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13 de marzo de 2018
María del Carmen Ávila Arcos, investigadora del Laboratorio Internacional de Investigación sobre el Genoma Humano de la UNAM, forma parte de un equipo internacional de científicos que lograron secuenciar el genoma de un integrante del grupo étnico taíno lucayos, que se cree fue de los primeros pobladores del Caribe. Continue reading Colabora académica de la UNAM en secuenciación del genoma de un poblado precolombino del caribe
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10 de octubre de 2015
La física cuántica y la computacional permiten ver propiedades del ácido desoxirribonucleico (ADN) que, a nivel experimental, son difíciles de apreciar, como las huellas vibracionales de las unidades nucleicas que integran la molécula de la vida. Continue reading El ADN tiene una huella vibracional única – UNAM
29 de septiembre de 2014
Con un innovador método que detecta en la sangre mutaciones de cinco genes fundamentales en el desarrollo del cáncer pulmonar, Felipe Vaca Paniagua, profesor de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Iztacala de la UNAM, ha creado una herramienta sensible para identificar tumores en su etapa más temprana.
El químico fármaco-biólogo y doctor en ciencias biomédicas, quien forma parte de un convenio de colaboración entre la FES Iztacala y el Instituto Nacional de Cancerología (INCan), recurre a la secuenciación masiva de material genético (ADN circulante) para identificar mutaciones asociadas a cinco genes del cáncer pulmonar: EGFR, BRAF, PIK3CA, RAS y ERBB2, utilizados por los médicos oncólogos como biomarcadores moleculares.
“La detección oportuna es fundamental en la batalla contra esa enfermedad y ofrece un lapso irreemplazable para combatirla antes de que avance. Por eso el objetivo es lograr una alta sensibilidad en este método, que está a la vanguardia a nivel mundial y se basa en un concepto novedoso llamado biopsia líquida”, explicó.
En vez de las muestras de tejido que se extraen del tumor para su análisis de patología, la propuesta de Vaca Paniagua es no invasiva y consiste en realizar la detección a partir de una muestra de sangre del paciente.
“Los tumores son conglomerados de múltiples clonas celulares con distintas alteraciones moleculares. Esta heterogeneidad molecular y funcional es uno de los principales retos en el tratamiento. Muchas de estas alteraciones tienen importancia clínica porque son blanco de tratamientos dirigidos contra la molécula específica que presenta la alteración”.
Típicamente, estos cambios genéticos se detectan por medio de análisis a partir de biopsias de tejido tumoral (que se obtiene mediante un procedimiento invasivo y doloroso para el paciente), que muchas veces se localiza en sitios muy profundos del organismo o en tejidos inoperables, detalló.
Capturar mutaciones
En su método, que es una prueba de concepto, demostró que es posible emplear técnicas de secuenciación masiva de última generación para descubrir mutaciones somáticas a partir de muestras sanguíneas, mediante la implementación de análisis bioinformáticos especializados para identificar las variaciones de genes tumorales presentes en apenas el dos por ciento en el plasma.
“La finalidad de nuestro estudio fue evaluar si es posible capturar las mutaciones de relevancia clínica que están en el tejido tumoral con el uso de la muestra de plasma del paciente. Al realizar el estudio nos enfocamos en los cinco genes más asociados al cáncer pulmonar, cuyas alteraciones son empleadas como biomarcadores para elegir la terapia más adecuada”, resumió.
Estudio clínico en Francia
Merecedor de una beca Marie Curie, Vaca Paniagua realizó un trabajo académico de dos años en la Agencia Internacional de Investigación en Cáncer de la Organización Mundial de la Salud, con sede en Lyon, Francia.
“Es un centro mundial de referencia en cáncer y ahí desarrollé el protocolo de este método dentro del Grupo de Mecanismos Moleculares y Biomarcadores”, relató.
Éste es el estudio más grande efectuado hasta ahora en cáncer de pulmón, donde incluyeron a 107 pacientes no fumadores con adenocarcinoma pulmonar, de los cuales compararon las mutaciones en el tumor pulmonar, así como la sangre de 68 de ellos. “Encontramos que 50 tumores tenían transformaciones y hallamos éstas en 27 muestras sanguíneas”.
En este proceso, cuyos resultados fueron publicados en la revista Clinical Cancer Research, demostraron que es posible identificar alteraciones por medio de secuenciación masiva de ADN circulante en las muestras de sangre. “Con este método alcanzamos una sensibilidad de 58 por ciento y una especificidad de 87 por ciento”, precisó.
Entre las ventajas de este método no invasivo, destacó que es posible analizar la totalidad de la heterogeneidad tumoral. “Es decir, podemos identificar las alteraciones genéticas presentes en todas las células tumorales del cuerpo, incluidas las del tumor primario y las metástasis”.
Además, permite analizar la evolución molecular de los tumores a lo largo de su evolución para identificar alteraciones que ayuden a aplicar tratamientos más efectivos.
Un beneficio adicional es la posibilidad de realizar un monitoreo de la respuesta y resistencia al tratamiento, lo que ayuda a definir estrategias personalizadas más asertivas para cada paciente.
“Debido a que muchos tipos de cáncer son curables si se detectan a tiempo, queremos emplear este método para identificar a los tumores en sus etapas tempranas, especialmente en aquellos de evolución asintomática, que generalmente llegan a la clínica en etapas avanzadas, muchas veces intratables”, apuntó.
Como en la sangre del paciente el ADN circulante proveniente del tumor es mínimo, en promedio de dos por ciento, el nuevo reto de Vaca Paniagua es refinar la sensibilidad de su método.
“Actualmente en la FES Iztacala, en colaboración con Luis Alonso Herrera Montalvo y Claudia M. García Cuellar del INCan, estamos concentrados en hacer el método más robusto para mejorar la sensibilidad del 58 por ciento que logramos en el estudio clínico”.
Para continuar con éste y otros proyectos, en los próximos meses la entidad multidisciplinaria estrenará un secuenciador masivo de ADN, donde el universitario y sus colaboradores podrán replicar estudios como el realizado en Francia, ahora extensivo a otros tipos de carcinoma, como el de colon y mama, y afinarán su mirada molecular de detección de tumores.
“Para 2015 esperamos contar con un protocolo clínico, que podrá ser patentado”.
El secuenciador y este proyecto forman parte del nuevo Laboratorio Nacional en Salud: Diagnóstico Molecular y Efecto Ambiental en Enfermedades Crónico-Degenerativas, que la instancia universitaria estrenará antes de fin de año.
Créditos: UNAM-DGCS-562-2014
07 de julio de 2014
La Sala de Química de Universum, Museo de las Ciencias, está en constante movimiento: actualiza sus conceptos, modifica equipos, adquiere elementos y en breve estrenará un modelo tridimensional de la molécula de ADN, una presentación de dos metros.
El objetivo primordial de este concepto museográfico, único en el mundo, es acercar la química a la gente. En pantallas, juegos, incluso en tiras cómicas, los visitantes se percatan de la cotidianidad de esa disciplina, presente en alimentos, ropa y utensilios.
“La gente vive más y, en general, mejor gracias a ella”, señaló Benjamín Ruiz Loyola, de la Facultad de Química (FQ), durante un recorrido por las áreas, distribuidas en mil 300 metros cuadrados.
Al tiempo de mostrar actividades interactivas en máquinas, señaló la información que niños, jóvenes, profesores y visitantes en general pueden encontrar. Nuestro guía hizo hincapié en que se debe quitar la solemnidad que siempre acompaña a esta materia en los salones de clases.
Mientras grupos de estudiantes caminaban de un sitio a otro, el experimentado químico habló de las estaciones que conforman este espacio: “baño, sala, cocina, recámaras, las partes que integran una casa habitada por cualquiera de los visitantes”.
De lo general a lo particular, con explicaciones sencillas, los asistentes pasan por simulaciones de un jardín y de otras áreas de un domicilio para vincularlos con la química. En un excusado gigante aprenden cómo funciona el papel de baño; su composición permite arrojarlo directamente a la taza sin que haya complicaciones. No aplica lo mismo con otro tipo de papel, como el de cuadernos o libros.
Esta explicación que imita a la realidad se complementa y refuerza con la información escrita en paneles informativos colocados en las paredes. Además, los anfitriones, chicos que cumplen con el servicio social, recurren a videos, animaciones y juegos interactivos para ampliar las presentaciones.
Ruiz Loyola asesoró el contenido temático de este espacio, ha estado al pendiente de las modificaciones y ampliaciones desde hace seis años. Su colaboración es permanente, fungió como coordinador del equipo académico y enlace con la Dirección General de Divulgación de la Ciencia (DGDC) que, junto con la FQ, participan en la composición de esta sala.
Caducidad
Otro aspecto que se enseña a los visitantes en la Sala de Química, es leer las etiquetas de los medicamentos. Desde el punto de vista de esta disciplina, aprenden el contenido de los fármacos y para qué sirven.
El universitario lo explicó así: “No hay tanto problema con la fecha de caducidad, usualmente se calcula con un margen de entre cinco y 10 por ciento posterior a las indicadas; es decir, la mayoría de las medicinas puede consumirse un mes después, pasado ese lapso no es conveniente, por la descomposición. Donde hay que tener cuidado y ser estrictos es en el caso de los antibióticos”.
Los ingredientes de uno de los más comunes, la aspirina, poco a poco se deterioran y de ácido acetilsalicílico cambia a ácido salicílico y ácido acético, agresivo para el estómago. Funciona aún como analgésico, pero puede acelerar problemas de úlcera, alertó.
Lejos de parecer un curso escolar, la visita muestra cómo la química influye en nuestras vidas a fin de acercarla a la cotidianidad y así evitar ese temor, al que Ruiz Loyola llama quimifobia, originado por la obligación de memorizar más de 100 elementos y sus reacciones.
“En lugar de eso, se enteran que en la pasta de dientes hay aproximadamente 40 compuestos diferentes y cada uno sirve para una función distinta. Es una mejor forma de relacionar las cosas y así los niños son más receptivos a los elementos que encuentran en ese producto y en el enjuague bucal”, indicó.
En constante renovación
Ruiz Loyola se dijo orgulloso del concepto de la sala, pues algunas de sus áreas han sido solicitadas para ser reproducidas en otros lugares del país.
Todo cuanto hay aquí (excepto los aditamentos electrónicos) es de diseño nacional, como el piso móvil formado por placas cuadradas, debajo de las cuales corren líneas de datos, electricidad e información.
Este espacio, sostuvo, se enlaza con otras áreas similares de Universum –que funciona desde hace 15 años–, que son renovadas constantemente. Esa modernización cuesta mucho dinero y el museo se mantiene de los ingresos de los visitantes; hay colaboración de patrocinadores, pero se deben cuidar los montajes y darles mantenimiento, así como innovar en diseño de equipos y exhibiciones.
La primera versión de la Sala de Química, de 400 metros cuadrados, comenzaba de forma tradicional, es decir, con el átomo, pero en 2008, a raíz del interés de los visitantes, iniciaron los cambios y la DGDC optó por renovar todo el museo, recordó.
Los contenidos académicos estuvieron a cargo de personal de la FQ, así como el guión museográfico, las fichas de información y demás textos.
Crédisots: UNAM-DGCS-387-2014
Un equipo multidisciplinario e interinstitucional de científicos universitarios investiga el epazote (Dysphania ambrosioides), especie ampliamente conocida en México por su uso como condimento en la cocina regional y como planta medicinal, eficaz para contrarrestar parásitos intestinales; se pretende determinar la distribución de la diversidad genética y el posible centro de origen.
Daniel Piñero, del Instituto de Ecología (IE), y Rafael Lira, de la Facultad de Estudios Superiores (FES) Iztacala, explicaron que, en principio, se piensa que se trata de una planta mexicana, porque tiene un nombre derivado del náhuatl (epazotl, hierba olorosa), se utiliza desde tiempos prehispánicos y al parecer es el país donde más se usa.
Se distribuye de Norteamérica a Sudamérica, aunque se piensa que las poblaciones más al norte son introducidas, mientras que las del sur son nativas y que es naturalizada en las regiones tropicales y cálido-templadas.
También se ha propuesto que su distribución se habría extendido debido a la acción humana, pero ninguna de esas hipótesis está fundamentada en estudios modernos. “No sabemos si se trata de una planta domesticada o no, es decir, si se ha realizado ese proceso que filtra algunos atributos para dejar otros que son de interés para los humanos. La idea es encontrar eso”, señaló Lira.
Es complicado saber si su reparto en el continente se debe a variaciones que le permiten soportar toda una gama de climas o a que los humanos, sin tener conciencia de ello, han generado condiciones para que crezca, sin cultivarla, con tan sólo abrir caminos o seleccionar las variantes más resistentes.
Para Daniel Piñero su distribución continental es natural; para Lira, es antropogénica. “Tenemos dos hipótesis que vamos a tratar de corroborar”, reiteraron.
Hay quien ha reconocido variedades y subespecies; para los universitarios se trata de una sola, con variabilidad, pero eso también será verificado.
Para ello, en la indagación, que tendrá una duración de dos años, se realizará un análisis sobre la variabilidad de la especie (tanto morfológica como genética) y se estudiarán redes de haplotipos (variantes en las secuencias de ADN).
La investigación morfométrica permitirá evaluar las propuestas taxonómicas sugeridas para esta especie, ya sea en subespecies, variedades o formas.
Aunque la información morfológica es la más importante en la que se han basado estas clasificaciones, la combinación de este tipo de datos con información genética, reproductiva y de algún otro tipo, así como el uso de métodos analíticos diversos es lo que aporta los mejores resultados.
Esta combinación es la que ha sido utilizada para implementar el término de gene pool o acervo genético (basado en el concepto de especie biológica) y ha sido aplicado para representar, mediante un esquema de clasificación, las distintas relaciones existentes entre las plantas domesticadas y sus parientes silvestres, explicaron los científicos.
Hierba olorosa
Conocida con al menos 15 nombres comunes en lenguas indígenas, esta “hierba olorosa” posee aceites esenciales, causantes de su aroma y sabor, contenidos en glándulas que tienen valor filogenético y taxonómico en la familia Chenopodiaceae y que delimitan un grupo de especies en el género Dysphania.
El epazote crece como planta precursora en la vegetación secundaria y comúnmente asociada a cultivos y a caminos. Se produce comercialmente en el norte y centro de México y ha sido introducida en varias partes del mundo; sus semillas se comercializan en varios países.
Por no tener un alto interés comercial, no ha sido estudiada. El único antecedente es un trabajo reciente realizado en Santa María Tecomavaca, Oaxaca, una comunidad rural dentro de la Reserva de la Biósfera Tehuacán-Cuicatlán, ubicada entre Puebla y Oaxaca, donde Isabelle Blanckaert, estudiante belga del doctor Lira, a través de evidencias etnobotánicas, morfológicas, fitoquímicas y moleculares, encontró variantes morfológicas y genéticas asociadas con un gradiente de intensidad de manejo tradicional.
El hallazgo de tales variantes, algunas con mejor sabor y menores proporciones de compuestos químicos de defensa, sugiere la existencia de un proceso de domesticación incipiente en esa región de México. Ese trabajo inspiró el proyecto actual, informó el etnobotánico.
Para el estudio, los científicos emplearán entre el 80 y 90 por ciento de ejemplares resguardados en el Herbario Nacional, de los cuales se puede extraer el ADN; se trata de una fuente de información que cubre el continente. El resto, provendrá de nuevas colectas en sitios de interés, como aquellos que no se han explorado.
Para el estudio genético, que irá a la par del morfológico, se emplearán marcadores tradicionales y una metodología de nueva generación de secuenciación, con hasta 50 mil marcadores (“los estudios forenses emplean alrededor de 15, para dar una idea”); así se tendrá una confiabilidad grande en lo que se infiere. Los primeros resultados podrían estar listos en alrededor de cuatro meses, precisó Daniel Piñero.
En el equipo también participan dos estudiantes de posgrado e Hilda Flores, taxónoma del Instituto de Biología, especialista en la familia a la que pertenece el epazote, quien conoce bien los rasgos importantes y cuáles son los que vale la pena evaluar.
Créditos: UNAM-DGCS-304-2014