Maestría en Ciencias Biológicas

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Oncología comparativa. Beneficios del modelo canino para la investigación del cáncer humano. Revisión de Literatura
(Universidad CES, 0004-11-25) Alcaraz Cardona , Santiago; Asesor
El cáncer es una enfermedad multifactorial y de alto impacto global, responsable de una de cada seis muertes en el mundo. Su estudio enfrenta limitaciones, ya que los modelos experimentales tradicionales no reproducen la complejidad biológica, genética e inmunológica del cáncer humano. En este contexto, el perro doméstico (Canis familiaris) se ha consolidado como un modelo espontáneo de gran valor, al compartir con el humano características clínicas, moleculares y ambientales que reflejan de manera más fiel la enfermedad. Se realizó una búsqueda sistemática en las bases PubMed, Scopus, ScienceDirect y Google Scholar (2004–2025), utilizando los descriptores dogs, cancer, comparative oncology, dog model y comparative genomics. De 210 registros iniciales, se incluyeron 50 artículos que abordaron el cáncer canino en perspectiva comparativa. La revisión evidenció mutaciones compartidas en TP53, PIK3CA, NRAS, BRAF, BRCA1 y ARID1A, además de deleciones en PTEN y CDKN2A/B, que convergen en vías PI3K/AKT, MAPK, DDR y JAK/STAT, implicadas en proliferación, apoptosis y metástasis. Los tumores caninos espontáneos reproducen la heterogeneidad, el microambiente y la respuesta inmunológica humana, lo que ha permitido probar inmunoterapias (PD-1/PD-L1) y moduladores epigenéticos (DNMT, HDAC) en condiciones fisiológicas reales. En conclusión, el modelo canino representa una plataforma traslacional robusta para la investigación oncológica. Su similitud molecular y clínica con el humano mejora la predictividad terapéutica y promueve el enfoque One Health, con beneficios bidireccionales para la medicina humana y veterinaria.
Microplastics and other anthropogenic particles contamination and its potential trophic transfer in a tropical Andean reservoir, Colombia
(Universidad CES, 2025-06-04) Ossa Yepes, Mariana; Asesor; Asesor; Asesor
Microplastics are a threat to ecosystem health, and their impacts and effects are increasingly serious and need to be studied. This study assessed anthropogenic contamination, with emphasis on microplastics, in the water, sediment, and biota (i.e., microcrustaceans, macroinvertebrates, and fish) compartments in a tropical Andean reservoir, Antioquia, Colombia. For this purpose, sampling was carried out at three hydrological periods between 2022 and 2023. The obtained samples were subjected to specific digestion for each environmental compartment and the identified particles were quantified and classified in size, shape, and color. Fourier transform spectrophotometry was used to analyze polymer composition. An ANOVA was used to evaluate statistical differences in particle size and quantity between sampling times for each compartment. Discriminant analysis was used to evaluate the relationship of fish feeding habits with the quantity of particles found in fish. Anthropogenic particles were found in all abiotic and biotic compartments. Blue fibers were predominant in all compartments, with omnivorous fish exhibiting the highest particle concentration. Microplastics comprised 12% of the particles, mainly polypropylene, polyester and polyethylene, the rest were rayon, cellulose and cotton. A conceptual model addressing the dynamics of pollution in Peñol-Guatapé reservoir is proposed, suggesting how anthropogenic particles transfer between environmental compartments and species.
Variación espacial y temporal de la estructura comunitaria del fitoplancton y del zooplancton en el embalse Riogrande II (Antioquia)
(Universidad CES, 2025-03-10) García Padilla, Alejandra; Asesor
Los embalses son lagos construidos por el hombre para suplir diferentes servicios básicos. Su construcción y operación al igual que las actividades antrópicas alrededor de los tributarios generan un deterioro en la calidad del agua y conducen a la eutrofización del sistema. El embalse Riogrande II, ubicado al noreste del departamento de Antioquia, es fundamental para el abastecimiento de agua potable a la ciudad de Medellín. Como parte de un convenio interinstitucional entre las universidades de Antioquia y Nacional de Medellín y las Empresas Públicas de Medellín, entre el 2011 y el 2012 se desarrollaron muestreos de las variables fisicoquímicas, del fito y del zooplancton en el embalse Riogrande II dentro del programa “Estudio de la problemática ambiental de tres embalses de Empresas Públicas de Medellín para la gestión integral y adecuada del recurso hídrico”. El estudio reveló una disminución pronunciada en la diversidad de especies al aumentar el orden de diversidad (q), lo que indica una alta riqueza de especies, pero con una distribución desigual. Mientras en febrero y marzo se encontraron los picos más altos de riqueza, en entre noviembre y enero se observaron los valores más bajos. Se identificaron áreas con una diversidad considerable menor, lo que sugiere la presencia de condiciones locales menos favorables. A pesar de las fluctuaciones estacionales, la estructura de la comunidad planctónica se mantuvo relativamente estable en el tiempo, sugiriendo la persistencia de especies clave en el ecosistema. Este análisis no solo proporciona conocimientos fundamentales sobre la diversidad del embalse, sino que también ofrece información valiosa para la gestión y conservación de los recursos hídricos en la región.
Ecological Assessment for a Restoration Project in an Andean Forest, Santander, Colombia.
(Universidad CES, 2025-02-26) Pinilla Gallego, Gabriela; Asesor
Colombian Andean Forests are biodiversity hotspots threatened by human activities, making ecological restoration a priority. This article outlines a restoration plan based on the initial assessment of the San Vicente property in Santander, Colombia. The assessment involved gathering data from primary and secondary sources about the landscape, land use, weather, soil, vegetation coverages, flora, and fauna. This information was used to evaluate the property's conservation status and identify restoration barriers to develop effective recovery strategies for the ecosystem. San Vicente's primary coverage was low-dense forest, with a lower proportion of weedy pastures, wooded pastures, and low and high secondary vegetation. The forest is in good conservation status and can be used as a reference ecosystem. The main barriers to restoration were soil alterations, hydrography, and the presence of Eagle Fern and exotic grasses. The selected restoration strategies for the degraded areas include natural regeneration, active planting, hydrography management, and control of exotic species, along with planting native vegetation cores and establishing bird perches and bat shelters. We expect these strategies to successfully restore the historical succession processes of the ecosystem and hope this project will serve as a model for other RNSC restoration efforts in the region.
Análisis bioinformático de patrones de metilación en una cohorte pediátrica obesa y no obesa con antecedentes de bajo peso al nacer
(Universidad CES, 2024-12-11) Atehortua Marulanda, Karen; Asesor
Introducción: La evidencia sugiere que la relación entre enfermedades crónicas como la obesidad y trastornos metabólicos con el entorno fetal, mediada por procesos epigenéticos como la metilación del ADN, podría vincular el bajo peso al nacer con patrones de metilación persistentes que actúan como biomarcadores predictores de enfermedades futuras. Objetivo: Aportar información sobre las diferencias en marcas epigenéticas mediante una comparación entre pacientes pediátricos obesos y no obesos con antecedente de bajo peso al nacer, mediante el análisis del estado de hiper/hipometilación de genes proporcionados por una base de datos de un proyecto matriz y seleccionando mediante búsqueda en bases de datos bibliográficas aquellos asociados con obesidad y/o rutas metabólicas vinculadas a sus comorbilidades. Materiales y métodos: El metiloma se obtuvo con el Illumina Infinium Methylation EPIC BeadChip Kit, transformando valores β a M-values mediante la media delta para determinar el grado de metilación. Para a relación entre las intensidades de metilación se utilizó el software Illumina GenomeStudio v2011.1. El análisis bioinformático se realizó mediante una exploración funcional proteica con el servidor InterProScan, identificación de rutas metabólicas y fenotipos de interés con String Interaction Network y Genecards. Resultados: Se encontró asociación del estado de metilación de genes como SORBS2, PRDM16, GFPT2, PODXL y AP2A2 con el estado de obesidad y sus comorbilidades, concordante con lo observado en estudios realizados en cohortes pediátricas. Conclusiones: Aunque se requieren investigaciones de asociación epigenética profundas, genes como SORBS2, PRDM16, GFPT2, PODXL y AP2A2 se plantean como candidatos a biomarcadores de riesgo de obesidad.
Crisis en la biología. La biología sin objeto de estudio
(Universidad CES, 2024-11-20) Hincapie Espinosa, Christian
Se plantea que existe una crisis epistémica en la Biología, como disciplina, la cual tiene sus raíces mucho antes que la misma disciplina emergiera. En el texto nos propusimos rastrear e interpretar las bases conceptuales que fundamentan tanto la disciplina con su crisis. Ello incluye revisar el concepto "physis" en la Grecia antigua, así como las posteriores nociones de Naturaleza y seres vivos y las formas en que se los entiende en pos de su comprensión, utilización e instrumentalización. Se propone una interpretación de cómo estas ideas o conceptos emergieron y cambiaron a lo largo de la historia en lo llamado Occidente (Grecia, Roma, Feudalismo, Renacimiento, Ilustración y Modernidad), hasta converger en el surgimiento de la Biología como disciplina con un objeto de estudio, lentamente convertido en objeto de intervención. El propósito de este texto es plantear una interpretación de esta transformación conceptual.
Caracterización de un aislado de Calothrix sp. como organismo con potencial biotecnológico de la biodiversidad colombiana
(Universidad CES, 2024-11-19) Beltrán, Luis Carlos; Zapata Ocampo, Paola Andrea; Marín Marín, Camila Andrea; Coautor
As the global population and demand for sustainably developed goods and services increase, attention is increasingly turned to cyanobacteria as a globally-accessible source of diverse compounds of interest to various industries. Despite their wide-ranging potential, some genera like Calothrix (Cyanophyceae: Nostocales) remain largely undescribed, and their antibacterial, antifungal, and prebiotic potential largely unexplored. In this study we characterize the amino acid and elemental content, as well as antioxidant activity of a Calothrix strain collected from a damp terrestrial ecosystem in Antioquia, Colombia and assess its antimicrobial and prebiotic activity. We also describe the effects that light treatments (white light, red light, no light), glucose additions, and nitrogen additions had on culture growth. Calothrix sp. had 16 different kinds of amino acids (highest concentrations: aspartic acid, alanine, glycine, and glutamic acid showed highest concentrations), eight elements (highest concentrations: sodium and calcium), exhibited antioxidant activity in three different assays, inhibited the growth of three pathogenic bacteria and one fungal species, and promoted the growth of two probiotic bacteria. Highest growth of Calothrix sp. was achieved under white light with glucose (0.3 g L -1 ) and added nitrogen (0.2 g L -1). The beneficial properties observed in this study highlight the need for further research on Calothrix species to further explore its metabolite profiling as well as the mechanisms responsible for antimicrobial and prebiotic activities. Pending further investigation, this Calothrix sp. strain has potential for application in agricultural, pharmaceutical, and other industries.
Population Viability Analysis of the Western Chimpanzee Population (Pan troglodytes verus) of Loma Mountains National Park, Sierra Leone, West Africa
(Universidad CES, 2024-11-19) Pizarro Correal, Andrea Isabel; Martinez Zapata, Juan Felipe; Roldán Ruiz, Juan José; Soto Calderón, Iván Darío
Los chimpancés son fundamentales tanto desde el punto de vista ecológico como cultural. Ecológicamente, desempeñan un papel clave en los ecosistemas tropicales al dispersar semillas y mantener el equilibrio de las poblaciones de otras especies, también son símbolos importantes en la conservación de la biodiversidad (Goodall 1983), ya que proteger sus hábitats ayuda a conservar una amplia gama de especies que coexisten con ellos, además de mantener los servicios ecosistémicos de los cuales dependen tantas poblaciones humanas en África (Boesch & Boesch-Achermann 2000). Su comportamiento social complejo y su capacidad para usar herramientas los convierte en uno de los animales más cercanos a los humanos en términos de inteligencia y evolución(Goodall 1983; Litchholt, B. 2021). Culturalmente, han sido objeto de fascinación y estudio debido a sus similitudes genéticas con los humanos, lo que refuerza la importancia de protegerlos para comprender mejor nuestras propias raíces evolutivas (Gonder et al. 2006). En mi trabajo de grado me propuse evaluar la viabilidad poblacional de los chimpancés occidentales en el Parque Nacional de Loma Mountains National Park, en Sierra Leona, el segundo lugar con la mayor cantidad de individuos de esta subespecie, críticamente amenazada en África Occidental. Esta evaluación se hizo utilizando el software VORTEX, una herramienta especializada en modelar dinámicas poblacionales y evaluar riesgos de extinción (Lacy R.C. 1993; Lacy, R.C. et al. 2021). Por medio de una revisión bibliográfica se identificaron las amenazas para los chimpancés en el occidente de África, identificando la cacería y la pérdida de hábitat como las más importantes. A través de simulaciones de diferentes escenarios, se analizaron los posibles efectos de la pérdida de hábitat y la caza sobre la supervivencia a largo plazo de esta población. La metodología del estudio se basó en una recopilación de datos demográficos y ecológicos de los chimpancés en vida libre, complementada con información sobre las condiciones ambientales y las amenazas antropogénicas en la región. Se aplicó un análisis de viabilidad poblacional (PVA), un enfoque que permite predecir la probabilidad de supervivencia a largo plazo considerando una variedad de parámetros clave como la estructura de edad, proporción de sexos, y parámetros externos como las epidemias. Con VORTEX, se simularon escenarios con diferentes tasas de cacería, niveles de degradación del hábitat, y posibles intervenciones de conservación, como la reforestación y el control de la cacería, lo que permitió evaluar cuáles serían las estrategias más efectivas para la preservación de la especie. Los resultados del análisis revelaron que la combinación de la pérdida de hábitat y la caza ilegal representa una amenaza crítica para la viabilidad a largo plazo de los chimpancés en LMNP. En escenarios donde estas amenazas permanecen sin mitigación, la población mostró un alto riesgo de extinción en menos de 50 años. Sin embargo, los escenarios que incluyeron esfuerzos de conservación enfocados a la reducción de la cacería indicaron una mayor probabilidad de supervivencia. Y aunque fueron evidentes las limitaciones en información relevante para la población de LMNP en particular, los resultados no distan de las dinámicas que se han presentado en otras poblaciones de chimpancés así como de otros grandes simios (Campbell et al. 2008; Utami-Atmoko, S et al. 2017; Kühl et al. 2017; Iyer et al. 2023), destacando la importancia de una intervención temprana y coordinada para evitar el colapso de la población y preservar la biodiversidad del parque.
Frecuencia de toxoplasmosis en primates bajo cuidado humano en el Parque de la Conservación de Medellín (Antioquia, Colombia) mediante pruebas moleculares
(Universidad CES, 2024-11-19) Quirama Giraldo, Leidy Paola; Pérez Garcia, Janeth; García Naranjo, Ricardo; Restrepo, Diana Carolina
La toxoplasmosis es una zoonosis de importancia epidemiológica, en la cual el humano y los primates actúan como huéspedes susceptibles, mientras que los carnívoros de la familia Felidae son los principales reservorios y fuentes de infección. Este estudio evaluó la presencia de Toxoplasma sp. mediante PCR en cuatro especies de primates ubicados en el Parque de la Conservación (Medellín, Colombia): Cebus albifrons, Saimiri sciureus, Ateles fusciceps y Sapajus apella, describiendo además la frecuencia de la enfermedad en el lugar. Se llevo a cabo un estudio descriptivo retroprospectivo transversal en el que se analizaron 30 muestras de sangre obtenidas durante los procedimientos rutinarios de evaluación integral de salud animal, como parte de medicina preventiva del parque. Los individuos fueron anestesiados bajo protocolos estandarizados minimizando el estrés durante la captura, las muestras de sangre fueron extraídas de la vena cefálica, femoral o coccígea. En el muestreo se evidenció una hembra Cebus albifrons positiva a PCR para Toxoplasma sp., lo que representa una prevalencia del 3,33% (IC 95% 0,59 16,67%). La paciente, de 10 años de edad al momento de la toma de la muestra, también presentó coinfección con Mycoplasma sp. y un título MAT de 1:100 para Leptospira interrogans serovar Icterohaemorragiae. Para el desarrollo de un programa de monitoreo y control de la toxoplasmosis en animales silvestres bajo cuidado humano, es esencial realizar evaluaciones exhaustivas de los factores de riesgo y protección dentro del área de estudio. Esto incluye analizar el origen de los 1 animales, su susceptibilidad por especie, comportamientos innatos y adquiridos, tipo de hábitat, presencia de reservorios, fuentes de agua y alimentos, así como posibles puntos de riesgo de transmisión por fómites. Además, es fundamental considerar la inmunización, reconocida como una de las estrategias más eficaces para prevenir la enfermedad, especialmente en lugares con antecedentes de circulación del parásito. Es esencial implementar un programa de monitoreo y control de la enfermedad para gestionar la salud animal en el Parque de la Conservación. Este estudio proporciona evidencia que contribuirá a optimizar las estrategias de prevención y tratamiento de enfermedades zoonóticas en primates en cautiverio.
Extracto de Arthrospira maxima y su efecto biofertilizante sobre plantas de la familia lamiaceae
(Universidad CES, 2024-11-18) Estrada Peláez, José Alberto; Asesor
El constante uso de fertilizantes sintéticos ha generado una problemática de salud pública y ambiental que pone en riesgo a los agricultores. La eutroficación de fuentes hídricas es un factor determinante, dado que allí se generan cianotoxinas causantes de múltiples enfermedades. Para mitigarlo, es posible abordar múltiples técnicas que permitan desarrollar fertilizantes con bajo impacto ambiental como los biofertilizantes. Arthorospira maxima ha demostrado potencial como fertilizante debido a su alto contenido de macronutrientes esenciales para las plantas como el nitrógeno, fosforo y potasio, además de contener algunas fitohormonas como el ácido giberélico, 6-bencilalanina y el ácido naftalenacético. En este estudio se sometieron plántulas de la familia Lamieacea a diferentes tratamientos con la finalidad de evaluar un posible sustituto nutricional, éstas se evaluaron frente a un prototipo biofertilizante con A. maxima como principio activo, el activo ultrasonicado en solución y un fertilizante comercial. Se observó una mejoría en variables como área foliar, longitud de tallo, longitud de raíz, desarrollo de ramas laterales y peso húmedo en las plántulas sometidas al tratamiento con el prototipo fertilizante en una concentración de 40g*L-1, por otro lado, el hidrolizado de A. maxima a la misma concentración presentó un efecto similar al tratamiento convencional. Además, las plántulas sometidas a los tratamientos con A. maxima eran visiblemente más vigorosas y sin signos de deficiencias nutricionales que la sometidas al tratamiento control y al tratamiento con el fertilizante comercial. Es esencial incrementar los esfuerzos en la estandarización y sensibilización sobre el uso de este tipo de biofertilizantes para llevar la agricultura a un punto de sostenibilidad ambiental ideal.
Diversidad taxonómica y funcional de aves en fragmentos de bosque andino periurbano (Medellín, Colombia)
(Universidad CES, 2024-11-18) Delgado Vélez, Carlos Andrés; Saravia Ruiz, Paula María
El norte de los Andes alberga una de las mayores concentraciones de biodiversidad en el mundo. Sin embargo, es una de las regiones con mayores tasas de transformación a nivel de paisaje. En Medellín, gran parte de los remanentes de bosque se encuentran relegados a pequeños fragmentos en áreas circundantes a la ciudad. El objetivo de este estudio es contribuir al conocimiento del estado actual de las aves que habitan áreas periurbanas de Medellín desde diferentes dimensiones de la diversidad. Se estimaron y compararon las riquezas y abundancias de especies de aves en 16 localidades de los corregimientos de Medellín se estimó la riqueza (FRic), la uniformidad (FEve) y la divergencia funcional (FDiv) para cada sitio a partir de los rasgos funcionales de las especies registradas. Se relacionaron estos índices a las variables de coberturas, a una escala local (100 m) y de paisaje (1 km). Se encontraron 179 especies de aves en áreas periurbanas de Medellín en 16 localidades. Existió una correlación negativa entre FRic y áreas con perturbaciones antropogénicas (como las zonas verdes artificiales y los cultivos) y positiva con los pastos. FEve se correlacionó negativamente con la distancia a áreas urbanas y positivamente a áreas agrícolas heterogéneas, mientras que FDiv tuvo una correlación positiva a los bosques. Este trabajo concluye que las áreas periurbanas de Medellín albergan una alta riqueza especies de aves, sin embargo, la composición de las coberturas con perturbaciones antrópicas ha generado cambios en la diversidad funcional
Descripción de la relación entre comportamientos innatos y adquiridos en primates bajo cuidado humano y la circulación de Leptospira en un Centro de Atención de Fauna Silvestre en Colombia.
(Universidad CES, 2024-09-12) Rodríguez Garay, Luz; Asesor
La leptospirosis es una enfermedad zoonótica global históricamente asociada con roedores sinantrópicos, pero investigaciones recientes indican que otras especies son reservorios potenciales. Este estudio incluyó primates en cautiverio que formaron parte de un estudio de detección de Leptospira, con el objetivo de describir sus comportamientos y la relación con la circulación de la bacteria en un Centro de Atención de Fauna Silvestre en Colombia. Se realizaron observaciones previas en junio de 2022, se estableció un catálogo de comportamientos relacionados con la presentación de leptospirosis de los primates en cautiverio y se instalaron cámaras trampa, registrando 224 horas de actividad durante agosto y septiembre. Los datos se analizaron utilizando etogramas de observaciones ad libitum y Animal focal. Los resultados mostraron que comportamientos como el contacto con el suelo y estructuras, combinados con la presencia de roedores, podrían aumentar el riesgo de infección. Se proponen medidas preventivas con enriquecimiento ambiental y estrategias de manejo. Los resultados de laboratorio indican alta prevalencia de infección, especialmente en primates adultos. El principal aporte de la investigación radica en comprender la interrelación entre el comportamiento de los primates y la dinámica de Leptospira, destacando la necesidad de abordar los factores conductuales y desarrollar estrategias efectivas de prevención y control en entornos de cautiverio.
Alteraciones en la región funcional y la estructura generados por mutaciones en los genes que codifican para las proteínas TP53 e IDH1/2 en pacientes con glioma de alto grado, tratados en los años 2019-2021 en la Clínica las Américas-AUNA de Medellín.
(Universidad CES, 2024-06-13) Vélez Gómez, Sara; Asesor
Introducción: Los gliomas son neoplasias del sistema nervioso central que se originan en las células gliales, las características genéticas de este tipo de neoplasias es la pérdida de función de genes supresores de tumores tal como TP53 y mutaciones somáticas en genes como IDH1/2. Adicionalmente, en los casos clínicos se reportan polimorfismos de nucleótido único (del inglés Single Nucleotide Polymorphism SNP) de novo, de los cuales se desconoce su patogenicidad y como afecta la función y la estabilidad de la proteína. Objetivo: caracterizar los polimorfismos de un solo nucleótido reportados para los genes TP53 e IDH1/2 utilizando herramientas bioinformáticas. Para este fin, los datos fueron obtenidos después de la secuenciación de 324 genes relacionados con cáncer mediante la metodología de Foundation one® de 31 pacientes diagnosticados con gliomas de alto grado. Metodología: Los SNPs no sinónimos se analizaron para determinar su efecto estructural y funcional sobre las proteínas utilizando un conjunto de herramientas bioinformáticas como SIFT, PolyPhen-2, PhD-SNP, I-Mutant 3.0, MUpro y mutation3D. La comparación estructural entre los residuos normales y mutados para los SNPs codificantes asociados a la enfermedad se realizó utilizando TM-aling y SWISS MODEL. Resultados: se obtuvo un total de 13 SNPs para el gen TP53, 1 SNP para IDH1, 1 SNP para IDH2, que serían funcionalmente patogénicos y estarían asociados a la enfermedad. Adicionalmente estos cambios comprometen la estructura y la función de la proteína, y el SNP A161S para TP53 que no ha sido reportado en las bases de datos se clasificó como patogénico. Conclusión: todos los SNP no sinónimos reportados para TP53 se localizaron en la región del dominio 13 de unión al ácido desoxirribonucleico (ADN), teniendo un gran impacto en la función y estabilidad de la proteína, adicionalmente los dos polimorfismos detectados en los genes IDH1 e IDH2 respectivamente, comprometen la estructura y actividad de la proteína en cuanto a su unión con el isocitrato, ambos genes se encuentran relacionados con el desarrollo de gliomas de alto grado, sin embargo todos los datos obtenidos en este estudio deben validarse posteriormente con ensayos experimentales.
Heterologous production and biological characterization of two RBD variants for the TcdB toxin (strains VPI10463 and NAP1/027) of Clostridium difficile
(Universidad CES, 2024-06-07) Pedroza Rodríguez, Paula Andrea; Ocampo Zapata, Paola Andrea; Obando Montoya, Erika Juliana; Asesor
Introduction. Clostridium difficile is a pathogen that colonizes the colon in humans when the normal gut microbiome is disrupted. The symptoms of the infection are caused by the toxins TcdA and TcdB. Of these, TcdB is the most relevant in the infectious process, using multiple receptors in mammalian cells. Aim. To evaluate the cytopathic effect of the TcdBNAP1 and TcdBVPI variants in the presence of recombinant RBDs and the differential binding of these to different cell lines. Methodology. We designed two plasmids pET-30a-(+)-TcdB-RBDNAP1/RBDVPI for expression in E. coli and the purification of RBDNAP1 and RBDVPI. The evaluation of these RBDs is performed by fluorescence microscopy in the 3T3, HeLa and CHO cell lines. For the identification of each RBD variant specificity we used the Alexa Fluor 647 dye in a live-cell imaging assay. Otherwise, the cytopathic effect of TcdBNAP1/VPI in the presence of the recombinants RBDs was evaluated through live cell imaging with the Bright Field Filter and considering nuclei staining. Results. We found that the CHO, 3T3 and HeLa cell lines are more susceptible to the VPI variant of toxin B, with the 3T3 line having a higher density of receptors for this variant. 3T3 cell line is also the most resistant to the NAP1 variant. We conclude that the HeLa and the CHO cell lines are good models for toxin detection because their acute response and the 3T3 cell line could be a good model for toxin resistance and attractive for the study of therapeutic targets.
Use of anticoagulant rodenticides: a silent threat to biodiversity in a city of Northern Colombian Andes
(Universidad CES, 2024-06-08) Jaramillo Quiñones, María Antonia; Asesor
Anticoagulant rodenticides (ARs) are generalist toxicants that have lethal and sublethal effects on non-target species, leading to an impact on wildlife conservation due to exposure and bioaccumulation of these substances. However, in Colombia, little research has been conducted on this environmental issue. This study evaluated the use of ARs in Colombia from an ecological and regulatory perspective. First, the study analyzed the usage patterns of ARs in public health in the urban area of Medellín over a six-year period. It also evaluated the potential impact of ARs applied on the city's Main Ecological Structure (MES) and the predator species that may be indirectly affected. Additionally, the study analyzed compliance with regulations on the sale and use of ARs in Colombia, specifically for products marketed online. A Hotspot Analysis was conducted to determine the potential risk of the MES and the predators selected to be exposed to ARs. Afterwards, and overlapping of ARs application sites with Medellin’s biodiversity hotspots were quantified to determine the extent of interaction. The ecotoxicological information of the ARs commercialized online in Colombia was characterized, and it was verified whether they complied with the necessary sanitary and environmental national regulations. Between 2016 and 2022, over 3 million grams of brodifacoum, were applied in the urban area of Medellín and critical ARs hotspots were identified. The use of ARs has significantly increased the doses and number of application sites each year. More than half of the points (51.13%) where ARs were applied were within the MES. The Strigiformes order present the greatest risk of indirect exposure to ARs. Currently, many AR products lack ecotoxicity studies for non-target species and fail to adequately inform consumers of the potential environmental impacts resulting from the use of these poisons. To gain a better understanding of the prevalence, transfer routes, and possible acute and chronic effects of ARs, toxicological studies should be conducted on the urban fauna of Medellín, with special emphasis on predators. It is necessary to increase stringency in the regulation of the marketing of ARs and in the information provided to the end consumer.
Malaria como zoonosis asociada a mamíferos silvestres: Revisión sistemática
(Universidad CES, 2024-05-31) Jaramillo Cárdenas, Juliana; Asesor
Cada vez es mayor la identificación de la malaria como enfermedad zoonótica y el papel de ciertos mamíferos silvestres en el ciclo del parásito. Se reconocen actualmente diferentes especies de Plasmodium que no fueron correctamente identificadas en el pasado, por no ser consideradas convencionalmente o por el método diagnóstico empleado. Objetivos. El objetivo de esta revisión fue reconocer la dinámica de infección por malaria como enfermedad zoonótica. Métodos. Se utilizaron operadores booleanos para la búsqueda sistemática en bases de datos. Se incluyó el material bibliográfico que reconociera a Plasmodium sp. como agente zoonótico y su asociación con especies silvestres. Resultados. La malaria es abiertamente reconocida como una zoonosis por varios autores en diferentes zonas geográficas. Plasmodium knowlesi, P. simium/vivax, P. brasilianum/malariae son relacionadas con macacos, monos aulladores y recientemente monos capuchinos como reservorios naturales de los parásitos de la malaria humana. Conclusiones. La malaria puede ser considerada una zoonosis con los primates no humanos (PNH) como sus hospederos reservorios. Los macacos (Macaca fascicularis y M. nemestrina) se destacan como reservorios naturales de P. knowlesi en el sudeste asiático y los monos aulladores actúan como el principal reservorio de los parásitos de la malaria humana en el bosque atlántico en Río de Janeiro y otros sitios en el sudeste de Brasil. Diferentes especies de Plasmodium de PNH pueden infectar a los humanos de diversas zonas geográficas. La estrecha asociación entre perturbaciones ecológicas, el aumento del contacto entre humanos con PNH y mosquitos es lo que ha llevado a la transmisión zoonótica de la malaria.
Identificación de agentes bacterianos mediante mNGS en neonatos prematuros con factores de riesgo para sepsis neonatal temprana nacidos en el Hospital Meissen de Bogotá
(Universidad CES, 2024-05-21) Robledo Moreno, Anha Melissa; Asesor
Antecedentes. La prevalencia de sospecha de sepsis neonatal de inicio precoz en neonatos prematuros está muy extendida en las unidades neonatales, constituyendo la principal razón para la administración de antibióticos tras su ingreso en la unidad. Llegar a un diagnóstico concluyente presenta retos que se derivan principalmente de las limitaciones asociadas a los métodos diagnósticos empleados actualmente. El objetivo de este estudio fue evaluar la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) dirigida al gen ribosómico 16S (ADNr 16S) y la secuenciación de Sanger para la identificación bacteriana en neonatos prematuros con sospecha de sepsis neonatal de inicio precoz. Métodos. Se realizó un estudio prospectivo. Se incluyeron neonatos prematuros con sospecha de sepsis neonatal de aparición temprana. Se tomaron muestras de sangre al ingreso en la unidad neonatal. Además, se recogieron variables clínicas y de laboratorio en las primeras 72 horas de vida, y se realizó la amplificación por PCR y posterior secuenciación Sanger de la región V3 del ADNr 16S en busca de bacterias causantes de sepsis neonatal precoz. Resultados. Se incluyeron 28 pacientes. Se formaron tres grupos según los criterios clínicos y el riesgo de infección. Los hemocultivos fueron negativos en el 100% de los pacientes. La amplificación y secuenciación de la región V3 identificó distintos géneros bacterianos en 28 pacientes de distintos grupos. La identificación taxonómica predominante fue el género Pseudomonas. Conclusiones. La amplificación de la región variable del ADNr 16S mediante PCR y las subsiguientes tecnologías de secuenciación de Sanger en neonatos prematuros con sospecha de sepsis neonatal de inicio precoz puede mejorar la identificación de las especies microbianas causantes de la infección. Resulta especialmente eficaz para identificar especies asociadas a microorganismos difíciles de cultivar.
Detection of genes related to antibiotic resistance in Leptospira
(Universidad CES, 2024-02-07) Pineda, Santiago; Investigador Principal
Leptospirosis is a disease caused by the bacteria of the Leptospira genus, which can be usually acquired by humans through contact with urine from infected animals, which can also contaminate soils and bodies of water. The disease can have deadly consequences in some extreme cases. Fortunately, until now, this disease is easily treated with doxycycline and azithromycin. Currently, with the extensive use of such medications, more bacteria such as Staphylococci and Enterococci are becoming resistant. The purpose of this study is to determine the presence of genes related to antibiotic resistance in Leptospira genus using bioinformatic tools, which has not been undertaken in the past. Whole genomes from the 69 described Leptospira species were downloaded from NCBI’s GeneBank and analyzed using CARD (The Comprehensive Antibiotic Resistant Database) and RAST (Rapid Annotations using Subsystem Technology). After a detailed search, 12 genes associated with four mechanisms were found: resistance to beta lactamases, vancomycin, and aminoglycoside adenylyltransferases, as well as multiple drug efflux pumps. Some of these genes are highly polymorphic among different species and some of them are present in multiple copies in the same species. In conclusion, this study could potentially be the starting point for new in vitro studies to increase the overall understanding of resistance in the Leptospira genus.
Traits to cope with drought: Functional responses to water limitation in seedlings of five dominant Tropical Andean species
(2023-11-20) Vasquez-Bedoya, Manuela; Villegas, Juan Camilo; Quintero-Vallejo, Estela
Extreme drought events are expected in Tropical Andean forests, placing their diversity and ecosystem function at risk. The persistence of forests in the face of climate change depends on how trees respond to drought at different ontogenetic stages. The seedling stage is crucial for population turnover in forests and, therefore, understanding seedling strategies to cope with drought is essential for assessing the vulnerability of Andean Forests. However, limited research has been conducted to evaluate these strategies in native seedling species. Drought resistance can be assessed by measuring aboveground plant functional traits, which are related to water use. In this study, we evaluate how five dominant seedlings species from the tropical Andean respond to water limitation by measuring functional traits on leaves and stems. We conducted a greenhouse drought experiment with successive drydown curves after water pulses on Quercus humboldtii, Croton magdalenensis, Clusia sp., Erythrina edulis, and Meriania nobilis using water limitation treatments based on different levels of plant-available water (PAW): field capacity, 80% and 50% PAW, and total moisture exclusion. Our results suggest differences in vulnerability to drought, but a general decrease in seedling performance. Notably, (i) species exhibited differences in response to different drought conditions; (ii) Shoot water content is associated with seedling mortality and performance and (iii) Aboveground functional traits response to drought showed a pattern that can be associated with drought strategies. The avoidant strategy was associated with high aboveground tissue investment, high specific leaf area, and high shoot water content, whereas the tolerant strategy was associated with low water potential, low specific leaf area, and low shoot water content. These results are important for understanding the different responses that native Andean plants use to face water limitations. This information is useful for projecting forest resilience under climate change and can be used to strengthen climate change adaptation management.
Establecimiento del perfil catabólico de los flavanoles de cacao generados por la microbiota colónica humana
(Universidad CES, 2023-11-16) Salazar Serrano, Daniela; Asesor
Contexto: En los últimos años, los estudios sobre el cacao han aumentado considerablemente debido a su relación en la prevención de enfermedades no transmisibles, efectos principalmente atribuidos a la (+)-catequina y (-)-epicatequina; antocianinas; y procianidinas. Sin embargo, debido a la baja biodisponibilidad en el caso de los monómeros y al alto peso molecular de las procianidinas, una gran proporción de estos compuestos llegan al colon en donde son biotransformados por la microbiota colónica generando catabolitos que son absorbidos y distribuidos a tejidos y órganos donde ejercen su actividad biológica. En este proyecto, nuestro objetivo fue analizar y caracterizar el perfil de catabolitos derivados del catabolismo microbiano de la catequina, principal compuesto del cacao, en muestras de heces humanas, mediante un método estándar 4-dimetilaminocinamaldehído (DMAC) validado y cromatografía gaseosa acoplada a espectrometría de masas. Metodología: Se realizó un estudio piloto con 8 voluntarios sanos, los cuales proporcionaron muestras fecales con las que se prepararon lodos y se simularon condiciones intestinales en un sistema biorreactor. Se extrajeron los flavan-3-oles de las muestras fecales y se cuantificaron utilizando el método DMAC. Además, se analizaron catabolitos en las muestras fermentadas mediante GC/MS. Se evaluaron parámetros de rendimiento de los métodos analíticos, incluyendo linealidad, precisión, exactitud, límites de detección y cuantificación. Se llevaron a cabo análisis estadísticos que incluyeron un ANOVA de dos vías y una prueba post-hoc de Mann-Whitney con el fin de comparar los efectos de la microbiota intestinal en la degradación de la catequina. Además, se aplicó un análisis multivariado con el objetivo de identificar variables discriminantes en relación con los factores experimentales. Resultados: Se validó el método DMAC para cuantificar la concentración de catequina en las muestras de lodos fecales durante la fermentación, con el propósito de investigar posibles procesos de metabolismo microbiano. Además, se empleó la técnica de cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas para caracterizar el perfil de 11 catabolitos generados a partir de la bioconversión de compuestos parentales. Mediante análisis discriminantes tipo PLS-DA y OPLS-DA, se identificó un conjunto de 7 compuestos, incluyendo el ácido dihidroferúlico (3,4-DHFA), ácido p-hidrocumárico (3,4-HPPA), ácido benzoico (BA), ácido sinápico (SinA), ácido hidrocinámico (HCA), catecol y ácido m-salicílico (3-HBA), que reflejaron la actividad degradativa del microbioma sobre la catequina, lo que sugiere un proceso significativo de transformación metabólica en este flavanol durante la fermentación. Conclusiones: El estudio validó con éxito el método DMAC para medir la concentración de catequina en muestras de lodos fecales, proporcionando una herramienta importante para investigar el metabolismo microbiano de este flavanol y posiblemente otros en el contexto de la microbiota intestinal. Los resultados revelaron una disminución significativa en la concentración de catequina a lo largo del tiempo, respaldando la hipótesis de que la microbiota descompone este compuesto. Así mismo, el uso de la cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas permitió la identificación de 7 metabolitos discriminantes en el metabolismo microbiano de la catequina. En conjunto, estos hallazgos permiten la comprensión de las interacciones de los compuestos fenólicos con la microbiota intestinal y sugiere la posibilidad de desarrollar intervenciones nutricionales basadas en la microbiota, abriendo nuevas oportunidades en el área de investigación clínica.

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