se realizó la estandarización de un panel para secuenciación dirigida por Oxford Nanopore que comprende 24 genes asociados con farmacorresistencia en TB e involucra más de mil mutaciones, para todos los medicamentos usados en el tratamiento, incluidos los de primera línea y los de los grupos A, B y C de la OMS. El panel tuvo un desempeño comparado con la prueba fenotípica así, en concordancia para la identificación de mutaciones asociadas a resistencia del 89% con las mejores fuerzas de concordancia en la identificación de mutaciones asociadas a resistencia para Clofazimina y Bedaquilina con índices Kappa de 0.78 y 0.79 respectivamente. La sensibilidad se ubicó entre el 58 y el 80% y la especificidad entre el 82 y el 100%. Al comparar el desempeño del panel estandarizado con la secuenciación de genoma completo por Illumina, la concordancia fue del 94% con una alta fuerza de concordancia para Rifampicina, Linezolid, Bedaquilina y Clofazimina, con índices Kappa de 1 para cada antibiótico respectivamente. La sensibilidad se presentó del 67 al 100% y la especificidad del 85 al 100%. Se presentaron resultados no concordantes con una frecuencia del 8.3% entre el panel de secuenciación y los resultados fenotípicos indicando la posible presencia de mecanismos de resistencia intrínsecos que no son detectados por metodologías moleculares. Conclusión: el panel estandarizado tiene un buen desempeño y concordancia para identificar las mutaciones asociadas a todos los fármacos utilizados para el tratamiento de la TB en Colombia, superando las limitaciones de las pruebas fenotípicas y permitiendo al Laboratorio Nacional de Referencia de Colombia en el Instituto Nacional de Salud disponer de nuevas herramientas con tecnología de punta para la vigilancia de la farmacorresistencia con miras al mejoramiento de la salud pública. (Texto tomado de la fuente).
Evaluación de bacterias fermentadoras abe de suelo Rizosférico para producción de solventes
(Univesridad Nacional de Colombia, 2025) Castro Tibabisco , Karol Tatiana; Guerrero Fajardo, Carlos Alberto; Campos Rincon, Ivonne Maritza; Castro Tibabisco, Karol Tatiana [0000000344730606]; Aprovechamiento Energético de Recursos Naturales
Este estudio tiene como objetivo evaluar la producción de solventes (acetona, butanol y etanol) mediante fermentación ABE (Acetona-Butanol-Etanol) utilizando bacterias anaerobias aisladas de suelos rizosféricos de cultivo de papa Solanum tuberosum, a su vez se usaron residuos agroindustriales para evaluar la fermentación en los aislados y en 3 cepas de referencia conocidas. Se seleccionaron, se caracterizaron varias cepas, incluyendo Clostridium beijerinckii, Clostridium sacharoperacetonicum y Clostridium acetobutylicum ATCC 824, para su capacidad de producir solventes a partir de almidones extraídos de estos residuos agrícolas. La fermentación se realizó bajo condiciones anaerobias controladas, con una duración de 120 horas, cuantificándose los productos mediante cromatografía líquida (HPLC). Los resultados mostraron que el almidón de ñame fue el sustrato que generó mayores concentraciones de butanol, alcanzando hasta 4.5 g/L en las cepas más eficientes. Las cepas aisladas mostraron ser competitivas frente a las cepas de referencia, indicando el potencial de los residuos agrícolas como fuentes sostenibles para la producción de biocombustibles. Las conclusiones destacan la viabilidad de estos procesos en el contexto de la economía circular y la sostenibilidad industrial (Texto tomado de la fuente).
Caracterización morfológica y molecular de Trypanosoma spp. en anuros de ecosistemas tropicales en Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Ospina Rios, Angélica Tatiana; Matta Camacho, Nubia Estela; Aponte Gutiérrez, Andrés Felipe; Ospina Rios, Angélica Tatiana [0009000834331218]; Matta Camacho, Nubia Estela [0000000317750804]; Aponte Gutiérrez, Andrés Felipe [0000000213086769]; Grupo de Estudio Relación Parásito Hospedero (GERPH)
El segundo grupo más biodiverso de Colombia, los anuros, son susceptibles a infecciones por parásitos como Trypanosoma spp. pero son escasas las investigaciones relacionadas en el país. Este estudio analizó 434 muestras (56 especies de anuros de 7 localidades de Colombia) depositadas en la colección biológica Grupo de Estudio Relación Parásito Hospedero (GERPH), con el objetivo de determinar la diversidad morfológica, molecular y las relaciones filogenéticas de Trypanosoma spp. Se realizó diagnóstico microscópico, y descripciones morfológicas usando 13 variables cuantitativas y 11 categóricas. Se aplicaron análisis estadísticos (PCA, ANOSIM, PERMANOVA, Distancia de Gower) para evaluar segregación entre morfotipos. Se desarrolló cultivo de Trypanosoma de Rhinella horribilis en medio NNN y se estandarizó protocolo de PCR anidada para amplificar un fragmento de 18S rRNA de 900 pb. Se realizaron análisis filogenéticos de máxima verosimilitud y distancias genéticas usando las secuencias obtenidas y varias reportadas en otros hospederos. Mediante morfología se lograron caracterizar 12 morfotipos de Trypanosoma en anuros. Las pruebas estadísticas comprobaron la utilidad del uso de datos mixtos para la clasificación de morfotipos. Se logró el mantenimiento ex situ del modelo animal Rhinella horribilis, permitiendo la estandarización del cultivo de Trypanosoma y la obtención del control positivo para pruebas moleculares. El protocolo molecular permitió obtener y asignar secuencias BarCode a cuatro morfotipos. Filogenéticamente, se estableció correspondencia del morfotipo I con Trypanosoma tungarae, el morfotipo II con una nueva especie, la cual denominamos Trypanosoma homochattoni n.sp., y los morfotipos III y IV con un complejo relacionado con Trypanosoma tokoloshi (Texto tomado de la fuente).
Producción de un material de referencia para la detección de Mycobacterium bovis a nivel de ácidos nucleicos, para ser utilizado en métodos de medición basados en PCR
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-09-08) Lota Mendoza, Camila Alejandra; Soto Ospina, Carlos Yesid; Leguizamon Guerrero, John Emerson; Lota Mendoza, Camila Alejandra [0001665342]; Lota Mendoza, Camila Alejandra [0009000068908355]; Camila-Lota-Mendoza; Bioquímica y Biología Molecular de las Micobacterias; Grupo de Investigación en Metrología Química y Bioanálisis - GIMQB (Instituto Nacional de Metrología)
La tuberculosis bovina (TBB) es una enfermedad zoonótica, que afecta principalmente al ganado bovino. La TBB es causada por el bacilo ácido-alcohol resistente Mycobacterium bovis, que afecta la producción lechera y cárnica generando grandes pérdidas en el sector ganadero. A pesar de que existen diferentes métodos para identificar y cuantificar M. bovis utilizando ADN, la carencia de materiales de referencia (MR) trazables y certificados no permite la comparabilidad entre los resultados. Con el ánimo de fortalecer el sistema nacional de medidas sanitarias a través de la generación de herramientas metrológicas, el presente trabajo plantea la obtención de un MR para la identificación fiable de ADN de M. bovis mediante métodos basados en la PCR, con especial énfasis en la amplificación isotérmica (LAMP), toda vez que es un método fácil y económico para ser aplicado en campo. Para cumplir este objetivo, se optimizó el cultivo y la extracción de ADN genómico de M. bovis, obteniendo ADN con alta concentración y relaciones de calidad y pureza adecuadas, de acuerdo con su relación ABS 280\260 y ABS 230\260, y mediante análisis electroforético. Por otra parte, en la validación del MR se desarrolló un protocolo de amplificación de ADN de M. bovis mediante qPCR (PCR en tiempo real) y ddPCR (PCR digital en gotas), utilizando como molde los genes CysA3 y Mb3145. La optimización del método demostró que utilizando el gen CysA3 se obtienen mejores valores en las relaciones de precisión (<5% para qPCR y <8% por ddPCR), mayor eficiencia y especificidad en comparación del gen Mb3145. En la caracterización de un piloto de MR, tanto el nivel de mayor concentración (± 50000 copias/µL) como el nivel de menor concentración (500 copias/µL) demostraron ser homogéneos y estables durante 8 semanas. La asignación de valor (asignación de la propiedad) de los niveles fue de 62825 copias/µL y 419 copias/µL para el nivel más alto y bajo, respectivamente. Finalmente, se realizó la puesta a punto de un método basado en PCR LAMP para la detección de ADN de M. bovis, utilizando el MR obtenido y caracterizado, determinó la sensibilidad del método, la que llego hasta 50 copias/µL. Por otra parte, el método pudo diferenciar de manera específica ADN de M. bovis de otras especies micobacterianas. A futuro, se propondrá el MR de ADN de M. bovis obtenido, para la identificación de M. bovis mediante técnicas de PCR. Por otra parte, la identificación de M. bovis por LAMP puede tener un uso potencial para la detección fácil y a bajo costo de la TBB en pequeños y medianos centros de producción ganadera de nuestro país. (Texto tomado de la fuente)
Variaciones del perfil genómico de virulencia en aislamientos clínicos de Klebsiella pneumoniae productores de carbapenemasas mediante secuenciación de genoma completo (WGS)
(Univerisidad Nacional de Colombia, 2025) Melo Ortiz, Derly Dallana; Barreto Hernandez, Emiliano; Leal Castro, Aura Lucía; Bioinformática
Klebsiella pneumoniae, es un patógeno oportunista asociado a infecciones nosocomiales y comunitarias, representa un desafío clínico debido a su alta virulencia y resistencia antimicrobiana. Este estudio evaluó las variaciones genómicas de 70 aislamientos clínicos de K. pneumoniae productoras de carbapenemasas recolectadas entre 2020 y 2021 en un hospital colombiano, empleando secuenciación de genoma completo (WGS). Los aislamientos fueron obtenidos de diversas fuentes clínicas, predominando sangre (37,14%), orina (30%) y secreciones orotraqueales (14,28%) (Figura 8-1). Las características epidemiológicas revelaron que el 54% de los aislamientos provenían de infecciones intrahospitalarias, con una alta prevalencia en pacientes mayores de 60 años (57%) y una tasa de mortalidad del 40% (Tabla 8-1). El análisis bioinformático identificó 5518 genes en los cromosomas bacterianos, destacando los genes de adherencia, sistemas de secreción (T6SS), mecanismos antifagocíticos (genes del operón capsular), bombas de eflujo y sideróforos básicos como la enterobactina. Asimismo, se detectaron 679 genes en plásmidos, principalmente relacionados con la producción de sideróforos de alta afinidad como la aerobactina y yersiniabactina, así como toxinas genotóxicas como la colibactina. Las divergencias filogenéticas observadas reflejan adaptaciones genéticas que favorecen la colonización en ambientes hospitalarios (Figuras 8-6). La tipificación molecular (MLST) reveló la prevalencia de diversos tipos de secuencia (ST), siendo el ST1082 el más frecuente (43%), seguido por ST236 (11%) y ST258 (10%), este último vinculado a brotes epidémicos y resistencia a carbapenémicos. Además, se identificó un caso del linaje hipervirulento ST23, recientemente alertado por la OMS debido a su capacidad para causar infecciones graves en personas sanas (Figura 8-7). El análisis filogenético mediante ANI permitió identificar cinco clústeres clonales, destacando el clúster 1 como un clado genéticamente distinto, posiblemente adaptado a nichos específicos. Este hallazgo refuerza la necesidad de monitorear linajes emergentes y desarrollar estrategias efectivas de control (Figura 8-8). En conclusión, los resultados subrayan la relevancia de integrar herramientas genómicas para caracterizar factores de virulencia y rastrear la diseminación de cepas de K. pneumoniae. La combinación de resistencia antimicrobiana e hipervirulencia enfatiza la urgencia de enfoques terapéuticos integrales para mitigar el impacto clínico de este patógeno emergente. (Texto tomado de la fuente).
Estudio de la bioprecipitación de plomo mediado por bacterias ureolíticas y su potencial aplicación en suelo agrícola
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Pineda Fernández, Laura Sofía; de Brito Brandão, Pedro Filipe; Grupo de Estudios para la Remediación y Mitigación de Impactos Negativos al Ambiente Germina
El plomo se ha convertido en una problemática ambiental como resultado del aumento en las emisiones por actividades antropogénicas, y representa un riesgo para la salud y el medio ambiente debido a su potencial toxicidad sobre los seres vivos. Para mitigar el impacto negativo que puede tener este metal, recientemente se ha explorado el método de precipitación de carbonatos inducida por microorganismos (MICP) utilizando bacterias ureolíticas para inmovilizar Pb(II) precipitándolo como carbonato poco soluble, reduciendo así su biodisponibilidad para organismos como las plantas en el suelo. Este proyecto tuvo como objetivo evaluar la capacidad de precipitación de carbonatos de bacterias ureolíticas tolerantes al Pb(II) y su desempeño en la inmovilización del metal en suelo agrícola. Los aislados Bacillus sp. 92g2, Serratia sp. 89b, y Serratia sp. 5b fueron seleccionados dada su alta actividad ureolítica y la capacidad de remover más del 90% del Pb(II) en solución. Después de estudiar el aporte de diferentes mecanismos de inmovilización de Pb(II) con estos aislados, se encontró que, para los aislados del género Serratia, la contribución más importante a la remoción total del metal en solución es la biosorción de Pb(II) sobre la biomasa, mientras que para Bacillus sp. 92g2 la contribución más relevante proviene de la coprecipitación del metal con la matriz de carbonatos formada. La capacidad de precipitación de carbonatos fue comprobada para los tres aislados a través del análisis de los precipitados obtenidos, usando las técnicas de IR, DRX y SEM-EDX. Por último, con el ensayo de aplicación en suelo sólo se encontró una disminución del 20% en la fracción intercambiable del metal después de 13 días de haber inoculado Serratia sp. 5b con un medio suplementado con urea y Ca(II), y del 10% después de adicionar solo medio con urea y Ca(II). Sin embargo, esta disminución no se vio reflejada en un aumento en la fracción de Pb(II) unida a carbonatos. Este trabajo permitió determinar que los aislados Bacillus sp. 92g2, Serratia sp. 5b y Serratia sp. 89b tienen una alta capacidad de remoción de Pb(II) en solución a través de mecanismos de biosorción, adsorción, y coprecipitación del metal, aunque bajo las condiciones experimentales trabajadas no resultó efectivo el tratamiento de inmovilización en suelo agrícola (Texto tomado de la fuente).
Identificación de una firma de miRNAs con potencial utilidad como biomarcador para el triaje de mujeres positivas para la infección por el virus del papiloma humano de alto riesgo (VPH-AR)
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-10-21) Mejia Guarnizo, Lidy Vannessa; Rodríguez García, Josefa Antonia; Lopez Kleine, Liliana; Trujillo, Clara Esperanza; Instituto Nacional de Cancerología. Grupo de investigación en Biología del Cáncer
El cáncer de cuello uterino (CCU) es el cuarto tipo de cáncer más común en mujeres a nivel mundial y el tercero en países en vías de desarrollo. La infección persistente por el virus del papiloma humano de alto riesgo (VPH-AR) es un factor clave en el desarrollo de neoplasia intraepitelial cervical (NIC) de grados 1 a 3. Aunque la detección de VPH-AR supera a la citología en eficacia, su valor predictivo para NIC2/3 es limitado debido a la naturaleza transitoria de muchas infecciones. Por ello, es crucial encontrar métodos complementarios para mejorar la detección y el diagnóstico. Los microRNAs (miRNAs) se presentan como biomarcadores prometedores por su alteración en diversos cánceres. Nuestro estudio tuvo como objetivo determinar los perfiles de expresión de miARNs en pacientes con lesiones de alto grado (NIC2/3) y bajo grado (SL/NIC1) positivas para VPH- AR, con el fin de identificar una firma molecular que permita diferenciar entre NIC2/3 y NIC1, y evaluar el papel de estos miARNs en la carcinogénesis cervical. Para ello, realizamos un estudio en dos fases. En la fase de descubrimiento, secuenciamos (small RNAseq) muestras de cepillados cervicales de mujeres VPH-AR+ con lesiones de bajo grado (SL/NIC1, n=31) y alto grado (NIC2/3, n=33). Construimos perfiles de expresión diferencial de miARNs y realizamos agrupamientos (clustering) por k-medias, curvas ROC y regresión lineal bivariada para identificar los miARNs con mayor potencial discriminativo. Los estudios de enriquecimiento funcional y el análisis de datos externos (GEO) respaldaron nuestros hallazgos. En la fase de validación, mediante RT-qPCR utilizamos un grupo independiente de 30 muestras para evaluar la capacidad de los miARNs con curvas ROC calculando el AUC de los miRNAs para la detección de NIC2/3. Identificamos 19 miARNs con expresión diferencial significativa. De estos, cuatro (hsa-miR-1271-5p,hsa-miR-9-5p, hsa-miR-501-3p, y hsa-miR-1246) reunieron la mayoría de las características analizadas y se destacó su implicación en la regulación de genes clave en la infección por VPH, lo que sugiere su potencial como biomarcadores para discriminar NIC2/3. Además, se observó que el uso prolongado de anticonceptivos se asoció con un mayor riesgo de NIC2/3. En la fase de validación, tres miARNs (hsa-miR-1271, hsa-miR- 501, y hsa-miR-9-5p) presentaron una expresión significativamente mayor en lesiones NIC2/3 (p < 0.05) y su expresión aumentó con la progresión de la enfermedad (NIC1, NIC2, NIC3). El miARN hsa-miR-501 mostró el mayor AUC (88%) para la detección de NIC2/3, y su combinación con hsa-miR-1271 y hsa-miR-9-5p mejoró la precisión del modelo a un AUC de 94%. Estos resultados, que se correlacionan entre ambas fases del estudio, subrayan el potencial de los miARNs identificados como biomarcadores prometedores para el tamizaje de lesiones cervicales preneoplásicas, con implicaciones significativas para su futura aplicación clínica en la detección de la lesión de alto grado y estratificación del riesgo. (Texto tomado de la fuente).
Evaluación de los cambios transcripcionales de células trofoblásticas humanas inmortalizadas (BeWo) infectadas con Trypanosoma cruzi
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Cáceres Bernal, Tatiana Marcela; Ramírez González, Juan David; Patarroyo Gutiérrez, Manuel Alfonso; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000152573; https://scholar.google.com/citations?user=xuCUtX8AAAAJ&hl=es; Cáceres Bernal, Tatiana Marcela [0009000468777446]; https://www.researchgate.net/profile/Tatiana-Caceres-3?ev=hdr_xprf
La transmisión congénita de Trypanosoma cruzi representa un importante desafío para la salud global, derivado de complejas interacciones entre el parásito, la madre, la placenta y el feto. Aunque los mecanismos moleculares del paso de T. cruzi a través de la placenta siguen siendo en gran medida desconocidos, su interacción con las células trofoblásticas es esencial para la infección. Las investigaciones han revelado cambios sustanciales en la expresión génica de la placenta durante la infección, especialmente en rutas relacionadas con la respuesta inmune. Sin embargo, persiste una brecha en el conocimiento sobre las interacciones moleculares específicas, particularmente en relación con la unidad de tipificación discreta (DTU) I de T. cruzi, prevalente en Colombia y Venezuela, pero poco explorada en el contexto de la transmisión congénita. Por lo tanto, este estudio tiene como objetivo investigar el remodelamiento transcripcional tanto del hospedero como de T. cruzi (TcI) durante la infección de células trofoblásticas humanas, con el fin de dilucidar los mecanismos moleculares que subyacen a la transmisión congénita de la enfermedad de Chagas. Se cultivaron cepas de T. cruzi MHOM/CO/01/DA (TcI) y MHOM/CO/04/MG (TcI), y su genotipificación fue confirmada mediante PCR y secuenciación Sanger. Los tripomastigotes derivados de células infectadas VERO fueron purificados y utilizados para infectar células trofoblásticas BeWo. Las infecciones se evaluaron mediante curvas de infección y análisis estadísticos. Se extrajo ARN de los cultivos a las 72 y 120 horas postinfección, y se secuenció utilizando Illumina NOVAseq. Los análisis incluyeron expresión diferencial, evaluación de ontologías y reconstrucción de rutas de señalización. La cepa MG mostró una mayor capacidad de invasión, replicación y producción de tripomastigotes en comparación con DA. El análisis de expresión génica reveló 129 genes reprimidos y 28 genes sobreexpresados en el parásito en ambos puntos de tiempo. Se identificaron variaciones en familias multigénicas que codifican proteínas de superficie, esenciales para el ciclo de vida y la evasión inmune. En las células trofoblásticas, la sobreexpresión de histonas y ribonucleoproteínas sugiere una reorganización de la cromatina y la activación de rutas de reparación del ADN. La represión de genes relacionados con el empalme de ARN podría afectar la maduración del ARN y la defensa del hospedero. La ruta de necroptosis se encontró activada a las 120 horas, lo que indica una transición hacia muerte celular regulada y respuestas proinflamatorias. Este estudio revela que la infección por T. cruzi DTU I induce un significativo remodelamiento genético que afecta numerosos procesos celulares tanto en el parásito como en el hospedero. Estos cambios alteran la transcripción, modifican rutas de señalización celular y afectan la estructura genómica de las células trofoblásticas, facilitando la adaptación del parásito y su evasión de la respuesta inmune del hospedero. Las alteraciones en las células del hospedero pueden comprometer procesos esenciales para el mantenimiento de la integridad tisular y el equilibrio celular (Texto tomado de la fuente).
Caracterización patogénica y toxigénica de especies de Fusarium identificadas a partir de una colección de aislamientos obtenidos de lesiones en plantas de arroz (Oryza sativa) en Colombia.
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-10) Torres Galvis, Tatiana Andrea; García Romero, Ibonne Aydee; Cuellas Cuestas, Carolina Isabel; 0000000265302056
El cultivo de arroz es de gran importancia a nivel mundial y nacional, por su elevado consumo en la alimentación humana. Este cereal es afectado por varias enfermedades, como las causadas por el género Fusarium spp, que inducen marchitamiento, pudriciones en la raíz, vaneamiento, manchado y deformación de los granos, entre otros síntomas; asimismo, producen micotoxinas, deteriorando la inocuidad del grano. En los últimos años en Colombia se han obtenido aislamientos de Fusarium spp. a partir de plantas de arroz con lesiones, por lo cual esta investigación buscó identificar las especies presentes en 54 aislamientos provenientes de diferentes regiones del país, por medio de análisis de secuencia de los genes TEF1-α y HIS3, y huellas genómicas por IGS-RFLP. Asimismo, establecer la relación entre las especies fúngicas identificadas con la inhibición de la germinación in vitro de plantas de arroz, la expresión de síntomas en invernadero y la producción de micotoxinas in vitro detectada por HPLC, para asociarlas a la presencia de genes implicados en la síntesis de fumonisinas. La identificación molecular determinó que 31 aislamientos correspondieron a la especie F. proliferatum y 12 a F. verticillioides, las cuales se incluyen en el complejo Fusarium fujikuroi, consideradas como las principales especies implicadas en enfermedades en arroz. Estas especies presentaron los genes asociados a la biosíntesis de fumonisinas FUM1 y FUM21 y fueron capaces de producir in vitro micotoxinas del tipo FB1 y FB2. Las dos especies inhibieron la germinación de las semillas in vitro entre el 10 y el 60% y causaron síntomas asociados a la enfermedad Mancha café. Los resultados evidenciaron la relación de este género fúngico con el cultivo del arroz en Colombia y aportaron un precedente en el país frente a la patogenia y producción de toxinas que genera para así realizar su seguimiento y control (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de la actividad antagonista de mutantes aleatorios de la cepa Bacillus velezensis IBUN 2755 contra hongos fitopatógenos de arroz
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Guerra Luran, Emmanuel José; Uribe Velez, Daniel; Pedraza Herrera, Luz Adriana; Microbiología Agrícola
Bacillus velezensis IBUN 2755 es una cepa aislada de la rizosfera de Solanum phureja (papa criolla), que ha demostrado en estudios previos, actividad antagonista contra los hongos fitopatógenos Rhizoctonia solani y Gaeumannomyces graminis, fitopatógenos asociados al cultivo de arroz. No obstante, los mecanismos de acción de la cepa aún no se conocen con precisión. Para dilucidar estos mecanismos, se empleó una estrategia de mutagénesis aleatoria en la cepa silvestre utilizando irradiación con luz ultravioleta (UV). El objetivo principal de este estudio fue generar y evaluar mutantes de B. velezensis IBUN 2755. Para ello se realizó un tamizaje in vitro del antagonismo de 145 mutantes putativos, identificándose la cepa mutante 39A, la cual mostró una disminución significativa en la actividad inhibitoria, del 51,9% contra G. graminis y 51,1% contra R. solani. Asimismo, se evidenció que a partir del sobrenadante del medio de cultivo (MOLP), la cepa se presentó una disminución en la actividad inhibidora frente a ambos hongos. Posteriormente se analizó el perfil metabólico de la cepa a partir de extractos del sobrenadante mediante cromatografía líquida de alta resolución (HPLC), esto reveló diferencias en los perfiles cromatográficos entre la cepa silvestre y la mutante. En particular, se observó la pérdida de un pico asociado a compuestos de tipo fengicina, según un patrón comercial. Para comprobar estos compuestos se utilizó la técnica HPLC MS/MS a partir de esto se evidenció cambios en el perfil cromatográfico encontrándose ausencias en el compuesto denominado Lipopeptide N°56362, sin embargo, también se encontró diferencias en la intensidad de compuestos de tipo Bacillopeptina, Surfactina y un compuesto de la familia de las fengicinas. Otras características fenotípicas encontradas fueron: cambios en la morfología la cual difirió con respecto a la cepa control. Además, al evaluar su curva de crecimiento hasta las 72 horas, se evidenció un crecimiento similar, para la estabilidad de la mutante en el tiempo se evaluaron hasta 10 generaciones encontrándose que la mutación fue estable en todas; adicionalmente se evaluó la actividad antagonista de compuestos orgánicos volátiles (VOCs) producidos por la cepa mutante, demostrando que esta perdió parcialmente su capacidad inhibitoria en comparación con la cepa silvestre. Finalmente, el genoma de la cepa 39A fue secuenciado mediante la tecnología Illumina, identificándose 23 SNPs en genes relevantes como spo0A, el cual codifica el regulador maestro de la esporulación, también se identificó otros SNPs de interés como en los genes pksF, el cual codifica un módulo de una sintetasa de policétidos y ppsA que codifica el módulo A de la sintetasa de fengicinas y por lo tanto pueden afectar la producción de dichos compuestos. Se concluye que compuestos de la familia de las fengicinas podrían estar asociados a la actividad antagonista de la cepa IBUN 2755 contra hongos fitopatógenos de arroz. (Texto tomado de la fuente).
Determinación de los hábitos dietarios de Anopheles darlingi proveniente de dos comunidades indígenas del Amazonas Colombiano
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Molano Rodriguez, Maira Alejandra; Camargo Pinzon, Sandra Milena; Patarroyo Gutiérrez, Manuel Alfonso
La malaria es una enfermedad causada por parásitos del género Plasmodium, transmitidos al ser humano a través de la picadura de mosquitos hembra del género Anopheles. Se considera la enfermedad de mayor impacto en salud pública entre las enfermedades transmitidas por vectores (ETV). Los países tropicales y subtropicales cuentan con condiciones ambientales propicias para la proliferación del vector y la transmisión eficiente de la infección, lo que convierte a algunas de estas regiones en zonas endémicas para la malaria. Esta situación, sumada a los recursos limitados para el desarrollo de políticas públicas de control de enfermedades infecciosas en los países en vías de desarrollo, representa un desafío importante a nivel de políticas de salud. Aunque la implementación de estrategias terapéuticas, como el desarrollo de medicamentos, ha contribuido significativamente a reducir la carga de malaria, estas iniciativas no han sido suficientes para detener la transmisión de los parásitos en humanos. Es esencial enfocar los esfuerzos en esquemas de prevención durante la etapa asintomática de la enfermedad, con el fin de interrumpir fases críticas del ciclo de vida del parásito, como la fase sexual en el hospedero definitivo (el insecto). El uso de insecticidas de amplio espectro, aplicados en mosquiteros o mediante aspersión intradomiciliaria, sigue siendo una herramienta clave para el control vectorial y la prevención de la enfermedad. Sin embargo, factores ambientales como el cambio climático y la deforestación, junto con factores sociales como el desplazamiento de la población, han alterado la ecología y el comportamiento de los vectores, provocando cambios en la distribución de la malaria, con brotes en nuevas áreas o reemergencias en zonas previamente controladas. Es crucial realizar estudios epidemiológicos y entomológicos que ayuden a comprender la frecuencia de infección por Plasmodium spp. y la ecología de los vectores involucrados, para replantear las estrategias de control. En Colombia, la cuenca del Amazonas es un foco de transmisión parasitaria y carga de malaria, siendo una región endémica debido a sus características climáticas, como la alta humedad y temperaturas entre 26 y 28 °C, óptimas para la reproducción del vector. La presencia de abundantes cuerpos de agua (ríos, charcos y lagunas) proporciona criaderos ideales para los mosquitos, mientras que la densa cobertura forestal de la selva amazónica contribuye a su proliferación. Además, el acceso limitado a los servicios de salud en las comunidades indígenas dificulta el diagnóstico y tratamiento oportuno de enfermedades endémicas como la malaria. La alta circulación de esta enfermedad en la región se ve favorecida por la movilidad de la población entre zonas de alta y baja transmisión, la presencia de múltiples especies de Plasmodium y factores antropogénicos como la deforestación, la minería y la construcción de asentamientos humanos cerca de fuentes de agua. Para su estudio y control, se emplean métodos microscópicos, pruebas rápidas, estudios entomológicos, serológicos, de biología molecular y modelos epidemiológicos, los cuales han revelado una alta frecuencia de infección por Plasmodium vivax y Plasmodium falciparum en humanos, además de un subregistro de Plasmodium malariae. Investigaciones a nivel microgeográfico en comunidades indígenas como Tipisca y Doce de Octubre identificaron a Anopheles darlingi como el vector predominante. Ambas comunidades están ubicadas en el departamento del Amazonas colombiano; Doce de Octubre se encuentra en el municipio de Puerto Nariño, mientras que Tipisca está aproximadamente a dos horas de distancia. Estas comunidades forman parte de una serie de asentamientos indígenas que se extienden a lo largo del río Loretoyacu, conectando Puerto Nariño con la frontera peruana. Considerando que la malaria es un problema de salud pública relevante y que Anopheles darlingi es un vector de importancia en la transmisión de la enfermedad en Colombia, pero que existe poca información sobre su biología y comportamiento en el Amazonas Colombiano, se planteó el presente trabajo. En un estudio transversal retrospectivo realizado previamente, se reportó la abundancia de A. darlingi en dos comunidades indígenas del Amazonas Colombiano: Doce de Octubre y Tipisca, en un momento específico (junio de 2016). El presente proyecto tuvo como objetivo identificar las fuentes de alimentación con sangre de A. darlingi en el contexto de las infecciones por Plasmodium spp. en las comunidades indígenas de Doce de Octubre y Tipisca en al Amazonas colombiano, mediante análisis de un subconjunto de muestras que hacían parte del proyecto anterior. Este estudio se enmarcó en el proyecto “Estrategias de prevención y control de la malaria en la región amazónica en respuesta a un brote reciente de la enfermedad” (proyecto BPIN-266, convenio especial de cooperación No.0020 entre la Gobernación del Amazonas y la Fundación Instituto de Inmunología de Colombia), la fuente de muestra consistió en especímenes de A. darlingi capturados en dos comunidades indígenas durante el mes de junio de 2016. El muestreo se realizó en la comunidad Tipisca en dos ocasiones (Tp1 y Tp2) (3°41'49.96''S; 70°35:06.42''O), y una vez en la comunidad Doce de Octubre (DO) (3°44'14.04'' S; 70°30'08.45''O). Para la captura de los vectoresse empleó la técnica típica de cebo humano protegido. La colecta se realizó durante tres días consecutivos entre las 6:00 pm y 11:00 pm, sin impactar la representatividad, debido a las condiciones logísticas y que en estas horas se presenta uno de los mayores picos de actividad nocturna, con periodos de captura de 50 minutos y 10 minutos de descanso. Se consideraron tres ecotopos diferentes: intradomiciliario (dentro de la vivienda de estudio), peridomiciliario (área ubicada 10 metros alrededor intradomicilio) y extradomiciliario (área situada desde el borde del peridomicilio en adelante). Cada espécimen fue almacenado individualmente en tubos con gel de sílice, etiquetado con la hora de muestreo, el ecotopo y la comunidad de origen, y transportado en cadena de frío al laboratorio, donde se realizó su sacrificio (manteniéndolos en cadena de frio) y posterior procesamiento. Para cumplir con el objetivo del proyecto, se realizó disección del abdomen de los especímenes recolectados. La extracción del ADN se realizó usando el kit comercial Quick Extract Solution 1.0 (Lucigen®), siguiendo las instrucciones del fabricante. La detección de Plasmodium spp. en los mosquitos A. darlingi se llevó a cabo mediante PCR convencional para la detección de secuencias específicas de ADN del parásito proveniente de los abdómenes diseccionados, utilizando los cebadores (rPLU5 y rPLU6) (Snounou et al., 1993). Los cebadores empleados están diseñados para amplificar regiones específicas del gen de la subunidad ribosomal 18S (18S-RNA), lo que permite una identificación a nivel de género de Plasmodium spp. Posteriormente, se seleccionaron aleatoriamente 242 muestras de mosquitos, organizadas en 121 pools, para identificar las fuentes de alimentación sanguínea de origen vertebrado mediante secuenciación metagenómica shotgun en la plataforma Illumina NovaSeq. Para cumplir con el objetivo del estudio, se analizó el gen ARNr-12S del genoma mitocondrial, específico de vertebrados, debido a su alta conservación, ya que no está sometido a presión selectiva. Además, este gen contiene regiones variables características de cada grupo taxonómico y está presente en altas copias en la mitocondria, lo que facilita la detección de ADN incluso cuando se encuentra degradado o en baja abundancia. Asimismo, su amplia representación en bases de datos, lo convierte en un marcador ideal para estudios de metagenómica. El análisis de las secuencias comenzó con la evaluación de la calidad y limpieza mediante FastQC, MultiQC y Trimmomatic. Las fuentes de alimentación sanguínea se infirieron mediante BLASTn utilizando un conjunto de datos de referencia con secuencias de 12SrRNA de vertebrados del Amazonas colombiano, potenciales fuentes de alimentación para los mosquitos. La base de datos obtenida fue indizada y utilizada con Centrifuge v.1.0.3-beta para analizar las lecturas y determinar las preferencias alimentarias de A. darlingi. Los resultados se convirtieron al formato Kraken-Report y se visualizaron con Pavian y el paquete gplot en RStudio. De los 121 pools,se detectaron 45 fuentes de alimentación sanguínea, siendo la más frecuente la sangre humana (76,8%), seguida de murciélagos (10,5%), roedores (4,4%) y Didelphidae (tipo de marsupiales) (3,9%). En particular, Doce de Octubre mostró una mayor diversidad de vertebrados como fuente de alimentación para los mosquitos en comparación con la comunidad Tipisca, destacando especies como Tonatia saurophila (murciélago) y Procyon lotor (mapache) como principales fuentes de alimentación sanguinea. Se observaron diferencias estadísticamente significativas en la abundancia de vertebrados que son fuente de alimentación sanguínea de Anopheles entre los distintos ecotopos. Específicamente, Cavia porcellus (cuy) y Carollia perspicillata (murciélago) fueron más prevalentes en ambientes extradomiciliarios, mientras que Sus scrofa (jabalí) fue más abundante en áreas peridomiciliarias. El análisis multivariado reveló asociaciones entre las comunidades Tipisca y Doce de octubre y las fuentes de alimentación, mostrando una menor probabilidad de encontrar especies como Procyon lotor (mapache) (razón de momios ajustada [aOR]: 0,31; IC del 95% 0,11-0,84) y Homo sapiens (hombre) (aOR: 0,15; IC del 95% 0,09-0,56) en la comunidad de Tipisca. Además, se identificaron asociaciones positivas entre Carollia perspicillata (murciélago) (aOR 3,64; IC del 95% 1,63- 8,11), Procyon lotor (mapache) (aOR 2,07; IC del 95% 1,02-4,58) y Cavia porcellus (murciélago) (aOR 3,00; IC del 95% 1,29-6,96) con ecotopos extradomiciliarios. Finalmente, se encontró una asociación positiva significativa entre los mosquitos positivos para Plasmodium spp. y aquellos que se alimentaron de Homo sapiens (humano) (aOR 2,21; IC del 95% 1,57-5,44). Dado que la presente investigación utilizó muestras del estudio de Prado et al. (2019), cuyo objetivo fue la identificación taxonómica y molecular de especies del género Anopheles, así como la determinación de la frecuencia de infección por Plasmodium vivax, P. malariae y P. falciparum, es posible que el método de captura mediante cebo humano haya influido en los resultados, favoreciendo la identificación del ser humano como una fuente de alimentación sanguínea prevalente. Este estudio pionero en la Amazonía colombiana describe las fuentes de alimentación sanguínea de Anopheles darlingi mediante tecnología de secuenciación de alto rendimiento, lo que resulta fundamental para comprender los ciclos de transmisión de parásitos e identificar los hospedadores involucrados en su propagación, lo que a futuro contribuirá en el desarrollo de estrategias efectivas de control de vectores, reduciendo el contacto entre hospedadores, vectores y humanos. En este sentido, fomentar la presencia de los vertebrados identificados cerca de los asentamientos humanos podría contribuir a disminuir la incidencia de picaduras en personas en regiones endémicas de malaria. Los resultados de este estudio proporcionan información clave sobre los ciclos de transmisión y la dinámica de la enfermedad, resaltando la importancia de los programas de vigilancia y control. Asimismo, subrayan el papel de los reservorios no humanos en la reducción de la transmisión parasitaria y la influencia de factores ambientales en la propagación de la malaria, dado que estos afectan tanto la ecología del vector como la del parásito. Factores como la temperatura, la humedad, la deforestación, la actividad humana y el cambio climático inciden en la abundancia de Anopheles, la velocidad de transmisión y la distribución geográfica de la enfermedad (Texto tomado de la fuente).
Caracterización de proteínas (NB) de Yuca (Manihot esculenta) implicadas en la interacción con el patógeno Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm)
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Bastidas Pardo, Margelly Andrea; López Kleine, Liliana; López Carrascal, Camilo Ernesto; Grupo de Investigación en Bioinformática y Biología de Sistemas
La inmunidad de las plantas depende del reconocimiento efectivo de los patógenos, lo que se logra a través de receptores proteicos especializados. Entre estos, se encuentran las proteínas con un dominio NB-ARC (del inglés Nucleotide Binding - adaptor shared by APAF- 1 R proteins, and CED-4), que están involucradas en el reconocimiento directo o indirecto de las proteínas del patógeno conocidas como efectores. La expresión de los genes que codifican estas proteínas NB suele ser constitutiva y baja. La yuca, un cultivo clave en regiones tropicales del mundo, es vulnerable a enfermedades causadas por patógenos como Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm) y mantiene interacciones con numerosos microorganismos presentes tanto en el suelo como en las hojas. Sin embargo, son pocos los estudios que han abordado el repertorio de estas proteínas en yuca. De igual manera no se ha profundizado sobre su expresión la cual puede ser modulada por factores tanto bióticos como abióticos. La presente investigación tiene como objetivo caracterizar a nivel de secuencia y expresión las proteínas que poseen el dominio NB-ARC de yuca implicadas en respuesta a diferentes estímulos bióticos y abióticos. El estudio se divide en tres fases, la primera es la de identificación de las proteínas de resistencia NB de la yuca mediante curación manual de las secuencias y la determinación del número de polimorfismos, utilizando bases de datos de secuencias y programas bioinformáticos. La segunda fase es la obtención del perfil de expresión de genes codificadores de proteínas NB en la yuca a partir de datos de expresión públicos (RNA-seq) obtenidos de la base de datos GEO del NCBI y el análisis diferencial de expresión (DEGs). Además, se construyeron redes de coexpresión para identificar interacciones entre los genes y se realizó un análisis filogenético mediante alineamientos de secuencias y la construcción de un árbol filogenético. Finalmente, la tercera fase incluye la integración de la información de expresión y polimorfismos y tiene como fin ahondar el conocimiento sobre procesos moleculares conocidos asociados a la interacción con Xpm, así como emitir nuevas hipótesis biológicas sobre esta interacción planta-patógeno a través de análisis descriptivos multivariados (Texto tomado de la fuente).
Efectos de la quema en la composición y función de las comunidades microbianas del suelo en la sabana de pastizal de Arauca, Arauca, Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Briñez Perales, Diana Carolina; Caro Quintero, Alejandro
El suelo es una matriz mineral y biológica compleja. En él habitan diferentes grupos de microorganismos, los cuales cumplen funciones específicas en el ciclo de los nutrientes (e.g., carbono y nitrógeno) e interactúan dinámicamente entre sí. Perturbaciones físicas, biológicas y químicas pueden afectar estas interacciones, generando disminución en la calidad del suelo. Entre estas se encuentran las quemas y los incendios forestales, cuyos efectos en los microorganismos del suelo han sido estudiados durante estos últimos años, evidenciando cambios en la riqueza y abundancia de especies. Entre los sistemas propensos a quemas o incendios forestales encontramos las sabanas de Arauca, ubicadas en la región de la Orinoquia de Colombia. Este ecosistema es susceptible a quemas debido a su vegetación (e.g. herbáceas y gramíneas), climatología (régimen unimodal) y actividades agrícolas (e.g. ganadería extensiva). El presente trabajo evaluó el efecto de las quemas en los microorganismos del suelo de pastizal del Municipio de Arauca, Arauca, Colombia; para ello se realizó un experimento in situ que consistió en quemas de baja intensidad, registrando la composición microbiana mediante metataxonómia y técnicas bioinformáticas, y sus grupos funcionales a través de cultivos selectivos en diferentes tiempos (antes de la quema y a las 24 horas, 30 días y 4 meses posteriores a la quema). Inicialmente, no se encontró diferencias significativas entres los suelos quemados y de control antes de la quema y 24 horas después, con relación a los cultivos e identificación de las comunidades microbianas cultivables. Los efectos significativos sobre las comunidades bacterianas fueron obtenidos a los 30 días posteriores a la quema, donde los filos Proteobacterias y Bacteroidota presentaron abundancia diferencial en las parcelas quemadas, Sin embargo, esta distinción disminuye a los 4 meses del experimento. Paralelamente, para los microorganismos relacionados con la fijación del nitrógeno y la solubilización de fosfatos se encontró un incremento significativo de la población debido a la quema solo a los 4 meses. Por otro lado, se registró un incremento significativo de la población de los microorganismos celulolíticos a los 30 días y 4 meses en las parcelas quemadas en comparación con los controles. Los resultados muestran que la quema de baja intensidad genera efectos transitorios sobre las comunidades microbianas; sin embargo, factores ambientales como el inicio de la temporada de lluvia podrían haber favorecido la recuperación del microbioma del suelo. (Texto tomado de la fuente).
Análisis funcional del gen aquaporina1 en respuesta a estrés oxidativo y antimonio en Leishmania (Viannia) brazilienis
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-03-12) Riaño Cocunubo, Leydi Johana; Tellez Meneses, Jair Alexander; Contreras Rodriguez, Luis Ernesto; Zajuna jwa samu (Semilla del conocimiento) del Cesar
La leishmaniasis es una enfermedad parasitaria causada por protozoarios pertenecientes al género Leishmania. El tratamiento de primera línea para esta patología incluye el uso de antimoniales, ante los cuales el parásito ha desarrollado mecanismos de resistencia, en los que participa la aquaporina 1 (AQP1). En consecuencia, la implementación de estrategias robustas de edición génica para el análisis funcional de genes asociados con fenómenos de resistencia como AQP1 resulta necesario, permitiendo iniciar el desarrollo de potenciales nuevas estrategias de control. En este trabajo se analizó la participación del gen multicopia AQP1 en respuesta ante el estrés oxidativo y el antimonio trivalente en promastigotes de Leishmania (Viannia) braziliensis editados genéticamente por CRISPR/Cas9. La edición génica consistió en el diseño de plantillas para obtener un ARN guía (sgARN) contra el gen AQP1 y casetes de reparación con los marcadores mCherry y mNeonGreen, con el propósito de generar parásitos Knockout (KO). Las plantillas obtenidas mediante PCR se transfectaron por electroporación en promastigotes de L. braziliensis que expresan constitutivamente las proteínas Cas9 de Streptococcus pyogenes (SpCas9) y T7 ARN polimerasa (LbCas9/T7). La edición exitosa se evaluó por PCR diagnóstico y secuenciación de ADN, confirmándose la edición específica de todas las copias del gen AQP1 y, por lo tanto, la generación de parásitos KO-AQP1, usando el marcador mNeonGreen. El análisis de las curvas de crecimiento de los promastigotes editados KO-AQP1 no evidenció diferencias significativas en comparación con los parásitos control LbCas9/T7. Adicionalmente, los parásitos KO-AQP1 indicaron valores mayores de IC50 ante el peróxido de hidrógeno y el antimonio trivalente. De esta manera, la implementación de estrategias de edición génica robustas como CRISPR/Cas9 en parásitos de Leishmania, constituye un aporte novedoso para Colombia, permitiendo enfocar el análisis de genes multicopia relacionados con fenómenos de resistencia desde una perspectiva de edición de ADN dirigida, lo cual potenciaría el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para el tratamiento de la leishmaniasis (Texto tomado de la fuente)
Evaluation and characterization of commercial fungi and proteolytic bacterial consortium applied for rice straw degradation
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Novoa Montenegro, Nicolás Alberto; Uribe Velez, Daniel; Otero Jiménez, Vanessa; Microbiologia agricola
Los residuos agrícolas representan una fuente primaria de nutrientes esenciales para el suelo. La descomposición de este material en el campo introduce una serie de compuestos y nutrientes que mejoran la fertilidad del suelo. La paja de arroz (RS) es un residuo importante en el contexto arrocero, y su aplicación como mantillo durante los períodos de barbecho es una práctica habitual. La incorporación de consorcios microbianos capaces de degradar la paja de arroz (RS) durante las operaciones de cobertura del suelo con paja de arroz tiene el potencial de mejorar el ciclaje y la movilización de nutrientes. Se realizaron experimentos in vitro para dilucidar las interacciones entre varios consorcios. Sobre la base de estos resultados, se seleccionó un consorcio (consorcio comercial de Trichoderma más la cepa bacteriana IBUN 2717) para seguir investigando. Los resultados demostraron la eficacia del consorcio seleccionado como degradador e indicaron la presencia de relaciones antagónicas mínimas entre sus miembros fúngicos y bacterianos. A continuación, el consorcio mencionado se aplicó en un entorno de campo con el objetivo de facilitar la degradación de la paja de arroz. Se recogieron y evaluaron muestras de suelo y de paja de arroz para determinar sus parámetros fisicoquímicos y sus actividades enzimáticas. La incorporación de un consorcio microbiano seleccionado y una estrategia de gestión de la relación carbono-nitrógeno fueron cruciales para el secuestro de carbono en el suelo y las actividades enzimáticas asociadas a los cambios de nitrógeno y carbono debidos a su aplicación. Este estudio seleccionó y caracterizó un consorcio microbiano eficiente para la degradación de la paja del arroz y la mejora de la calidad del suelo en condiciones de campo. Además, describió y caracterizó las interacciones microbianas en el contexto de la degradación de la RS (Texto tomado de la fuente).
Detección molecular de virus y viroides en vitroplantas de papa nativas y variedades comerciales mediante la técnica qPCR
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Jiménez Miranda, Neider Alfonso; Aristizábal Gutiérrez, Fabio Ancizar; Ojeda Pérez, Zaida Zarely
El enfoque principal de nuestro estudio fue la implementación de seis sistemas para la detección de cinco virus y un viroide de papa nativa y comercial mediante la técnica de qPCR. La estandarización de las reacciones individuales y el uso de diluciones de concentración conocida a partir de controles positivos sintéticos permitió elaborar curvas de calibración para caracterizar los rangos dinámicos de los sistemas evaluados. La selección adecuada de cebadores, junto con un análisis informático exhaustivo y la evaluación de variables de reacción, condujo al diseño exitoso de dos sistemas de detección RT-PCR Múltiplex con resolución en geles de agarosa. Durante el análisis de las muestras de RNA de vitroplantas, se detectaron productos de amplificación para los virus PVX y PVS, sin embargo, no se observó la presencia de todos los virus y el viroide en todas las muestras procesadas. Los resultados de nuestra investigación proporcionaron información detallada sobre las características de cada sistema evaluado, evidenciando diferencias entre los límites de detección de los sistemas diseñados debido a variables cinéticas y la selección de los cebadores. El diagnóstico molecular permitió una evaluación del estado fitosanitario de las muestras de vitroplantas de papa, desempeñando un papel fundamental en los procesos de certificación de material vegetal y de propagación (Texto tomado de la fuente).
Inducción de resistencia sistémica en plantas de tomate contra Pseudomonas syringae pv. tomate por Pseudomonas spp
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Muñoz Ibañez, Laura Maria; Bernal Giraldo, Adriana Jimena; Uribe Velez, Daniel
El cultivo de tomate se destaca a nivel mundial por su importancia económica y valor nutricional, siendo esencial en la agricultura Colombiana con una producción significativa. Sin embargo, la peca bacteriana, causada por Pseudomonas syringae pv. tomate (Pst), amenaza los rendimientos con daños en hojas y frutos. A pesar del uso común de agroquímicos, con sus consecuencias ambientales negativas, estrategias como el control biológico con hongos y bacterias rizosféricas, especialmente del género Pseudomonas, emergen como alternativas sostenibles para inducir resistencia sistémica ante el estrés biótico y prevenir enfermedades. Las plantas, con defensas constitutivas y mecanismos de respuesta, despliegan respuestas clave ante amenazas de herbívoros, patógenos y estres ambiental. La inducción de resistencia en plantas se activa mediante compuestos orgánicos volátiles (COVs) producidos por bacterias, desempeñando un papel esencial en la comunicación planta-microorganismo al modular vías metabólicas y defensivas. El objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad de inducción de resistencia sistémica en plantas de tomate por 10 cepas de Pseudomonas rizosféricas contra Pseudomonas syringae pv. tomate (Pst 338). De estas, las cepas 063, 090 y 093 mostraron reducción de síntomas de peca bacteriana, seleccionando la cepa 090 para continuar el estudio. Se llevaron a cabo ensayos de compuestos orgánicos volátiles a las 24 y 48 horas con el fin de investigar si la producción de estos por parte de la cepa estaba induciendo resistencia en las plantas contra Pst 338. Los resultados indicaron que, efectivamente, la cepa 090 disminuye los síntomas de la peca bacteriana en el intervalo de 48 horas. A continuación, se procedió a evaluar la expresión de los genes PR1a y LOXD, reconocidos como marcadores de los ácidos salicílico (SA) y jasmónico (JA), respectivamente, en dos momentos distintos. En el primer momento, se inoculó la cepa 090 junto con solución salina (S.s) y Acibenzolar-S-metilo (ASM), este último utilizado como control debido a su capacidad para inducir la ruta metabólica del ácido salicílico. En el segundo momento, se evaluó la expresión de estos genes con los mismos tratamientos, pero incluyendo la inoculación de Pst 338. Los resultados obtenidos nos indicaron que la cepa 090 indujo una mayor expresión del gen LOXD, sugiriendo que la ruta de señalización activada por esta cepa es la del ácido jasmónico. Se observó que, cuando las plantas eran inoculadas con Pst 338 en hojas, la expresión predominante fue la del gen PR1a, concluyendo así que el patógeno activa la ruta de señalización del ácido salicílico. De manera similar, tanto la S.s como el ASM sin patógeno también indujeron la expresión del gen PR1a. Estos resultados son cruciales para orientar investigaciones en laboratorios de fitopatología, ofreciendo una mayor comprensión de las posibles rutas de señalización activadas por los microorganismos en la interacción planta-microorganismo (Texto tomado de la fuente).
Péptidos derivados de la secuencia RRWQWRMKKLG: Evaluación de la actividad antibacteriana contra cepas ATCC Gram positivas y Gram negativas
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Cuero Amu, Kelin Johana; García Castañeda, Javier Eduardo; Rivera Monroy, Zuly Jenny; Síntesis y Aplicación de Moléculas Peptídicas
La alta incidencia de infecciones y el surgimiento de bacterias resistentes a los agentes antibacterianos es una amenaza a la salud pública global, la infección con bacterias como Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae y Staphylococcus aureus meticilino-resistente (MRSA por sus siglas en inglés) ha llevado al aumento en la mortalidad, estadía intrahospitalaria de los pacientes y costos de atención en salud. Los péptidos antimicrobianos (PAMs) son potenciales fármacos antibacterianos debido a que han mostrado alta actividad antibacteriana, amplio espectro de acción y menor probabilidad de generar resistencia por parte de las bacterias. La lactoferrina bovina y su derivado, la lactoferricina bovina (LfcinB) han sido ampliamente estudiados debido a su acción antimicrobiana, anticancerígena e inmunomoduladora. El presente proyecto de investigación tuvo como objetivo sintetizar y evaluar el efecto antibacteriano de péptidos derivados de la secuencia LfcinB (20-30) RRWQWRMKKLG. Los péptidos fueron obtenidos por síntesis en fase sólida usando la estrategia Fmoc/tBu, caracterizados por RP-HPLC y ESI-Q-TOF y se evaluó la actividad antibacteriana (MIC, MBC, curvas de letalidad) con base en la guía del CLSI. Adicionalmente se evaluó la inducción de resistencia, el efecto sinérgico con antibióticos de uso común y el efecto hemolítico de los péptidos promisorios. Se evidenció que los péptidos 26[Nal]-LfcinB (20-30) (MIC=15.5 µM), 26[F]-LfcinB (20-30)2 (MIC=15 µM), 26[F]-LfcinB (20-27)2 (MIC=9.1 µM) y LfcinB (20-25)2 (MIC=11.4 µM) para E. coli ATCC 25922 y el péptido 26[Nal]-LfcinB (20-30)2 (MIC=14.5 µM) para S. aureus ATCC 29213, presentaron la mejor actividad antibacteriana, la cual fue potenciada hasta 8 veces con respecto al péptido original (LfcinB (20-30)) y se mantuvo en aislados clínicos sensibles y multidrogoresistentes de E. coli y S. aureus; el efecto antibacteriano de estos péptidos se da por mecanismos bactericidas, evidenciado en la evaluación de curvas de letalidad. Se observó un efecto sinérgico en la combinación de los péptidos 26[F]-LfcinB (20-30)2 y 26[F]-LfcinB (20-27)2 con ciprofloxacina y ceftriaxona contra E.coli, mientras que el efecto del péptido 26[Nal]-LfcinB (20-30)2 con vancomicina contra S. aureus fue antagónico. El ensayo de inducción de resistencia demostró que todos los péptidos, a excepción del 26[F]-LfcinB (20-30)2, generaron resistencia ante las cepas evaluadas, sin embargo, se evidenció que en los antibióticos de uso común la adaptación se da a mayor velocidad. Finalmente, los péptidos promisorios tuvieron un efecto hemolítico menor al 5% y un índice terapéutico >1 indicando baja toxicidad de estos. Estos resultados indican que los péptidos 26[Nal]-LfcinB (20-30), 26[F]-LfcinB (20-30)2, 26[F]- LfcinB (20-27)2, LfcinB (20-25)2 y 26[Nal]-LfcinB (20-30)2 son promisorios para el tratamiento de infecciones bacterianas por E. coli y S. aureus, sin embargo, se requiere de estudios adicionales (Texto tomado de la fuente).

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