Deporte y neurocognición, los beneficios de una estrecha relación

Deporte y neurocognición, los beneficios de una estrecha relación

Cuando los estudiantes universitarios hacen ejercicio, ya sea manera moderada o exigente, están mejorando el funcionamiento de sus mentes, lo que se traduce en un correcto desarrollo corporal, hormonal y metabólico del cerebro. Así lo confirman dos profesoras-investigadoras de la Pontificia Universidad Javeriana Cali, quienes además sugieren que hacer actividad física puede tener un impacto positivo sobre el desarrollo cognitivo y emocional de la persona.

Las profesoras Natalia Cadavid, investigadora asociada al grupo Bienestar, Trabajo, Cultura y Sociedad (BITACUS) de la Javeriana Cali, y Beatriz Muñoz, investigadora asociada al grupo Biomédica de la Universidad ICESI  , revisaron información de las últimas tres décadas y encontraron múltiples estudios que relacionaban la actividad física con el buen funcionamiento cerebral en adultos mayores y en niños en edades escolares. Sin embargo, en esa búsqueda de antecedentes, encontraron muy pocos que hicieran este tipo de análisis en jóvenes entre los 18 a 25 años; y de esos, notaron una particular focalización en hombres. Con la identificación del vacío de conocimiento existente y al poderse apoyar en su acceso a la población universitaria, trabajaron en la propuesta con la que aplicaron a la convocatoria interna de la Javeriana seccional Cali.

Para el trabajo de campo, las profesoras realizaron un convenio con el Centro Deportivo Loyola de la Javeriana Cali, con el fin de contar con su acompañamiento y el de los estudiantes en la recolección de datos. “Esa alianza fue muy interesante pues nos permitió escuchar la experticia de los profesores del centro deportivo frente a aspectos relevantes de la investigación, lo que nos permitió revisar asuntos importantes para afinar las salidas de campo”, señala Natalia Cadavid.

Los participantes se dividieron en tres grupos: estudiantes sedentarios, de acondicionamiento (aquellos que realizaban, de forma regular alguna actividad física) y deportistas de alto rendimiento (correspondiente a estudiantes que conforman los grupos formativos y representativos de la universidad). Al respecto, Cadavid explica: “Algo muy retador fue conseguir a los alumnos sedentarios, lo que nos llevó a pensar en estrategias llamativas como hacer convocatorias a través de las redes sociales de la universidad que nos permitieran acceder a esa muestra”.

Para los otros grupos contaron con la participación de jóvenes pertenecientes a los equipos de fútbol, natación, baloncesto, kung-fu, voleibol, atletismo, rumba, cardiobox, fútbol sala y polo acuático, entre otros.  A cada participante se le tomaron dos muestras de sangre: una antes y otra después de una sesión de 30 minutos de actividad física de intensidad cardiovascular moderada. Con estos resultados, las investigadoras lograron determinar la concentración del factor neurotrófico, conocido como BDNF, una proteína que libera el cuerpo cuando se realiza actividad física de moderada a intensa, como medio para mantener el funcionamiento del sistema nervioso. También se aplicaron pruebas cognitivas de inhibición, atención y memoria a corto y largo plazo, funciones relacionadas con dos partes del cerebro: la corteza prefrontal y el hipocampo. Estas dos regiones cerebrales son importantes pues tienen una alta presencia de receptores de BDNF.

 

Trabajo en equipo

Muñoz y Cadavid destacan la participación de los integrantes del semillero de investigación Neurotrópicos en el proceso de recolección de muestras; ellos se capacitaron para acompañar a los participantes desde la aplicación de las pruebas cognitivas, la correcta realización de los ejercicios propuestos en la actividad física y la toma de las muestras de sangre.

Para Nicolás Figueroa, estudiante que hizo parte de dicha labor, “la investigación representó un reto y una responsabilidad especial, ya que implicaba generar espacios diferentes a los académicos para entrenarnos en la aplicación de las pruebas e investigar a fondo los aspectos relevantes de la actividad física y sus implicaciones en la salud mental”. Cabe resaltar, además, que uno de los profesores del centro deportivo diseñó y supervisó la realización de la rutina de actividad física aplicada a los jóvenes que conformaban cada uno de los tres grupos de participantes.

IRWD7312A partir de los datos recolectados en la sesión previa de evaluación, las investigadoras descubrieron resultados muy similares en la concentración de BDNF en sangre para los dos grupos que sí realizaban algún tipo de actividad física, ya fuera de acondicionamiento o de alto rendimiento. Esto les permitió comprobar que “no es necesario realizar jornadas extenuantes de ejercicio, pues los beneficios son los mismos mientras se haga actividad física moderada, de manera frecuente, por mínimo 30 minutos cada sesión”, afirma Natalia Cadavid.

Al analizar los resultados del nivel del factor neurotrófico después del ejercicio, determinaron que no había diferencias extremas entre los tres grupos de participantes, como sí habían observado en la pre-evaluación, lo que se traduce en que “con una sola sesión de actividad física, el sistema neurológico libera la sustancia BDNF y las personas sedentarias también pueden beneficiarse de su realización”, agrega Cadavid.

Cuando las investigadoras evaluaron los resultados cognitivos (facultad del sistema nervioso para procesar información mentalmente), descubrieron que los tres grupos presentaron un funcionamiento positivo similar, a pesar de que esperaban que hubiera diferencias entre el grupo de estudiantes sedentarios y los otros dos. Este hallazgo les hizo preguntarse por otros factores que estarían implicados como aspectos biológicos y ambientales, en particular el nivel educativo y el momento de desarrollo neurocognitivo en el que se encuentran los participantes.

Los resultados hallados fueron compartidos con los participantes y con el centro deportivo, dejando en claro que estos tenían solo fines científicos. Actualmente, las investigadoras empiezan una segunda fase con las muestras recolectadas en el proyecto, en el que analizarán los endofenotipos de los participantes, entendidos como un mecanismo bioquímico, neuroanatómico o neuropsicológico que cumple con los criterios de heredabilidad, especificidad y replicabilidad, asociados con la liberación de BDNF en la sangre, pues el componente genético de una persona puede condicionar la presencia de este factor neurotrófico independientemente de que se realice o no actividad física.

La verdadera identidad de una orquídea bicentenaria

La verdadera identidad de una orquídea bicentenaria

Bastaron solo cinco miligramos de una orquídea bicentenaria para develar un secreto a voces: reportada como si hubiera sido recolectada por Alexander von Humboldt y Aimé Bonpland en México hace 200 años, investigadores de diferentes disciplinas descifraron que su verdadera procedencia era los Andes colombianos. Hasta los mismos científicos mexicanos dudaban de ese registro original del botánico alemán Carl Kunth.

Esa pequeña muestra llegó al Instituto de Genética Humana de la Pontificia Universidad Javeriana hace unos años, luego de los trámites realizados personalmente en París por el genetista e historiador Alberto Gómez-Gutiérrez para conseguirla. Pero la iniciativa provino del padre Pedro Ortiz Valdivieso S.J. (QEPD), un orquidiólogo consumado y autor de varios libros sobre estas plantas, quien hacia 2008 se asomó por el Instituto y, según recuenta Gómez, le dijo: “Hay una orquídea que en las obras de Humboldt se reporta como colectada en México, pero eso es imposible; tuvo que haber sido colectada en los territorios hoy colombianos, en la Nueva Granada”.

Gómez, experto en Humboldt —acaba de publicar la colección de cinco volúmenes titulada Humboldtiana neogranadina—, era el indicado para visitar la colección de estos dos viajeros científicos de comienzos del siglo XIX que reposa en el herbario histórico del Museo de Historia Natural de París. Luego de explicar que tenía fines de investigación científica, los franceses aceptaron sacar del pequeño sobre del registro de la Oncidium ornithorhynchum unos fragmentos de la orquídea original, material seco y casi polvoriento, que prometieron enviar a Bogotá a la mayor brevedad, de acuerdo con un estricto protocolo.

Cuando llegó a sus manos, envuelta en sobre tras sobre, Gómez la puso en un tubo de ensayo con tal cuidado, como si fuera “un pedazo de kriptonita de otro planeta”, se ríe. La había esperado como se esperan las cartas de amor. Tenía en su laboratorio un ejemplar que había tenido Humboldt en sus manos.

Esa mínima fracción de material seco produjo el milagro de la ciencia moderna cuando sus estudiantes, las biólogas Teresa Rodríguez y Natalia Contreras, extrajeron, bajo su dirección y en experimentos sucesivos, el ADN de una muestra ¡de hace 200 años! El resultado, que tiene forma de algodón, se obtuvo con una técnica científica de laboratorio que se conoce como Reacción en cadena de la polimerasa (PCR, por sus siglas en inglés), con la que se amplificaron aquellas regiones específicas que definen parentescos, y que eran de interés.

“Una vez se ha amplificado el ADN ya se pueden hacer comparaciones”, explicó Gómez. La comparación debía hacerse con material genético de un ejemplar vivo y fresco, a través de la secuencia de sus componentes –adenina, guanina, citosina y timina–. “Es como un collar de perlas de diferentes colores”, continúa; y para poder concluir que se trata de la misma planta, los dos collares deben ser idénticos: “Así se revela la identidad de dos especímenes, y se confirma que hacen parte de la misma familia, género o especie”.

¿Y dónde encontrar ese ejemplar vivo y fresco? Por aquellas cosas de la vida, luego de un par de infructuosas salidas de campo, encontraron la orquídea florecida a la entrada de un conjunto residencial de las colinas de Suba. “Fue algo mágico”, dice Gómez. Le tomó fotos, la colectó con Natalia Contreras y la compartió con el botánico Santiago Madriñán de la Universidad de los Andes. Al hacer el mismo proceso, encontraron “una identidad absoluta con la orquídea conservada en París, una cosa bellísima”.

Crédito
Ilustración de la especie Oncidium ornithorhynchum. /Editorial Javeriana


Los milagros de la genética

Desde su creación en 1980, el Instituto de Genética Humana, como su nombre lo indica, se ha dedicado a estudios principalmente de seres humanos contemporáneos, pero también sus científicos han trabajado con huesos y dientes precolombinos y momias de hasta 8.000 años de antigüedad. Han incursionado en animales y plantas actuales, y lo más antiguo que habían logrado en secuencias genéticas vegetales comparables de hoy en día era con especímenes recolectados hace 60 años.

Aunque no es fácil extraer ADN de un espécimen antiguo, Gómez explica que puede conservarse casi indefinidamente porque está protegido dentro de un caparazón, similar a la cáscara de un huevo. “Pero en tejidos tan frágiles como las plantas no era tan fácil aplicar el mismo protocolo que usamos en dientes y huesos”, explica. Además, porque después de 200 años difícilmente se conserva íntegro. “Se encuentran solo fragmentos, que afortunadamente coincidían con esas zonas que se utilizan para determinar el parentesco”.


Otras razones

La genética lo confirmó, pero las sospechas del Padre Ortiz aludían a otras razones, como los 2.600 metros de altura sobre el nivel del mar donde crecen actualmente, las flores de color amarillo salpicadas de algunos puntos cafés y los meses del año en los que florece. También los estudios de Gómez sobre Humboldt, a quien ha seguido paso a paso en todas sus travesías por territorio de la Nueva Granada.

Entonces, ¿cómo resolver en dónde colectó el viajero alemán este especimen? “Hay que ir a lo que se llama el Journal Botanique, el diario botánico de Bonpland, quien era el que registraba cada colecta. El problema es que en esa época las orquídeas no tenían los nombres que tienen actualmente; ellos las llamaban generalmente epidendrum, que significa flor sobre árbol”. Tuvieron que ir descartando una a una: solo las amarillas; de ellas, solo las de esta altitud; y de ellas, las que florecen en determinados meses.

Humboldt pasó por Bogotá hacia el sur de la actual Colombia entre julio de 1801 y enero de 1802. “Ese es el marco del trayecto en donde tuvo que colectar la orquídea, y la época en la que florece”. El problema es que por México también pasaron por los mismos meses de 1803, pero la altura no coincide. “Aunque persistía la duda, nosotros pudimos resolver con la comparación propiamente genética”.

El trabajo salió publicado hace un mes en la revista científica TAXON de la Asociación Internacional para la Taxonomía de las Plantas, y para sus autores es la respuesta a una pregunta científica que corrige un error de asignación y de origen de una especie antigua a nivel internacional.

La investigación permitió formar estudiantes de pre y postgrado, aportó al conocimiento desde la botánica y desde la historia, “pero lo más práctico y novedoso es que con este artículo estamos publicando un método probado y validado para estudiar todas las plantas secas y antiguas de todos los herbarios, en todo el mundo”, concluye Gómez. Algo que Madriñán llama botánica forense.

Espécimen de Oncidium ornithorhynchum colectada por Humboldt y Bonpland entre septiembre de 1801 y enero 1802. /Cortesía
Espécimen de Oncidium ornithorhynchum colectada por Humboldt y Bonpland entre septiembre de 1801 y enero 1802. /Cortesía
La noche de premiación javeriana

La noche de premiación javeriana

El pasado viernes 13 de septiembre, ante un auditorio totalmente lleno, se llevó a cabo la clausura del XV Congreso La Investigación en la Pontificia Universidad Javeriana, cuyo momento culminante fue la entrega del Premio Bienal Javeriano en Investigación 2019 tanto a los trabajos de ciencia más destacados presentados desde la anterior edición (2017) como a las trayectorias académicas de sus científicos más destacados.

En la categoría Vida y Obra, Gustavo Habib Kattan, doctor en Zoología de la Universidad de La Florida y docente investigador de la Javeriana Cali, recibió el galardón en el área de Ciencias Naturales, Físicas, Exactas y del Medio Ambiente por su larga trayectoria a la investigación en ornitología, concretamente al estudio poblacional de aves colombianas en diversos periodos de tiempo y la formación de una nueva generación de científicos dedicados a la conservación de especies biológicas.

Kattan también es co-fundador de la carrera de Biología de la Javeriana, y en esta edición del Congreso se desempeñó como su presidente.

En el área de Ciencias Sociales, Humanas y Artes, el reconocimiento fue para Óscar de Jesús Saldarriaga, doctor en Filosofía y Letras de la Universidad Católica de Lovaina, en Bélgica, y docente de la Facultad de Ciencias Sociales, quien se ha destacado por sus múltiples investigaciones sobre la historia de la educación en Colombia, especialmente su relación con la religión, y el papel del maestro en la sociedad.

“Para mí es muy importante este honor porque significa un intercambio de gratitud, de mí hacia la Pontificia Universidad Javeriana, que ha sido mi alma mater durante más de 28 años, la que me ha permitido desarrollar mi trabajos y producir lo que he hecho”, le dijo Saldarriaga a Pesquisa Javeriana.

El profesor Óscar Saldarriega al recibir el reconocimiento.
El profesor Óscar Saldarriaga al recibir el reconocimiento.

De igual forma, en el área de Ciencias de la Salud, se destacó con este galardón a Susana Fiorentino, doctora en Inmunología de la Universidad Pierre y Marie Curie, en Francia, con distintas estancias posdoctorales en el país galo, y docente investigadora de la Facultad de Ciencias. Ella ha recibido un amplio reconocimiento por su trabajo investigativo sobre las cualidades medicinales de distintas plantas nativas, como el anamú, y su aplicación para el tratamiento de enfermedades como el cáncer.

“Este es el reconocimiento a lo que me gusta hacer, que es la investigación. Esa es mi vida”, admitió la galardonada tras recibir el premio.

La investigadora Susana Fiorentino con el galardón y el diploma obtenidos.
La investigadora Susana Fiorentino con el galardón y el diploma obtenidos.

Finalmente, en el área de Ingenierías, Arquitectura y Diseño, el premio recayó en Efraín Antonio Domínguez, doctor en Hidrología y Recursos Hídricos de la Universidad Estatal de Hidrometeorología de Rusia y docente de la Facultad de Estudios Ambientales y Rurales, por sus aportes investigativos sobre la hidrología colombiana, como estudios sobre el impacto del cambio climático en el Régimen Hidrológico Colombiano y el diseño de diferentes sistemas de información climáticos para América Latina.

“Este premio me señala la gran oportunidad que tengo de seguir haciendo investigación pertinente para el país. Creo que podré transmitir todo esto a muchos jóvenes que trabajan conmigo y esperar que la sociedad colombiana sienta algún beneficio, y tenga oportunidades de desarrollo, en lo que trabajo con mis estudiantes”, señaló Domínguez.

El profesor Efraín Domínguez (der.) recibe su reconocimiento de manos de Luis Miguel Renjigo (zq.), vicerrector de Investigación, y del padre Humberto Peláez, S.J. (centro), rector de la Javeriana.
El profesor Efraín Domínguez (der.) recibe su reconocimiento de manos de Luis Miguel Renjigo (izq.), vicerrector de Investigación, y del padre Jorge Humberto Peláez, S.J. (centro), rector de la Javeriana.


Las investigaciones más destacadas

En la categoría Mejor Trabajo de Investigación, los ganadores de la edición 2019 del premio fueron:

  • Julio Mario Hoyos, en el área de Ciencias Naturales, Físicas, Exactas y del Medio Ambiente, por su investigación con dos especies de ranas endémicas de Colombia.
  • El grupo de trabajo conformado por los investigadores Jefferson Jaramillo, Amada Carolina Pérez y Óscar Guarín recibió el galardón en el área de Ciencias Sociales, Humanas y Artes, por sus aportes sobre la construcción de memoria colectiva.
  • Carlos Javier Alméciga y Edwin Alexander Rodríguez recibieron el galardón en el área de Ciencias de la Salud por su contribución al desarrollo de terapias genéticas para las llamadas enfermedades huérfanas.
  • En el Área de Ingenierías, Arquitectura y Diseño, el reconocimiento fue recibido por los investigadores Jaime Hernández García y Sabina Cárdenas O’Byrne —ella, de la sede Cali— por sus aportes sobre desarrollo urbanístico.

La entrega de reconocimientos tuvo como preámbulo la presentación, por parte de la Dirección de Innovación de la Universidad, de 10 tecnologías concebidas al interior de sus aulas, laboratorios, talleres, semilleros y grupos de investigación; todas ellas se encuentran hoy en diferentes estadios, como en procesos de transferencia con empresas, estructuración de su modelo de negocios o pruebas de campo.

A esta demostración le siguieron las palabras de cierre a cargo de Luis Miguel Renjifo, vicerrector de Investigación, quien destacó la participación de los invitados de lujo al Congreso, tanto nacionales como extranjeros, en las tres conferencias magistrales que se dictaron sobre el objeto y la razón de hacer ciencia en Colombia, el proceso político venezolano y las relaciones binacionales, y el papel de la ciudadanía en la investigación científica.

Asimismo, resaltó los tres intensos días de conversaciones, exposiciones, argumentaciones y diversas preguntas sobre la ciencia desarrollada en la universidad con las 108 presentaciones de trabajos científicos —en siete simposios diferentes—, llevadas a cabo por académicos y estudiantes javerianos.

¡A tu salud!

¡A tu salud!

¿Qué tienen en común los problemas del corazón con los de los huesos? Más allá de que los dos son indispensables para la vida e inseparables dentro de un sistema absoluta y perfectamente interconectado, como lo es el cuerpo humano, hay una coincidencia que no pasa inadvertida: en Colombia las enfermedades cardiovasculares son la principal causa de morbilidad y mortalidad, y, paralelamente, este país es el tercero en el ranking mundial de Morquio A, una patología rara que se manifiesta en los huesos y las articulaciones. Ambas están en los extremos de un mismo espectro de prevalencia: las primeras (también las más frecuentes en el resto del mundo) aquejan a más de 26 millones de colombianos, mientras que la segunda solo a unos 200, muy pocos, comparados con los que sufren afecciones comunes, pero muchos para estar concentrados en un mismo territorio, y aún más considerando que es solo una de las casi 7.000 enfermedades extrañas existentes.

Esto motivó a dos grupos de investigación de la Pontificia Universidad Javeriana a desarrollar tecnologías y tratamientos novedosos para mejorar el abordaje de estas dos patologías, apoyados por la Dirección de Innovación.


Nuevas tecnologías al servicio de los pacientes

Control Vit es una aplicación digital de telemonitoreo a través de la cual enfermeros y médicos hacen un seguimiento de los pacientes que han sufrido falla cardiaca (infartos, afecciones valvulares, arritmias, entre otras), de manera permanente y en tiempo real, con el fin de detectar oportunamente posibles complicaciones. A partir de unos indicadores específicos que cada paciente debe registrar diariamente, incluidos el peso, la presión arterial y la frecuencia cardiaca, entre otros datos, los profesionales de la salud pueden evaluar su adherencia al tratamiento farmacológico o no farmacológico —como la dieta o el ejercicio— y advertir síntomas de descompensación que activan alertas, en cuyo caso son atendidas de inmediato por un miembro del equipo de especialistas, quien se comunica con el paciente y le indica las medidas terapéuticas necesarias para evitar la progresión sintomática y una potencial hospitalización.

“Esta app, a diferencia de otras, está integrada a un equipo médico en tiempo real. Todas las demás son aisladas y no tienen una permanente interacción con un profesional de la salud”, asegura Diana Marcela Achury Saldaña, profesora de la Facultad de Enfermería de la Javeriana, quien concibió la idea y la puso en marcha junto con otra colega, tres cardiólogos del Hospital San Ignacio, docentes de la Facultad de Medicina y un ingeniero de la Javeriana. Adicionalmente, a través de esta herramienta se envían a diario —tanto al paciente como a su cuidador— cápsulas educativas para reforzar conductas de autocuidado.

Según Achury, investigadora principal de este proyecto, un paciente de falla cardiaca tiene, en promedio, entre tres y cuatro hospitalizaciones por urgencias al año. Teniendo en cuenta que cada una cuesta entre seis y siete millones de pesos, el valor para el sistema de salud y el usuario es muy alto, y esto solo pensando en términos económicos. En 2018 se realizó un primer estudio para evaluar la utilidad y aceptación de la aplicación con 20 individuos entre los 35 y los 75 años, que durante seis meses usaron rigurosamente Control Vit. Se comprobó que el 91% de ellos no tuvo reingresos hospitalarios en ese lapso, pues, gracias a esta herramienta, se identificaron tempranamente sus complicaciones y se hicieron los ajustes terapéuticos pertinentes.

En vista de estos resultados promisorios, en el segundo semestre de 2019 se prevé realizar un segundo estudio clínico con una muestra más representativa —unos 300 pacientes—, aprovechando los recursos obtenidos gracias al Premio Germán Saldarriaga, que entre 60 proyectos galardonó a Control Vit —junto con otra iniciativa del Instituto Nacional de Salud— por su propuesta innovadora y eficaz en pro de la investigación en salud en Colombia.


Un mal prehispánico

Otra iniciativa con gran potencial es la desarrollada por investigadores del Instituto de Errores Innatos del Metabolismo (IEIM), en asocio con la Universidad de St. Louis (EE. UU.), quienes crearon dos estrategias para tratar la enfermedad de Morquio A, debido a la cual el cuerpo no puede descomponer un grupo de azúcares complejos generando alteraciones óseas, dérmicas y del tejido conjuntivo (presente en articulaciones, oídos, ojos y válvulas cardiacas).

Es una patología causada por la mutación del gen encargado de producir la proteína —o enzima― llamada GALNS, capaz de metabolizar esos compuestos, que terminan acumulándose dentro de las células e impiden el correcto desarrollo de los huesos y las articulaciones. Así, los niños dejan de crecer hacia los 10 años, pero el resto de los órganos sigue haciéndolo de manera regular hasta el punto en que no caben dentro de la caja torácica, y esa presión interna hace que los pacientes fallezcan a los 20 o 30 años por problemas cardiorrespiratorios, como consecuencia de alteraciones cardiacas y acumulación de los compuestos sin degradar en las vías respiratorias. Es muy dolorosa en tanto que produce daño en las articulaciones.

Para que se desarrolle, ambos padres deben ser portadores de la misma variación genética, de ahí que se presente especialmente en regiones de acentuada endogamia. Se calcula que en Colombia existe desde tiempos prehispánicos, entre unos 8.000 u 11.000 años atrás. No en vano, en el Museo del Oro se exhibe una escultura de una persona con claros rasgos de Morquio A, mucho más común que Morquio B, la otra tipología de la enfermedad. Solo Arabia Saudita y Reino Unido sobrepasan a Colombia en número de casos, estipulados en cerca de 1.600 a nivel mundial.

La terapia de reemplazo enzimático es actualmente la que está aprobada en humanos. Consiste en inyectarle semanalmente por vía intravenosa al paciente una versión biotecnológica de la proteína GALNS, creada en 2012 por la firma estadounidense BioMarin. Sin embargo, por tratarse de un compuesto exógeno, el cuerpo tiende a asimilarlo como un agente extraño, y a activar su sistema inmunológico para atacarlo, lo cual puede disminuir la efectividad de este tratamiento, destinado a atenuar algunos síntomas, no a subsanar la progresión del mal.

En aras de sensibilizar al organismo a esta sustancia y evitar su rechazo, científicos de ambas universidades diseñaron un nuevo método de implementación, el cual fue probado en ratones genéticamente modificados para desarrollar Morquio A. Identificaron algunos péptidos (conjunto de aminoácidos derivados de esta proteína) capaces de promover esa tolerancia, los cuales deben suministrarse de forma oral semanas antes de comenzar el tratamiento formal con la enzima completa. Al cabo de unos meses, el cuerpo ya no produce anticuerpos y queda habituado a dosis altas de GALNS.

“Con la terapia de suplementación los pacientes manifiestan menos dolor y ahogo, con lo que pueden aumentar sus actividades básicas, como caminar y ganar independencia de sus cuidadores, es decir, mejorar su calidad de vida. Pero no tiene ningún efecto positivo en el crecimiento de los huesos. Está demostrado que ni siquiera en niños que desde los dos o tres años de vida han recibido el tratamiento de la forma convencional se logra evitar que su crecimiento se detenga, con todas las consecuencias que eso conlleva”, explica Carlos Javier Alméciga, doctor en Ciencias Biológicas y director del IEIM.

Lo que sí revierte esas alteraciones y cura la enfermedad es la terapia génica, en la que se introduce el fragmento de ADN que hace falta o está mutado a través de un virus inofensivo que opera como vector. “Lo que se hace es introducir en las células un gen capaz de fabricar la proteína correcta. En este caso, conviven los dos genes —el bueno y el malo― y las dos enzimas —la normal y la defectuosa—”, explica Luis Alejandro Barrera, doctor en Bioquímica y quien, además de ser fundador del Instituto, fue el gestor del trabajo colaborativo que desde hace más de dos décadas se adelanta entre la Javeriana y la Universidad de St. Louis. Del primer centro académico participan los doctores Alméciga, Barrera y Catalina Sosa, y del segundo, los doctores Shunji Tomatsu —líder mundial en Morquio A— y Adriana Montaño.

Ambas terapias están patentadas en Estados Unidos. “Se han probado en animales y los resultados son importantes. El próximo paso es hacer ensayos clínicos en humanos y, de ser satisfactorios, desarrollar una forma comercial para implementarlas”, concluye Alméciga.


De la academia al mercado

El saber es el fundamento del hacer, y para lograr que una sociedad evolucione y trascienda es imprescindible acoger el acervo de conocimiento y potenciarlo como solución a un problema o a una situación susceptible de mejorar. Teniendo esa premisa, la Javeriana creó un modelo de transferencia llamado ‘De la Academia al Mercado’, en el cual se identifica un resultado de investigación, se evalúa, se valida, se protege con alguna modalidad de propiedad intelectual y se estructura en un producto o servicio para llevarlo al mercado. De esta forma, se completa el círculo virtuoso universidad-empresa-comunidad-Estado, que es el caldo de cultivo del progreso social.

Este proceso es el que lleva a cabo la Dirección de Innovación, de la Vicerrectoría de Investigación. Aunque ambas se constituyeron formalmente en 2012, desde 2005 se viene gestionando el ecosistema innovador en la universidad, que hoy tiene frutos contundentes, entre ellos, 61 procesos de solicitud de patente en marcha y dos spin-off en estructuración. Como adalid de la innovación, la Dirección también dicta cursos y talleres a profesores y estudiantes, además de hacer visitas y mostrar casos de éxito.

“Y en concordancia con el espíritu de esta alma máter, más allá de la apuesta por la innovación tecnológica también se promueve la innovación social, en la que se implementan metodologías y formas de trabajo con comunidades que tienen mayor resonancia e impacto positivo sobre lo que se quiere lograr”, señala la microbióloga Fanny Almario, quien tiene a su cargo la Dirección de Innovación.


Para leer más:

  • J. Alméciga-Díaz, A. Montaño-Suárez, L. Barrera, S. Tomatsu, “Tailoring the AAV2 capsid vector for bone-targeting”, en Pediatr Res. 2018, Oct, 84(4), 545-551. doi: 10.1038/s41390-018-0095-8
  • Montaño-Suarez, A. Sosa-Molano, A. Knutsen, C. Bellone, S. Tomatsu y L. Barrera, L. Patente. Determination of immunogenic peptides in lysosomal enzymes and induction of oral tolerance. United States Trade and Patent Office. Fecha de sometimiento: 6 de febrero de 2013. Fecha de publicación: 8 de agosto de 2013.
Alerta roja para los mamíferos del mundo

Alerta roja para los mamíferos del mundo

La pérdida de diversidad genética en mamíferos como el mono aullador y el jaguar debido a la reducción y alteraciones en sus hábitats, puede generar graves consecuencias para estas especies y los ecosistemas de los que hacen parte. Esa fue la conclusión a la que llegó un grupo de investigadores a través del metanálisis, la técnica de revisión estadística que les permitió examinar el estado genético de 38 especies de mamíferos a nivel global al cruzar y analizar los datos de más de 30 investigaciones sobre el tema, detectando patrones generales, al considerar la variación que se presenta en cada una de ellas.

A partir de su especial interés por la biodiversidad y junto a cuatro colegas, Danny Rojas Martín, posdoctor en Biología, descubrió cómo el deterioro del medio ambiente en el que viven estos animales ha desencadenado una notable disminución en su abundancia y variabilidad genética.

En el artículo A meta-analysis of the effects of habitat loss and fragmentation on genetic diversity in mammals, publicado en enero de este año en la revista Mammalian Biology, examinan poblaciones de roedores, primates, murciélagos, marsupiales, zarigüeyas, búfalos y carnívoros ubicados en seis regiones biogeográficas que incluyen zonas de toda América, el sur de África, el oeste y centro de Europa, el este y sur de Asia, y el norte y sur de Australia.

En los mamíferos seleccionados Rojas y sus pares contrastaron marcadores genéticos como variación y riqueza alélica, heterocigosidad existente y esperada, y niveles de endogamia, entre otros. También compararon rasgos continuos, como su masa corporal, tasa de reproducción y tamaño de la familia; rasgos categóricos, para conocer cómo se mueven, qué comen y saber qué tan dependientes son del bosque. Además, encontraron que tanto la pérdida como la fragmentación de los hábitats que frecuentan han provocado varios efectos negativos en sus configuraciones biológicas.

El aislamiento, la reducción en el número parejas para aparearse y la falta de recursos alimenticios pueden tener como consecuencias la endogamia (reproducción solo con miembros de su propia familia) y la disminución reproductiva, factores que generan pérdida de diversidad genética y, por ende, disminución de las poblaciones; a veces, esta tendencia puede conducir a su extinción.

Sin embargo, no todas las especies estudiadas responden de igual forma a estas problemáticas. “Uno pensaría que todos los mamíferos de un bosque que se fragmenta, porque comienzan a realizar talas, se van a afectar de la misma manera, pero encontramos que no es así. Dependiendo del tamaño, de si viven en espacios más boscosos o más abiertos, de si son terrestres o voladores e incluso de su alimentación, la magnitud de disminución en su diversidad genética varía”, afirmó Rojas.

El estudio reveló que los animales grandes se ven más afectados que los pequeños debido a que necesitan áreas más amplias y mayores recursos para subsistir, mientras que las especies aéreas tienen más posibilidades de sortear las secuelas de estas modificaciones ambientales porque tienen la capacidad de movilizarse a otros hábitats de forma más fácil; asimismo, descubrieron que las especies de bosque se afectan más que las que viven en pastizales y que los herbívoros tienen mayor riesgo que los carnívoros.

El investigador javeriano aclaró que, aunque el equipo de científicos esperaba observar un decrecimiento en la variedad genética de todos los animales analizados, les sorprendió ver la influencia que tienen las características particulares de cada uno de ellos y de sus entornos en este proceso.

La disminución de los bosques tropicales se ha convertido en una amenaza para la conservación de los bullosos monos aulladores.
La disminución de los bosques tropicales se ha convertido en una amenaza para la conservación de los monos aulladores.

En su opinión, estos estudios de base proporcionan valiosas pistas a nivel macroecológico porque no solo brindan datos sobre la condición de las especies estudiadas,  también introducen indicadores sobre los hábitats en los que están inmersas. Al relacionar un amplio número de indagaciones, el metanálisis permite precisamente conocer tendencias generales sobre los ciclos de vida de estos animales y de las condiciones de sus entornos, lo cual es sumamente útil al momento de definir patrones de protección y conservación medioambiental.

En efecto, según cifras del Informe de Evaluación Global de la Plataforma Intergubernamental sobre la Biodiversidad y los Servicios Ecosistémicos (IPBES, por sus siglas en inglés), publicado este año, alrededor de un millón de especies animales y vegetales están en peligro de extinción.

Esta situación es inquietante, según Rojas, porque a fin de cuentas todos los seres vivos se configuran como conexiones de una red inmensa, cuyo equilibrio se pone en riesgo con la pérdida de uno de ellos. “Es como si le quitaras el hilo a una camisa: a veces puedes crear un hueco, a veces no sabes qué pueda pasar”, anotó el investigador.

Otro de los puntos que destacan los investigadores colombianos, portugueses, estadounidenses y brasileños fue la importancia de la investigación colaborativa para la ciencia hoy en día. La capacidad de tener múltiples perspectivas y contar con el respaldo de varias universidades le permitió al grupo filtrar y revisar cuidadosamente la información recogida en mucho menos tiempo.

“La colaboración es fundamental y más cuando se quiere conocer cómo funciona el mundo que nos rodea”, concluyó Rojas, resaltando que, al final del día, la academia y la naturaleza funcionan de forma similar: como una red de influencia, interrelación e interdependencia.

 


TÍTULO DE LA INVESTIGACIÓN: Un meta-análisis de los efectos de la pérdida y la fragmentación de hábitat sobre la diversidad genética en mamíferos.
INVESTIGADOR PRINCIPAL: Ana Lino.
CO-INVESTIGADORES: Danny Rojas Martín, Carlos Fonseca, Erich Fischer y Maria João Ramos – Pereira.
Departamento de Ciencias Naturales y Matemáticas, Pontificia Universidad Javeriana Cali.
Departamento de Biología y Centro de Estudios Ambientales y Marinos, Universidad de Aveiro (Portugal).
Departamento de Ecología y Evolución, Stoony Brook University (EE.UU.).
Instituto de Biociencias, Universidad Federal de Mato Grosso do Sul (Brasil).
Departamento de Zoología, Universidad Rio Grande do Sul(Brasil).

Claudia Marcela López Burbano: “La investigación me permite transformar realidades”

Claudia Marcela López Burbano: “La investigación me permite transformar realidades”

Los pacientes que sufren de enfermedades genéticas necesitan mucha atención”, dice Claudia Marcela López Burbano con un gesto de preocupación, pero con la seguridad que la caracteriza. “Acompañarlos en su proceso y ofrecerles una mejor calidad de vida es lo que me mueve”.

Y es que el servicio y la compasión por los demás han sido su motivación desde niña, actitudes que aprendió de su padre, un comprometido amante y defensor de los animales. “Mi padre siempre ha sentido un amor profundo por todas las clases de animales, es algo que admiro profundamente. Desde los sapos que a veces invaden nuestra casa, pasando por las zarigüeyas que nos visitan de noche, hasta los cinco perros con los que actualmente vivimos”, cuenta, sonriente, esta joven médica.

Justamente de este respeto por la vida en todas sus formas surgió la necesidad de hacer de aquel sentimiento una profesión, un estilo de vida. Y fue en la medicina donde Claudia Marcela encontró una posibilidad para hacerlo.

Aunque sus padres no tenían nada que ver con la medicina ―abogado él, ella ingeniera de sistemas―, y pese a que sus amigos estaban convencidos de que estudiaría alguna ingeniería, ya que era muy buena en matemáticas, la pasión de esta joven payanesa por servir a los demás desde la salud no les dio lugar a sus predicciones.

“Siempre me gustó la medicina por el contacto directo que tienes con las personas; cuando empiezas a ir a los hospitales, te das cuenta de que muchas veces los pacientes van porque necesitan que alguien los escuche, necesitan sentirse valorados, y eso me llena”.

Durante su paso por la Universidad Javeriana Cali, decidió un día vincularse al Semillero de Innovadores en Salud (Issem), hecho que le dio un nuevo rumbo a su vida: el de la investigación. Ahí conoció a la profesora y genetista Paula Margarita Hurtado, quien ha sido su mentora desde entonces y con la que inició su trabajo en la línea de genética y enfermedades huérfanas.

“Ella es una estudiante muy inquieta”, la describe Hurtado, “no se queda con lo que enseñamos en clase. Fue muy interesante ver cómo desde que se vinculó al semillero asumió su liderato de manera espontanea; estos son espacios muy autónomos y la voluntad de estudiantes como ella marca la diferencia”.

Claudia Marcela quiere explorar hasta lo más profundo de su profesión. “Hacer visible lo invisible”, dice, tomando la frase de la organización World Birth Defects Day. “Existen enfermedades que afectan a un grupo muy reducido de personas, pacientes que no se visibilizan ni en la comunidad ni en el sistema de salud, y es necesario cambiar esta realidad”, señala en tono categórico, con una expresión de inconformidad que es difícil dejar pasar.

En febrero de 2018, esta joven médica, de aspecto amable pero de carácter firme, inició su año rural en investigación: “Creo que investigar te hace mejor médico, te da la capacidad de identificar problemas y estructurar soluciones, transformando el enfoque clínico de tus pacientes. Es una oportunidad de lograr gran impacto mediante acciones pequeñas”.

Gracias al trabajo con su profesora de genética y ahora jefa, descubrió el aspecto humano de este campo, las grandes necesidades de las personas que sufren estas enfermedades y de su entorno: se trata de familias que carecen de información sobre qué hacer para mejorar la calidad de vida de estos pacientes; sufren de ansiedad y en muchos casos no cuentan con los recursos necesarios para adelantar un tratamiento. “Nosotros como médicos podemos hacer algo para acompañarlos personalmente en este camino tan difícil”, afirma Claudia Marcela.

Actualmente, se encuentra vinculada al Programa de Vigilancia Epidemiológica y Seguimiento de Defectos Congénitos, dentro del cual visita clínicas para examinar a todos los niños recién nacidos. En este proceso, identifica si existe alguna anomalía o defecto hereditario de carácter estructural funcional. “Los niños pueden nacer con un dedo extra, lo que se denomina como un defecto estructural, o pueden sufrir de ceguera o problemas auditivos, lo que sería un defecto funcional”, explica.

Esta joven investigadora, que sonríe al mencionar que su sueño es tener una gran fundación para animales callejeros, y que disfruta de fotografiar atardeceres, sabe que desde todas las áreas del conocimiento es posible hacer algo para servir a los demás, y no duda que en la genética médica está el camino que seguirá recorriendo para brindar esperanza a aquellos que la necesitan.

Nuevo año, nuevos temas, nueva edición impresa

Nuevo año, nuevos temas, nueva edición impresa

Hoy, para cerrar un primer semestre intenso, circula la edición número 47 de la revista Pesquisa Javeriana, que esta vez ha centrado su atención en investigaciones científicas de impacto social.

Encuentre en nuestras páginas:

  • Informe especial sobre la investigación javeriana, apoyada por el Comité Internacional de Cruz Roja y el CIDE, de México, que recorrió siete cárceles colombianas para elaborar un perfil de las mujeres que pagan sus condenas en medio de una delicada situación de hacinamiento y perspectivas laborales difusas.
  • Complemente este contenido en nuestra página web con una galería fotográfica sobre el día a día de las reclusas colombianas.
  • Perfil de la científica colombiana Elizabeth Hodson de Jaramillo, quien, gracias a su trayectoria científica y académica, integra la nueva Misión de Sabios designada por el Gobierno Nacional.
  • La investigación javeriana que revela cómo la espiral de violencia y las políticas neoliberales han venido aniquilando el estilo de vida de los campesinos en la Colombia rural.
  • Cómo un grupo de ingenieros de la Javeriana, sede Cali, diseñaron un videojuego que apoya la enseñanza del lenguaje para niños con discapacidad auditiva.
  • Un grupo de investigadores de diferentes universidades se unieron para estudiar la relación entre líneas simples, figuras y emociones; esto los llevaría a configurar un nuevo lenguaje.
  • Un científico javeriano se desplazó hasta Tanzania, en África, donde investigó las diatomeas, unas algas microscópicas que pueden revelar cómo era el ambiente y el ecosistema en el que vivieron los homínidos hace 2 millones de años.
  • Perfil de Claudia Marcela López, la joven investigadora y genetista que busca mejorar la calidad de vida de los pacientes con enfermedades genéticas.
  • Las novedades de la Editorial Javeriana de cara a la Feria Internacional del Libro de Bogotá 2019.

También destacamos el homenaje en nuestra editorial a la memoria de Javier Maldonado, el ictiólogo e investigador javeriano que nos dejó a principios de marzo para enseñar su ciencia y las venas acuáticas de Colombia en lo profundo del río.

Si usted desea consultar el contenido de nuestra edición impresa y no es suscriptor de El Espectador, puede acceder a la versión digital de la revista, en formato PDF, por medio de este enlace.

Mutaciones en genes de colombianas predisponen a cáncer

Mutaciones en genes de colombianas predisponen a cáncer

Genéticamente hablando, se tiende a pensar que cuando se crea un ser humano las células deben contener una misma información y organizarse de cierta manera, como quien coge fichas de Lego para construir una pirámide y no una montaña. Y esa idea es especialmente persistente cuando se piensa en defectos en los genes. Pero no hay un molde de ser humano. Por algo el universo nos creó únicos, así tengamos muchísimas similitudes con individuos de nuestra misma especie e incluso con los de otras. Sin embargo, hay variaciones en la forma como están dispuestas las cuatro bases genéticas (adenina, timina, citosina y guanina) en un camino de unos 3200 millones de unidades de información que constituyen el ADN. Estas son variaciones o mutaciones que aumentan el riesgo de sufrir enfermedades con componente genético, como el cáncer.

Auscultar cuáles son esas variaciones en las colombianas con cáncer de seno y/u ovario se convirtió en la pasión de la microbióloga Diana Torres, cuyos estudios de doctorado y posdoctorado en genética del cáncer le permitieron identificar cinco condiciones genéticas transmisibles de generación en generación que son características de nuestra población y que aumentan las probabilidades de desarrollar estos dos males. Saberlo es particularmente importante, porque el cáncer de mama es la primera causa de muerte por cáncer en mujeres en el país: en 2016 murieron 3157 mujeres, y hasta agosto de 2017 se reportaron 2108 casos, según el Departamento Administrativo Nacional de Estadística (DANE). La incidencia anual es de 36 personas por cada 100 000 habitantes.

Desde que en 2003 empezó la genómica oncológica a nivel mundial, el blanco de las investigaciones han sido las poblaciones de origen europeo, norteamericano y surasiático. Gracias a ellas se sabe, por ejemplo, que alteraciones en los genes BRCA1 y BRCA2 –Breast Cancer 1 y 2– generan una gran susceptibilidad de desarrollar cáncer de seno y de ovario. Pero hasta hace menos de una década nada se sabía sobre la prevalencia genética de esta enfermedad en la población colombiana.

Los estudios realizados por Torres, con la dirección de su tutora prof. Dr. Ute Hmann, título honorífico luego de concluir su doctorado, del Instituto Nacional de Cáncer de Alemania, y en asocio con otros expertos nacionales e internacionales, permitieron identificar cuatro mutaciones puntuales fundadoras –es decir, con origen común y alta frecuencia en una población dada– y un gran rearreglo genético –o gran reconfiguración del ADN, con pérdida superior a 7 000 pares de bases–. Así se vio que estas mutaciones son recurrentes en las colombianas y las predisponen al cáncer de seno y/u ovario, dos en el gen BRCA1 y tres en el BRCA2.

“Todas estas mutaciones son patogénicas, pero no son cien por ciento penetrantes, lo que significa que no necesariamente quien las porte va a desarrollar con toda seguridad la enfermedad. Sin embargo, esa probabilidad puede llegar hasta 95 %, de pendiendo de los antecedentes familiares y del tipo de mutación”, explica Torres, quien determinó que el mayor riesgo lo tienen las portadoras de una de las alteraciones de BRCA2. Las variaciones están presentes en población española y por eso se podría pensar que llegaron a esta parte del continente con la colonización.


La muestra en colombianas

Fueron varias las investigaciones que en el lapso de unos 15 años hicieron posible esta identificación y descripción. La primera incluyó a 53 familias de pacientes y familiares en primer, segundo y tercer grado, y después a 68 familias más. Además, se quiso evaluar la frecuencia y prevalencia de las alteraciones halladas, para lo cual se hizo un estudio de casos y controles con 1022 pacientes –con o sin antecedentes familiares de estos cánceres– y el mismo número de sujetos sanos. Conforme este último análisis, la frecuencia de todas las mutaciones en los casos estudiados fue de 7 %, mientras que en los controles (personas sin la enfermedad) no fueron identificadas. Las muestras provinieron principalmente de las regiones Andina y Caribe que, junto con la Orinoquia, son las de mayor riesgo, según el Atlas de Mortalidad por Cáncer en Colombia, disponible en línea.

Toda esta información es muy valiosa, no solo para prevenir estos tipos de cáncer ante su posible desarrollo en mujeres con antecedentes familiares, sino para detectarlos en estadios tempranos y lograr tratamientos más efectivos con fármacos que se ajusten al perfil genético de las pacientes. Las mutaciones descritas en las investigaciones referenciadas son hereditarias y explican cerca de 10 % de todos los tipos de cáncer. Pero la mayor parte de las mutaciones presentes en un cáncer son somáticas: las adquiere una persona a lo largo del tiempo por distintas circunstancias de vida.

Es vital tener presente, por tanto, que el cáncer es un mal en el que se conjugan muchos factores: ambientales, hormonales, estilo de vida, entre otros. Particularmente, en el cáncer de mama intervienen la obesidad, el sedentarismo, el estrés, la edad tardía del primer embarazo, la baja paridad, la no lactancia materna y el uso de anticonceptivos orales. Con ello en mente, vale decir que a nadie condena la variabilidad genética o, en otras palabras, el acervo genético único y especial con el que nace un individuo, pero tampoco a nadie lo salva.

 


TÍTULO DE LAS INVESTIGACIONES:
High proportion of BRCA1/2 founder mutation in Hispanic breast/ovarian cancer families from Colombia
Prevalence and penetrance of BRCA1 and BRCA2 Germline mutations in Colombian breast cancer patients
INVESTIGADORA PRINCIPAL: Diana Torres
COINVESTIGADORES: Ute Hamann, Muhammad Usman Rashid, Fabián Gil, Ángela Umaña, Giancarlo Ramelli, José Fernando Robledo, Mauricio Tawil, Lilian Torregrosa, Ignacio Briceño, J. Lorenzo Bermejo, A. Beltrán y V. Ariza.
Instituto de Genética Humana,
Instituto Nacional de Cáncer de Alemania
PERIODO DE LA INVESTIGACIÓN: 2005- en ejecución

La huella de los muiscas

La huella de los muiscas

El pasado 20 de julio fue especial. Iba a ser otro festivo de Independencia más, con sus desfiles militares, discursos y sobrevuelo de aviones de guerra, hasta que sonó la alerta del correo electrónico de Andrea Casas, estudiante doctoral de ciencias, con énfasis en genética. “Eran los resultados de todas las
muestras completas de ADN”, dice, recordando parte del texto que llegaba directamente del Instituto de Medicina Legal de la Universidad de Innsbruck, en Austria.

Fue la señal para concentrarse de nuevo en el trabajo. Tuvo que aprender a realizar el análisis para determinar la datación molecular de las 38 muestras humanas con una técnica de última tecnología —secuenciación completa del mitogenoma—, y fue la primera vez que un investigador colombiano secuenciaba en una muestra precolombina el genoma completo del ADN mitocondrial, el que guarda la información, generación tras generación, del linaje materno. Si con el procedimiento convencional se logran analizar entre 210 y 400 pares de bases, ahora es posible estudiar a fondo la información completa que resguarda la mitocondria, o sea, procesar más de 16.000 pares de bases o nucleótidos.

La investigadora dedicó todo el segundo semestre de 2016 a analizarlos, y así se fue revelando un fragmento de la historia. Sus muestras pertenecen a restos humanos encontrados en las inmediaciones del Templo del Sol, el centro religioso de la cultura muisca en Sogamoso, Boyacá; son una clave para conocer tanto la evolución de los primeros humanos que recorrieron los campos de lo que hoy es Colombia, como de los rumbos de su ascendencia y de su descendencia.

El estudio se centra en la información genética de individuos que vivieron en tres eras distintas: los cazadores-recolectores, que se asentaron en las montañas boyacenses (hace 8000 años); los pobladores que iniciaron la cultura muisca gracias a la práctica de la agricultura, en el periodo Formativo (hace cerca
de 1000 años), y los indígenas que sufrieron la Conquista a manos de los españoles (hace unos 500 años).

Este proceso ha permitido establecer vínculos de linaje y comenzar a descifrar la importancia del Templo del Sol tanto para los muiscas como para diferentes culturas de todo el continente. Asimismo, apoya la teoría del origen asiático de los pobladores que se fueron asentando en las montañas, planicies y costas colombianas: una historia que solo se entiende al mirar atrás en el tiempo, a través de las mutaciones genéticas de los restos óseos de estos habitantes precolombinos.

Rastreando al hombre

Reconstrucción del pueblo indígena en los alrededores del Museo Arqueológico de Sogamoso.
Reconstrucción del pueblo indígena en los alrededores del Museo Arqueológico de Sogamoso.

La génesis de este proyecto data de 1992, cuando, por los 500 años del descubrimiento de América, la comunidad científica colombiana inició la Expedición Humana: una serie de viajes para describir nuestra herencia cultural, social, histórica y molecular. Los antropólogos, arqueólogos, genetistas e historiadores, entre otros, llegaron a distintas comunidades para hacer múltiples pruebas y tomar nota sobre su salud y sus particularidades culturales.

Después de este proyecto iniciado en la Universidad Javeriana, coincidieron el genetista Alberto Gómez, hoy director del Instituto de Genética Humana de la Javeriana, su colega y compañero de trabajo Ignacio Briceño y el antropólogo forense José Vicente Rodríguez, actual director del Laboratorio de Antropología Física de la Nacional. Su vínculo fue vital para conocer el contexto que dio vida a las diferentes culturas del país y en especial para determinar sus parentescos. “Así desarrollamos el concepto de la genética de poblaciones precolombinas y su filiación con las actuales”, explica Gómez.

Con los años, estos científicos lograron que sus instituciones trabajaran en conjunto y así formaran nuevos investigadores, entre ellos, Andrea Casas. Fruto de ello fue la investigación sobre restos óseos de la cultura guane de Santander, que, a partir de datos mitocondriales, estableció que, pese a las diferencias morfológicas con otras comunidades precolombinas como los muiscas, sus individuos poseían una alta diversidad y por lo tanto no eran aislados genéticos, como creían los antropólogos.

En 2012 iniciaron otra aventura: determinar si los restos encontrados en Boyacá, en las inmediaciones del Templo del Sol, estaban relacionados entre sí. Las primeras pruebas de datación carbónica señalaban una enorme distancia de tiempo entre ellos: ¿habría una continuidad del linaje?, ¿pertenecerían a culturas diferentes?, ¿en algún momento la una exterminó y suplantó a la otra? Casas, siguiendo la batuta de sus tutores Gómez, Briceño y Rodríguez, se encargaría de responder estas preguntas. Al adoptar este proyecto como su tesis doctoral en ciencias, identificó diferentes haplogrupos —la marca genética que determina nuestra ascendencia—, con los cuales se puede rastrear la procedencia, tanto geográfica
como étnica.

De esta forma, determinó que dos de estos sujetos vivieron en el periodo Precerámico (entre 8000 y 2000 a. C.); seis, en el Formativo (entre 1000 años a. C. y el siglo VIII de nuestra época), y que los 30 restantes pertenecieron a la cultura muisca. El 69% cuenta con el macrohaplogrupo A2 en sus mitocondrias, originario
de los primeros pobladores de Asia que cruzaron hacia América por el estrecho de Bering. Además, encontró el subhaplogrupo A2ac1, que caracteriza hoy a las poblaciones andinas de Colombia y Ecuador; el A2ad, propio de la zona del Darién (frontera entre Panamá y Colombia); y el B2d, que identifica a la población wayúu.

Pero el hallazgo más desconcertante es el subhaplogrupo A2y. Este “solamente ha sido reportado en una comunidad indígena contemporánea aislada de la Amazonia ecuatoriana”, explica Casas, refiriéndose a los waorani, que habitan las selvas de Ecuador y se caracterizan por su aislamiento cultural y geográfico. Hasta la fecha, este marcador genético solo se había encontrado en el noroccidente ecuatoriano.

Esta es una primera evidencia para establecer la importancia que tenía el Templo del Sol para las culturas  precolombinas, eventualmente similar a la de la Meca de los islámicos. Y es apenas el principio: “estamos aportando evidencias de que esto, antes de los españoles, era sumamente diverso, que ya había mestizaje”, asegura Gómez.

El principio del principio

esqueletos

Diferentes teorías explican cómo se pobló esta esquina del mundo. Una de ellas habla de diferentes olas migratorias en las que una civilización pudo haberse enfrentado a los pobladores originales y haberlos eliminado por enfrentamientos. El tamaño de los cráneos alargados (dolicocéfalos) y las mandíbulas grandes de los cazadores-recolectores, comparados con la cabeza redondeada de los muiscas (braquicéfalos), explicaría esta teoría.

Pero Rodríguez defiende otra hipótesis, según la cual pequeñas microevoluciones por cambios drásticos en el ambiente habrían causado estas diferencias. “En el segundo milenio a. C. se dieron cambios sustanciales como la elevación de las temperaturas y la reducción de la pluviosidad. La población se densificó, los individuos enterrados aumentaron y aparecieron las enfermedades infecciosas, como la treponematosis, posiblemente sífilis venérea”.

Los resultados de Casas comienzan a darle la razón: en los 38 restos se encontraron 31 linajes mitocondriales, es decir, 31 conexiones generacionales por vía materna, una muestra de que la diversidad genética precolombina no era solo amplia, sino además profunda, y que fue cortada por ‘el contacto civilizador’. “Hay una reducción del componente genético después de la Conquista, pues se observa la pérdida de linajes”, expresa la genetista. Los historiadores han estimado que 66,5 millones de indígenas  murieron en un periodo de 130 años a causa de enfermedades o por violencia, dato que confirma el corte drástico de los linajes.

Esta investigación, a partir de la cual se generó en 2016 una ponencia en el congreso de la especialidad en Uppsala, Suecia, aportará respuestas sólidas a la pregunta sobre el origen de los poblamientos del continente americano y sus mestizajes pre y poscolombinos. Tal como lo resume Alberto Gómez: “queremos desbaratar absolutamente el concepto de razas y promover el de que todos somos parientes”.

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Actividad genética de planta resolvería enigma del cáncer

Actividad genética de planta resolvería enigma del cáncer

Muchos interrogantes tuvo que despejar el biólogo Mauricio Quimbaya, desde su pregrado, para llegar a plantear en su doctorado una estrategia que permitiera entender el mecanismo de división celular alterada característico de las células cancerosas en los seres humanos. La pregunta más desafiante en este proceso fue cómo explicar el cáncer a partir de una planta si estas no lo sufren.
En su blog de divulgación científica Biogenic, el profesor Quimbaya usa una metáfora para explicar esta aparente contradicción. Apela al libro de la vida, conocido como genoma, para señalar que allí están las claves de la constitución e interacción entre las moléculas que nos constituyen como seres vivos.

En su labor investigativa partió de dos genomas, el del ser humano y el de una planta que no crece en Colombia y que es necesario importar del Reino Unido o de los Estados Unidos para usos científicos, conocida como Arabidopsis thaliana. El reto de su investigación, Implementación de una estrategia para la detección y caracterización de nuevos genes reguladores de ciclo celular en Arabidopsis thaliana y potenciales oncogenes y/o supresores tumorales en humanos” consistió en identificar genes con funciones desconocidas pero que estuvieran involucrados en los procesos de división celular. “El proyecto se fundamentaba en proponer una metodología experimental que permitiera asociar causalmente genes a los cuales aún no se les hubiera encontrado una función molecular específica, con procesos relacionados con el inicio o progreso de la transformación cancerígena”, señala el doctor Quimbaya, quien hace parte del Grupo de Investigación en Conservación y Biotecnología, de la Facultad de Ingeniería en la Pontificia Universidad Javeriana, seccional Cali.

Un ratón de laboratorio vegetal

La Arabidopsis thaliana es una celebridad en los laboratorios de investigación gracias a su maleabilidad experimental, sencillez genética y a su capacidad de producir generaciones sucesivas en siete semanas, lo cual es un tiempo relativamente corto. Comparte esta condición con otros ‘organismos modelo’ como los ratones de laboratorio, la mosca de la fruta, el pez cebra, la levadura utilizada en la fabricación de cerveza, la bacteria E.coli o la rana africana Xenopus laevis.

Esta planta se da en forma natural en climas templados de Europa, Norteamérica y el norte de África. Existen registros de investigaciones con esta especie desde finales de 1800. Desde esta época se reconoce su facilidad de manejo en condiciones controladas y de manipulación genética que permite la generación de individuos mutantes. Otro criterio para trabajar con esta planta es de carácter económico, ya que experimentar con animales elevaría tremendamente los costos. “Con esta planta es como tener un ratón de laboratorio de bajo costo”, precisa el investigador.

Destaca que casi el 80% del conocimiento que a nivel biológico se tiene sobre las plantas de la Tierra ha iniciado con la exploración experimental en Arabidopsis thaliana. Esto abarca desde los textos básicos de biología del bachillerato hasta los artículos científicos especializados que son publicados en revistas de alto impacto.

Entender el cáncer, objetivo primordial

Para la investigación en humanos, el doctor Quimbaya se asoció con patólogos y oncólogos para poder realizar observaciones en células cancerosas. “Hicimos observaciones especialmente en pacientes con cáncer de colon”, explica.

“Lo fundamental era identificar qué genes intervienen en el proceso de división celular descontrolada que caracteriza los tumores malignos. El reto consistía en demostrar que estudiando genes de plantas uno podría encontrar moléculas o genes hermanos en los humanos para entender el cáncer. No se trataba de buscar una cura, sino más bien comprender lo que pasa con la enfermedad desde una perspectiva comparativa entre plantas y humanos”.

Esto hizo necesario realizar observaciones que partían desde las células de las plantas hasta la clasificación histopatológica de distintos tejidos, tanto sanos como afectados por la enfermedad, procesos que necesariamente deben hacerse de forma interdisciplinaria con profesionales de las ciencias médicas.

La utilidad de las mutaciones

En su laboratorio, el profesor Mauricio Quimbaya trabaja con individuos mutantes de Arabidopsis thaliana, importados desde Europa y Estados Unidos, después de cumplir con los múltiples trámites ante el ICA, entidad que tardó más de un año en autorizar la llegada de las semillas transgénicas.

En todos los seres vivos, los genes guardan la información para producir proteínas o enzimas que tienen funciones específicas en los organismos. A pesar de toda la investigación que se ha realizado y que se realiza actualmente, se desconocen las funciones de cerca del 60% de los genes de la Arabidopsis thaliana. Por eso, resulta útil trabajar con plantas modificadas genéticamente. “Los mutantes se comportan como los X-Men del cine. Si le falta uno o varios genes a la planta lo que uno hace es observar qué pasa. Puede ser que la ausencia de un gen determine que tenga una raíz más corta, que no produzca flores o que varíe su tamaño. Por esta vía tratamos de descubrir cuáles son las funciones de determinados genes”, explica el biólogo.

Depurando dos genomas

El corpus de la investigación partió del genoma humano, con cerca de 32 mil genes, y el de la planta Arabidopsis thaliana, que consta de unos 30 mil. “Estos dos genomas se encuentran totalmente secuenciados y, a su vez, son ricos en información tanto estructural como funcional plenamente libre para la comunidad científica. El paso siguiente fue ponerme en contacto con un brillante bioinformático del Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB), de Bélgica, quien me ayudó a refinar la estrategia computacional necesaria para comparar los dos genomas, además de ayudarme a desarrollar las herramientas bioinformáticas necesarias para inferir relaciones funcionales de genes específicos que me permitieran encontrar genes con una alta probabilidad de estar implicados en procesos carcinogénicos”, explica el doctor Quimbaya en su blog de divulgación científica.

Agrega que gracias a esta metodología, tuvo la oportunidad de estudiar un par de genes homólogos en profundidad, no solamente asociándolos con el proceso de división celular tanto en plantas como en humanos, sino también ahondando en la función molecular que desempeñan. “El gen ETG1 de Arabidopsis y su hermano MCMBP en humanos son nuevos reguladores del proceso de división celular controlando no solamente la replicación del ADN, sino también la división equitativa de los cromosomas”.

Quimbaya explica que, al realizar estudios en cultivos de células humanas, se demostró que el gen MCMBP es un nuevo elemento que controla los procesos de división celular tanto en plantas como en humanos y, además, es un factor clave para comprender el proceso carcinogénico, por lo menos en el caso particular del cáncer de colon.

Gracias a este descubrimiento, se pudo descifrar la función que cumple el gen MCMBP, desconocida hasta entonces. Este hecho representa un logro en la validación de la metodología del doctor Quimbaya, quien en 2015 continúa con su investigación gracias a recursos provenientes de la convocatoria interna de la Oficina de Investigación, Desarrollo e Innovación de la Pontificia Universidad Javeriana, seccional Cali y de algunas entidades externas.

Gracias a investigaciones basadas en esta planta, se han logrado importantes avances en otras áreas de la salud, como en el estudio del Alzheimer y también en la comprensión de patrones inmunitarios típicos de los humanos. Quimbaya espera que, en el mediano plazo, la línea de investigación en ciclo celular y cáncer con sede en la Pontificia Universidad Javeriana, seccional Cali, genere respuestas biológicas pertinentes que permitan el entendimiento de los eventos moleculares involucrados en el cáncer, una enfermedad que cobra la vida de más de 33.000 personas al año en Colombia, de acuerdo con datos recientes del Instituto Nacional de Cancerología.


Para saber más:
  • » Quimbaya, M. (2012). Si a las plantas no les da cáncer, ¿podrían ayudarnos a entender qué sucede en el proceso carcinogénico? Disponible en: https://goo.gl/c2b3wb
  • » Quimbaya, M. et ál. (2014). Deregulation of the Replisome Factor MCMBP Prompts Oncogenesis in Colorectal Carcinomas through Chromosomal Instability 1,2”. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4235010/

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