Revista Saywa No. 2 by FONDO EDITORIAL UNIVERSIDAD ANTONIO NARIÑO

SayWa Volúmen 1 No. 2 Editorial • ¿Por qué hacer divulgación cientíﬁca? Opinión • La comunicación entre los astrónomos en Colombia Ciencia Hoy • Otra forma de curar las heridas en animales • Microorganismos capaces de degradar compuestos xenobióticos en sitios salinos • Brote de gonorrea difícil de tratar con antibióticos en Ibiza, España • Nanopartículas que revierten sobredosis de cocaína Física • La manzana es cúbica • Materia anti-materia • LHC, una fábrica de partículas para medir Personajes UAN • De la UAN al CERN: Ciencia aplicada • Plasma rico en plaquetas como terapia alternativa en afecciones dermatológicas • El progreso de síntomas de enfermedad en plantas de yuca in vitro causado por Xanthomonas phaseoli pv. Manihotis • Expresión transitoria mediada por agrobacterium para el estudio de proteínas de resistencia de yuca • Inquietudes respecto a la administración de antibióticos en la medicina veterinaria Diálogos • Mujer y Ciencias Básicas: una brecha cada vez más delgada Proyección social • Aportes de la UAN en la seguridad vial de Colombia Cultura cientíﬁca • Reseñas de revistas, libros, videos, actividades y noticias Arte y ciencia • La ciencia en imágenes ¿Cómo publicar en SAYWA?

Revista de Divulgación Cientíﬁca | Facultad de Ciencias Universidad Antonio Nariño | Bogotá, Colombia Volúmen 1 - Número 2 | Julio - Diciembre 2019 | Issn 1711-1571 / Issn on-line 2744-8576

Saywa en Quechua significa "que indica el camino o frontera". Revista de divulgación científica de la Facultad de Ciencias, sea un anuncio y acercamiento al conocimiento que guíe su trayectoria.

Volumen 1 No. 2 - Semestral Julio - diciembre 2019 ISSN: 1711-1571 ISSN online: 2744-8576

Rector

Comité Editorial

Víctor Hugo Prieto

Lorena Ruiz

Secretaria General

Juan Silva

Martha Carvalho

Aura Suárez

Vicerrectora Académica

German Méndez

Diana Quintero Vicerrector de Ciencia, Tecnología e Innovación Guillermo Alfonso Parra Vicerrector Administrativo

Corrector de estilo Carlos Andrés Almeyda Diseño y Diagramación

Héctor Bonilla

Carácer Creativo SAS.

Editores

Aura Suárez

Los artículos aquí publicados no expresan la voluntad de la institución sino son responsabilidad de los autores que realizan cada uno de los textos aquí incluidos.

German Méndez Editores de sección Juan Silva

Escribanos a

Ana Muñoz

saywa@uan.edu.co

Johanny Rodríguez

Universidad Antonio Nariño

Paula Díaz

Facultad de Ciencias

Yuly Bernal

Carrera 3 este No. 47 A – 15

Daniel LLamosa

Teléfono 5554199

Laura Cuervo

Conmutador 3152980 ext 3033

Diego Roa

Bogotá, Colombia

Alejandra Baena Angélica Gómez Flor Cuervo Jairo Camacho

http://revistas.uan.edu.co/index.php/saywa

CONTENIDO

Editorial 04

Nanopartículas que revierten sobredosis de cocaína

¿Por qué hacer divulgación científica?

Yuly Bernal

Aura Suárez, Germán Mendez

Los avances en nanotecnología han permitido la creación de una partícula capaz de revertir los efectos por sobredosis de cocaína, tal y como los investigadores de la Universidad Federal de Goias (UFG) en Brasil lo divulgaron en mayo de 2019.

Opinión 06 La comunicación entre los astrónomos en Colombia

Física 14

Antonio Bernal

La manzana es cúbica

Una breve mirada a la astronomía en Colombia y la comunicación entre astrónomos y aficionados, se describe al pasar el tiempo y las nuevas tecnologías de comunicación.

Yeinzon Rodríguez Se discute el estatus actual de las teorías de la gravedad de Newton, Einstein junto al de sus extensiones más recientes y razonables, aunque aún controvertibles, denotadas genéricamente como teorías de gravedad modificada.

Ciencia Hoy 09 Otra forma de curar las heridas en animales

Materia anti-materia 25 Diego Roa

Yuly Bernal

La anti-materia es uno de los descubrimientos mas fascinantes del siglo XX. Alrededor de la idea de la anti-materia, historias fantásticas se han tejido. Por ejemplo, en el libro Ángeles y Demonios de Dan Brown.

El equipo de trabajo, conformado por estudiantes de la Facultad de Medicina Veterinaria de la UAN, la coordinadora de clínicas, Dra. Diana Rodríguez, y la experiencia de la Dra. Ana Luisa Muñoz en terapias alternativas se expone en este artículo.

LHC, una fábrica de partículas para medir 31

Microorganismos capaces de degradar compuestos xenobióticos en sitios salinos 11

Gabriela Navarro Este artículo de divulgación científica presenta las generalidades de la física de partículas de altas energías y los avances más relevantes en el campo experimental, alcanzados con el acelerador de partículas más grande del mundo, el denominado LHC del laboratorio europeo CERN.

Yuly Bernal El grupo de investigación “Ciencias biológicas y químicas”, liderado por el Dr. Javier Vanegas, determinó la influencia de la salinidad en la degradación de compuestos xenobióticos en un manglar semiárido en La Guajira, Colombia.

Personajes UAN 38 De la UAN al CERN:

Brote de gonorrea difícil de tratar con antibióticos en Ibiza, España 12

Deywis Moreno, Angélica Gómez

Yuly Bernal Muestra la necesidad de atención inmediata de los casos puntuales de enfermedades de transmisión sexual tales como la gonorrea, especialmente para reducir la propagación de cepas que empiezan a tener un comportamiento de multi resistencia, creando conciencia del uso de preservativos que conducen a comportamientos sexuales más seguros.

El profesor Deywis Moreno López es un científico colombiano comprometido con dos de los más grandes experimentos de la física actual en el mundo, es docente de la Facultad de Ciencias de la Universidad António Nariño y pertenece al grupo de investigación “Experimental High Energy Physics”. Toda su trayectoria lo hace un personaje UAN.

Diálogos 76

Plasma rico en plaquetas como terapia alternativa en afecciones dermatológicas

Mujer y Ciencias Básicas: una brecha cada vez más delgada

María Chasoy, William Merchán y Ana Muñoz

Entrevista a Angela Camacho, fundadora y directora de la Red Colombiana de Mujeres científicas quien brinda su punto de vista a cerca de la importancia de la participación de las mujeres en la ciencia.

Daniel Llamosa y Valentina Serna

En este artículo se demuestra la eficacia y seguridad del plasma rico en plaquetas (PRP), empleado como opción terapéutica tanto en el tratamiento de acné como de alopecia, obteniendo además un alto grado de satisfacción por parte de los pacientes.

Proyección social 80

El progreso de síntomas de enfermedad en plantas de yuca in vitro causado por Xanthomonas phaseoli pv. Manihotis 49

Aportes de la UAN en la seguridad vial de Colombia Alejandra Baena Actualmente se tiene constituido un equipo multidisciplinario e interinstitucional para realizar proyectos de investigación en materia de seguridad vial, liderado por la línea en Física Forense de la Facultad de Ciencias de la UAN.

Andrea Camargo, Camilo López y Paula Díaz Se exponen algunos estudios de la bacteria fitopatógena que causa la bacteriosis vascular de la yuca, llamada Xanthomonas phaseoli pv. manihotis. Adicionalmente, se muestran resultados del seguimiento de síntomas de la enfermedad en plantas de yuca adultas en condiciones de invernadero y en

Cultura científica

plantas in vitro.

Expresión transitoria mediada por agrobacterium para el estudio de proteínas de resistencia de yuca

Reseñas de revistas, libros, videos, actividades y noticias Flor Cuervo

Arte y ciencia 92

Carlos Romero, Wendy Fernández, Camilo López y Paula Díaz

La ciencia en imágenes

Se aborda el principio de la expresión transitoria mediada por agrobacterium tumefaciens y su contribución en el estudio interacciones proteína-proteína en el campo de la fitopatología molecular.

Jairo Camacho

¿Cómo publicar en SAYWA?

Inquietudes respecto a la administración de antibióticos en la medicina veterinaria 70

Instrucciones de autor

Nazly Martin y Nelson Arenas En este estudio, se revisó el conocimiento respecto an este estudio se revisó el conocimiento respecto al uso y administración de antibióticos en prácticas pecuarias. Comúnmente se conoce el uso de antibióticos en el tratamiento de enfermedades, pero se desconoce su uso como promotores de crecimiento y en la prevención de infecciones en animales.

CONTENIDO

Ciencia aplicada 42

Editorial

¿Por qué hacer divulgación científica?

a Revista Saywa fue creada desde la Facultad de Ciencias de la Universidad Antonio Nariño con el ánimo de afianzar lazos entre el público en general y la labor científica, integrando a la cultura del lector el conocimiento generado por la Facultad desde sus diferentes investigaciones. La Revista Saywa espera ampliar las fronteras del conocimiento desde la divulgación científica, acercando a sus páginas a lectores de cualquier filiación, tanto al académico experto como al principiante en estas lides. Es de anotar que la Universidad Antonio Nariño, al ser una institución con presencia nacional y vocación regional, busca la generación, la conservación y la divulgación del conocimiento, entre tantas funciones que la caracterizan.

Por ende, una de las intenciones es que la Revista Saywa se convierta en un referente de difusión del conocimiento científico y áreas afines mediante la publicación de artículos y documentos producto de los tres pilares de la universidad: investigación, extensión y docencia, de tal manera que la Revista Saywa se posicione dentro de la comunidad académica y científica como un medio

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de consulta sobre avances, resultados y actualidad del conocimiento, especialmente en temas relacionados con las ciencias básicas. Hacer ciencia sin divulgación no tiene sentido, la ciencia se hace con el fin de reconocer nuestras limitaciones y avanzar en ellas, la divulgación permite apoyarnos en el lenguaje para reproducir modelos, experiencias, hechos que modifican nuestro entorno y diario vivir. La ciencia y la divulgación deben ser complementarias. Es nuestra misión el dar a conocer los diferentes hallazgos obtenidos por los investigadores de la UAN y por algunos invitados externos a la institución que participan en este número de Revista Saywa, contribuciones como las de Ángela Camacho, fundadora y directora de la Red Colombiana de Mujeres Científicas; de Yeinzon Rodríguez García, investigador de la UAN y profesor titular en la Universidad Industrial de Santander; de Gabriela Navarro, profesora asociada e investigadora del Grupo experimental de física de altas energías de la UAN y colaboradora internacional del experimento ATLAS desde el año 2007; del Grupo de investigación de ciencias biológicas y químicas de la Facultad de Ciencias de la UAN, articulado con el Grupo de investigación Manihot Biotec de la Universidad Nacional de Colombia; del Semillero de investigación de medicina regenerativa de la UAN; así como de la opinión del profesor Antonio Bernal, investigador en el observatorio Fabra de Barcelona, entre otros valiosos aportes realizados por los docentes de la Facultad de Ciencias de la UAN, a los cuales agradecemos su dedicación y esfuerzo para llevar a cabo este número de Revista Saywa. Para finalizar, invitamos al lector a disfrutar de cada una de las secciones de la revista: Personajes UAN; Ciencia aplicada; Diálogos; Proyección social; Arte y ciencia; y Cultura científica. Esperamos sea de su agrado el contenido de esta edición y cumpla con el objetivo de divulgar, para el cual fue creada Saywa.

Germán Méndez Aura Suárez Editores

Opinión

La comunicación entre los astrónomos en Colombia Antonio Bernal correo@pendoente.com Ingeniero mecánico, ex director del Planetario de Medellín (Colombia). Divulgador e investigador en el Observatorio Fabra de Barcelona. Autor de la sección mensual de “Agenda”.

os astrónomos profesionales y aficionados de Colombia están unidos por unos nexos bastante sólidos construidos a lo largo de más de 35 años. Hoy se informan acerca de sus inquietudes y de las actividades que realizan, valiéndose del medio de moda: las redes sociales. El inconveniente es que todos los miembros pueden subir información y bombarder a sus colegas con mensajes

Fotografía de Antonio Bernal.

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Los astrónomos profesionales y aficionados de Colombia están unidos por nexos bastante sólidos construidos a lo largo de más de 35 años

que muchas veces deben pasarse por alto a falta de tiempo para absorber y validar dicha información. Hasta diciembre de 2018, la comunicación se transmitía por medio de mensajes que enviados semanalmente por correo electrónico, a los que llamábamos circulares. Fui yo mismo quien inició el sistema durante el Congreso Nacional de Astronomía realizado en Cali en 1998, al divulgar los detalles de la lluvia de estrellas Leónidas, que en 1999 prometía ser un gran espectáculo. Empecé a enviar mensajes con la información necesaria para observarla hasta que al poco tiempo el éxito obtenido me llevo a tener suscriptores en todos los rincones del país, por lo que comencé un cruce de correspondencia con ellos a través de estas circulares. En el siguiente Congreso Nacional, llevado a cabo en Pereira dos años después, la Red de Astronomía de Colombia (RAC), consciente de tal éxito adoptó mis circulares como su medio de comunicación oficial. Yo continué administrándolas, pero ahora con escritos que recibía desde los cuatro puntos cardinales, publicando además programas de actividades de las agrupaciones de aficionados y de planetarios de varias ciudades del mundo. El envío semanal se mantuvo ininterrumpidamente durante 20 años, hasta que las nuevas formas de comunicación relegaron a un segundo plano los correos electrónicos y el entusiasmo de los lectores decayó en proporción inversa al uso de los teléfonos inteligentes.

que fueron formandose, la situación se mantuvo en estado de aislamiento durante casi dos décadas, porque en ese entonces las comunicaciones se hacían o bien por carta que tardaba varios días en llegar de una ciudad a otra, o bien por teléfono de larga distancia, para entonces costoso y en un estado bastante primitivo. En 1981, sorteando las dificultades del caso, la Sociedad Julio Garavito para el Estudio de la Astronomía convocó el Primer Encuentro Nacional de Astronomía que se realizó en el Recinto Quirama, cerca de Medellín. A él asistieron astrónomos aficionados de varias ciudades del país, además de una representación enviada por el Observatorio Astronómico Nacional, encabezada por su director, el Dr. Jorge Arias de Greiff. Como invitado especial estuvo el escritor y divulgador científico inglés Patrick Moore. Fue una asamblea nacional en la que se

¿Qué hacían los aficionados a la astronomía para comunicarse antes de la era de la Internet? En los años 60 del siglo pasado empezaron a surgir grupos locales aislados, como el efímero Centro de Investigaciones Astronómicas de la Universidad de Antioquia, fundado en 1961 por Alberto Correa Palacio, o la Asociación de Astrónomos Autodidactas de Colombia (ASASAC), constituida hacia 1965 en Bogotá por William Cepeda. Para estas y otras asociaciones

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Era necesario inventar un sistema, un objetivo común que nos mantuviera unidos

llegaban a una decena y recibí el apoyo de seis de ellas: la Sociedad Julio Garavito para el Estudio de la Astronomía de Medellín, a la que yo pertenecía; la Asociación de Astrónomos Autodidactas de Bogotá; el Grupo Antares de aficionados a la astronomía de Cali, del cual yo era miembro fundador; el Centro Halley de Estudios Astronómicos de la Universidad Industrial de Santander, en Bucaramanga; y los grupos de aficionados a la astronomía de Tunja y de Buga. Por sugerencia de ASASAC le dimos el pretencioso nombre de Astronomía colombiana. Para mis adentros pensé que no era un nombre apropiado puesto que la astronomía no tiene nacionalidad, pero lo acepté para no incomodar a un socio que era fundamental para el proyecto. El primer número salió en abril de 1985 con la presentación del Dr. Jorge Arias de Greiff y se dispuso que se enviara por correo en edición trimestral, periodicidad que se mantuvo por un periodo de tres años. Fueron en total 13 entregas para las que recibimos contribuciones de personajes muy conocidos del momento como el exministro Joaquín Vallejo Arbeláez y el jefe científico de la NASA, Frank B. McDonald.

acordó programar otra para dos años después en la ciudad de Cali, iniciándose así la tradición, que aún se conserva, de realizar un encuentro nacional de astronomía cada dos años. La semilla de unión entre colegas estaba sembrada, pero la comunicación entre todos era fundamental para que germinara. ¿Qué hacer en un mundo en el que el Internet era apenas una idea incipiente? Era necesario inventar un sistema, un objetivo común que nos mantuviera unidos. Fue entonces cuando se me ocurrió la idea de fundar una revista impresa que sirviera como órgano nacional de comunicación entre astrónomos. Invité a participar en el proyecto a todas las agrupaciones conocidas que apenas

Aunque Astronomía colombiana tuvo una vida corta, fue el inicio de los vínculos entre los miembros de la comunidad astronómica colombiana que hoy se mantienen y cuya cercanía se hace posible gracias a las nuevas tecnologías.

Ciencia hoy Otra forma de curar las heridas en animales Yuly Bernal yubernal@uan.edu.co Facultad de Ciencias, Universidad Antonio Nariño

l equipo de trabajo conformado por estudiantes de la Facultad de Medicina Veterinaria, la coordinadora de clínicas, Dra. Diana Rodríguez, y la experiencia de la Dra. Ana Luisa Muñoz en terapias alternativas, evidenció una vez más las capacidades de regeneración y cicatrización del Plasma Rico en Plaquetas (en adelante, PRP) y de las Membranas de QuitosanoAlginato (MQA) sobre un paciente felino atendido.

marcada inflamación, secreción purulenta, muerte del tejido circundante y exposición de los músculos. Bajo la autorización del dueño de la gata, se inició una terapia alternativa para la curación de la herida, PRP proveniente de un canino hembra y MQA.

Fue así como en noviembre del 2018, llegó a las instalaciones de la clínica veterinaria de la Universidad Antonio Nariño una hembra felina doméstica con una herida complicada en su pata derecha. La lesión presentaba una

A los seis días, alrededor del 60% de la lesión se redujo y a los nueve la herida era casi imperceptible 9

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El seguimiento de la herida post-tratamiento mostró una notable mejoría desde los tres días. A los seis días, alrededor del 60% de la lesión se redujo y a los nueve la herida era casi imperceptible (Imagen 1). Con estos resultados, se evidencian grandes oportunidades para que PRP y MQA sean utilizados en heridas complicadas en este tipo de animales, dejando de lado procedimientos invasivos y costosos que ponen aún más en riesgo la vida de estos pequeños pacientes. Imagen 1. Evolución de la herida de la gata usando PRP y MQA.

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Microorganismos capaces de degradar compuestos xenobióticos en sitios salinos Yuly Bernal yubernal@uan.edu.co Facultad de Ciencias, Universidad Antonio Nariño

no de los ecosistemas tropicales influenciados por los cambios ambientales constantes son los manglares. Estos lugares, al estar expuestos a contaminación de aguas negras, derrames de petróleo y metales pesados, son ambientes propicios para encontrar microorganismos capaces de degradar compuestos xenobióticos, microorganismos que incluso podrían actuar independientemente de la salinidad a la que estén expuestos. Fue así como el grupo de investigación “Ciencias biológicas y químicas”, liderado por el Dr. Javier Vanegas, determinó la influencia de la salinidad en la degradación de compuestos xenobióticos en un manglar semiárido en La Guajira, Colombia (Imagen 2). Para ello, fueron tomadas muestras del suelo que rodea la raíz de la planta Avicennia germinans, en tres puntos con salinidad variable (61,52 ppt, 14,61 ppt y 2,80 ppt) con el fin de evaluar la actividad microbiana.

Uno de los ecosistemas tropicales influenciados por los cambios ambientales constantes son los manglares Los resultados mostraron un potencial de biodegradación de xenobióticos en suelos de manglar en altas salinidades. Es así como se puede inferir que la degradación de compuestos xenobióticos podría emplearse como estrategia de conservación e implementación de estrategias de bioremediación de manglares ante agentes de contaminación.

Imagen 2. Imagen del manglar de la Guajira.

Para esto tomaron muestras del suelo que rodea la raíz de la planta

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Brote de Gonorrea difícil de tratar con antibióticos en la isla Ibiza-España Yuly Bernal yubernal@uan.edu.co Facultad de Ciencias, Universidad Antonio Nariño.

Reino Unido que asistieron a vacaciones en la Isla Pitiusa (España) al mantener relaciones sexuales sin protección. Según la revista de salud pública europea, la cepa aislada se denominó FC428 y su perfil de sensibilidad antimicrobiana reflejó resistencia absoluta a ceftriaxona y resistencia intermedia a azitromicina.

a gonorrea es una enfermedad de transmisión sexual producida por una bacteria llamada Neisseria gonorrhoeae, es la segunda infección notificada con mayor frecuencia en los países de la Unión Europea con casi 500.000 casos notificados entre 2007 y 2016. En el 2005, según la Organización Mundial de la Salud, la región de África ocupó el primer lugar en frecuencia, siguiéndole la región de las Américas, con prevalencias de 0,57% en mujeres y 0,68% en hombres. Según los últimos datos del programa europeo de vigilancia para esta enfermedad, el antibiótico azitromicina sigue haciendo efecto, pero la aparición de cepas resistentes en los últimos años, hacen difícil la curación de esta enfermedad.

Lo anterior muestra la necesidad de atención inmediata en los casos puntuales de enfermedades de transmisión sexual como la gonorrea, especialmente para reducir la propagación de cepas que muestran multi-resistencia, creando conciencia del uso de preservativos que conducen a comportamientos sexuales más seguros.

En el año 2018 se evidenció una transmisión local del gonococo, donde resultaron infectadas cuatro personas del

Imagen 3. Imagen microscópica de Neisseria gonorrhoeae (Gonococo).

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Nanopartículas que revierten la sobredosis de cocaina Yuly Bernal yubernal@uan.edu.co Facultad de Ciencias, Universidad Antonio Nariño.

los efectos importantes el hecho que en los estudios realizados por los Investigadores en Brasil, la nanopartícula evitó en casi un 100% que la cocaína llegara al cerebro, que es donde suceden los efectos de largo plazo por el uso crónico de la droga. El efecto podría ser aplicado con otros tipos de drogas e incluso ser utilizada para desintoxicación en personas con adicción.

os avances en nanotecnología han permitido la creación de una partícula capaz de revertir los efectos por sobredosis de cocaína, tal y como los investigadores de la Universidad Federal de Goias (UFG) en Brasil lo divulgaron en mayo de 2019. La nanopartícula capturaría hasta un 70% de la cocaína presente en un organismo al encapsularla en su interior de forma irreversible. De forma usual, la cocaína comienza a metabolizarse en el organismo después de ingerida aproximadamente a los 30 minutos; según los estudios realizados en laboratorio, la administración de dicha nanopartícula permite que se recupere la normalidad de los signos vitales, “síntomas como la hipertensión comienzan a normalizarse en menos de tres minutos”, como lo anota la doctora Martins Lima.

Aunque los resultados de laboratorio arrojan resultados promisorios, falta la prueba clínica en humanos que demuestre los efectos directos en una sobredosis y se piensa que dichos estudios deberían ser realizados por laboratorios farmacéuticos que pudieren crear asociaciones con la universidad.

La partícula nanotecnológica anularía los efectos letales de una sobredosis de cocaína, siendo uno de

La partícula nanotecnológica anularía los efectos letales de una sobredosis de cocaína Imagen 4. Imagen de nanotecnología.

Física ¿La manzana es cúbica?: Reflexiones acerca de las teorías de la gravedad Is the apple cubic? Reflections about gravity theories Yeinzon Rodríguez Centro de Investigaciones en Ciencias Básicas y Aplicadas, Universidad Antonio Nariño,

Palabras clave: Gravedad de Newton, Gravedad de Einstein, Gravedad modificada. Keywords: Gravity, Newton, Einstein, Modify gravity.

Su estado de profunda reflexión se vio súbitamente interrumpido cuando una manzana cayó del árbol

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Resumen

on respecto a la descripción de la gravedad, la formación secundaria en Colombia, y en muchos otros países no llega más allá de la ley de gravitación universal de Newton, en la mayoría de ocasiones complementada con la historia de Newton y la manzana cayendo. Un segmento de esta población conoce, adicionalmente, que la teoría de la gravitación más aceptada actualmente es la relatividad general de Einstein, la cual generaliza la ley de gravitación universal. Es usual, por lo tanto, que la mayoría de personas sin una formación profesional en Física asocien la ley de gravitación universal, y por extensión la relatividad general, con la manzana cayendo. Explotando esta asociación, se discute en este artículo si la manzana podría ser cúbica, es decir, si existe alguna descripción de la fuerza gravitacional que generalice a la de Einstein y que sea bien motivada y consistente con las mediciones más recientes.

Abstract Regarding the gravity description, the high school education in Colombia, and in many other countries, does not go beyond the Newton’s universal gravitation law, in most of the cases complemented with the story of Newton and the falling apple. One segment of this population know, additionally, that the most accepted gravity theory nowadays is Einstein’s general relativity, which generalizes the universal gravitation law. It is usual, therefore, that most of the people without a professional education in Physics associate the gravitation universal law, and as an extension general relativity, with the falling apple. Exploiting this association, this article discusses whether the apple might be cubic, i.e., whether there exists some description of the gravitational force that generalizes Einstein’s and that is well motivated and consistent with the most recent measurements.

Introducción Durante una estadía en la casa de su madre en Lincolnshire, Isaac Newton se encontraba sentado bajo un árbol de manzano reflexionando acerca de las fuerzas que daban lugar al movimiento de los cuerpos celestes. Su estado de profunda reflexión se vio súbitamente interrumpido cuando una manzana cayó del árbol, lo cual brindó a la creativa mente de Newton el impulso necesario para llegar a una de sus más importantes intuiciones: la fuerza que mantenía a los cuerpos celestes en movimiento era la misma que hacía que la manzana, y todos los demás cuerpos sobre la tierra, cayeran al suelo (véase las imágenes. 1 y 2). Cerca de tres siglos después, Albert Einstein tomaba muy en serio la observación de que todos los cuerpos caían de la misma forma, sin importar cuál era su masa (Imagen 3). Tal observación le permitió intuir que la fuerza gravitacional no era algo que

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dependiera del cuerpo que la experimentaba sino una característica propia del espacio y el tiempo en que éste se ubicaba. No hubo una manzana en la historia de Einstein pero sí una mente brillante que lo llevó a descubrir la teoría que mejor describe, hasta ahora, la fuerza gravitacional. En muchos países del mundo, dentro de los que se incluye Colombia, la formación en física durante la secundaria apenas describe el hallazgo de Newton en lo que se conoce como la ley de gravitación universal. La historia de la manzana cayendo ha acompañado tradicionalmente tanto a esta descripción como a la idea general de lo que es la fuerza gravitacional. Es por esta razón que aquellas personas que conocen, adicionalmente, que la teoría general de la relatividad desarrollada por Einstein es, ante todo, una descripción de la fuerza gravitacional, consideren a la manzana como un elemento romántico y subyacente del trabajo de Einstein. Durante más de cien años, la teoría general de la relatividad de Einstein ha demostrado ser consistente con todas las observaciones disponibles. Por lo tanto, su reinado, cuyo escudo de armas es una manzana, parece no estar en riesgo. ¿Sin embargo, existe alguna descripción alternativa de la fuerza gravitacional que rivalice con la teoría de Einstein? ¿Puede una teoría alternativa destronar la relatividad general y cambiar el escudo de armas a una extraña manzana, una manzana que sea cúbica?

El propósito de este artículo es dar respuesta a estas preguntas mediante una breve descripción y reflexión acerca de las teorías gravitacionales de Newton y de Einstein, así como de las teorías actuales y bien motivadas que se encuentran bajo intenso estudio y que se denotan, de forma genérica, como teorías modificadas de la gravedad.

Isaac Newton y la manzana cayendo Isaac Newton es considerado como uno de los más grandes científicos de toda la historia de la humanidad. Fue un caballero británico que, entre sus logros más notables, creó el área de las Matemáticas conocida hoy en día como Análisis o Cálculo y postuló sus famosas tres leyes de la mecánica, leyes que describen de una manera correcta y precisa el movimiento de todos los cuerpos y que, a la postre, han sido responsables de todos los desarrollos tecnológicos en los últimos tres cientos años (Newton, 1687). También es bien conocido por su ley de gravitación universal, ley que le permitió probar formalmente que las trayectorias de los cuerpos celestes en órbita alrededor del Sol correspondían con las formas geométricas conocidas como cónicas: círculo, elipse, parábola, e hipérbola,

En muchos países del mundo, dentro de los que se incluye Colombia, la formación en Física durante la secundaria apenas describe el hallazgo de Newton 16

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proporcionando una simple y acertada explicación a los curiosos movimientos de estos cuerpos en el cielo (Newton, 1687). Se dice que, gracias a una manzana que cayó frente a él cuando éste se encontraba reflexionando bajo un árbol de manzano, Newton logró asociar la fuerza que mantenía a los cuerpos celestes en órbita con aquélla que hacía que todos los cuerpos cayeran al suelo (Imágenes 1 y 2). Tal asociación le permitió postular su ley de gravitación universal y el consecuente éxito en la descripción de los movimientos celestes.

Figura 1. Árbol de manzano cercano a la casa materna de Isaac Newton (la que se ve en el fondo). Se cree que de este árbol cayó la manzana que inspiró la ley de gravitación universal de Newton.

Figura 2. Imagen de Isaac Newton en el momento cumbre de la historia de la manzana cayendo.

¿En qué consiste, sin embargo, la ley gravitacional de Newton? ¿Da cuenta esta, realmente, del porqué de esta curiosa interacción? La verdad es que, aun cuando extremadamente exitosa en su descripción de los efectos gravitacionales, esta ley no proporciona razón alguna sobre el origen de este tipo de fuerza, sobre las razones por las cuales la naturaleza escogió este tipo de interacción. De hecho, la ley permite concluir que un cuerpo experimenta de forma inmediata la presencia de otro y sus efectos gravitacionales, lo que implica una rapidez infinita en la transmisión de la información, algo que es concebido hoy en día como un absurdo.

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Los restos de uno de los más grandes científicos de la historia reposan hoy en la Abadía de Westminster en Londres; en su honor, una estatua se erigió en el Museo de Historia Natural de la Universidad de Oxford en donde él se observa mirando detenidamente una manzana a sus pies (Imagen 4), mientras que en el Trinity College de la Universidad de Cambridge crece un árbol de manzano bajo el cuarto en el que él vivió y estudió (Imagen 5), todo ello como recuerdo y símbolo de su inmenso aporte en la comprensión de los fenómenos naturales.

Figura 5. El árbol de manzano plantado en el Trinity College de la Universidad de Cambridge, bajo el cuarto en el cual vivió y estudió Isaac Newton.

Figura 4. Estatua en honor a Isaac Newton, con la manzana a sus pies, en el Museo de Historia Natural de la Universidad de Oxford.

Albert Einstein y la naturaleza del espacio y el tiempo Albert Einstein comparte con Isaac Newton el calificativo de uno de los más grandes científicos de la historia de la humanidad (Imagen 6). Siendo un Judío Alemán, evadió el trágico destino de su raza durante la segunda guerra mundial habiendo ya realizado varios aportes a la Física muy notables y merecedores cada uno de ellos, según el concepto de muchos científicos actuales, de un premio Nobel de Física. Su desarrollo más notable, la teoría de la relatividad general (Einstein, 1915-1916), se construye enteramente a partir del llamado principio de equivalencia (Ver Imagen 3), el cual formaliza su brillante observación sobre la respuesta idéntica de todos los cuerpos a una fuerza gravitacional como la manifestación de que la naturaleza de esta fuerza reside en las propiedades intrínsecas del espacio y el tiempo.

Explotando esta asociación, se discute en este artículo si la manzana podría ser cúbica 18

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Figura 3. Ilustración del principio de equivalencia. Dos esferas de diferente masa y tamaño son lanzadas desde lo más alto de la torre inclinada de Pisa. Las dos esferas caen al mismo ritmo y golpean el piso simultáneamente.

Figura 6. Albert Einstein alrededor de 1905, año en que publicó varios de sus trabajos más notables, entre ellos su teoría especial de la relatividad.

A diferencia de Newton, quien consideraba al espacio y al tiempo como entes rígidos, absolutos, y, en el caso del tiempo, con un fluir constante (Newton, 1687), Einstein reconoce que este par de entes no son absolutos, es decir, que las medidas de distancias e intervalos de tiempo para un mismo proceso físico son, en general, diferentes para diferentes observadores (Einstein, 1905). Por lo tanto, el concepto de simultaneidad de un par de eventos ya no es algo absoluto sino relativo e, incluso, puede no llegar a existir. Esta última situación presentarse cuando dicho ente único, llamado ahora espacio-tiempo, posee curvatura. El concepto de curvatura es fácil de entender si se recuerda las viejas clases de geometría en la educación primaria y/o secundaria: dos rectas paralelas nunca se cortan, la suma de los ángulos internos de un triángulo es siempre 180º, por un par de puntos cruza una y sólo una recta, etc.; todo este conjunto de conocimiento se denomina geometría euclidiana, gracias al griego Euclides quien, en su obra Los elementos, reunía todo el conocimiento de su época sobre esta materia dándole, a su vez, un marco de formalidad propia de los actuales matemáticos. También es importante recordar a Pitágoras y su famoso teorema: el cuadrado del lado más largo de un triángulo rectángulo es igual a la suma de los cuadrados de los dos lados más pequeños. El espacio cuyas propiedades geométricas vienen descritas por la geometría euclidiana y por el teorema de Pitágoras se denomina espacio Euclídeo o simplemente espacio plano o con curvatura cero. En contraste, aquel espacio en el que no aplica la geometría euclidiana ni el teorema de Pitágoras, por ejemplo, cuando la suma de los ángulos internos de un triángulo rectángulo no es 180º o cuando dos rectas paralelas eventualmente se cruzan, se dice que es

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curvo (Imagen 7). Puede parecerle extraño a cualquier persona que pueda existir un espacio que no cumpla aquellas propiedades enseñadas en el colegio y/o la escuela, es decir, las propiedades de la geometría euclidiana, pero dichos espacios, aun cuando puedan ser abstractos, existen en la formalidad de las matemáticas y, curiosamente, explican de manera más acertada el comportamiento del mundo.

Figura 7: En un espacio plano, la suma de los ángulos internos de cualquier triángulo es 180º. En un espacio curvo, esta suma es, en general, diferente.

Con Einstein, los conceptos de espacio y tiempo se transforman, fundiéndose en un único ente llamado espacio-tiempo, el cual puede ser curvo. El cambio de paradigma en la forma de pensar acerca del espacio y el tiempo constituyó el desarrollo principal de lo que se denomina la teoría especial de la relatividad (Einstein, 1905), en tanto que la posibilidad de una curvatura del espacio-tiempo y su estrecha relación con la gravedad fueron el tema central de lo que se denomina la teoría general de la relatividad (Einstein, 1915-1916). Al considerar seriamente la observación de que todos los cuerpos, sin importar su masa, caían al mismo ritmo desde una misma altura, Einstein intuyó que el movimiento de caída de los objetos estaba determinado por las propiedades geométricas del espacio-tiempo mas no por las propiedades de los objetos en sí mismos. Esto lo llevó a considerar que la fuerza de la gravedad no es en realidad una fuerza, no es el producto de la interacción entre un par de cuerpos, sino que es simplemente la manifestación de un cuerpo que sigue una trayectoria recta, como lo establece la segunda ley de Newton: el cuerpo se moverá siguiendo una línea recta a velocidad constante si no existe una fuerza neta aplicada sobre el mismo (Newton, 1687), trayectoria que se debe entender en el contexto de un espacio curvo y que, por lo tanto, no luce como las líneas rectas de la geometría euclidiana; la trayectoria circular, elíptica, parabólica o hiperbólica que podría tener una manzana en órbita alrededor del Sol, descrita de manera precisa por la ley de gravitación universal de Newton, no es más que una trayectoria recta en un espacio-tiempo curvo: la manzana cayendo libremente en la línea recta del espacio-tiempo curvo, evocando a la manzana cayendo libremente del árbol de manzano en Lincolnshire siguiendo la línea recta del espacio euclidiano. Einstein, a su vez, nos enseña que el origen de esta curvatura es la presencia de los cuerpos, aquellos con mayor masa

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generando mayor curvatura, el ejemplo típico siendo el Sol generando la curvatura que da carácter de líneas rectas en el espacio-tiempo curvo a las trayectorias circulares, elípticas, parabólicas o hiperbólicas de la geometría euclidiana. La teoría general de la relatividad de Einstein se ha convertido en la mejor teoría de la gravedad de la cual disponemos, dando cuenta de variados fenómenos debidamente observados y estudiados como el movimiento anómalo de Mercurio alrededor del sol (Weinberg, 1972), la existencia y propagación de ondas gravitacionales –patrones de oscilación del espacio-tiempo que transmiten con una rapidez finita la información gravitacional– (Abbot et al., 2016), y la existencia de agujeros negros: regiones del universo muy masivas en donde la fuerza gravitacional es tan fuerte que ni la luz puede escapar (Kazunori et al., 2019).

Las teorías modificadas de la gravedad Existe un principio filosófico denominado “La Navaja de Ockham” (Ariew, 1976), el cual establece que, en un conjunto de posibles explicaciones para un mismo fenómeno, la explicación más simple suele ser la correcta. Parece ser que éste es el caso de la teoría general de la relatividad de Einstein, de acuerdo a los hallazgos obtenidos por David Hilbert, famoso físico y matemático contemporáneo de Einstein. En una frenética carrera por el descubrimiento de la teoría correcta de la gravedad en 1915, la cual ganó Einstein en el último momento, David Hilbert dedujo la teoría general de la relatividad siguiendo un camino distinto al de Einstein (Hilbert, 1915), camino que, con el tiempo, se convirtió en la forma usual en la que los físicos postulan y/o describen las leyes de la naturaleza. Este camino consiste en formular una cantidad física denominada “acción”, la cual contiene toda la información sobre el contenido material y energético del sistema físico considerado, así como de las interacciones presentes. Curiosamente, cuando se intenta construir la acción más simple posible que describa un espacio-tiempo con curvatura, el resultado es aquélla que da lugar a la relatividad general, en una clara e imponente demostración del principio de la navaja de Ockham. Por esta razón, tal acción se conoce actualmente como “la acción de Einstein-Hilbert”. Si bien la teoría general de la relatividad es la descripción de la interacción gravitacional más consistente y acorde con las observaciones, su éxito se ha visto ligeramente opacado por la existencia confirmada de un par de entes para los cuales aún no se tiene explicación y de cuyo origen la relatividad general no dice nada. Tales entes son la “materia oscura” y la “energía oscura”. La materia oscura corresponde a un extraño conjunto de partículas que no experimentan las fuerzas eléctrica y magnética, por lo que no podemos observarlas directamente (la luz, que es la que permitiría ver a estas partículas, es una onda electromagnética); la necesidad de su existencia se ha confirmado (Weinberg, 2008; Ellis, Maartens & MacCallum, 2012) mediante observaciones de la rapidez de las estrellas en sus

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órbitas alrededor del centro de la galaxia así como de las propiedades estadísticas de la radiación cósmica de fondo (el remanente o fósil del Big Bang). La energía oscura es aún más extraña ya que ni siquiera corresponde a un conjunto de partículas: es simplemente un fluido de algo que no conocemos y que genera presiones negativas; aún así, aun cuando este fluido sea muy extraño, la existencia del mismo ha sido confirmada a través de variadas mediciones, particularmente aquéllas relacionadas con la actual expansión acelerada del universo (Amendola & Tsujikawa, 2010) y, como en el caso de la materia oscura, a través de las propiedades del fósil del Big Bang (Weinberg, 2008; Ellis, Maartens & MacCallum, 2012). En conjunto, la materia y energía oscuras conforman el 95% de todo el contenido del universo, lo cual ha conducido a los Físicos a la búsqueda de una explicación coherente y razonable de este par de entes. Variados han sido los intentos: se ha postulado la existencia de nuevas partículas, aún no vistas en el laboratorio, que darían cuenta de la materia oscura (Ellis, Maartens & MacCallum, 2012); se han propuesto contenidos materiales con propiedades extrañas que podrían dar cuenta de la energía oscura (Amendola & Tsujikawa, 2010); y se ha argumentado que sólo una teoría de la gravedad que incluyera los efectos cuánticos del espacio-tiempo (la relatividad general es una teoría que, en lo absoluto, no se encuentra enmarcada en el contexto cuántico), y de la cual aún no se dispone en una forma plenamente consistente y terminada, podría dar cuenta tanto de la materia como de la energía oscura (Smolin, 2008); por lo que se señala que, quizás, la explicación resida en una violación al principio de la navaja de Ockham, es decir, en una acción que describa la curvatura del espacio-tiempo pero que vaya más allá de la de Einstein-Hilbert (Heisenberg, 2019), distinta a una manzana normal que involucre una extraña y diferente, quizás una manzana cúbica. Esta última posibilidad recibe el nombre genérico de “teorías modificadas de la gravedad”. El grupo de física, “Fenomenología de partículas elementales y cosmología”, de la Universidad Antonio Nariño, en conjunto con el grupo de investigación “Relatividad y gravitación” de la Universidad Industrial de Santander y el grupo de astropartículas y cosmología del Instituto de Astrofísica de París han venido siendo, en los últimos años, actores importantes en el desarrollo de un particular tipo de teorías modificadas de la gravedad, la denominada “teoría generalizada de Proca SU(2)” (Allys, Peter & Rodríguez, 2016). El principio fundamental sobre el que se basa la construcción de esta teoría es muy simple: cualquier teoría coherente, es decir, sin patologías o comportamientos anómalos, podría ser la correcta, el veredicto último teniéndolo las observaciones, pero ninguna teoría con patologías podría ser la escogida por la naturaleza (un ejemplo de patología es cuando la energía del sistema no posee un límite inferior, permitiendo que el sistema caiga indefinidamente a estados de energía negativa cada vez mayor, lo que hace de este proceso algo infinito e inconsistente). La teoría generalizada de Proca busca precisamente eso: dar cuenta de la acción más general posible que no involucre comportamientos anómalos (Allys, Peter & Rodriguez, 2016a, 2016b; Heisenberg, 2014; Tasinato, 2014; Beltrán & Heisenberg, 2016; Ally, Beltrán, Peter

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& Rodríguez, 2016; Rodríguez & Navarro, 2017). El estudio de esta teoría está en desarrollo y, aun cuando no se ha podido reproducir consistentemente la existencia de energía oscura, a pesar de hallazgos promisorios (Rodríguez & Navarro, 2018), sí se ha podido dar cuenta exitosamente de la existencia de un período de expansión acelerada primordial (previo al Big Bang) denominado “inflación” (Garnica, Gómez, Navarro & Rodríguez, 2020), cuya mayor virtud reside en la explicación del origen y adecuada descripción de las estructuras a gran escala en el universo: galaxias (agrupaciones de estrellas), cúmulos galácticos (agrupaciones de galaxias), supercúmulos (agrupaciones de cúmulos), y filamentos (agrupaciones de supercúmulos). Aún falta mucho por analizar y descubrir. A pesar de que las mediciones siguen respaldando a Einstein, estas no son inconsistentes con las teorías modificadas de la gravedad. Quizás, después de todo, la manzana que vio caer Newton tenía forma cúbica (Ver Imagen 8).

Figura 8: La manzana es cúbica o es redonda?: he ahí la cuestión.

Yeinzon Rodríguez García Centro de Investigaciones en Ciencias Básicas y Aplicadas, Universidad Antonio Nariño. Escuela de Física, Universidad Industrial de Santander. Asociado Simons en The Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics.

Es Investigador de la Universidad Antonio Nariño y profesor titular de la Universidad Industrial de Santander. Obtuvo sus títulos de Físico y Magíster en Ciencias -Física- en la Universidad Nacional de Colombia, y su grado de PhD in Physics en la Universidad de Lancaster en el Reino Unido, bajo la supervisión del profesor David H. Lyth.

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Referencias Abbott, B. P. et. al. (2016). Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger. Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory Collaboration. Physical Review Letters, 116, 061102. Allys, E., Beltrán Almeida, J. P., Peter, P. & Rodríguez, Y. (2016). On the 4D generalized Proca action for an Abelian vector field. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 1609, 026. Allys, E., Peter, P. & Rodríguez, Y. (2016a). Generalized SU(2) Proca theory. Physical Review D., 94, 084041. Allys, E., Peter, P. & Rodríguez, Y. (2016b). Generalized Proca action for an Abelian vector field. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 1602, 004. Amendola, L. & Tsujikawa, S. (2010). Dark Energy. Londres: Cambridge University Press. Ariew, R. (1976). Ockham’s Razor: A Historical and Philosophical Analysis of Ockham’s Principle of Parsimony. Champaign-Urbana: University of Illinois. Beltrán Jiménez, J. and Heisenberg, L. (2016). Derivative self-interactions for a massive vector field. Physics Letters B, 757, 405. Einstein, A. (1905). Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der Physik 17, 891. Einstein, A. (1915). Die Feldgleichungen der Gravitation, Preussische Akademie der Wissenschaften. Sitzungsberichte, 844. Einstein, A. (1916). Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie. Annalen der Physik 49, 769. Ellis, G. F. R., Maartens, R. & MacCallum, M. A. H. (2012). Relativistic Cosmology. Londres: Cambridge University Press. Garnica, J. C., Gómez, L. G., Navarro, A. A. & Rodríguez, Y. (2019). Generalized SU(2) Proca inflation [Trabajo en proceso]. Heisenberg, L. (2014). Generalization of the Proca action. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, 1405, 015. Heisenberg, L. (2019). A systematic approach to generalizations of General Relativity and their cosmological implications. Physics Reports, 796, 1. Hilbert, D. (1915). Die Grundlagen der Physik [Foundations of Physics], Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen. Mathematisch-Physikalische Klasse, 3: 395. Kazunori, A. et. al.(The Event Horizon Telescope Collaboration). (2019). First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole. The Astrophysical Journal Letters, 875, L1. Newton, I. (1687/1993): Principios matemáticos de la Filosofía natural [Philosophiae Naturalis Principia Mathematica]. Barcelona: Ediciones Altaya. Rodríguez, Y. & Navarro, A. A. (2017). Scalar and vector Galileons. Journal of Physics: Conference Series, 831, 012004. Rodríguez, Y. & Navarro, A. A. (2018). Non-Abelian S-term dark energy and inflation. Physics of the Dark Universe, 19, 129. Smolin, L. (2008). The trouble with Physics: the rise of string theory, the fall of a science, and what comes next. United Kingdom: Penguin. Tasinato, G. (2014). Cosmic acceleration from Abelian symmetry breaking. Journal of High Energy Physics, 1404, 067. Weinberg, S. (1972). Gravitation and Cosmology: Principles and Applications of the General Theory of Relativity. Washington: Wiley. Weinberg, S. (2008). Cosmology. Londres: Oxford University Press.

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El Problema con la anti-materia Diego Roa Facultad de Ciencias, Universidad Antonio Nariño dieroa@uan.edu.co

Resumen De todas formas, el estudio de la anti-materia es un campo de mucho crecimiento en la física fundamental y de partículas.

a idea de anti-partículas fue planteada en los años 20 del siglo XX, en los albores de la mecánica cuántica. Actualmente, además de inspirar historias que sirven para llevar la literatura fantástica y el cine, es un campo muy activo de investigación que apunta a la comprensión de problemas fundamentales de la física. Parte de estos estudios pretenden responder si la naturaleza tiene leyes distintas para materia que para anti-materia. Dentro de los resultados están muchos sistemas de partículas en los cuales se observa el fenómeno por medio de la violación de simetría de carga-paridad. Estos estudios no solo contribuyen al desarrollo científico, sino que permiten perfilar el uso de sistemas basados en materia anti-materia como fuente de energía.

La anti-materia es todo material que está constituido principalmente de lo que se conoce como anti-partículas (Barnet, Muehry & Queen, 2000). Toda especie de partícula que conocemos tiene un “gemelo siniestro” idéntico en todo sentido, excepto en que tiene una carga eléctrica opuesta. La anti-partícula más famosa es el positrón, el compañero del electrón. Cuando una partícula se encuentra con su anti-partícula, estas se aniquilan, es decir que se desintegran produciendo un destello de luz.

¿Qué es la anti-materia? La anti-materia es uno de los descubrimientos más fascinantes del siglo XX. Alrededor de la idea de la anti-materia, historias fantásticas se han tejido. Por ejemplo, el libro Ángeles y Demonios (Brown, 2017), explora la idea de la anti-materia como una sustancia casi mágica producida en los aceleradores de partículas y puede ser sintetizada para producir energía. Incluso, allí la anti-materia es utilizada para construir una diminuta bomba que sería utilizada para destruir el Vaticano. Aunque desde esta perspectiva la anti-materia parece algo exótico, en la actualidad es producida de una forma más bien habitual e incluso con aplicaciones prácticas en campos como la medicina.

Dirac y los anti-electrones La historia del descubrimiento del positrón ha sido muy difundida y al menos en su versión más popular resulta fascinante. Según esta, las anti-particulas, en especial los positrones, fueron primeramente predichas por el físico británico Paul Dirac cuando estaba intentando combinar

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dos de las más grandes ideas de la física del siglo XX: la teoría especial de la relatividad con la mecánica cuántica. En el ámbito de la relatividad especial, la materia es un tipo de energía, y como toda energía, se puede transformar. De este modo, sería posible cambiar masa en radiación y viceversa. Hasta este punto, sería posible transformar una partícula con masa como el electrón, en una partícula de luz, es decir en un fotón. Sin embargo, el electrón tiene carga eléctrica, y el fotón no la tiene. Entonces surge la necesidad de alguna partícula que permita conservar la carga eléctrica en este proceso, es decir una partícula con las mismas características del electrón, pero con carga eléctrica opuesta (ver Imagen 1).

Imagen 1. La energía de un fotón podría transformarse en la masa del electrón. (a) Un solo fotón se transforma en un electrón. Este proceso no es posible porque no se conservan varias cantidades físicas entre ellas la carga. (b) Para que se conserve la carga y el momentum se necesitan dos fotones, que se pueden transformar en partículas con masa, una puede ser un electrón, pero la otra tiene que ser positiva para que se conserve la carta y la suma total de esta sea cero.

Los trabajos de Dirac desembocaron hacia el año de 1927 en una ecuación que describía el comportamiento cuántico del electrón en el marco de la relatividad especial. Al principio la ecuación tuvo mucho éxito, ya que reproducía el

comportamiento del electrón incluso en regímenes no relativistas y era capaz de predecir ciertas propiedades del mismo, como su espín y momento magnético. Además, se podría decir que la ecuación de Dirac guarda cierta estética y belleza matemática (Farmelo, 2010). Sin embargo, hacia 1928 Dirac se encontró con una aparente inconsistencia en la ecuación. Esta predecía masas negativas, lo cual no parece tener mucho sentido si uno asocia la masa con la cantidad de materia de un objeto (siempre es positiva). A Dirac le tomó casi dos años dar con una explicación a este problema, aunque dicha explicación fue recibida con algo de escepticismo. Para encontrar una forma de entender la explicación dada por Dirac, imagine que el vacío es análogo a una llanura muy extensa. Si se hace un gran agujero en el suelo, entonces la tierra que se sacó formará una gran pila, la cual aparecerá en el paisaje junto con el agujero. Si uno asocia el nivel del suelo con el nivel cero de energía, la pila, que se eleva sobre dicho nivel se puede asociar a una energía positiva, es decir a la partícula. Por otro lado, el agujero, se puede asociar a una energía negativa o una anti-partícula.

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En lugar de imaginar una llanura, Dirac imaginó un mar, lo que ahora se llama el “mar de Dirac”. Las partículas con energía negativa se encontraban en una especie de mar, que es invisible a los niveles de energía normales. La idea es que cuando la partícula saltaba a niveles de energía normales, deja una especie de hueco, un faltante, que se constituye en la anti-partícula. En busca de candidatos para la anti-partícula del electrón, Dirac propuso primero, al protón, la cual era la única partícula positiva conocida hasta ese momento. Dicha propuesta no fue recibida con entusiasmo, dada la diferencia de masas entre el electrón y el protón. El protón es alrededor de mil veces más pesado que el electrón. Después, en su artículo sobre los monopolos magnéticos, Dirac propone la idea de lo que sería el positrón: una partícula idéntica al electrón, pero con carga eléctrica positiva. Posterior a esta publicación no hay evidencia que muestre que Dirac propusiera de forma activa la búsqueda experimental de la partícula que él había teorizado. La prueba experimental de las anti-partículas fue encontrada tiempo después en la observación rayos cósmicos.

Estos rayos cósmicos son radiación tanto electromagnética como partículas, que caen a la atmósfera proveniente del espacio interestelar. Dicha radiación es de muy alta energía e interactúa con la atmósfera.

Imagen 2. Imagen en una cámara de niebla de la creación de un par electrón-positrón. Fuente Physics (2014).

Al chocar contra los átomos de los gases de la atmósfera, los rayos cósmicos producen nuevas partículas reacciones en cadena, lo que lleva cascadas que caen a la superficie terrestre. Entre toda la fauna de partículas que se producen hay positrones. En 1932, una foto tomada con una cámara de niebla, dispositivo que permite visualizar las trayectorias de partículas cargadas, resultó, por casualidad, dando la evidencia de la existencia de las partículas “predichas” por Dirac. Consistía en una traza de una partícula con la misma masa y magnitud de carga del electrón, pero con carga positiva (Imagen 2). Dicha foto fue tomada por Carl Anderson del Instituto

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Tecnológico de California. Al publicar sus resultados, Anderson no menciona la teoría de Dirac o algo similar. Posteriormente dicho descubrimiento sería asociado con los anti-electrones. Actualmente son comunes las aplicaciones como la tomografía de emisión de positrones (PET por sus siglas en inglés), en la que una sustancia con la propiedad de emitir estas partículas

copiosamente y que es preparada de modo tal que puede ser metabolizada por el organismo, se utiliza para producir imágenes tridimensionales de cuerpo humano de manera no invasiva (Manabu, Itho, Fujimoto, Masud, Watanuki & Yanai, 2008).

El enigma de la anti-materia La física que conocemos predice que al producir materia se debe producir una cantidad igual de anti-materia. Se esperaría que este fuera el caso de el Big Bang, lo que resulta en un problema, porque si hubiera igual cantidad de materia que de antimateria en el universo, toda partícula se aniquilaría con una correspondiente anti-partícula, llevando todo lo que conocemos a un colapso en un destello inmenso de energía pura. Una de las claves de este misterio puede relacionarse con las simetrías en la naturaleza. Se esperaría que las leyes de la física fueran las mismas para las partículas que para las anti-partículas. Esto se conoce con la simetría de intercambio carga-paridad –CP (Sutton, s.f.). Sin embargo, en algunos casos particulares la naturaleza no gusta de obedecer esta ley. Un campo de investigación con mucha fuerza en la actualidad, consiste en estudiar si existe una relación entre la violación de la simetría CP en algunos fenómenos y el hecho de que en el universo la materia prevalece sobre la anti-materia. Diversos experimentos han mostrado que algunas desintegraciones radiactivas no producen igual cantidad de partículas que de anti-partículas. Dichas desintegraciones están asociadas con la Interacción electro-débil descrita en el modelo estándar de partículas elementales.

Para entender dicha asociación, hay que saber que ciertas partículas sub-atómicas no son fundamentales sino que poseen estructura, es decir, que están compuestas por otras partículas, siendo estas últimas realmente fundamentales. Los protones, por ejemplo, tienen estructura conformada por lo que se conoce como “quarks”. Estos quarks, interactúan a través de fuerzas electromagnéticas e interacciones fuerte y débil. La fuerza electro-débil sobre los quarks, aparece actuando no en los quárks individuales sino en combinaciones de estos. En 1972 los físicos japoneses Makoto Kobayashi y Toshihide Maskawa

La física que conocemos predice que al producir materia se debe producir una cantidad igual de anti-materia

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propusieron que dicha combinación, implicaría de manera natural la aparición de violación de simetría CP si se tuvieran al menos seis tipos de quarks.

Para la época se conocían cuatro, y de este modo se predijo la existencia de los quarks “botom” en 1977 y “top” en 1992 (Ver Imagen 3).

Figura 3. Modelo estándar de partículas fundamentales. Los quarkst top y bottom fueron encontrados gracias a que se necesitaban para poder explicar la violación de simetría CP. Fuente: Calle Ciencia (2012).

La simetría carga - paridad La violación de simetría CP fue descubierta en 1964 por Cronin y Fitch en los laboratorios de Brookhaven en el estado de Nueva York. El sistema en el que se encontró fue en las partículas conocidas como mesones KS y KL. Estos son partículas neutras que consisten en un quark “down” y un quark “strange” (Christensen, Cronin, Fitch & Turlay, 1964). Esta simetría es la combinación de dos simetrías fundamentales. La simetría de paridad supone que si en un sistema de coordenadas cambiáramos el signo de las coordenadas (cambiar x por -x) las leyes de la naturaleza deberían ser las mismas. Esto es lo mismo que

decir que las leyes de la naturaleza deberían ser las mismas si se cambia un sistema por su imagen en el espejo. La simetría de carga contempla que, si la carga eléctrica de las partículas se cambiara de positivo a negativo, el universo no sufriría ningún cambio. Se ha encontrado comportamientos de violación de simetría CP en muchos otros sistemas desde entonces. Para realizar estos estudios, se producen partículas de todas las especies utilizando aceleradores de partículas y como se desintegran. Para estudiar los distintos comportamientos entre materia y anti-materria, se contabilizan las desintegraciones de partículas en un canal específico, y se compara el resultado con respecto al proceso análogo para las anti-partículas. Experimentos en el Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés) han mostrado resultados muy interesantes en este sentido. Los últimos anuncios en este sentido muestran el fenómeno de violación de simetría CP en mesones D. Estos son partículas constituidas

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por dos quarks, uno de ellos un quark “charm”. El 21 de marzo de 2019, la colaboración de científicos del experimento LHCb del CERN, publicó la observación de la violación de simetría CP para este sistema, respuesta que se esperaba desde el descubrimiento del quark “charm” en los años 70 (LHCb Collaboration, 2017). El experimento ATLAS de LHC, colaboración a la que pertenece la Universidad Antonio Nariño, también ha contribuido a estos estudios, como por ejemplo encontrando muestras de violación se simetría CP en mesones B0, los cuales son partículas con contenido de quark botom (ATLAS Collaboration, 2012).

Aunque son muchos los casos de violación de simetría CP que se han encontrado desde los años 60 del siglo XX, todavía los parámetros de violación CP medidos no son suficientes para comprender la hegemonía de materia sobre anti-materia en el universo. Es por esto que hace falta mas investigación para poder resolver esta inquietante pregunta. En este sentido, surgen otras preguntas como, por ejemplo, si es distinto el efecto de la gravedad entre materia y anti-materia. Para esto se han construido nuevos experimentos en CERN, como ALPHA-g, dando lugar a átomos de anti-hidrógeno (Alpha, s.f.). Todo este esfuerzo no solo permite avanzar a la ciencia. En lo que no se equivoca Dan Brown en Angeles y Demonios es que la anti-materia puede servir como una nueva fuente de energía, poderosa y limpia. Como siempre, no sabemos a dónde llegaremos al hacernos este tipo de preguntas, pero siempre vale la pena tratarlas de responder.

Referencias Alpha (s.f.). Alpha experiment. Tomado de: [http://alpha.web.cern.ch/]. ATLAS Collaboration (2012). CP Violation measurements with the ATLAS detector. Nuclear Physics B, Vol. 233. Barnet, R., Muehry, H. &Queen, H. (2000). The Charm of Strange Quarks. Oxford: Ed. Springer. Brown, D. (2017). Ángeles y demonios. España: Ed. Planeta. Calle Ciencia (2012). Estructura de la materi. Blog on line de divulgación científica. Disponible en: [https://calleciencia.wordpress.com/tag/javier-cuevas-maestro-cern/)]. Christensen J., Cronin J., Fitch V. & Turlay R. (1964). Evidence for the 2π decay of the K0 Meson, Phys. Rev. Lett., Vol. 13 (138). Farmelo, G. (2010). Did Dirac Predict the Positron? Contemporary Physics, Vol. 51 (2). LHCb Collaboration (2017). Measurement of Matter-Antimatter differences in beauty baryon Decays. Nature Physics, Vol. (13). Manabu, T., Itho M., Fujimoto T., Masud M., Watanuki S. & Yanai K. (2008). Application of positron emission tomography to neuroimaging in sports sciences, Methods, Vol. 45 (4). Physics (2014). Why does the spiral of a positron have a larger radius than that of an electron in this picture in a bubble chamber? Disponible en: [https://physics.stackexchange.com/questions/95918/why-does-thespiral-of-a-positron-have-a-larger-radius-than-that-of-an-electron]. Sutton, C. (s.f.). “CP Violation”, Enciclopedia Britannica. Tomado de: [https://www.britannica.com/science/CP-violation].

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El lhc: una fábrica de partículas para medir The lhc: a factory of particles to be measured Gabriela Navarro Facultad de Ciencias, Universidad Antonio Nariño gabriela.navarro@uan.edu.co

Resumen Palabras clave:

a física de partículas siempre ha sido un tema de interés no sólo para los científicos sino también para el público en general. Conocer cómo está compuesta la materia y cómo es la naturaleza del Universo han sido temas que el hombre siempre se ha cuestionado. En este artículo describiremos brevemente el Modelo Estándar, teoría que explica las propiedades e interacciones entre las partículas elementales, y cómo se hace para medirlas experimentalmente. En particular, nos concentraremos en la descripción del LHC y uno de sus detectores ATLAS, con el cual el grupo Experimental de Altas Energías de la Universidad Antonio Nariño tiene colaboración.

Standard Model, LHC, ATLAS, Higgs.

La teoría de la física de partículas: el modelo Standard La pregunta es: ¿qué hace un físico de partículas, qué estudia, cómo lo hace? Desde la antigüedad, al hombre le interesó no sólo observar los fenómenos naturales que ocurrían a su alrededor, sino también tratar de explicarlos. Una de sus inquietudes era saber de qué estaban formadas las cosas: desde los seres vivos hasta los planetas y galaxias. A través de la historia, los físicos han aprendido, con diferentes experimentos, que la materia se compone de moléculas, y que estas se conforman a su vez por átomos, e incluso que los

Abstract Particle physics has always been a subject of interest not only for scientists but also for the general public. The mankind has always questioned about the nature of the Universe and matter composition. In this article we will briefly describe the Standard Model of particles, theory that explains the properties and interactions between the elementary particles, and how we measure them experimentally. In particular, we will focus on the description of the LHC and one of its detectors ATLAS, and its Collaboration with Universidad Antonio Nariño’s Experimental High Energy group.

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neutrones. Dentro de los leptones encontramos al electrón, quizá el más conocido de todas. Los bosones de Gauge son las partículas intermediarias de las interacciones que pueden darse entre quarks y leptones. El fotón es el intermediario de la interacción electromagnética, los bosones Z y W de la débil y el gluon de la fuerte.

átomos están formados por un núcleo, compuesto de protones, neutrones y electrones. ¿Son estos los componentes fundamentales de la materia? Ahora sabemos que no, que protones y neutrones también tienen estructura: partículas denominadas “quarks”. Un físico de partículas estudia precisamente esto, cuáles son las propiedades de las partículas elementales que componen la materia y cómo interactúan entre ellas. En la naturaleza existen cuatro interacciones fundamentales. La más conocida es la interacción gravitatoria –que se manifiesta entre dos cuerpos que poseen masa– y la electromagnética, presente en fenómenos eléctricos y magnéticos. Las otras dos interacciones son las llamadas débil y fuerte, presentes en decaimientos radiactivos y fuerzas nucleares, respectivamente.

Imagen 1: Modelo estándard de partículas elementales. Fuente: Cultura científica (2014).

En la Imagen 1 se distinguen seis leptones (electrón y el neutrino electrónico, el muon y el neutrino muónico, el tau y el neutrino tauónico), seis quarks ordenados en tres generaciones (up y down, charm y strange, top y bottom), 4 bosones que son los portadores de las cuatro fuerzas fundamentales (fotón, gluón, bosón Z y bosón W), y el bosón de Higgs que es el encargado de proporcionar la masa a todas la demás partículas.

En los años 60 se propuso una teoría que describe a las partículas elementales y sus interacciones electromagnética, débil y fuerte: el Modelo Estándar (Glashow, 1961; Weinberg, 1967; Salam, 1968; Altarelli, 2005). El contenido de partículas elementales del ME se ilustra en la figura 1. Los quarks vienen en seis sabores diferentes y se combinan para formar otras partículas llamadas en general hadrones, como por ejemplo protones o

Ahora bien, el ME no predice que estas partículas tengan masa. De los experimentos se sabe que los electrones, protones y neutrones tienen masa, por ejemplo. Además, la descripción de las interacciones electromagnética y débil como tal no es exacta, ya que no describe las diferencias entre ambas. En 1964, tres grupos independientes estudiaron este problema e introdujeron el llamado mecanismo de Brout-Englert-Higgs (Higgs, 1964), que permite romper la simetría

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entre la interacción electromagnética y débil y como consecuencia se generan las masas de las partículas y aparece un nuevo Bosón, denominado Bosón de Higgs.

Existen aceleradores de partículas de diferentes clases y con el transcurso de los años, se han ido incorporando mejoras que han permitido descubrir más y más partículas como así también medir sus propiedades físicas.

Todas estas partículas han sido descubiertas a lo largo de los años en diferentes experimentos, comprobando las hipótesis del ME con gran precisión. Si bien el ME ha resultado muy exitoso en sus predicciones, los físicos saben que no es para nada el modelo que explica todos los fenómenos observados en la actualidad. Por ejemplo, la presencia de la materia oscura o la oscilación de neutrinos, fenómenos comprobados experimentalmente. A lo largo de los años, los físicos teóricos han propuesto una gran cantidad de teorías que explicarían estos fenómenos, las cuales implican la presencia de nuevas partículas. Estas teorías se denominan, en general, física más allá del ME o simplemente nueva física.

Actualmente, los físicos viven una época muy activa desde que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) (Evans & Bryant, 2008) entró en funcionamiento a fines de 2009. Se trata del acelerador de partículas más grande y poderoso construido hasta ahora y se encuentra situado en el Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN), en la frontera entre Suiza y Francia. Consiste de un anillo de imanes superconductores de 27 km de circunferencia, a través del cual circulan protones en direcciones opuestas, que son acelerados para incrementar su energía antes de hacerlos colisionar. La colisión de estos haces de protones se realiza en cuatro puntos diferentes, donde se sitúan 4 detectores denominados ATLAS, CMS, Alice y LHCb (Imagen 3). Los dos primeros están diseñados para propósito múltiple, mientras que Alice y LHCb pretenden estudiar fenómenos particulares (el plasma de quark-gluons y la física del quark b, respectivamente). Para construir y mantener en funcionamiento estos detectores, se forman

Los experimentos: el lhc ¿Pero en qué consisten estos experimentos que confirman la existencia de las partículas y miden sus propiedades? La idea principal es hacer colisionar dos partículas que se mueven con gran velocidad y estudiar los resultados de esa colisión (Ver Imagen 2). Es como romper algo que para saber de qué está compuesto.

Imagen 2: Representación de la colisión entre 2 protones, desde la cual se produce una nueva partícula que luego decae a dos muones. Fuente: CMS-CERN (s.f.).

Para ello se utilizan los aceleradores de partículas, que son máquinas que utilizan campos electromagnéticos para acelerar partículas cargadas.

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analizar los datos del detector ATLAS, comúnmente llamada Colaboración ATLAS, desde el 2007. Se trata de una colaboración de aproximadamente 3000 físicos y estudiantes de doctorado pertenecientes a alrededor de 175 Instituciones alrededor del mundo.

colaboraciones que involucran muchos científicos pertenecientes a diferentes institutos de investigación o universidades de alrededor del mundo. Los científicos de estas colaboraciones son quienes analizan los datos obtenidos de los detectores como así también se encargan de la operación y mantenimiento de los mismos.

ATLAS es un detector diseñado para la búsqueda del Bosón de Higgs, entre otros objetivos (Aad et al., 2008a). Se encuentra ubicado 100 metros bajo tierra y pesa alrededor de 7000 toneladas (Imagen 4). Se compone de seis sub-detectores ubicados en capas alrededor del punto de colisión de los protones que permiten la medición de las diferentes propiedades de las partículas que surgen de dicha colisión.

Los períodos de toma de datos del LHC se denominan “Run”: del año 2010 al 2013 (Run 1); y del año 2015 al 2018 (Run 2). Actualmente, el LHC no se encuentra en funcionamiento ya que se vienen acondicionando acelerador y detectores para las condiciones que se tendrán durante el Run 3 (previsto para los años 20212023).

La UAN en el experimento atlas

Figura 4: El detector ATLAS es uno de los dos más grandes experimentos del LCH. Sus cuatro principales componentes son el detector interno, el calorímetro, el espectrómetro de muones y el sistema de imanes. Fuente: CMS-CERN (2014)

El grupo experimental de altas energías de la UAN hace parte de la colaboración creada para

En estos años de funcionamiento Run 1 y 2 del LHC, el detector ATLAS ha publicado muchos resultados que incluyen mediciones muy precisas de parámetros del ME (Aaboud et al., 2018a, 2018b) y gran cantidad de búsquedas de nuevas partículas (Aaboud et al., 2019a, 2019b, 2018c), no predichas por el ME. Pero sin duda el resultado de mayor impacto hasta el momento ha sido el descubrimiento del Bosón de Higgs, partícula que hasta ese momento había sido esquiva en los aceleradores anteImagen 3: Vista general del Large Hadron riores. En julio del 2012, la Colaboración Collider (LHC) bajo la ciudad de Ginebra (Suiza), ATLAS y la colaboración CMS anuncon sus cuatro principales experimentos: ATLAS, CMS, ALICE y LHCb. Fuente: CMS-CERN (2014). ciaron el descubrimiento de una nueva

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partícula (Aad et al., 2012; Chatrchyan et al., 2012) en la búsqueda del Bosón de Higgs del ME. Con el tiempo se confirmó que esta partícula tiene las propiedades del Bosón de Higgs del ME y se han comenzado a medir sus propiedades físicas (Aaboud et al., 2019c, 2018d, 2018e, 2018f, 2018g, 2018h).

y utilizada posteriormente en los diferentes análisis. Resulta entonces muy importante que la eficiencia del trigger sea alta para que el detector almacene datos relevantes y que sean de utilidad.

El grupo de la UAN (Imagen 5) ha hecho diferentes contribuciones desde su vinculación con la Colaboración ATLAS, tanto en estudios del funcionamiento del detector como en diferentes análisis de búsquedas de nuevas partículas.

Cuando el LHC comenzó sus actividades, las colaboraciones dedicaron un tiempo para calibrar el funcionamiento del detector. Durante el Run 1, el grupo participó en la calibración de la medición de la energía de los llamados jets, que son chorros de partículas hadrónicas que resultan de las colisiones protónprotón (Aad et al., 2008b). Durante el Run 2, el grupo colaboró en la medición de la eficiencia con la que el detector identifica electrones de baja energía (Aaboud et al., 2019d). En cuanto a análisis de búsquedas de nuevas partículas, durante el Run 1, el grupo hizo parte de un análisis de búsqueda de bosones Higgs con carga eléctrica (Aaboud et al., 2016) y bosones de Higgs decayendo a partículas neutras (sin carga eléctrica) (Aad et al., 2015), que no están predichos por el ME y de ser encontrados, sería indicio de nueva física. Con los datos provenientes del Run 2, el grupo acaba de finalizar una búsqueda de leptones pesados y neutros,

Figura 5: De izquierda a derecha y de arriba a abajo: Gabriela Navarro, Carlos Sandoval, Deywis Moreno y Yohany Rodríguez, integrantes del grupo experimental de altas energías de la UAN y quienes en su mayoría han permanecido activos en la colaboración internacional del experimento ATLAS. Fuente: archivo particular.

Durante el período anterior a la puesta en funcionamiento del LHC, el grupo estuvo enfocado en particular en estudios que evalúan la eficiencia del funcionamiento del trigger de electrones y fotones del detector. El trigger es un componente esencial de un detector ya que es el responsable de seleccionar en primera instancia la información que puede ser relevante y de interés físico para ser almacenada

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que también corresponde a búsquedas de física más allá del ME (Navarro et al., 2019).

con relación a las energías nunca antes exploradas. La colaboración con el detector ATLAS le ha permitido al grupo de la UAN ser partícipe de un momento histórico en la Física de Altas Energías. Muchos resultados aún están por darse en los próximos años, estemos atentos a las novedades en este campo.

El LHC ofrece una oportunidad única en el estudio sobre la naturaleza de nuestro universo

Referencias Aaboud, M. et al. (2016). Search for charged Higgs bosons in the H± → tb decay channel in pp collisions at √s = 13TeV using the ATLAS detector (ATLAS Collaboration). Journal of High Energy Physics, 127 [doi.org/10.1007/ JHEP03(2016)127]. Aaboud, M. et al. (2018a). Measurement of the Zγ → ννγ production cross section in pp collisions at √s = 13 TeV with the ATLAS detector and limits on anomalous triple gauge-boson couplings (ATLAS Collaboration). J. High Energ. Phys. 12(10) [doi:10.1007/JHEP12(2018)010]. Aaboud, M. et al. (2018b). ZZ → ℓ+ℓ−ℓ’+ℓ’− cross-section measurements and search for anomalous triple gauge couplings in 13 TeV pp collisions with the ATLAS detector (ATLAS Collaboration). Phys. Rev. D 97, 032005. [doi:10.1103/PhysRevD.97.032005]. Aaboud, M. et al. (2018c). Search for charged Higgs bosons decaying via H± → τ±ντ in the τ+jets and τ+lepton final states with 36 fb−1 of pp collision data recorded at √s = 13 TeV with the ATLAS experiment (ATLAS Collaboration). J. High Energ. Phys. 139 [https://doi.org/10.1007/JHEP09(2018)139]. Aaboud, M. et al. (2018d). Measurement of the Higgs boson mass in the H→ZZ* →4l y H→γγ channels with √s = 13TeV pp collisions using the ATLAS detector (ATLAS Collaboration). Physics Letters B, 784. [doi. org/10.1016/j.physletb.2018.07.050]. Aaboud, M. et al. (2018e). Combined measurement of differential and total cross sections in the H→γγ channels and the H→ZZ* channels→4l decay channels at √s = 13TeV with the ATLAS detector (ATLAS Collaboration). Physics Letters B, 786, 114. [doi.org/10.1016/j.physletb.2018.09.019]. Aaboud, M. et al. (2018f). Measurements of Higgs boson properties in the diphoton decay channel with 36 fb-1 of pp collision data at √s = 13TeV with the ATLAS detector (ATLAS Collaboration). Phys. Rev. D, 98, 052005 [doi/10.1103/PhysRevD.98.052005 s08001]. Aaboud, M. et al. (2018g). Observation of H→bb decays and VH production with the ATLAS detector (ATLAS Collaboration). Physics Letters B, 786, 59. [doi.org/10.1016/j.physletb.2018.09.013]. Aaboud, M. et al. (2019a). Search for squarks and gluinos in final states with hadronically decaying τ-leptons, jets, and missing transverse momentum using pp collisions at √s =13 TeV with the ATLAS detector (ATLAS Collaboration). Phys. Rev. D 99, 012009 [doi:10.1103/PhysRevD.99.012009]. Aaboud, M. et al. (2019b). Search for long-lived particles produced in pp collisions at √s = 13 TeV that decay into displaced hadronic jets in the ATLAS muon spectrometer (ATLAS Collaboration). Phys. Rev. D 99, 052005. [doi: https://doi.org/10.1103/PhysRevD.99.052005]. Aaboud, M. et al. (2019c). Measurements of gluon-gluon fusion and vector-boson fusion Higgs boson production cross-section in the H→WW* → eνμν decay channel in pp collisions at √s = 7TeV with the ATLAS detector (ATLAS Collaboration). Physics Letters B, 789. [doi.org/10.1016/j.physletb.2018.11.064]. Aaboud, M. et al. (2019d). Electron reconstruction and identification in the ATLAS experiment using the 2015 and 2016 LHCproton–proton collision data at √s = 13TeV (ATLAS Collaboration). Tomado de: [https://arxiv.org/ abs/1902.04655v1].

Revista SayWa, vol 1 No. 2, julio-dic. 2019 Aaboud, M. et al. (ATLAS Collaboration) (2018h). Observation of Higgs boson production in association with a top quark pair at the LHC with the ATLAS detector. Physics Letters B, 784, 173. [doi.org/10.1016/j.physletb. 2018.07.035]. Aad, G. et al. (2008a). The ATLAS Experiment at the CERN Large Hadron Collider (ATLAS Collaboration) JINST, 3, S08003 [doi:10.1088/1748-0221/3/08/S08003]. Aad, G. et al. (2008b). Expected Performance of the ATLAS Experiment - Detector, Trigger and Physics. Tomado de: [https://arxiv.org/abs/0901.0512]. Aad, G. et al. (2012). Combined search for the Standard Model Higgs boson using up to 4.9 fb-1 of pp collision data at √s = 13 TeV with the ATLAS detector at the LHC (ATLAS Collaboration). Physics Letters B, 710(1). [doi. org/10.1016/j.physletb.2012.02.044]. Aad, G. et al. (2015). Search for invisible decays of the Higgs boson produced in association with a hadronically decaying vector boson in pp collisions at √s = 8TeV TeV with the ATLAS detector (ATLAS Collaboration). Eur. Phys. J. C, 75:337 [doi.org/10.1140/epjc/s10052-015-3551-1]. Altarelli, G. (2005). The Standard Model of Particle Physics. Tomado de: [arxiv.org/abs/hep-ph/0510281]. Chatrchyan, S. et al. (2012). Combined results of searches for the Standard Model Higgs boson in pp collisions at √s = 7TeV. Physics Letters B, 710(1). 37(CMS collaboration). Revista. SayWa, vol 1, #2, julio-diciembre 2019 [doi. org/10.1016/j.physletb.2012.02.064]. CMS-CERN (2014). Overall view of the LHC. The CMS Experiment at CERN. Disponible en: [https://cds.cern.ch/ record/1708847]. CMS-CERN (s.f.). The weak mixing of light and heavy. The CMS Experiment at CERN. Disponible en: [https://cms. cern/news/weak-mixing-light-and-heavy]. Cultura científica (2014). Del modelo standard. Culturacientifica.com – Cuaderno de cultura científica. Disponible en: [https://culturacientifica.com/2014/06/17/del-modelo-estandar/]. Evans, L. & Bryant, P. (2008). LHC Machine. Journal of Instrumentation, 3(08). [doi:10.1088/1748-0221/3/08/]. Glashow, S. (1961). Partial-symmetries of weak interactions. Nuclear Physics, 22(4), pp. 579-588 [doi:10.1016/00295582(61)90469-2]. Higgs, P. (1964). Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons. Physical Review Letters, 13(16), pp. 508-509 [doi:10.1103/physrevlett.13.508]. Salam, A. (1968). Elementary particle physics: Relativistic groups and analyticity. Proceedings of the eighth Nobel symposium held May, 1968 at Lerum, Sweden. Stockholm: Almquvist & Wiksell. Weinberg, S. (1967). A Model of Leptons. Physical Review Letters, 19(21), pp.1264-1266 [doi:10.1103/physrevlett19.1264].

Gabriela Alejandra Navarro Busso Gabriela Navarro es profesora asociada e investigadora del grupo experimental de física de altas energías de la Universidad Antonio Nariño. Es miembro de la colaboración internacional del experimento ATLAS desde el año 2007. Obtuvo su título en física en la Universidad de Buenos Aires en Argentina y su doctorado en el año 2007 en la misma Universidad.

Foto: LHC- Atlas. CERN

Personajes UAN Deywis Moreno López: de la UAN al CERN Angélica Gómez

Docente facultad de Ciencias Universidad António Nariño am.gomez@uan.edu.co

l profesor Deywis Moreno López es un científico colombiano comprometido con dos de los más grandes experimentos de la física actual en el mundo Es docente de la Facultad de Ciencias de la Universidad António Nariño. Con sus investigaciones ha logrado resaltar el nombre de la Universidad, de Colombia, y de su grupo de investigación “Experimental High Energy Physics”, méritos que lo hacen hoy un personaje UAN.

Imagen 1. Deywis Moreno Lopez. Foto: Deep Underground Neutrino Experiment -DUNE.

Revista.SayWa, vol 1 #2, julio-dic. 2019

Científico colombiano comprometido con dos de los más grandes experimentos de la física actual en el mundo

Su amplia formación inicia como profesional en física en la Universidad Nacional de Colombia, es Magister y Doktor derNaturwissenschaften (Dr. rer.nat) en física de partículas de la Universidad Johanes Gutenberg en Alemania, partícipe del experimento internacional ATLAS del LHC (Large Hadron Collider) y parte del equipo diseñador del futuro experimento internacional DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment).

Experimento ATLAS de LHC

El colisionador de hadrones es un acelerador de partículas que consiste en un anillo de 27 kilómetros en donde dos haces de partículas de alta energía viajan a una velocidad cercana a la luz antes de colisionar en cuatro detectores de partículas: ATLAS, CMS, ALICE Y LHCb (CERN, s.f.).

El origen y evolución del universo, de la masa de las partículas; el número de partículas en un átomo, y la existencia del Bosón de Higgs, son algunos de los problemas de pensamiento recientes en la física de partículas, campo de acción en el que se encuentra el Dr. Deywis Moreno López, docente de la Universidad António Nariño y partícipe del experimento internacional ATLAS del LHC.

Imagen 2. Colisionador de hadrones. Fuente: Fernández (2018).

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El detector ATLAS, (de 7000 toneladas, con 46 m de largo, 25 m de alto y 25 m de ancho y ubicado a 100 m bajo tierra cerca al pueblo de Meyrin en Suiza) registra las trayectorias, la energía y el momento de las partículas, lo que permite indentificarlas individualmente gracias a un complejo sistema de adquisición de datos y computación que se utiliza para analizar los eventos de colisión (CERN-ATLAS, s.f.).

Figura 3. Experimento de neutrinos subterráneo profundo (DUNE). Fuente: 100cia.site (2018).

El profesor Deywis Moreno López es un científico colombiano comprometido con dos de los más grandes experimentos de la física actual en el mundo. Es docente de la Facultad de Ciencias de la Universidad António Nariño

Sus Logros El profesor Deywis estuvo vinculado en el equipo ATLAS, trabajando en el cálculo de la sección eficaz de la producción de dos bosones Z a una energía de 8TeV. Dicho análisis de datos le permitió obtener el título alemán equivalente a la maestría y posteriormente el título de Doktor derNaturwissenschaften en física de partículas. La Universidad António Nariño ha brindado al Dr. Deywis un gran respaldo, en términos de brindar el espacio para pertenecer al experimento internacional ATLAS y apoyarlo para culminar su formación académica mediante el programa PFAN (programa de formación de alto nivel) esta formación lo ha llevado a trabajar en el experimento DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment) en el cual se hará uso de detectores para estudiar el comportamiento de los neutrinos, las partículas más numerosas del universo, capaces de

oscilar entre tres estados de la materia y que podrían dar luces sobre la naturaleza de la materia (Agencia EFE, 2017).

Efecto y causa Se espera que la construcción del experimento esté terminada para finales de 2022 y, dado que la proyección de vida útil del detector es de más de 20 años, existe un gran futuro para la física de neutrinos, así como una valiosa oportunidad para que la universidad haga presencia en este campo y, por supuesto, para los estudiantes de la UAN, en diferentes áreas del conocimiento.

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Llegar a trabajar en el CERN, es el fruto de su trabajo de grado en la Universidad Nacional de Colombia, relacionado con la implementación de un sistema de ultra vacío para una cámara de colisiones, el cual constaba de una bomba mecánica seguida de una bomba de aceite para lograr el alto vacío, la tecnología del ultra vacío resulta fundamental para el funcionamiento del colisionador de hadrones, dado que se nece-

sita recrear las condiciones en las que chocan los haces de partículas en el espacio. Incluso esta tecnología es utilizada para situaciones más cotidianas, como aumentar el rendimiento de celdas solares (CERN-LHC, s.f.). La larga trayectoria investigativa y profesional del Dr. Deywis y su vinculación con la Universidad António Nariño han hecho de él un hombre con altas expectativas en cuanto a las aspiraciones para los jóvenes de su país, afirma que mediante el experimento DUNE se pretende lograr que Colombia obtenga una madurez a nivel tecnológico para poder aportar de forma directa al experimento.

Referencias 100cia.site (2018). ¿Qué es el experimento DUNE? Disponible en: [https://www.100cia.site/index.php/fisica/ item/13183-que-es-el-experimento-dune]. Agencia EFE (2017). El experimento DUNE para estudiar los neutrinos da su primer paso en EE. UU. Disponible en: [https://www.efe.com/efe/america/tecnologia/el-experimento-dune-para-estudiar-los-neutrinos-da-su-primer-paso-en-ee-uu/20000036-3332775]. CERN (s.f.) The Large Hadron Collider. CERN Accelerating science. Disponible en: [https://home.cern/science/accelerators/large-hadron-collider]. CERN-ATLAS (s.f.). Atlas. CERN Accelerating science. Disponible en: [https://home.cern/science/experiments/ atlas]. CERN-LHC (s.f.). A vacuum as empty as interstellar space. CERN Accelerating science. Disponible en: [https:// home.cern/science/engineering/vacuum-empty-interstellar-space]. Fernández, I. (2018). ¿Qué tal va el Gran Colisionador de Hadrones? Nobbot. Tecnología para las personas. Disponible en: [https://www.nobbot.com/futuro/que-tal-va-el-gran-colisionador-de-hadrones/].

Ciencia aplicada Plasma rico en plaquetas como terapia alternativa en afecciones dermatológicas Platelet-rich plasma as an alternative therapy in dermatological alterations María Chasoy Estudiante Facultad de Medicina mchasoy323@uan.edu.co

Palabras clave:

William Merchán

Plasma Rico en Plaquetas, Alopecia, Acné, Dermatología.

Estudiante Facultad de Medicina wmerchan331@uan.edu.co

Ana Muñoz Profesor Asistente, Facultad de Ciencias analuisa. munoz@uan.edu.co

Resumen

Abstract

l plasma rico en plaquetas (en adelante, PRP) es un concentrado plaquetario que se obtiene mediante una muestra sanguínea, siendo una opción de tratamiento prometedora frente a una variedad de patologías dermatológicas, por el papel que juega en la reparación de tejidos. En este artículo se pretende dar a conocer su aplicación en la terapia en dos aplicaciones clínicas: alopecia y acné. Aunque la literatura científica sobre este tema en particular no es tan amplia, existen algunos estudios que han demostrado la eficacia de esta opción terapéutica y a su vez resaltan los beneficios de implementar dicha terapia, destacando sus pocos e incluso inexistentes efectos secundarios, demostrando que el PRP puede llegar a ser una opción terapéutica en el tratamiento de afecciones dermatológicas.

Platelet Rich Plasma (PRP) is a platelet concentrate obtained through a blood sample, being a promising treatment option against a variety of dermatological pathologies, since it plays a role in the repair of tissues. This article aims to present its therapeutic application in two clinical applications: alopecia and acne. Although the scientific literature on this particular topic is not as extensive yet, there are some studies that have demonstrated the efficacy of this therapeutic option and in turn highlight the benefits of implementing such therapy, emphasizing its few and even non-existent side effects, demonstrating that PRP can become a therapeutic option in dermatological alterations.

Por otro lado, el uso del PRP resulta ser un tratamiento seguro ya que disminuye la posibilidad de tener algún tipo de rechazo

Introducción El PRP se define como un concentrado plaquetario que se obtiene de una muestra sanguínea después de pasar por un proceso de centrifugado, gracias a esto, se logra obtener una concentración plaquetaria mayor en comparación de los valores basales normales, que puede llegar a ser de hasta de cinco veces mayor que el valor basal. Las plaquetas contienen en sus gránulos alfa factores de crecimiento que luego de su activación son liberados, algunos de los factores de crecimiento más abundantes son el factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF, por sus siglas en inglés); el factor de crecimiento insulínico tipo 1 (IGF-1); el factor de crecimiento fibroblástico (FGF); el factor de crecimiento transformante beta (TGF-B); el factor de crecimiento endotelial vascular (VEGF); y el factor de crecimiento ectodérmico (EGF). Todos estos factores de crecimiento se encargan de ayudar a mantener el ambiente preciso y necesario para lograr la reparación de un tejido, por medio de diferentes mecanismos que conllevan a que se favorezcan procesos

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como la angiogénesis, síntesis de colágeno, proliferación y diferenciación de células mesenquimales, quimiotaxis, migración celular y formación de tejido de granulación. Por otro lado, el uso del PRP resulta ser un tratamiento seguro ya que disminuye la posibilidad de tener algún tipo de rechazo o efecto secundario, pues se obtiene por medio una muestra sanguínea de origen autólogo (Merchán, Chasoy, Alfonso, Gómez & Muñoz, 2019; Gómez, Casas & Merchán, 2017), minimizando la posibilidad de contraer enfermedades infecciosas o reacciones inmunológicas de rechazo.

Acné El acné en una enfermedad donde se evidencian procesos inflamatorios como pápulas, pústulas y comedones que generalmente pueden aparecer en todo el cuerpo, siendo más común observar mayormente afectadas las zonas de la cara, espalda y tórax, ya que son áreas de alta concentración de glándulas pilosebáceas. Este trastorno de la piel afecta tanto a hombres como mujeres, sobre todo, entre los 11 y los 30 años, y tiene además como principal consecuencia la generación de cicatrices, que dependiendo de factores intrínsecos y extrínsecos, tendrán un nivel de severidad diferente y por consiguiente un impacto en la autoestima de quien las padece (Gómez et al., 2017; Zhu et al., 2013). En la actualidad existen múltiples tratamientos para el acné y para las cicatrices resultantes del mismo, entre los tratamientos más conocidos se encuentran: terapia con láser, dermoabrasión, exfoliación química, tratamiento tópicos como retinoides y antibióticos, sin embargo estas opciones terapéuticas presentan limi-

El plasma rico en plaquetas (PRP) es un concentrado plaquetario que se obtiene mediante una muestra sanguínea taciones, pues no logran erradicar por completo la enfermedad y además de ello generan efectos secundarios que muchas veces impiden la continuación y finalización del tratamiento (Gómez et al., 2017; Chawla, 2014; Zhu et al., 2013). El PRP se ha utilizado como opción terapéutica tanto para el acné como para las cicatrices derivadas de éste. Gómez et al, en la Universidad Antonio Nariño, trataron a un paciente de 21 años de edad quien presentaba acné papulopustuloso moderado (Imagen 1ª), en el marco de un estudio piloto avalado por el comité de ética institucional y previa firma del consentimiento informado por el paciente. Para ello el paciente fue tratado con PRP en tres sesiones, con intervalo entre cada sesión de un mes, evidenciando mejorías tanto en la reducción de las lesiones como la apariencia de la piel (Gómez et al., 2017).

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Un año después de la finalización del tratamiento, debido a la exacerbación moderada de las lesiones, que nunca llegó a los niveles de iniciales, se realizó un refuerzo del tratamiento, que consistió en 4 sesiones de aplicación de PRP, también con intervalo de un mes entre cada una. Como resultado se logró una reducción notable de las nuevas lesiones inflamatorias, así como de las cicatrices, comprobando la eficacia del PRP como opción terapéutica, ya que se evidenció una mejoría clínica en cuanto a las cicatrices y lesiones residuales (imagen 1B). Adicional a esto el paciente manifestó tener un grado de satisfacción de 9 después del tratamiento, obtenido de una escala analógica de 0 a 10 (Imagen 3). Para el tratamiento del acné, el PRP también se ha empleado en combinación con otras estrategias terapéuticas, lo cual ha potenciado sus sus efectos. En un estudio se comparó el uso de la microdermoabrasión junto a PRP frente a la microdermoabrasión pero con vitamina C, donde los mejores resultados fueron obtenidos con la microdermoabrasióny PRP, siendo éste un buen tratamiento para varios tipos de cicatrices producidas por el acné (Chawla, 2014).

Como resultado se logró una reducción notable de las nuevas lesiones

Imagen 1. Paciente con acné papulopustuloso moderado, tratado con PRP. A. Imagen de las lesiones al momento de inicio del tratamiento (Gómez et al., 2017). B. Imagen de las lesiones al finalizar el refuerzo del tratamiento un año después. Fuente: archivo particular.

Alopecia La alopecia es una patología bastante común que se caracteriza por la pérdida de cabello, existen varios tipos de alopecia, siendo el tipo más común el de alopecia androgénica, causada por factores hormonales así como predisposición genética, afectandotanto a hombres como a mujeres en un 45% y 35%, respectivamente. En la actualidad, existen dos medicamentos aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA, por sus siglas en inglés): el Finasteride® y el Minoxidil® (Adil & Godwin, 2017; Stevens & Khetarpal, 2019). Aunque existen estas alternativas terapéuticas, se presentan efectos secundarios asociados a su empleo, como dolores de cabeza, aumento de vello en partes donde en general no crece (hipertricosis), y la posibilidad de pérdida del deseo sexual o de la libido (Merchán et al., 2019).

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Por ello se han establecido alternativas no convencionales para el tratamiento de la alopecia, una de ellas es el tratamiento con PRP, ya que hasta ahora no se han asociado efectos secundarios, y por el contrario se ha demostrado mejoría clínica en varios casos estudiados (Merchán et al., 2019). Por ejemplo, en un estudio se trataron a 23 pacientes, de género masculino, que padecían alopecia androgénica, en quienes aplicaron PRP durante tres meses, tras los cuales se evidenció un aumento en el volumen del cabello (Gentile et al., 2015).

la cual posteriormente fue centrifugada a 1500 revoluciones por minuto durante 10 minutos (Centrífuga ThermoScientific CL10®), tras los cuales, en cabina de flujo laminar (para evitar contaminaciones) se recogió el PRP de la parte media del tubo. Después de todo el esquema de tratamiento se evidenció su eficacia, determinada por la disminución del área alopécica y por el aumento del volumen del cabello (Imagen 2), sin embargo los resultados indican que sería pertinente continuar con los refuerzos cada seis meses. Adicional a ello se obtuvo el grado de satisfacción de la paciente, por medio de una escala analógica de 0 a 10 (Imagen 3), siendo éste de ocho. A

Integrantes del semillero de Medicina Regenerativa de la Universidad Antonio Nariño, en el marco de un estudio piloto avalado por el comité de ética institucional y previa firma del consentimiento informado por la paciente, trataron con PRP de origen autólogo, a una paciente de 31 años con diagnóstico de alopecia androgénica de 7 años de evolución. Para ello se realizaron cuatro sesiones con un mes de intervalo entre cada una y un posterior refuerzo a los seis meses. En cada sesión se procedió de la misma forma, primero se le tomó una muestra sanguínea de 50mL en tubos vacutainer® con citrato como anticoagulante,

Imagen 2: Paciente con alopecia androgénica de siete años de evolución, tratada con PRP. A. Imagen al inicio del tratamiento. B. Seis meses después del inicio del tratamiento.

Conclusiones El PRP es una buena opción terapéutica para varias alteraciones dermatológicas, dado el importante rol que juega en la reparación de los tejidos, gracias a sus factores de crecimiento. Los componentes del PRP, celulares tanto como moleculares, favorecen la reparación tisular al aumentar la multiplicación celular y estimular la formación de nuevos vasos sanguíneos. Existen varios estudios, in vitro y clínicos, donde se han evidenciado resultados favorables de su

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Semillero de investigación de medicina regenerativa, UAN

uso, sin embargo, en la actualidad hacen falta publicaciones que incluyan un mayor número de casos para garantizar la eficacia y la seguridad de este tratamiento tanto a corto como a largo plazo, así como para estandarizar los protocolos de su aplicación.

Este semillero se encuentra activo desde 2015 gracias a la participación y motivación de estudiantes de los programas de Medicina y Bioquímica de la UAN, quienes, en su inmersión en el mundo científico desarrollan estudios tanto in vitro como clínicos, a través de una consolidación académica que repercute en el mejoramiento de la calidad de vida de la población.

En este estudio se logró evidenciar la eficacia de este concentrado plaquetario, tanto en el tratamiento de acné como de alopecia, obteniendo una alta satisfacción del tratamiento por parte de los pacientes lo cual garantiza la adherencia al tratamiento, por otro lado, no se recibieron comentarios respecto a efectos secundarios durante ni después de la aplicación.

En este estudio se logró evidenciar la eficacia de este concentrado plaquetario

ESCALA VISUAL ANÁLOGA DE SATISFACCIÓN

Imagen 3: Escala visual análoga de satisfacción, adaptada por los autores, aplicada para evaluar el grado de satisfacción con el tratamiento en los dos pacientes tratados con PRP.

Imagen 4. Miembros actuales del semillero de medicina regenerativa.

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Referencias Adil, A. & Godwin, M. (2017). The effectiveness of treatments for androgenetic alopecia: A systematic review and meta-analysis. Journal of the American Academy of Dermatology, 77(1), pp. 136–141.e5 [doi.org/10.1016/j. jaad.2017.02.054]. Chawla, S. (2014). Split face comparative study of microneedling with PRP versus microneedling with vitamin C in treating atrophic post acne scars. Journal of Cutaneous and Aesthetic Surgery, 7(4), 209. [doi.org/10.3109/ 09546634.2014.933167]. Gentile, P., Garcovich, S., Bielli, A., Giovanna, M. & Orlandi, A. (2015). Tissue Engineering and Regenerative Medicine tissue engineering and regenerative medicine The Lymph Node as a New Site for. StemCellsTranslational Medicina, 4, pp. 1317–1323. Gómez, L. A., Casas, V. & Merchán, W. H. (2017). The use of platelet-rich plasma in the treatment of acne and its scars: a pilot study. Surgical & Cosmetic Dermatology, 9(2), pp. 156–159 [doi.org/10.5935/scd19848773.201792932]. Merchán, W. H., Chasoy, M. E., Alfonso, C. A., Gómez, L. A. & Muñoz, A. L. (2019). Platelet-Rich Plasma, a powerful tool in dermatology. Journal of Tissue Engineering and Regenerative Medicine, 1–10 [doi.org/10.1002/ term.2832]. Stevens, J. & Khetarpal, S. (2019). Platelet-rich plasma for androgenetic alopecia: A review of the literature and proposed treatment protocol. International Journal of Women’s Dermatology, 5(1), pp. 46–51. [doi. org/10.1016/j.ijwd.2018.08.004]. Zhu, J. T., Xuan, M., Zhang, Y. N., Liu, H. W., Cai, J. H., Wu, Y. H. & Cheng, B. (2013). The efficacy of autologous platelet-rich plasma combined with erbium fractional laser therapy for facial acne scars or acne. Molecular Medicine Reports, 8(1), pp. 233–237. [doi.org/10.3892/mmr.2013.1455].

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El progreso de síntomas de enfermedad en plantas de yuca in vitro causado por Xanthomonas phaseoli pv. manihotis

The progress of disease symptoms on in vitro cassava plants caused by Xanthomonas phaseoli pv. manihotis Andrea Camargo Grupo de investigación ciencias biológicas y químicas Universidad Antonio Nariño.

Camilo E. López Carrascal Grupo de investigación Manihot Biotec, Universidad Nacional de Colombia.

Paula Díaz Facultad de Ciencias, Universidad Antonio Nariño. padiazta@uan.edu.co Palabras clave:

Añublo bacteriano, AUDPC, Bacteriosis vascular de la yuca, Xanthomonas axonopodis pv. manihotis. Keywords:

AUDPC, Cassava bacterial blight, Xanthomonas axonopodis pv. Manihotis.

ste artículo expone algunos estudios de la bacteria fitopatógena que causa la bacteriosis vascular de la yuca, Xanthomonas phaseoli pv. manihotis. Se muestran resultados del seguimiento de síntomas de la enfermedad en plantas de yuca adultas en condiciones de invernadero e in vitro.

Resumen La bacteria fitopatógena Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm) es el agente causal de la bacteriosis vascular de la yuca, enfermedad que se ha reportado en todas las regiones donde se cultiva yuca. Xpm se ha considerado un patógeno de riesgo medio debido a los altos índices de diversidad y a las altas tasas de migración que presentan sus poblaciones. Tradicionalmente, para la determinación del comportamiento patogénico de aislamientos de Xpm se han empleado plantas de yuca obtenidas a partir de estacas y crecidas en invernadero. En este trabajo se utilizaron plantas de yuca crecidas in vitro para la determinación de la resistencia o susceptibilidad a tres aislamientos de Xpm y se compararon los resultados con el mismo ensayo realizado con plantas obtenidas a partir de estacas. Los resultados muestran que el comportamiento general y síntomas de las plantas crecidas in vitro inoculadas con Xpm es similar y existe una correspondencia con la determinación de resistencia o susceptibilidad al obtenido con las plantas provenientes de estacas.

Abstract TThe phytopathogenic bacterium Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm) is the causal agent of cassava bacterial blight, a disease that has been reported in all regions where cassava is grown. Xpm has been considered a medium risk pathogen due to the high diversity indexes

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La yuca, también llamada mandioca o tapioca, es un alimento básico importante en América Latina

and the high migration rates of its populations. Traditionally, adult cassava plants grown in the greenhouse have been used to determine the pathogenic behavior of Xpm isolates. In this work in vitro grown cassava plants were used to determine the resistance or susceptibility to three Xpm isolates and the results were compared with the same test with adult cassava plants. The results show that, although the values of AUDPC are higher for in vitro plants, there is a correspondence regarding the determination of resistance or susceptibility compared with adult plants.

a las harinas producidas a partir de cereales. En los últimos años, se ha visto un creciente interés en el mejoramiento de las variedades de yuca para América Latina, con el objeto de contribuir a la seguridad alimentaria en Colombia y otros países latinoamericanos productores de yuca (CIAT, 2016a, 2016b). La planta de yuca se caracteriza por crecer en suelos ácidos, de escasa fertilidad y es capaz de soportar largos periodos de sequía y altas temperaturas, por lo que se ha considerado como un cultivo resiliente al cambio climático. Sin embargo, no puede tolerar encharcamientos ni condiciones de alta salinidad del suelo (El-sharkawy, 2003). A pesar de las ventajas de este cultivo, se puede ver afectado por algunas enfermedades que alteran considerablemente el crecimiento de la planta y la producción. Se han reportado una serie de virus, hongos y bacterias que limitan la producción de yuca. Los virus causantes de la enfermedad del mosaico y la raya café de la yuca han sido particularmente devastadores para la producción de yuca en África (Owor et al., 2004). Entre las bacterias que afectan los cultivos de yuca están: Xanthomonas campestris pv. cassavae (la mancha angular de la hoja), Pectobacterium carotovorum (la pudrición bacteriana del tallo) y Xanthomonas axonopodis pv. manihotis (Xam), recientemente re-nombrada Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm), el agente causal de la enfermedad más importante de este cultivo, la bacteriosis vascular o añublo bacteriano de la yuca (Álvarez et al., 2002; McCallum, Anjanappa & Gruissem, 2017). Este patógeno se ha reportado en todas las regiones tropicales y subtropicales donde

El hospedero: la yuca La yuca, también llamada mandioca o tapioca, es un alimento básico importante en América Latina, principalmente en Colombia, Brasil y Paraguay. El alto contenido de almidón en las raíces de la yuca, no sólo proporciona calorías para la población humana de países tropicales, sino que también es utilizado en la industria para diversos fines, entre ellos la producción de bioetanol e incluso actualmente para la producción bolsas libres de plástico. Adicionalmente, de las raíces de yuca se obtiene harina libre de gluten, por lo que se ha popularizado en países occidentales como una alternativa

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se cultiva la yuca y puede causar pérdidas de producción entre el 50% y 75% del cultivo de yuca, si no se utilizan medidas fitosanitarias de control (Verdier et al., 2004).

son, la siembra de material vegetal libre de Xpm y el uso de variedades resistentes.

La enfermedad: bacteriosis vascular de la yuca

La bacteria patógena: Xanthomonas phaseoli pv. manihotis

La bacteriosis vascular se distribuye extensamente tanto en África como en América del Sur, Asia y Oceanía. En Colombia, esta enfermedad fue muy destructiva en 1971; desde entonces, se informa de su presencia en las principales zonas de cultivo de la yuca en el país (Lozano & Sequeira, 1974; Trujillo et al., 2014). Los síntomas característicos de esta enfermedad son las manchas angulares de las hojas, el tizón, quemazón, marchitez, la exudación y la necrosis vascular del tallo finalizando con la muerte descendente de la planta (Lozano, 1973). La severidad de la enfermedad varía mucho según el clima, la fertilidad del suelo, la variedad empleada y también la cantidad de bacteria presente en la zona (Verdier, 2002). Dentro de las medidas fitosanitarias para el control del añublo bacteriano se encuentra la rotación de cultivos y la siembra de estacas al finalizar las épocas de lluvia para evitar la diseminación del patógeno (Xpm) el cual, por las salpicaduras de las gotas de lluvia se dispersa fácilmente (Lozano, 1973; Verdier, 2002). Debido a que Xpm no tolera temperaturas superiores a 50°C, otra medida fitosanitaria de control empleada es el tratamiento de las estacas con calor (Ramírez, Álvarez & Marmolejo, 1999). Por otro lado, se ha observado que los métodos de control biológico (por antagonistas) y de control químico (utilización de compuestos cúpricos) son ineficientes para controlar la enfermedad (Verdier, 2002). Sin embargo, se ha implementado el uso de fertilizantes con potasio para aumentar la resistencia al patógeno. Las estrategias más eficientes para controlar la bacteriosis vascular

Esta bacteria se encuentra en la posición seis del top diez de las bacterias patógenas de plantas (Mansfield et al., 2012). Xpm es un patógeno sistémico y epífito, se introduce en la planta a través de los estomas y otras heridas, principalmente coloniza los espacios intercelulares en el mesófilo de la hoja donde se multiplica rápidamente por división celular, esto destruye el tejido y produce gran cantidad de exopolisacáridos (Boher & Verdier, 1994). Esta rápida multiplicación de Xpm produce una colonización de la lámina y conduce a la formación de manchas angulares de hojas. Al penetrar la cutícula de la hoja, Xpm segrega ácido 3-metiltiopropiónico, una toxina que provoca la quemazón angular en la hoja (Verdier, 2002). Por otro lado, la información de la secuencia del genoma de Xpm ha permitido encontrar que esta bacteria cuenta con diversos sistemas de secreción que le permiten enviar proteínas de patogenicidad al apoplasto y a la célula vegetal para causar enfermedad en la planta (Arrieta-Ortiz et al., 2013; Medina et al., 2017).

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Estudios recientes sobre la diversidad de las poblaciones de Xpm han encontrado que las poblaciones son dinámicas, diversas e inestables a lo largo del tiempo, principalmente en los cultivos de la Costa Caribe (Trujillo, Arias-Rojas et al., 2014; Trujillo, Ochoa et al., 2014b). La inestabilidad de los haplotipos de Xpm en la Costa Caribe, una de las regiones de Colombia con la mayor producción de yuca, muestra la necesidad de hacer un constante monitoreo de las poblaciones de Xpm. Una continua caracterización de la estructura poblacional del patógeno junto con información sobre el perfil virulento de los aislamientos, puede llevar a entender el impacto del uso de ciertas variedades por los agricultores sobre las dinámicas poblaciones del patógeno en esta área, así como sugerir nuevas estrategias de manejo de la enfermedad.

El comportamiento patogénico de Xpm En Colombia, los primeros estudios que reportan la caracterización de patotipos, es decir, conjuntos de bacterias que tienen la misma capacidad patogénica sobre un grupo definido de variedades de yuca, se realizaron sobre aislamientos de Xpm en distintas zonas edafoclimáticas del país en los años 90 del siglo XX. Estos trabajos permitieron la identificación de cinco patotipos a través de un test de patogenicidad sobre una colección de 10 variedades de yuca, la cual se basó en la severidad de la enfermedad según una escala cualitativa de 0 a 5, en la que 0: planta sana y 5: marchitamiento completo. De acuerdo con la severidad de la enfermedad, la virulencia de las cepas se clasificó en tres categorías: 0 a 2.49 (no agresiva), 2.5 a 3.49 (débilmente agresiva) y 3.5 a 5.0 (muy agresiva) (Restrepo, Vélez & Verdier, 2000). En este estudio se observó que aproximadamente el 92% de los aislamientos fueron muy agresivos sobre las variedades de yuca que se utilizaron.

Estudios más recientes han evaluado el comportamiento patogénico de aislamientos de Xpm empleando el área bajo la curva del progreso de la enfermedad (AUDPC, del inglés Area Under the Disease Progress Curve). El cálculo de AUDPC permite comparar el progreso de la enfermedad que causa el desarrollo y crecimiento del patógeno sobre su hospedero a través del tiempo, además proporciona una medida cuantitativa de la susceptibilidad o resistencia al patógeno (Jeger & Viljanen-Rollinson, 2001; Shaner & Finney, 1977). El uso de AUDPC en plantas de yuca adultas crecidas en invernadero ha permitido caracterizar del perfil patogénico de Xpm de diferentes regiones de Colombia. En un estudio reciente, en el que se determinó mediante AUDPC la agresividad de aislamientos recientes de Xpm, se encontró que la variedad COL2215 fue muy susceptible a más de la mitad de los aislamientos de Xpm evaluados (Trujillo, Ochoa et al., 2014a). Esto resulta ser un riesgo latente para el cultivo, debido a que es una de las variedades que más se cultivan en la Región Caribe. Adicionalmente, se mostró que la mayoría de aislamientos de Xpm en Colombia son virulentos cuando se inoculan sobre una colección de variedades de yuca crecidas a partir de estacas en condiciones de invernadero (Trujillo, Ochoa et al., 2014a).

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A pesar de las ventajas que representa el uso de plantas de yuca crecidas in vitro, en cuanto a espacio y continúa disponibilidad de material, en la actualidad no se ha reportado el uso de plantas de yuca crecidas in vitro para la determinación del perfil de virulencia de aislamientos de Xpm mediante AUDPC. De esta manera, el objetivo de este trabajo fue determinar el perfil de virulencia de tres aislamientos de Xpm, empleando la herramienta AUDPC, en dos variedades de yuca (cv.60444 y COL1505), unas crecidas a partir de estacas y otras crecidas in vitro.

Inoculación de XPM en plantas de yuca adultas y en plantas in vitro y seguimiento de síntomas Con el fin de evaluar el uso de plantas de yuca crecidas in vitro para determinar el perfil virulento de Xpm, se seleccionaron dos variedades de yuca que se han reportado como susceptibles a diversos aislamientos de Xpm y que presentan un rápido crecimiento tanto en condiciones de invernadero como in vitro, denominadas cv.60444 y COL1505. Por otro lado, se escogieron los aislamientos Xpm668, Xpm436 y Xpm556, aislamientos que son representativos de diferentes haplotipos (Rache et al.) y se

inocularon mediante punción en tallo en las variedades anteriormente mencionadas. En la Imagen 1 se muestran los fenotipos de las plantas adultas crecidas a partir de estacas después de 28 días post inoculación. Como puede notarse la mayoría de las plantas de la variedad cv.60444 muestran síntomas de más de dos hojas marchitas y algunas muestran marchitamiento del ápice al ser inoculadas con Xpm668 y Xpm556 (Imagen 1b, 1d). Por su parte, las plantas de la variedad COL1505, muestran síntomas de hojas marchitas, pero ninguna planta presentó marchitamiento del ápice (Imagen 1a, 1c, 1e). Estos resultados muestran que cv.60444 exhibe más síntomas de susceptibilidad comparada con COL1505. Por otro lado, los síntomas en plantas crecidas in vitro después de 24 días de la inoculación se muestran en la Imagen 2. Las plantas in vitro de COL1505 muestran síntomas de hojas marchitas y marchitamiento del ápice después de la inoculación con Xpm668 y Xpm556, pero no muestran síntomas de enfermedad por la inoculación con Xpm436. Por otro lado, la mayoría de las plantas crecidas in vitro de cv.60444 presentaron marchitamiento total al ser inoculadas con Xpm668 y Xpm556 y solo una planta mostró marchitamiento al ser inoculada con Xpm436. Los resultados obtenidos tanto en plantas crecidas in vitro como en plantas obtenidas a partir de estacas sugieren que Xpm668 y Xpm556 son aislamientos virulentos comparados con Xpm436. Por otro lado, se observa que la variedad cv.60444 es más susceptible que COL1505.

Estudios recientes sobre la diversidad de las poblaciones de Xpm han encontrado que las poblaciones son dinámicas 53

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El valor de AUDPC se calculó a partir de la sumatoria de valores

Determinación del área bajo la curva del progreso de la enfermedad en plantas de yuca adultas y en plantas in vitro Imagen 1. Fenotipo de las variedades COL1505 y cv.60444 crecidas en invernadero a los 28 días después de la inoculación con tres aislamientos de Xpm. Variedad COL1505 inoculada con Xpm668, (a) Xpm556 (c) y Xpm436 (e). Variedad cv.60444 inoculada con Xpm668 (b) y Xpm556 (d).

Imagen 2. Fenotipo de las variedades COL1505 y cv.60444 crecidas in vitro a los 24 días después de la inoculación con tres aislamientos de Xpm. Variedad COL1505 inoculada con Xpm668 (a), Xpm556 (c) y Xpm436 (e). Variedad cv.60444 inoculada con Xpm668 (b), Xpm556 (d) y Xpm436 (f).

Con el fin de determinar cuantitativamente las respuestas de las plantas a la inoculación con los diferente aislamentos de Xpm se determinó el área bajo al curva del progreso de la enfermedad (AUDPC). Para esto, se realizó un seguimiento de síntomas de enfermedad a los 7, 14, 21 y 28 días después de la inoculación, con base en la escala de síntomas que se muestra en la Tabla 1. La inoculación de las plantas crecidas in vitro también se realizó por punción en tallo y se tomaron los síntomas a los 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24 y 27 días después de la inoculación. El valor de AUDPC se calculó a partir de la sumatoria de valores desde el valor obtenido el día 7 hasta el día 28.

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Tabla 1. Escala de síntomas utilizadas para la determinación del área bajo la curva del progreso de le enfermedad. Valor 1 2

Como se muestra en la Tabla 3, la variedad cv.60444 fue categorizada como susceptible (S) a Xpm668 y Xpm556, independientemente del uso de plantas crecidas in vitro o a partir de estacas. Por el contrario, la variedad COL1505 presentó diferencias en cuanto a su categorización por la inoculación con Xpm668 y Xpm556 dependiente del tipo de plantas usadas. La variedad COL1505 fue categorizada como susceptible a estos dos aislamientos cuando se emplearon plantas crecidas in vitro, mientras que se categorizó como moderadamente resistente (MR) a Xpm668 y moderadamente susceptible (MS) a Xpm556 cuando se emplearon plantas obtenidas a partir de estacas (Tabla 3). Por el contrario, esta misma variedad fue categorizada como resistente (R) a Xpm436 independientemente del tipo de planta usada.

Descripción Presencia de necrosis alrededor del punto de inoculación. Presencia de exudados a lo largo del tallo.

Marchitez (necrosis) de 1 o 2 hojas, cercanas al punto de inoculación.

Marchitez (necrosis) de 3 o más hojas. Estrangulación del tallo.

Muerte total del ápice de la planta inoculada.

Con base en el valor promedio de la sumatoria de AUDPC (∑AUDPC) para las réplicas de cada variedad, se clasificaron las variedades de acuerdo a los criterios presentes en la Tabla 2. Una planta fue considerada susceptible a una cepa si el valor obtenido de ∑AUDPC fue mayor o igual a 49. Si el valor de ∑AUDPC se encontró entre 49 y 44, la planta se consideró moderadamente susceptible y si el valor se encontró entre 44 y 39 se consideró moderadamente resistente. La resistencia se consideró cuando el valor de ∑AUDPC fue menor a 39 (Tabla 2).

En cuanto a los valores obtenidos de AUDPC, se observan tendencias similares cuando se emplean plantas crecidas in vitro con respecto a las que provienen de estacas. La variedad cv.60444 presenta en ambos casos los valores de AUDPC más altos, lo cual concuerda con estudios previos (Trujillo, Ochoa, et al., 2014a). Por su parte, la variedad COL1505 presentó valores de AUDPC intermedios para la inoculación con Xpm668 y

Tabla 2. Determinación de resistencia y susceptibilidad de acuerdo a los valores de la sumatoria de AUDPC del primer al último día de evaluación. Valor de ∑AUDPC

Descripción

≤39

Resistente (R)

39 <∑AUDPC <44

Moderadamente resistente (MR)

44 <∑AUDPC <49

Moderadamente susceptible (MS)

≥49

Susceptible (S)

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Xpm556, lo que conllevó a que las plantas crecidas in vitro fuesen categorizadas como susceptibles a estos aislamientos y las plantas que provienen de estacas quedaran en las categorías intermedias (MR y MS). Tabla 3. Determinación del área bajo la curva del progreso de le enfermedad en plantas crecidas in vitro y en plantas obtenidas a partir de estacas crecidas en invernadero inoculadas con tres aislamiento de Xpm. Entre paréntesis se muestra el valor de ∑AUDPC al día 28. N.E., No Evaluado. Aislamientos

Plantas in vitro

Plantas adultas

COL1505

cv.60444

COL1505

cv.60444

Xpm668

S(67,5)

S(80,7)

MR(41,2)

S(66,4)

Xpm556

S (54)

S(84,9)

MS(47,2)

S(73,3)

Xpm436

R(14,7)

R(38,4)

R(0)

N.E.

Conclusiones En este estudio se evaluaron las respuestas de las variedades de yuca, COL1505 y cv. 60444, crecidas in vitro y en invernadero a partir de estacas, a la inoculación con Xpm668, Xpm556 y Xpm436. Los resultados obtenidos muestran que tanto plantas crecidas in vitro como plantas obtenidas a partir de estacas de la variedad cv.60444 presentaron los valores de AUDPC más altos a las inoculaciones con Xpm668 y Xpm556. Por esta razón, independientemente del uso de plantas esta variedad fue categorizada como susceptible a Xpm668 y Xpm556. Por el contrario, la variedad COL1505 fue clasificada en categorías intermedias en respuesta a Xpm668, Xpm556, cuando se emplearon plantas obtenidas de estacas, mientras que fue categorizada como susceptible a estos aislamientos al emplearse plantas crecidas in vitro. En resumen, estos resultados sugieren que cuando las variedades de yuca son altamente susceptibles o altamente resistente a un aislamiento de Xpm, el desarrollo de síntomas ocurre de manera similar, independientemente del tipo de plantas empleadas. Por otro lado, cuando las variedades presentan respuestas intermedias en cuanto al desarrollo de síntomas, las plantas crecidas in vitro pueden ser categorizadas como susceptibles y las plantas obtenidas de estacas pueden ser asigandas a categorías intermedias.

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Ficha biográfica de los autores: Andrea Camargo: estudiante de último semestre del pregrado en Bioquímica de la Universidad Antonio Nariño.

Camilo Ernesto López Carrascal, biólogo con Maestría en Biología Celular y Molecular y Doctorado en Ciencias de la Vida. Profesor titular de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá y líder del grupo de investigación Manihot Biotec.

Paula Díaz Profesora asistente de la Facultad de Ciencias y miembro del grupo de investigación Ciencias Biológicas y Químicas de la Universidad Antonio Nariño y del grupo de investigación Manihot Biotec de la Universidad Nacional de Colombia.

Referencias Álvarez, E., Bellotti, A., Calvert, L., Arias, B., Cadavid, L. F., Pineda, B. & Cuervo, M. (2002). Guía práctica para el manejo de las enfermedades, las plagas y las deficiencias nutricionales de la yuca. Cali, Colombia: CIAT. Arrieta-Ortiz, M. L., Rodríguez-R, L. M., Pérez-Quintero, Á. L., Poulin, L., Díaz, A. C., Arias Rojas, N. & Bernal, A. (2013). Genomic Survey of Pathogenicity Determinants and VNTR Markers in the Cassava Bacterial Pathogen Xanthomonas axonopodis pv. Manihotis Strain CIO151. PLoS ONE, 8(11), e79704. [doi.org/10.1371/journal. pone.0079704]. Boher, B. & Verdier, V. (1994). Cassava bacterial blight in África: the state of knowledge and implications for designing control strategies. Afr. Crop. Sci. J. Uganda.

Revista SayWa, vol 1 No. 2, julio-dic. 2019 CIAT (2016a). Impulsando la productividad de la yuca en el Caribe colombiano. Bogotá: Centro Internacional de Agricultura Tropical. CIAT (2016b). La yuca, una raíz que une a Corpoica y al CIAT. Bogotá: Centro Internacional de Agricultura Tropical. Cohn, M., Bart, R. S., Shybut, M., Dahlbeck, D., Gomez, M., Morbitzer, R. & Staskawicz, B. J. (2014). Xanthomonas axonopodis Virulence Is Promoted by a Transcription Activator-Like Effector–Mediated Induction of a SWEET Sugar Transporter in Cassava. Molecular Plant-Microbe Interactions MPMI, 27(11), pp. 1186–1198 [doi. org/10.1094/MPMI-06-14-0161-R]. El-sharkawy, M. A. (2003). Cassava biology and physiology. In Plant Molecular Biology. 56(4), pp. 481-501 [DOI: 10.1007/ s11103-005-2270-7]. Jeger, M. J., & Viljanen-Rollinson, S. L. H. (2001). The use of the area under the disease-progress curve (AUDPC) to assess quantitative disease resistance in crop cultivars. Theoretical and Applied Genetics, 102(1), pp. 32–40. [doi. org/10.1007/s001220051615]. Lozano, J. C. (1973). Bacterail Blight of Cassava in Central and South America: Etiology, Epidemiology and Control. Cali, Colmbia. Lozano, J. C. & Sequeira, L. (1974). Bacterial Blight of Cassava in Colombia: Epidemiology and Control. Phytopathology, 64(1), pp. 83–88 [doi.org/10.1094]. Mansfield, J., Genin, S., Magori, S., Citovsky, V., Sriariyanum, M., Ronald, P. & Foster, G. D. (2012). Top 10 plant pathogenic bacteria in molecular plant pathology. Molecular Plant Pathology, 13(6), pp. 614–629 [doi.org/ 10.1111/j.13643703.2012.00804.x]. McCallum, E. J., Anjanappa, R. B. & Gruissem, W. (2017). Tackling agriculturally relevant diseases in the staple crop cassava (Manihot esculenta). Current Opinion in Plant Biology, 38, pp. 50–58 [doi.org/10.1016/j. pbi.2017.04.008 Medina, C. A., Reyes, P. A., Trujillo, C. A., Gonzalez, J. L., Bejarano, D. A., Montenegro, N. A. & Bernal, A. J. (2017). The role of type three effectors from Xanthomonas axonopodis pv. manihotis in virulence and suppression of plant immunity. Molecular Plant Pathology, 1–14. Owor, B. B., Legg, J. P., Okao-Okuja, G., Obonoyo, R. & Ogenga-Latigo, M. W. (2006). The effect of cassava mosaic geminiviruses on symptom severity, growth and root yield of a cassava mosaic virus disease-susceptible cultivar in Uganda. Annals of Applied Biology, 145(3), pp. 331–337 [doi.org/10.1111/j.1744-7348.2004.tb00390.x]. Ramírez B. J. A., Álvarez C. E. & Marmolejo, F. (1999). Determinacion in vitro de la Sensibilidad Térmica de Cepas de Xanthomonas axonopodis pv manihotis, Agente Causal de la Bacteriosis Vascular de la Yuca. Patología de Yuca (CIAT), 23(2), pp. 87–91. Restrepo, S., Duque, M. C. & Verdier, V. (2000). Characterization of pathotypes among isolates of Xanthomonas axonopodis pv. manihotis in Colombia. Plant Pathology, 49, pp. 680–687 [doi.org/10.1046/j.1365-3059.2000.00513.x]. Restrepo, S., Vélez, C. M. & Verdier, V. (2000). Measuring the Genetic Diversity of Xanthomonas axonopodis pv. manihotis Within Different Fields in Colombia. Phytopathology, 90(7), pp. 683–90 [doi.org/10.1094/ PHYTO.2000.90.7.683]. Shaner, G. & Finney, R. E. (1977). The Effect of Nitrogen Fertilization on the Expression of Slow-Mildewing Resistance in Knox Wheat. Phytopathology, 77(8), p. 1051. [doi.org/10.1094/phyto-67-1051]. Trujillo, C. A., Arias-Rojas, N., Poulin, L., Medina, C. A., Tapiero, A., Restrepo, S. & Bernal, A. J. (2014). Population typing of the causal agent of cassava bacterial blight in the Eastern Plains of Colombia using two types of molecular markers. BMC Microbiology, 14(1), p. 161 [doi.org/10.1186/1471-2180-14-161]. Trujillo, C. A., Ochoa, J. C., Mideros, M. F., Restrepo, S., López, C. & Bernal, A. (2014b). A Complex Population Structure of the Cassava Pathogen Xanthomonas axonopodis pv. manihotis in Recent Years in the Caribbean Region of Colombia. Microbial Ecology, 68(1), pp. 155–167 [doi.org/10.1007/s00248-014-0411-8]. Verdier, V. (2002). Bacteriosis Vascular (o Añublo Bacteriano) de la yuca causada por Xanthomonas axonopodis pv. manihotis. La Yuca del tercer milenio. Cali, Colombia: Centro Internacional de Agricultura Tropical. Verdier, V., Restrepo, S., Mosquera, G., Jorge, V. & Lopez, C. (2004). Recent progress in the characterization of molecular determinants in the Xanthomonas axonopodis pv. manihotis-cassava interaction. Plant Molecular Biology, 56, pp. 573–584. [doi.org/10.1007/s11103-004-5044-8].

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Expresión transitoria mediada por Agrobacterium para el estudio de proteínas de resistencia de yuca Agrobacterium-mediated transient expression for studying cassava resistance proteins Esta habilidad de Agrobacterium ha sido explotada en biotecnología

Carlos Romero Facultad de Ciencias, Universidad Antonio Nariño

Wendy Fernández Camilo López Facultad de Ciencias Universidad Nacional de Colombia

Resumen

Paula Diaz Facultad de Ciencias Universidad Antonio Nariño padiazta@uan.edu.co

Agrobacterium tumefaciens es una bacteria fitopatógena que causa enfermedad por la introducción de genes en las células vegetales. Esta habilidad de Agrobacterium ha sido explotada en biotecnología para introducir genes de interés en esta bacteria y expresarlos en células vegetales. La expresión de genes de interés se puede lograr de manera transitoria o de manera estable. La implementación de la expresión transitoria ha permitido entender, entre muchas otras cosas, las estrategias moleculares que utilizan las células vegetales para reconocer patógenos invasores. Por esta razón, los grupos de investigación de Ciencias Biológicas y Químicas de la Universidad Antonio Nariño

Palabras clave Bacteriosis vascular, expresión transitoria, genes de resistencia, Inmunidad vegetal, Xanthomonas axonopodis pv. Manihotis

n este artículo se aborda el principio de la expresión transitoria mediada por Agrobacterium tumefaciens y su contribución en el estudio interacciones proteína-proteína en el campo de la fitopatología molecular. Adicionalmente, se expone el estado actual sobre la implementación de ensayos de expresión transitoria para el estudio de proteínas de resistencia de la yuca a la bacteriosis vascular.

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y Manihot Biotec de la Universidad Nacional de Colombia se han enfocado en expresar proteínas de resistencia de yuca que confieren resistencia a la bacteria Xanthomonas axonopodis pv. manihotis con el fin de dilucidar los mecanismos moleculares que utilizan las células de yuca para reconocer a este patógeno.

possible to understand, among many other things, the molecular strategies used by plant cells to recognize invading pathogens. For this reason, the research groups Ciencias Biológicas y Químicas at Universidad Antonio Nariño and Manihot Biotec at Universidad Nacional de Colombia have focused on expressing disease resistance proteins of cassava that confer resistance to the bacterium Xanthomonas axonopodis pv. manihotis in order to study the molecular mechanisms employed by cassava cells to recognize this bacterial pathogen.

Abstract

¿Se defienden las plantas de sus patógenos?

Agrobacterium tumefaciens is a plant pathogenic bacterium that causes disease by introducing genes into plant cells. This ability of Agrobacterium has been exploited in biotechnology to introduce genes of interest and express them in plant cells. Gene expression in plant cells can be either transient or stable. The implementation of transient gene expression has made it

Al igual que los animales las plantas también son atacadas por diversos patógenos que pueden causarles enfermedades y así mismo disponen de una inmunidad innata para defenderse. La inmunidad innata que tienen las células vegetales se ha dividido de acuerdo al tipo de moléculas del patógeno que son reconocidas y al tipo de respuesta de defensa que se genera. La primera rama de la inmunidad vegetal depende de la presencia de proteínas receptoras de membrana las cuales permiten reconocer patrones proteicos conservados en microorganismos. Cuando se activan estos receptores de membrana logran desencadenar una respuesta de defensa que es efectiva para controlar la multiplicación y colonización de microorganismos no adaptados a un hospedero (Bigeard, Colcombet & Hirt, 2015). Sin embargo, los patógenos adaptados a una planta logran enviar proteínas efectoras al interior de la célula vegetal que tienen como función bloquear las vías de defensa que se activan en la primera rama de la inmunidad vegetal. Los efectores actúan, por ende, como factores de virulencia, ya que le permiten al patógeno que los presenta favorecer su crecimiento en el hospedero. La segunda rama de la inmunidad vegetal se basa en el reconocimiento de los

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Las proteínas VirA y VirG de A. tumefaciens funcionan como un sistema de dos componentes

región de ADN que se transfiere al núcleo de la célula vegetal hospedera y se inserta en su genoma a partir del cual se transcribe y se traduce. Esta región se denomina T-ADN o ADN de transferencia. Otra característica del plásmido Ti es que contiene genes de virulencia (abreviados vir) que son los que median la transformación genética en plantas, es decir, la integración del T-DNA en el genoma de la célula vegetal (Gelvin, 2017).

efectores por parte de proteínas de resistencia intracelulares (llamadas proteínas R). Este es un reconocimiento altamente específico y una vez se produce se desencadena una respuesta de defensa mucho más robusta que la respuesta generada por el reconocimiento de patrones conservados (Cui, Tsuda & Parker, 2015). El conocimiento que se tiene sobre los mecanismos moleculares que utilizan las células vegetales para reconocer y defenderse de patógenos se ha logrado, en gran medida, gracias a herramientas experimentales basadas en la bacteria productora de tumores Agrobacterium tumefaciens.

Las proteínas VirA y VirG de A. tumefaciens funcionan como un sistema de dos componentes, el primer componente (VirA) se activa en la membrana por el reconocimiento de compuestos fenólicos producidos por las plantas, principalmente por heridas (Stachel, Messens, Montagu & Zambryski, 1985). Esto lleva a la transducción de la señal al interior de la bacteria donde activa el segundo componente (VirG) que actúa como regulador de la expresión de genes (Winans, 1992). Una vez se activa este sistema, se induce de manera concertada la expresión de los genes del operón vir los cuales codifican para diversas proteínas que en conjunto van a procesar e integrar el T-ADN en el genoma de la célula vegetal. Si bien aún no se conoce con exactitud todo el mecanismo molecular que explica la integración del

Agrobacterium tumefaciens, una bacteria que transforma genéticamente las plantas Si bien muchas bacterias son capaces de enviar proteínas al medio extracelular y a otras células a través de distintos tipos de sistemas de secreción, muy pocas son capaces de inyectar ADN a células vegetales. A. tumefaciens es una de estas bacterias. Esta especie, así como otras del mismo género, tiene la capacidad de formar un sistema de secreción, llamado sistema de secreción tipo IV, el cual permite que ingrese ADN proveniente de la bacteria al citosol de las células vegetales (Chen, Chen, Wood & Nester, 2002). En la naturaleza, A. tumefaciens es capaz de producir tumores porque presenta una molécula de ADN plasmídico de gran tamaño denominado plásmido Ti, que significa inductor de tumor. En el plásmido Ti se encuentra una

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T-ADN en el genoma de la célula vegetal, la función de algunas proteínas codificadas en el operón vir ha sido bien caracterizada. Entre las primeras proteínas Vir que actúan en este proceso de transferencia son VirD1 y VirD2, las cuales se encargan de generar un corte en una de las hebras del ADN en las regiones adyacentes a los bordes izquierdo y derecho del T-ADN (Herrera-estrella, Chen, Montagu & Wang, 1988). Una vez esto ocurre, la hebra de cadena sencilla del T-ADN, la cual tiene unida en uno de sus extremos a VirD2, viaja a través del sistema de secreción tipo IV hacia el citosol de la célula vegetal, donde es protegida y direccionada al núcleo de la célula vegetal por VirE2 (Gelvin, 2017). Una vez en el núcleo, la cadena sencilla del T-ADN se integra, al parecer aleatoriamente, en uno de los cromosomas de la célula vegetal.

De Rycke, Van Montagu & Angenon, 1997). Como el pico de expresión de los genes ocurre entre 2 y 4 días después de la infección por A. tumefaciens, se debe evaluar su función en este tiempo, ya que la expresión empieza a declinar después de varios días (Krenek et al., 2015). En contraste, la expresión estable se realiza en células no diferenciadas y totipotentes, de tal forma que, al permitir la diferenciación de estas células transformadas, se logran regeneran plantas transgénicas completas con cada una de sus células genéticamente transformadas.

Además de las proteínas Vir que ayudan a insertan el T-ADN en el genoma de la célula vegetal, en el plásmido Ti también se encuentran otros genes que inducen la formación de los tumores en las células vegetales. Estos genes están involucrados en la producción de enzimas que catalizan la síntesis de hormonas de la planta y moléculas que sirven como fuente de carbono y nitrógeno para las cepas de A. tumefaciens.

La expresión transitoria se ha descrito en varias especies de plantas, siendo Nicotiana benthamiana la especie modelo para este tipo de ensayos (Bally et al., 2018). N. benthamiana es una planta de uso común que se maneja y crece con facilidad en los laboratorios de investigación de plantas. Debido a las características de las hojas de N. benthamiana, el proceso de

Expresión transitoria en plantas mediada por A. tumefaciens Como es de esperarse, la habilidad de A. tumefaciens de enviar material genético hacia células vegetales ha sido aprovechada desde hace ya varias décadas en el campo de la biotecnología vegetal para expresar genes de interés en plantas ya sea de manera transitoria o estable. En la expresión transitoria, se busca expresar genes de interés en células adultas diferenciadas, como las células de las hojas (Kapila,

Una vez en el núcleo, la cadena sencilla del T-ADN se integra, al parecer aleatoriamente, en uno de los cromosomas de la célula vegetal

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infiltración con Agrobacterium, también llamado agro-infiltración, se realiza con gran facilidad. Por otro lado, las proteínas pueden expresarse fácilmente a niveles altos en N. benthamiana a través de la agro-infiltración de la hoja utilizando una jeringa sin aguja (Imagen 1). Sin embargo, en algunas plantas también se ha usado infiltración por vacío. Mientras que el uso de vacío tiene la ventaja de que hojas enteras, e incluso plantas enteras, pueden infiltrarse a la vez (Simmons, Vandergheynst & Upadhyaya, 2009); la infiltración con jeringa es más fácil de realizar y se utiliza más frecuentemente para la producción de proteínas a pequeña escala (Ma, Lukasik, Gawehns & Takken, 2012). Dado que los genes del plásmido Ti son imprescindibles para la transferencia del T-ADN, para la construcción de vectores de expresión en plantas, se usa el principio del plásmido Ti, se insertan genes de interés entre los bordes del T-ADN para ser transferidos al genoma de la célula vegetal (Krenek et al., 2015). A estos plásmidos se les ha eliminado los genes que inducen los tumores y solo se usa el principio de transferencia de material genético. Muchos de estos plásmido utilizados para expresar genes por agro-infiltración utilizan promotores derivados de virus que infectan

plantas por lo que generan una fuerte expresión de los genes de interés en las células vegetales (Peyret & Lomonossoff, 2015). Adicionalmente, los plásmidos de expresión en plantas deben contener genes marcadores de resistencia a antibióticos o herbicidas, los cuales permiten seleccionar por un lado las bacterias que presentan el plásmido, y por otro, seleccionar células vegetales transformadas.

Imagen 1. Agro-infiltración por jeringa en hojas de N. tabacum.

El uso de la expresión transitoria mediada por Agrobacterium ha permitido el estudio de la función de genes de diversas especies vegetales y de sus patógenos. Esto se ha logrado principalmente mediante estrategias experimentales que conducen a la sobre-expresión y silenciamiento de genes. Además, la expresión de proteínas recombinantes fluorescentes en células vegetales ha permitido estudiar la localización celular de proteínas, así como las interacciones proteína-proteína (Bhat, Lahaye & Panstruga, 2006; Yamamoto et al., 2018).

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En el campo de la fitopatología molecular, la expresión transitoria mediada por Agrobacterium ha sido explotada para estudiar los mecanismos de reconocimiento y activación de proteínas resistencia de plantas, así como las interacciones moleculares entre proteínas efectoras de los patógenos y proteínas del hospedero (Krenek et al., 2015). De esta forma, se han podido estudiar las interacciones entre proteínas del hospedero y del patógeno y cómo este reconocimiento lleva a desencadenar una respuesta de resistencia. De manera particular, la activación de proteínas de resistencia se ha evaluado principalmente a través de la visualización de una muerte celular programada rápida, llamada respuesta hipersensible y abreviada como HR, entre dos y tres días después de la infiltración (Ma et al., 2012). Esta respuesta generalmente se desencadena cuando las proteínas de resistencia se activan tras el reconocimiento de efectores de los patógenos a nivel intracelular.

que viven en países tropicales. Aunque recibe diferentes nombres locales, la palabra yuca tiene su origen en la lengua de los indios caribes, los cuales la llamaban “yogca” que significa “que se amasa molida” (FAO, 2017). Sus raíces engrosadas son ricas en carbohidratos y sus hojas contienen proteínas, algunas vitaminas y minerales, por esta razón son usadas tanto para alimentación humana como animal (Aguilera, 2012). Existen otros productos derivados de esta planta que son utilizados en la industria textil, en la fabricación de papeles y bolsas. Adicionalmente, el tallo es la fuente de estacas o esquejes que son utilizados para la propagación vegetativa de la planta. A pesar de todos los usos de este cultivo multifuncional, existen muchos factores que limitan su producción. Tradicionalmente, para el desarrollo de nuevas variedades de plantas se cruzan dos plantas con características deseables, para esto se utiliza el polen de una planta para polinizar una flor femenina de la otra planta. Este proceso de polinización depende, por lo tanto, de la floración de las dos plantas que se deseen usar como parentales de la nueva variedad. Lamentablemente, las plantas de yuca toman mucho tiempo en florecer, normalmente la cosecha se realiza antes de la floración y a algunas variedades no se les ha visto florecer (Ceballos, Kawuki, Gracen, Yencho & Hershey, 2015). Por otro lado, la semilla demora en madurar y se producen solo cuatro semillas por flor polinizada. Todo lo anterior hace que, para esta planta, el mejoramiento genético por cruces sea una labor que consumen mucho tiempo. A esto se le suma el hecho de que los campesinos tienden a emplear las mismas variedades en sus cosechas, por lo que se observado poca variabilidad genética en las variedades cultivadas. Otra de las limitantes de este cultivo es la susceptibilidad, de variedades comercialmente usadas, a pestes producidas por insectos y enfermedades producidas por bacterias, hongos y virus (McCallum, Anjanappa & Gruissem, 2017)..

La yuca: un cultivo multipropósito con algunas problemáticas La yuca (Manihot esculenta Crantz) es una planta originaria de la Amazonía que produce una raíz tuberosa que representa una de las principales fuentes de energía para las personas

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La bacteriosis vascular de la yuca

Fuente: Rubén Eduardo Mora.

La bacteriosis vascular de la yuca, también conocida como añublo bacteriano, es una enfermedad presente en todas las regiones donde la yuca es cultivada (López & Bernal, 2012). En los últimos años se ha observado un incremento en su incidencia y su expansión a nuevas regiones de cultivo. Xanthomonas axonopodis pv. manihotis, abreviada Xam, es la bacteria Gramnegativa que causa la bacteriosis vascular de la yuca (Lozano & Sequeira, 1974). Esta bacteria vive comúnmente como epífita sobre la superficie de las hojas y tallo y su ingreso a la planta ocurre a través de heridas y aperturas naturales como estomas. Los síntomas que se producen en plantas enfermas son manchas angulares, exudados en hojas y tallo, quemazón, marchitez y muerte descendente (Imagen 2). Como la bacteria se puede mantener durante tiempos prolongados en la xilema de la planta, los métodos químicos no son muy eficientes para su control. Es por esto que la mejor manera de controlar esta enfermedad es por la siembra de variedades resistentes (Alvarez, Llano & Mejía, 2012), no obstante, es poco lo que se conoce acerca de genes de resistencia a esta enfermedad.

¿Cómo hace Xanthomonas axonopodis pv. manihotis para causar enfermedad a la yuca? Las bacterias fitopatógenas cuentan con un sistema de secreción tipo tres que funciona como una jeringa que inyecta proteínas efectoras que entran al citoplasma de las células vegetales hospederas. La función de estos efectores es interrumpir la inmunidad de la planta y generar un ambiente favorable dentro de la célula vegetal para su proliferación. Los análisis de la secuencia del genoma de Xam han encontrado que esta bacteria patógena tiene la capacidad de inyectar cerca de 20 proteínas efectoras (Arrieta-Ortiz et al., 2013; Rebecca Bart et al., 2012; Medina et al., 2017). Estudios recientes han mostrado que algunos de estos efectores son claves para la virulencia de Xam ya que suprimen distintas ramas de la inmunidad de la yuca (Medina et al., 2017). Sin embargo, aún hay mucho por conocer sobre cómo estas proteínas modulan la vía de señalización de la inmunidad innata de la yuca.

¿Qué conocemos sobre genes de resistencia de la yuca a Xam?

Imagen 2. Bacteriosis vascular de la yuca. A la izquierda se observa un cultivo de yuca con síntomas de bacteriosis vascular y a la derecha se observa un cultivo de yuca sano.

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Estudios recientes en el grupo de investigación Manihot Biotec de la Universidad Nacional de Colombia, sugieren la existencia de dos genes involucrados en la resistencia de yuca a la bacteriosis vascular, llamados RXam1 y RXam2 (Díaz Tatis, 2016). El gen RXam1 codifica para una proteína que funciona como receptor de membrana y confiere resistencia a la cepa XamCIO136 (Díaz Tatis et al., 2018). Mientras que RXam2 codifica para una proteína de resistencia intracelular que parece estar involucrada en resistencia a varias cepas de Xam ( Díaz Tatis, 2016). Por otro lado, en trabajos previos con efectores de Xam que fueron identificados a partir del genoma de la cepa XamCIO151 (Arrieta-Ortiz et al., 2013), se encontraron seis efectores como candidatos a ser reconocidos por la proteína de resistencia de yuca RXAM2 (Román, 2012b). La interacción de los efectores de Xam con RXAM2 se evaluó mediante ensayos de doble híbrido en levadura con los dominios de la proteína RXAM2 por separado y con la proteína completa. Los resultados muestran que los efectores XopAK, XopE4, XopR, XopC2, XopE1 y XopV interactúan con la proteína de resistencia RXAM2 (Román, 2012a). Estos resultados sugieren que el reconocimiento de estos efectores por la proteína RXAM2 estaría ocurriendo por asociación directa explicando la resistencia a diversas cepas de Xam (Román, 2012a). De manera interesante, los efectores XopAK, XopE1, XopN y XopV se encuentran conservados en 65 cepas de Xam (R. Bart et al., 2012). Sin embargo, para comprobar estos resultados es necesario expresar al tiempo, es decir co-expresar, la proteína de yuca RXAM2 junto con los efectores de Xam de manera independiente, para luego, mediante ensayos de interacción proteína-proteína tales como BiFC (del inglés, BiMolecular Fluorescence Complementation), o

de CoIP (del inglés, Co-Inmunoprecipitación), poder detectar la interacción entre proteínas.

Hacia la identificación de los efectores de Xam reconocidos por la proteína de resistencia de yuca RXAM2 Trabajos previos han mostrado que si bien es posible expresar proteínas reporteras en hojas de yuca, su nivel de expresión es bajo en comparación con las especies modelo de expresión transitoria como N. benthamiana y N. tabacum (Díaz Tatis, Bernal & López, 2014; Ramírez, Szurek & López, 2018). Por esta razón, se han utilizado principalmente las especies N. benthamiana y N. tabacum para la co-expresión transitoria de la proteína de resistencia RXAM2 junto con los efectores de Xam XopC2 y XopAK. Resultados preliminares en nuestros grupos de investigación muestran que cuando XopAK se co-expresa con RXAM2 se produce una respuesta hipersensible, lo mismo se ha observado con el efector XopC2 (datos no publicados). Dado que la aparición de una respuesta hipersensible tras la co-expresión de una proteína de resistencia y un efector, se ha asociado con activación de las vías de

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señalización que conducen a una respuesta inmune; los resultados sugieren que la proteína RXAM2 se activa por el reconocimiento de XopAK y XopC2, desencadenando la respuesta hipersensible y por lo tanto una respuesta de inmunidad disparada por

efectores. Estos estudios constituyen un punto de partida para futuros ensayos que permitan dilucidar las dinámicas de la interacción de RXAM2 con los efectores XopAK y XopC2. A futuro se espera que estos resultados permitan contribuir con el entendimiento del mecanismo molecular que explica la resistencia a la bacteriosis vascular de la yuca mediada por la proteína de resistencia RXAM2.

Fichas biográficas de los autores. Carlos Eduardo Romero Vásquez, estudiante de noveno semestre de Bioquimica en la Universidad Antonio Nariño, actualmente se encuentra realizando su trabajo de grado en la Universidad Antonio Nariño, bajo la dirección de la profesora Paula Alejandra Díaz Tatis y la codirección del profesor Camilo Ernesto López Carrascal. Wendy Daniela Fernandez Bohorquez, Bióloga, estudiante de primer semestre de la Maestría en Ciencias -Biología, de la Universidad Nacional de Colombia.

Camilo Ernesto López Carrascal, Biólogo con Maestría en Biología Celular y Molecular y Doctorado en Ciencias de la Vida. Profesor titular de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá y líder del grupo de investigación Manihot Biotec. Paula Alejandra Díaz Tatis, Bióloga con Maestría en Ciencias -Microbiología, y Doctorado en Ciencias -Biología. Su área de investigación es la interacción molecular planta-patógeno. Profesora asistente de la Universidad Antonio Nariño, sede Bogotá (Circunvalar), pertenece a los grupos de investigación en Ciencias Biológicas y Químicas y a Manihot Biotec.

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Referencias • Aguilera, M. (2012). La yuca en el caribe colombiano: de cultivo ancestral a agroindustrial (Documentos de Aguilera, M. (2012). La yuca en el caribe colombiano: de cultivo ancestral a agroindustrial. Documentos de Trabajo sobre Economía Regional y Urbana No. 158. Cartagena. Tomado de: [http://www.banrep.gov.co/en/ node/25497]. Álvarez, E., Llano, G. A., & Mejía, J. F. (2012). Cassava diseases in Latin America, Africa and Asia. En: Howeler, R. (Ed.). The cassava handbook – A reference manual based on the asian regional cassava training course, held in Thailand. (pp. 258–304). Cali: CIAT. Arrieta-Ortiz, M. L., Rodríguez-R, L. M., Pérez-Quintero, Á. L., Poulin, L., Díaz, A. C., Arias Rojas, N. & Bernal, A. (2013). Genomic Survey of Pathogenicity Determinants and VNTR Markers in the Cassava Bacterial Pathogen Xanthomonas axonopodis pv. Manihotis Strain CIO151. PLoS ONE, 8(11), e79704. http://doi. org/10.1371/journal.pone.0079704 Bally, J., Jung, H., Mortimer, C., Naim, F., Philips, J. G., Hellens, R. & Waterhouse, P. M. (2018). The Rise and Rise of Nicotiana benthamiana: A Plant for All Reasons. Annu. Rev. Phytopathol, 56, 405–426. Bart, R., Cohn, M., Kassen, A., McCallum, E. J., Shybut, M., Petriello, A. & Staskawicz, B. J. (2012). High-throughput genomic sequencing of cassava bacterial blight strains identifies conserved effectors to target for durable resistance. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(28), pp. E1972–E1979. [doi.org/10.1073/ pnas.1208003109]. Bhat, R. A., Lahaye, T. & Panstruga, R. (2006). interactions by fluorophore-based methods. Plant Methods, 2(12), pp. 1–14 [doi.org/10.1186/1746-4811-2-12]. Bigeard, J., Colcombet, J. & Hirt, H. (2015). Signaling mechanisms in pattern-triggered immunity (PTI). Molecular Plant, 8(4), pp. 521–539. [doi.org/10.1016/j.molp.2014.12.022]. Ceballos, H., Kawuki, R. S., Gracen, V. E., Yencho, G. C. & Hershey, C. H. (2015). Conventional breeding, marker-assisted selection, genomic selection and inbreeding in clonally propagated crops: a case study for cassava. TAG. Theoretical and Applied Genetics. Theoretische Und Angewandte Genetik, 128(9), pp. 1647–1667. [doi. org/10.1007/s00122-015-2555-4]. Chen, L., Chen, Y., Wood, D. W. & Nester, E. W. (2002). A New Type IV Secretion System Promotes Conjugal Transfer in Agrobacterium tumefaciens. Journal of Bacteriology, 184(17), pp. 4838–4845 [doi.org/10.1128/ JB.184.17.4838]. Cui, H., Tsuda, K. & Parker, J. E. (2015). Effector-Triggered Immunity: From Pathogen Perception to Robust Defense. Annual Review of Plant Biology, 66 (october 2015), pp. 487–511 [doi.org/10.1146/annurev-arplant-050213-040012]. Díaz Tatis, P. A. (2016). Transference of RXam2 and Bs2 genes to confer resistance against cassava bacterial blight (CBB). Universidad Nacional de Colombia. Díaz Tatis, P. A., Herrera Corzo, M., Ochoa Cabezas, J. C., Medina Cipagauta, A., Prías, M. A., Verdier, V. & López Carrascal, C. E. (2018). The overexpression of RXam1, a cassava gene coding for an RLK, confers disease resistance to Xanthomonas axonopodis pv. manihotis. Planta, 247(4), pp. 1031–1042 [doi.org/10.1007/s00425018-2863-4]. Díaz Tatis, P., Bernal, A. J. & López, C. E. (2014). Transient GUS gene expression in cassava (Manihot esculenta Crantz) using Agrobacterium tumefaciens leaf infiltration. Revista MVZ Córdoba, 19(3), pp. 4338–4349. Gelvin, S. B. (2017). Integration of Agrobacterium T-DNA into the Plant Genome. Annual Review of Genetics, 51 (august), pp. 195–217.

Revista SayWa, vol 1 No. 2, julio-dic. 2019

Herrera-Estrella, A., Chen, Z., Montagu, M. & Wang, K. (1988). VirD proteins of Agrobacterium tumefaciens are required for the formation of a covalent DNA–protein complex at the 5’ terminus of T-strand molecules. The EMBO Journal, 7(13), pp. 4055–4062. Kapila, J., De Rycke, R., Van Montagu, M. & Angenon, G. (1997). An Agrobacterium-mediated transient gene expressionsystem for intact leaves. Plant Science, 122(1), pp. 101–108 [doi.org/10.1016/S01689452(96)04541-4]. Krenek, P., Samajova, O., Luptovciak, I., Doskocilova, A., Komis, G., & Samaj, J. (2015). Transient plant transformation mediated by Agrobacterium tumefaciens: Principles, methods and applications. Biotechnology Advances, 33(6), pp. 1024–1042. [doi.org/10.1016/j.biotechadv.2015.03.012]. López, C. E. & Bernal, A. J. (2012). Cassava Bacterial Blight: Using Genomics for the Elucidation and Management of an Old Problem. Tropical Plant Biology, 5(1), pp. 117–126 [doi.org/10.1007/s12042-011-9092-3]. Lozano, J. & Sequeira, L. (1974). Bacterial blight of cassava in Colombia. Etiology. Phytopathology, 64, pp. 74–82. Ma, L., Lukasik, E., Gawehns, F. & Takken, F. L. W. (2012). The Use of Agroinfiltration for Transient Expression of Plant Resistance and Fungal Effector Proteins in Nicotiana benthamiana Leaves. In M. D. Bolton & B. P. H. J. Thomma (Eds.). Plant Fungal Pathogens: Methods and Protocols (Vol. 835, pp. 61–74). Amsterdam: SpringerLink [doi.org/10.1007/978-1-61779-501-5_4]. McCallum, E. J., Anjanappa, R. B. & Gruissem, W. (2017). Tackling agriculturally relevant diseases in the staple crop cassava (Manihot esculenta). Current Opinion in Plant Biology, 38, pp. 50–58 [doi.org/10.1016/j. pbi.2017.04.008]. Medina, C. A., Reyes, P. A., Trujillo, C. A., Gonzalez, J. L., Bejarano, D. A., Montenegro, N. A. & Bernal, A. J. (2017). The role of type three effectors from Xanthomonas axonopodis pv. manihotis in virulence and suppression of plant immunity. Molecular Plant Pathology, pp. 1–14. Peyret, H. & Lomonossoff, G. P. (2015). When plant virology met Agrobacterium: the rise of the deconstructed clones. Plant Biotechnology Journal, 13, pp. 1121–1135. [doi.org/10.1111/pbi.12412]. Ramírez, E., Szurek, B. & López, C. E. (2018). Factores que afectan la expresión transitoria del gen GUS en yuca (Manihot esculenta Crantz). Revista Colombiana de Biotecnología, XX(2), pp. 57–67 [doi.org/10.15446/rev. colomb.biote.v20n2.77063]. Román, V. (2012). Identificación de interactores proteicos de RXam2, una proteína candidata de resistencia, implicados en la ruta de señalización de defensa contra la bacteriosis vascular de la yuca. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia. Simmons, C. W., Vandergheynst, J. S. & Upadhyaya, S. K. (2009). A model of agrobacterium tumefaciens vacuum infiltration into harvested leaf tissue and subsequent in planta transgene transient expression. Biotechnology and Bioengineering, 102(3), pp. 965–970 [doi.org/10.1002/bit.22118]. Stachel, S. E., Messens, E., Montagu, M. & Zambryski, P. (1985). Identification of the signal molecules produced by wounded plant cells that activate T-DNA transfer in Agrobacterium tumefaciens. Nature, 318(19). Winans, S. C. (1992). Two-Way Chemical Signaling in Agrobacterium-Plant Interactions. Microbiological Reviews, 56(1), pp. 12–31. Yamamoto, T., Hoshikawa, K., Ezura, K., Okazawa, R., Fujita, S., Takaoka, M. & Miura, K. (2018) Improvement of the transient expression system for production of recombinant proteins in plants. Scientific Reports, 8, pp. 1–10 [doi.org/10.1038/s41598-018-23024-y].

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Inquietudes respecto a la administración de antibióticos en la medicina veterinaria Nazly Martin

ticos en la producción pecuaria por sus efectos colaterales en la salud humana. En este estudio, hemos revisado el conocimiento respecto al uso y administración de antibióticos en prácticas pecuarias. Comúnmente, se conoce respecto el uso de los antibióticos en el tratamiento de enfermedades, pero se desconoce el uso como promotores de crecimiento y en la prevención de infecciones en animales. Lo más frecuente es el desconocimiento de los efectos secundarios de los antibióticos y su posible trazabilidad en los alimentos que se consumen.

Facultad de Ciencias agropecuarias, Universidad de Cundinamarca

Nelson Enrique Arenas Suarez Facultad de Ciencias Universidad Antonio Nariño narenas69@uan.edu.co

¿Qué son los antibióticos? ¿Cuándo se empezaron a usar en la industria pecuaria?

Palabras clave Antibiótico, Resistencia, Producción pecuaria, Medicina veterinaria, Sanidad animal, Inocuidad alimentaria.

Los antibióticos son sustancias producidas naturalmente por ciertos microorganismos sintetizadas químicamente que inhiben el crecimiento o destruyen patógenos que pueden afectar la salud humana y animal. Luego del descubrimiento de la penicilina por Alexander Fleming en 1928, que se considera el inicio de la revolución en la medicina, continua la producción industrial de los antibióticos y su posterior uso se amplifica a la producción animal. No obstante, el primer antibiótico de uso pecuario fue del tipo de las sulfonamidas (Denominado Prontosil) y producido por la farmacéutica alemana Bayer en 1935 (Kirchhelle, 2018). Posterior al uso en humanos, se empezaron a usar como terapia antimicrobiana, inicialmente se realizaron experimentos en la industria porcícola y avícola y se descubrió su propiedad antimicrobiana, profiláctica y promotora de crecimiento en

Resumen

l El uso inapropiado de antibióticos es considerado un problema de salud pública a nivel mundial no sólo para la salud humana, sino también con un impacto significativo en la inocuidad alimentaria y la salud animal. Debido a dicha problemática, la Organización mundial de la salud (OMS) recomienda contener el uso de antibió-

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El uso inapropiado de antibióticos es considerado un problema de salud pública a nivel mundial

cerdos y aves en el mismo año (Grande et al., 2000). Históricamente, debido al desconocimiento y la poca tecnificación en la industria pecuaria para esa época (años 40), se carecía de medicamentos efectivos para el tratamiento de las diferentes infecciones que presentaban los animales, por ende, los cuidados se enfocaban a nivel preventivo e individual, lo que aumentaban los costos de producción y los esfuerzos de mantenimiento de los centros de explotación. Posteriormente, con el aumento en la oferta de diferentes clases de antibióticos se pudieron implementar para el control de brotes a nivel colectivo cuya finalidad fue la erradicación de diferentes patógenos. Sin embargo, algunos patógenos se volvieron antibióticoresistentes e incluso presentaban resistencia extendida a diferentes clases, lo que hizo emerger problemas mayores. Actualmente, con la proliferación de patógenos multirresistentes que eventualmente se pueden transmitir al consumidor a través de los productos derivados de la producción animal (Imagen 1).

de crecimiento. El tratamiento profiláctico se realiza como medida preventiva para evitar la futura aparición de infecciones en animales que están por someterse a un procedimiento quirúrgico (Grande et al., 2000). Adicionalmente, los animales usados en la producción de alimentos son especialmente propensos a padecer estrés, lo cual hace que su sistema inmune se suprima fácilmente y sean más susceptibles a infecciones. Los antibióticos como promotores de crecimiento se han usado por más de 50 años en la industria pecuaria siendo añadidos a los alimentos que los animales consumen y son sustancias que maximizan los rendimientos productivos del animal limitando el crecimiento bacteriano y previniendo infecciones, disminuyendo así la perdida energética y promoviendo la conversión de músculo, leche o pelo. Sin embargo, esta práctica conlleva al aumento de resistencias antibióticas debido al consumo de carne o derivados animales en la cadena alimentaria o mediante el consumo

Imagen 1. Producción limpia a través de los canales de distribución de productos de origen animal para consumo humano, percepción de la calidad e inocuidad esperada por el consumidor. Fuente: adaptado de Blaha (1997).

¿Para qué se usan en la industria pecuaria? Los antibióticos se usan en la industria pecuaria para prevenir infecciones (uso profiláctico), tratamiento de infecciones y como promotores

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de vegetales como el maíz, la cebolla verde, el repollo entre otros que hayan sido abonados con estiércoles provenientes de aves tratadas con estos promotores de crecimiento (Kumar at al., 2005). La alarmante emergencia por resistencias bacterianas ha hecho que se prohiba el uso de antibióticos como promotores de crecimiento en los países de la Unión Europea (Dibner & Richards, 2005). Los animales en etapa de cría son altamente susceptibles a contraer enfermedades, por lo cual, el productor dispone de un arsenal de antibióticos para combatir diferentes infecciones. Algunas de estas también afectan a los humanos y por eso los agentes etiológicos se denominan zoonóticos y por ello algunos son de control oficial por las instituciones de salud pública.

¿Cómo surge la resistencia a antibióticos en la industria pecuaria? El aumento de la población humana ha hecho que el número de animales usados en las producciones se haya multiplicado por lo que se necesitan mayores cantidades de antibióticos para el tratamiento de bacterias patógenas (Trienekens & Zuurbier, 2008). Así, el uso extensivo de antibióticos en la alimentación animal y su inadecuada aplicación ha generado la emergencia global por la aparición de bacterias multirresistentes a uno o varios antibióticos. La resistencia en muchos casos ocurre debido a mutaciones que la bacteria puede desarrollar por la exposición repetida a un determinado antibiótico lo que genera que el sitio blanco del fármaco deje de tener acción (Witte, 1998). No obstante, existen muchos determinantes de resistencia a antibióticos que las bacterias se pueden transferir entre sí, amplificando la resistencia inicial (Arenas & Moreno, 2018).

La última opción es el uso de polimixinas que son consideradas como último recurso antibiótico 72

Otra causa frecuente es el recurrente uso y mal suministro y control de los antibióticos en las producciones animales que generan residuos o trazas en la carne y leche dirigidas al consumo humano (Van Boeckel et al., 2015). Dichas trazas de antibióticos pueden llegar al humano a través del consumo de alimentos contaminados o provenientes de animales expuestos a altas concentraciones de antibióticos (Morgan et al., 2011). Adicionalmente, la presencia de patógenos contaminantes con resistencia extendida a antibióticos podría indicar las fallas en la administración de antibióticos en el proceso productivo (Arenas & Moreno, 2018). La última opción es el uso de polimixinas que son consideradas como último recurso antibiótico, a las cuales también se ha reportado resistencia recientemente y ya representa un problema de talla mundial.

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El papel del médico veterinario en un sistema de producción es intervenir en la formulación y administración de antibióticos ¿Cuáles son las consecuencias del uso inapropiado de antibióticos en las producciones pecuarias? Durante la producción pecuaria es común, la proliferación de bacterias que afectan la producción de derivados, por lo cual se suministran antibióticos en pequeñas cantidades y no en muchos casos no se retiran a tiempo después de cada tratamiento médico y antes del sacrificio y respectiva comercialización. Algunos productores realizan su oficio de una manera empírica y debido a que tienen un conocimiento limitado acerca del manejo adecuado de su producción, por ello, desisten de recurrir al médico veterinario para la asesoría y el respectivo tratamiento contra posibles infecciones. El papel del médico veterinario en un sistema de producción es intervenir en la formulación y administración de antibióticos en animales (Oliver

et al., 2011). Además del reconocido efecto en la emergencia de resistencia al antibiótico, aspectos referentes a la morbilidad, mortalidad y probablemente fallas en el resultado terapéutico; otros problemas observados en la salud humana incluyen problemas alérgicos y toxicidad (Errecalde, 2004). Finalmente, si la administración de los antibióticos es inadecuada, las consecuencias se pueden extender más allá del entorno de la salud animal y humana y actualmente al circular en los suelos y el agua se reconoce como polución o contaminación ambiental (Barton et al., 1997). Por ejemplo, se ha reportado contaminación de aguas con sulfonamidas y tetraciclinas y que usadas para el riego de cultivos y a su vez se podrían relacionar con una alta residualidad de dichos antibióticos en alimentos (Wei et al., 2011).

¿Cuál es la percepción de los futuros veterinarios respecto a la administración de antibióticos en animales? Indagamos a estudiantes de veterinaria acerca del conocimiento sobre el uso y administración de antibióticos en animales. Para el estudio, elaboramos una encuesta para estudiantes que ya hubiesen cursado núcleos relacionados con sanidad animal y farmacología y estuviesen en semestres avanzados. Los estudiantes respondieron un formulario electrónico y en físico de 18 preguntas acerca de la administración y manejo de antibióticos de uso veterinario. Se realizaron 58 encuestas durante el mes de abril con el fin de determinar su conocimiento acerca de los antibióticos incluyendo su finalidad, uso y riesgos (Tabla 1). Tabla 1. Resultados de una encuesta realizada a estudiantes de un programa de medicina veterinaria en la ciudad de Bogotá (abril de 2019).

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Preguntas

Sí (%)

No (%)

1. ¿Sabe usted que es un antibiótico?

58 (100)

0 (0)

2. ¿Conoce que tipos de antibióticos existen?

56 (97)

2 (3)

3. ¿Alguna vez ha aplicado un antibiótico?

46 (79)

12 (21)

4. ¿Sabe usted en qué momento aplicar un antibiótico?

55 (95)

3 (5)

5. ¿Usaría usted antibiótico para el tratamiento de bacterias?

57 (98)

1 (2)

6. ¿Conoce las vías de aplicación de antibióticos?

53 (91)

4 (7)

7. ¿Utiliza los mismos antibióticos para todas las especies?

2 (3)

55 (95)

8. ¿Confía más en los antibióticos que en las vacunas?

10 (17)

48 (83)

9. ¿Sabe si los antibióticos tienen efectos secundarios?

56 (97)

2 (3)

10. ¿Sabe para qué sirven los antibióticos?

57 (98)

1 (2)

11. ¿Usaría antibióticos para el tratamiento de virus?

4 (7)

53 (91)

12. ¿Usaría antibióticos Para el tratamiento de hongos?

18 (31)

40 (69)

13. ¿Sabe si los microorganismos generan resistencia a los antibióticos?

18 (31)

40 (69)

14. ¿Conoce si los antibióticos tienen residualidad en alimentos?

58 (100)

0 (0)

15. ¿Conoce si los alimentos que llegan a su mesa contienen antibióticos?

15 (26)

43 (74)

16. Cuando aplica antibióticos ¿Sigue con el tratamiento?

57 (98)

1 (2)

17. ¿Conoce el tiempo de retiro de los antibióticos?

41 (71)

17 (29)

18. ¿Conoce de qué están compuestos los antibióticos?

33 (57)

25 (43)

El desconocimiento acerca del tratamiento antibiótico adecuado podría influir en una decisión veterinaria errónea De acuerdo con la información recolectada se pudo determinar que el 100% de estudiantes conocen que es un antibiótico y cuáles son los tipos de antibióticos. La mayoría de los encuestados ha aplicado antibióticos (79%) y saben en que momento se deben aplicar (95%) así mismo reconocen su uso como tratamiento bacteriano (98%) y sus vías de aplicación (91%). En general los estudiantes entienden el uso controlado y selectivo de los antibióticos en las especies (95%) y desconfían del uso de los antibióticos (83%), posiblemente debido al creciente aumento de resistencias. Ellos entienden como sirven los antibióticos (98%), aunque se presenta cierta discrepancia entorno a su uso en el tratamiento de infecciones micóticas (31%). Respecto a las resistencias antibióticas una mayoría de estudiantes (69%) desconocen que se pueden producir debido a un uso irresponsable. La totalidad de estudiantes reconoce la residualidad de los antibióticos en los productos derivados animales, sin embargo, a la mayoría (74%) se le dificulta saber la trazabilidad de los alimentos

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que consume y si están libres de antibióticos. Los estudiantes afirman generar un tratamiento completo antibiótico (98%) pero contradictoriamente una parte significativa (29%) no tiene claro el momento adecuado de retiro. Finalmente, un 43% no conoce la composición de los antibióticos.

Conclusiones El desconocimiento acerca del tratamiento antibiótico adecuado podría influir en una decisión veterinaria errónea al momento de elegir el antibiótico óptimo contra el tipo de agente infeccioso diagnosticado. El uso controlado y racional de antibióticos previene la aparición de bacterias resistentes en sistemas de producción pecuaria, además de evitar la residualidad en productos alimentarios derivados de estos animales. También, es importante revisar el componente de sanidad en los sistemas de producción representa el punto crítico, donde se pueden encontrar problemas de salud pública y de contagio de enfermedades y es el factor donde se refleja la calidad de los procesos de las granjas productoras.

Referencias Arenas, N. E. & Melo, V. M. (2018). Producción pecuaria y emergencia de antibiótico resistencia en Colombia: Revisión sistemática. Infectio, 22(2), pp. 110-119. Blaha, T. (1997). Public health and pork: pre-harvest food safety and slaughter perspectives. Scientific and Technical Review of the Office International des Epizooties (París), 16 (2); pp. 489-495. Dibner, J. J. & Richards, J. D. (2005). Antibiotic growth promoters in agriculture: history and mode of action. PoultryScience, 84(4), pp. 634–643. Errecalde, J. O. (2004). Uso de antimicrobianos en animales de consumo: incidencia del desarrollo de resistencias en salud pública. Roma: Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación. Grande, B. C., Falcón, M. S. G. & Gándara, J. S. (2000). El uso de los antibióticos en la alimentación animal: perspectiva actual the use of antibiotics in animal feeds: an actual perspective o uso Dos antibióticos na alimentación animal: perspectiva actual. CYTA-Journal of Food, 3(1), pp. 39-47. Kirchhelle, C. (2018). Pharming animals: a global history of antibiotics in food production (1935–2017). Pelgrave Communications. Kumar, K., Gupta, S. C., Baidoo, S. K., Chander, Y. & Rosen, C. J. (2005). Antibiotic uptake by plants from soil fertilized with animal manure. Journal of Environmental Quality, 34(6), pp. 2082-2085. Morgan, D. J., Okeke, I. N., Laxminarayan, R., Perencevich, E. N., &Weisenberg, S. (2011). Non-prescription antimicrobial use worldwide: a systematic review. The Lancet Infectious Diseases, 11(9), pp. 692-701. Van Boeckel, T. P., Brower, C., Gilbert, M., Grenfell, B. T., Levin, S. A., Robinson, T. P. & Laxminarayan, R. (2015). Global trends in antimicrobial use in food animals. Proceedings of the National Academy of Sciences, 112(18), pp. 5649-5654. Wei, R., Ge, F., Huang, S., Chen, M. & Wang, R. (2011). Occurrence of veterinary antibiotics in animal wastewater and surface water around farms in Jiangsu Province, China. Chemosphere, 82(10), pp. 1408-1414. Witte, W. (1998). Medical consequences of antibiotic use in agriculture. Washington: American Association for the Advancement of Science.

Diálogos

Mujer y Ciencias Básicas: una brecha cada vez más delgada Daniel Llamosa

“El trabajo de una mujer científica es muy interesante, pero los trabajos de muchas mujeres científicas juntas sacarán nuestro país adelante con mucha más energía”.

Facultad de Ciencias Universidad Antonio Nariño dllamosap@uan.edu.co

Valentina Serna Publicista, Mag. psicología del consumidor valentina.sernah@konradlorenz.edu.co

Ángela Camacho, fundadora y directora de la Red Colombiana de Mujeres Científicas

egún la Organización de las Naciones Unidas para la Educación, la Ciencia y la Cultura (UNESCO), la brecha de género en los sectores de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y las matemáticas (STEM) disminuye cada año. A nivel mundial, la matrícula femenina casi se duplicó entre el año 2000 y 2014. Sin embargo, la presencia de mujeres en estos

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La Red Colombiana de Mujeres Científicas es una institución fundada y dirigida por Ángela Stella Camacho, profesional en Física de la Universidad Nacional de Colombia. En 1977, adquiere el grado de Doctora de la Universidad Johannes Gutenberg en Mainz, Alemania Federal, convirtiéndose en la primera colombiana doctorada en física. Durante su trayectoria ha sido merecedora de múltiples reconocimientos, entre ellos, el premio nacional de la Asociación Colombiana para el Avance de la Ciencia, razón por la que es considerada una líder por Colombia, para el movimiento de mujeres en Física.

campos sigue siendo muy baja. El informe del Foro Económico Mundial (WEF) del 2017 muestra que, sí todo sigue como hasta ahora, la brecha de género tardará 100 años en cerrarse. Indica, además, que no es solo una cuestión de derechos; la economía de un país se reduce si no existe un apoyo hacia las mujeres. Con el fin de promover e incentivar la participación femenina en las áreas de ciencia y tecnología, la Asamblea General de Naciones Unidas, proclamó el 11 de febrero como el Día Internacional de la Mujer y la Niña en la Ciencia.

Con el objetivo de conocer acerca de la labor de la Red Colombiana de Mujeres Científicas, Ángela Stella Camacho habla en la siguiente entrevista acerca de la inequidad en STEM y sobre la importancia de la participación de las mujeres en la ciencia:

En 2019, el Gobierno Nacional Colombiano, el Banco Interamericano de Desarrollo (BID) y el WEF suscribieron un acuerdo de colaboración público-privado, para promover y garantizar la inclusión social de las mujeres en la fuerza laboral. Para disminuir la inequidad de las mujeres en STEM, la Red Colombiana de Mujeres Científicas trabaja activamente en políticas de género que ayudan a incentivar la participación de las mujeres en ciencias. Sin embargo, aún se evidencia una gran diferencia entre hombres y mujeres. Según la última convocatoria de Colciencias (2017), de 12.513 investigadores reconocidos, el 63% corresponde a hombres y el 37% a mujeres.

UAN: ¿Cuál ente podría resolver los problemas de inequidad desde la academia? AEC: Las universidades, que son centro de construcción, centros de fortalecimiento; y tienen la obligación de irradiar el conocimiento necesario en Colombia.

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Sí necesitamos desarrollar una sociedad con conocimiento sostenible, se deben desarrollar las ciencias básicas, y por esto en Colombia se necesita un sistema nacional de ciencia y tecnología fuerte, que sea capaz de solucionar los vacíos entre las universidades y la sociedad, y en especial incluir la mujer en la ciencia.

ganando en promedio un 16% menos que los hombres. Frente a esto, Ángela recuerda una frase de Valentina Tereshkova, la primera mujer cosmonauta: “Un pájaro no puede volar con una sola ala. El vuelo espacial humano no puede desarrollarse más sin la participación activa de las mujeres”.

UAN: ¿Qué obstáculos tienen las mujeres para alcanzar la equidad?

UAN: ¿Por qué deberían participar las mujeres en temas de ciencia y tecnología? AEC: Este es un tema que está siendo estudiado por las Naciones Unidas. Estas aseguran que la inclusión y la participación de las mujeres en el desarrollo de los países ha aliviado la pobreza. Es decir, necesitamos que en nuestro país la mujer participe en ciencia y tecnología para que se utilice todo su capital humano y, no solo menos del 50%, cuando tenemos un valioso capital humano que puede mejorar las condiciones en nuestro país. Muestra de lo anterior, son las cifras que presenta el documento de Igualdad y Autonomía de las Mujeres, en la Agenda de Desarrollo Sostenible publicado por las Naciones Unidas: Alrededor del 50 % de la población en América Latina son mujeres, solo el 41 % conforman la fuerza laboral,

AEC: La falta de apoyo efectivo para el desarrollo, la falta de entrenamiento y oportunidad, la falta de acceso a ciencia y tecnología, la falta de acceso a programas de liderazgo, las creencias culturales que obstaculizan el desarrollo, los bajos niveles de autoconfianza y la baja confianza por parte de la sociedad; ya que aún, es mal visto el papel de una madre cuando trabaja.

UAN: ¿Cuál es el estado de la igualdad de género en América Latina? AEC: El índice global de brecha de género, realizado por el Foro Económico Mundial, estudia la brecha de género en términos económicos (salarios y participación en empleos altamente calificados), en términos de

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educación (acceso que tienen las mujeres en educación básica y superior), en términos de salud y política (participación gubernamental). En América Latina, este índice se encuentra por encima del promedio y se sitúa en el 0.8 (en que cero significa desigualdad total y 1 significa paridad entre hombres y mujeres). El promedio mundial se encuentra en 0.7. ¡Vamos bien¡…Sí seguimos trabajando a este ritmo en América Latina, en 74 años se alcanzará la igualdad.

UAN: ¿Qué propuestas existen en Colombia para que más mujeres se interesen en estudiar ciencias básicas? AEC: En la Red Colombiana de Mujeres Científicas tenemos un plan de trabajo. Trabajamos con las niñas en ciencia y tecnología; especialmente su motivación. Para esto, existen talleres y eventos especiales para las niñas hasta bachillerato, hay un programa de tutoría y soporte para las que están haciendo un pregrado en ciencias, un proyecto de empoderamiento para las que decidieron hacer un doctorado y, hay una propuesta para políticas de género en ciencias en Colombia. La Red en Colombia se encuentra en 6 nodos, cada uno con un grupo de trabajo: Caribe, Centro, Eje

Cafetero, Llano, Pacífico Y Sur. El informe más reciente de la UNESCO (datos de 2017), sobre la educación de las niñas y las mujeres en STEM, menciona que la educación en estas asignaturas puede proporcionar los conocimientos, habilidades, actitudes y conductas necesarias para crear sociedades inclusivas y sostenibles. Sostiene además que, las mujeres han avanzado mucho en su acceso a la educación y, cada vez más mujeres se inscriben en carreras que hace años eran mayormente masculinas. Sin embargo, la igualdad numérica no significa que se haya logrado la igualdad de oportunidades y reconocimiento. Por ejemplo: La biología y las matemáticas tienen ahora un predominio femenino en algunos países, pero, en el caso de la física y las ingenierías, las mujeres aún son minoría. Finalmente, Ángela Camacho reflexiona frente al tema: “Teniendo más mujeres en el campo de STEM, la economía crece y generará un mejor desarrollo”. Si desea mayor información puede visitar el sitio web de la Red Colombiana de Mujeres Científicas [https://www.redcolombianamujerescientificas.org/].

Ángela Stella Camacho, primera colombiana Doctora en Física. Foto: Daniel Llamosa.

Proyección social

Aportes de la UAN en la seguridad vial de Colombia Alejandra Baena. Facultad de Ciencias Universidad Antonio Nariño alejandra.baena@uan.edu.co

El proyecto que se formuló recientemente, tiene como objetivo principal estudiar los patrones espacio-temporales emergentes de las interacciones

Resumen

a UAN desde los pilares de la actividad universitaria: docencia, extensión e investigación, trabaja con instituciones del ámbito público y privado para optimizar la gestión de la seguridad vial considerada como un desafío de salud pública que hace parte de los objetivos de desarrollo sostenible ODS 3 y 11. Cada año, cerca de 1,3 millones de personas fallecen en el mundo a raíz de un accidente de tránsito. Por tal motivo, la Resolución 64/255, del primero de marzo de 2010, de la Asamblea General de las Naciones Unidas, proclamó el periodo 2011-2020 como el “Decenio de Acción

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para la Seguridad Vial”, con el objetivo general de estabilizar y, posteriormente, reducir las cifras previstas de víctimas mortales en accidentes de tránsito en todo el mundo. La recientemente adoptada Agenda 2030 para el Desarrollo Sostenible ha fijado una meta ambiciosa con respecto a la seguridad vial, consistente en reducir a la mitad, para 2020, el número de defunciones y lesiones por accidentes de tránsito en todo el mundo (WHO, 2010). A pesar de los grandes esfuerzos de países como Colombia, para establecer leyes que obliguen la implementación de planes estratégicos de seguridad vial (PESV), las cifras en el 2018, evidencian un aumento del 1.5% con respecto al año anterior (ANSV, s.f.). Por lo tanto, es imprescindible estudiar la contribución de los factores de riesgo y sus interacciones, revisar las acciones y medidas existentes, proponer estrategias y mecanismos que conlleven a reducir el impacto de la contribución de uno o varios factores, con el fin de reducir las cifras de accidentalidad en Colombia.

en materia de seguridad vial, tránsito y transporte, entre estás el Centro de Investigación y Formación en Tránsito y Transporte (CIFTT), el Centro de Investigación y Formación en Seguridad Vial (CINFOVIAL), AM Consultoría, así como asesores de entidades del sector público como la Escuela de Seguridad Vial de la Policía Nacional (ESEVI) y la Dirección de Tránsito y Transporte (DTT). También contamos con el soporte de entidades internacionales, que son colaboradores oficiales de la UAN mediante convenio marco como la empresa Centro de Entrenamiento en Reconstrucción e Investigación de Accidentes de Tránsito (CEIRAT) de Argentina.

Investigación UAN para la seguridad vial

El proyecto que se formuló recientemente, tiene como objetivo principal estudiar los patrones espacio-temporales emergentes de las interacciones de los factores de riesgo que contribuyen a los principales eventos de accidentalidad en Colombia, mediante el uso de ciencia de redes, y física de sistemas complejos (Mohammed et al., 2018), así como evaluar estrategias, mecanismos y acciones en educación vial vigentes y proponer mejoras, considerando los hallazgos del estudio de accidentalidad vial. Para esto contamos

Actualmente se tiene constituido un equipo multidisciplinario e interinstitucional para realizar proyectos de investigación en materia de seguridad vial, liderado por la línea en Física Forense de la Facultad de Ciencias de la UAN, el cual integra a la Facultad de Educación, Facultad FIMEB, entidades del sector privado

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con el apoyo de un grupo internacional: Institute for Cross-Disciplinary Physics and Complex Systems del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) de España y el apoyo del Dr. Johan Martinez Heinz, investigador de la Universidad de los Andes, experto en técnicas punteras de simulación de redes complejas y manejo de grandes volúmenes de datos. Otro proyecto que se realiza dentro de la línea de física forense está enfocado en la optimización de la reconstrucción analítica de accidentes de tránsito en Colombia y Latinoamérica, mediante la aplicación de dispositivos de bajo coste para obtener parámetros cinemáticos que se usan en el estudio de siniestros viales. El entendimiento de las causas que conllevaron a un accidente en el contexto de Colombia y otros casos particulares, es crucial para la proyección de la seguridad vial. En este proyecto se destaca la participación de CIFTT Colombia y CEIRAT Argentina (Imagen 1).

Docencia UAN para la seguridad vial El pasado 5 de marzo los patrulleros Jhon Fredy Avila Sanabria y Norbey Higuera Ramírez en acompañamiento del sargento Gustavo Marin en representación de la DTT y con la participación del intendente jefe Jhon Fredy Reyes de ESEVI, ahora en uso del buen retiro, hicieron la entrega de un “KIT de seguridad vial” a través de la Universidad Antonio Nariño al coordinador y los estudiantes representantes del Colegio Colombo Florida Bilingüe. Los kits se seguridad vial, orientados a cada nivel académico de la educación básica, media y bachillerato, son materiales pedagógicos diseñados para educar a los estudiantes en la autoprotección de la siniestralidad vial (Imágenes 1a y 1b).

Ahora se pretende organizar una jornada académica para la aplicación apropiada de los kits de seguridad dentro de las aulas, orientada por los promotores de la campaña de la Policía Nacional antes mencionados. El evento contará con la participación de profesores y estudiantes del colegio, e investigadores de la Facultad de Ciencias vinculados a la línea en Física Forense y la Facultad de Educación del grupo “Culturas universitarias” de la Universidad Antonio Nariño.

Extensión UAN para la seguridad vial La UAN, desde la Facultad de Ciencias, ha liderado varios encuentros con escuelas de la Policía Nacional (PONAL), para la integración del trabajo y la retroalimentación asociada a la investigación de accidentes y la seguridad vial. Un evento precursor que se destaca fue la Jornada de integración para la investigación de accidentes de transito y la seguridad víal, con la participación de CIFTT Colombia y celebrado el 24 de marzo de 2017 en la sede de

Ahora se pretende organizar una jornada académica para la aplicación apropiada de los KITS

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la UAN Ibagué, con el fin de constituir un espacio definido y estructurado de interacción y retroalimentación entre la Escuela de Policía Gabriel González (ESGON) y la UAN asociado a la investigación de accidentes y seguridad vial, para concertar interéses colectivos en el desarrollo de actividades de investigación, formación y culturales para los integrantes de las instituciones involucradas y la comunidad en general. En el momento, la sede Ibagué continúa colaborando con la PONAL en varias actividades asociadas. El pasado 6 abril de 2018, la UAN sede Neiva y sede Bogotá Facultad de Ciencias, contribuyó con el proceso de formación en la modalidad de Diplomado en pegagogía para la seguridad víal, dentro del plan de desarrollo “El camino es la educación” y el proyecto “Implementación de estrategias en seguridad Vial con el fin de disminuir la mortalidad por accidentes de tránsito en el departamento del Huila” en el marco del convenio entre La Agencia Nacional de Seguridad Vial y el departamento del Huila. El objetivo principal fue fortalecer en los docentes de preescolar, básica y media del departamento del Huila, los conocimientos pedagógicos y metodológicos que posibiliten la enseñanza en educación en

El objetivo principal fue fortalecer en los docentes de preescolar, básica y media del departamento del Huila, los conocimientos pedagógicos y metodológicos tránsito y seguridad vial, a partir de los lineamientos de la Ley 1503 de 2011 (Ministerio de Transporte, 2019). El programa promovió la elaboración de proyectos pedagógicos transversales para la movilidad segura, enfocados para ser articulados en los planes educativos institucionales PEI de las instituciones participantes. Los profesores Alexander Cruz Prada (Investigador y Docente de ESGON, ahora en uso del buen retiro); Juan Carlos Sandoval (Director de CINFOVIAL); Diego Becerra, ahora profesor de la Universidad de la Sábana; y Alejandra Baena, coordinadora de la línea en Física Forense de la Facultad de Ciencias UAN, estuvieron a cargo del desarrollo, virtualización y coordinación (Imagen 3).

Portafolios de servicios UAN a la comunidad en materia de seguridad vial El interés de la línea en Física Forense de la Facultad de Ciencias UAN con el apoyo de las Facultades de Educación y FIMEB, así como el equipo conformado por las instituciones privadas y asesores de las entidades públicas, es brindar a la comunidad formación en seguridad vial a partir de acciones educativas permanentes, que favorezcan y garanticen el desarrollo integral de los actores de la vía, tanto a nivel de conocimientos sobre la normativa,

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El estudio de la accidentalidad vial y los factores de riesgo en un sistema complejo de interacción comunidad tecnología, permitirá ajustar de forma óptima las estrategias, mecanismos y acciones orientadas a disminuir las cifras de accidentes primeramente en Colombia. El trabajo permanente con la comunidad a través de la extensión universitaria y la docencia promueve un contexto de retroalimentación para la aplicación y evaluación de estrategias, mecanismos y acciones para la educación vial y la cooperación tripartita: empresa, Estado y Universidad (Imagen 3); en el ámbito local, con el soporte de entidades internacionales, conseguirá la integración esperada para la difusión y aplicación que garantiza la pertinencia regional y nacional en el marco del cumplimiento de los objetivos de desarrollo sostenible.

reglamentación y señalización vial, como a nivel de hábitos, comportamientos, conductas, y valores individuales y colectivos, acorde a la Ley 1503 de 2011. Para fortalecer esta aspiración, se ha constituido un portafolio de servicios de educación en materia de seguridad vial y reconstrucción e investigación de accidentes de tránsito. Está oferta académica, además de cumplir con el objetivo misional de disponer capacitación, propenderá al equipo de trabajo una retroalimentación constante en la evaluación del impacto del aprendizaje sobre las estrategias, mecanismos y acciones vigentes para mejorar la seguridad vial. Así mismo, permitirá generar un canal de comunicación continuo con la comunidad local y nacional para exponer y aplicar los hallazgos de las investigaciones relacionadas que se realizan en la UAN.

Referencias WHO (2010). Plan Mundial para el Decenio de Acción para la Seguridad Vial 2011–2020. Recuperado de: [www.who.int/ roadsafety/ decade_of_action/plan/plan_spanish.pdf]. ANSV (s.f.). Agencia Nacional de Seguridad Vial. Recuperado de: [ansv.gov.co]. Mohammed, A., Kamarudin, A. & Mosa, A. (2018). Classification of Traffic Accident Prediction Models: A Review Paper. International Journal of Advances in Science Engineering and Technology, pp. 2321-9009. No. 6(2). Ministerio de Transporte (2019). Colombia. Recuperado de: www. mintransporte.gov.co. Último acceso: mayo 16 de 2019.

Cultura científica

PÁGINAS WEB /REVISTAS Las revistas colombianas Innovación y ciencia y Revista Conciencia consideran diversas temáticas divulgativas del fomento y aplicación de las ciencias en Colombia, incluyen además temas cotidianos para desarrollar ciencia. Para consulta de interés se citan los links respectivos: https://innovacionyciencia.com/revistas www.revistaconciencia.com/

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Libros recomendados 1. Una breve historia de casi todo Bill Bryson Editorial: RBA LIBROS

El libro narra la historia de la ciencia en el saber y conocimiento. Allí se escriben y describen conceptos fundamentales de ciencias como química, física y geología con lenguaje ameno y sencillo. Su autor, viajero apasionado, escribió la obra basado en la curiosidad que le produjo al ir sobrevolando el pacifico donde se inquieta acerca de saber sobre los procesos que permitieron la formación del océano; de ahí en adelante y durante tres años se dedicó a obtener mayor conocimiento sobre el tema del planeta y el universo. Esta obra facilita al lector, a través de la narración, conocer temáticas de ciencia de una forma amena y entretenida. Catalogado como Best seller en el tema de divulgación científica.

2. Metodología de la investigación Roberto Hernández Sampieri Editorial: Mc Graw Hill

El texto describe de una manera práctica, sencilla y completa cómo desarrollar y llevar a cabo el proceso investigativo; así mismo está enfocado hacia facilitar metodologías de investigación en diferentes asignaturas, ciencias y disciplinas. Se puede utilizar en el desarrollo de cursos introductorios, intermedios y avanzados, según el criterio del maestro.

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3. Biología Molecular del Gen James D. Watson, Tania A. Baker, Stephen P. Bell, Alexander Gann, Michael Levine, Richard Losick Editorial: Médica Panamericana

Contiene los más recientes experimentos y métodos de experimentación que reflejan los últimos avances y las aplicaciones que amplían los horizontes de la investigación. Cuenta con cuestionarios al final de cada capítulo con preguntas de respuestas breves y de análisis de datos, para reforzar el aprendizaje. Con un sitio web complementario para estudiantes y para docentes, con valiosas herramientas para el aprendizaje y la enseñanza, cómo archivos de tutoriales y animaciones, preguntas de razonamiento y para evaluación en clase, respuestas a las preguntas de los capítulos, así como las figuras y cuadros del libro.

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Videos 1. "La vida en la tierra en 50 años" En: [https://www.youtube.com/watch?v=wD6Yh_x8E9w]

Video con temática de ciencia ficción que muestra y analiza cómo a través de la ciencia y la tecnología el ser humano puede proyectar para un futuro la invención de instrumentos como nano robot que reparan el cuerpo humano, los viajes interplanetarios, órganos artificiales, navegar por internet a través del pensamiento, entre otros. También se muestra que los avances científicos serían posibles soluciones para curar el envejecimiento que es la principal causa de enfermedad, e incluso de rejuvenecer:

2. "Wasteland" Documental con un mensaje para reflexionar En: [https://www.youtube.com/ watch?v=V9Z7FQSsTxM] En este se muestran las diferentes realidades cotidianas que vivencian los recolectores o recicladores de basura. En el documental su creadora VikMuniz emprende un viaje desde Brooklyn (EE.UU) a Rio de Janeiro, para realizar fotografías a los “catadores o recicladores” del Jardín Gramacho en Brasil. En “WasteLand”, se muestran las diferentes realidades cotidianas de estos recolectores de materiales reciclables que muestran cómo se vive esta realidad ante la inminente acumulación acelerada y creciente de basura.

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Actividades 1. Misión internacional de sabios La misión fue lanzada el 8 de febrero de 2019 por el presidente Iván Duque. Las actividades de esta misión consideran ocho ejes temáticos y cada uno será desarrollado en tres sesiones. Para su realización se contará con la participación de grupos de investigación de instituciones universitarias como EAFIT, Javeriana,Industrial de Santander, Antioquia, Andes, Tadeo, del Rosario y Nacional.

El grupo, integrado por 43 científicos entre colombianos y extranjeros, trabajará ad honorem en la misión, con el objetivo de contribuir en la “construcción e implementación de la política pública en educación, ciencia, tecnología y educación, como también en las estrategias que Colombia debe construir a largo plazo, de manera escalable, replicable y sostenible”.

2. Ciencia participativa en los humedales de Bogotá La ciencia participativa facilita aprendizaje sobre los humedales. Definida por la Scientific American como una “investigación llevada a cabo por un grupo de personas en la que se integran total o parcialmente científicos profesionales junto a gente común, que de forma voluntaria aportan esfuerzo”. La ciencia participativa está siendo promovida y realizada por la entidad Humedales de Bogotá para que haya parti-

cipación ciudadana y científica; así se logra resaltar y aprender acerca de la biodiversidad existente en estos ecosistemas que son reconocidos mundialmente. Cualquier información puede ser consultada en: [http://humedalesbogota.com/ciencia-participativa/].

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3. El Jardin Botánico de Bogotá José Celestino Mutis, escenario de enseñanza de biología en la UAN Estudiantes de primer semestre del programa de Bioquímica de la UAN en el Jardín Botánico. El 28 de abril del 2019, fue realizada la visita al Jardín Botánico por el grupo de estudiantes y la docente encargada de la asignatura de Biología general. Su finalidad fue interactuar con espacios naturales para relacionar las temáticas de la clase y de esta forma contextualizar y aplicar los conocimientos de la biología. La actividad pretende contribuir a su formación e interés por las temáticas relacionadas con la asignatura, promoviendo el desarrollo y manejo de las competencias científicas para que los estudiantes fortalezcan su motivación y emprendan acciones investigativas que aporten y faciliten su proyección profesional hacia experiencias de investigación interdisciplinarias dentro del programa.

Social 1. La UAN en la Feria del Libro. Abril 24 a mayo 6 El profesor Daniel Llamosa, docente del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias, realizó el taller “Jugando con la Nano tecnología” para socializar su obra Nanomundo con Nani y Nano, cartilla ilustrada de 36 páginas que busca enseñar a niños y jóvenes los principios básicos de la nanotecnología. Dentro de sus páginas ilustra, de la mano de sus dos personajes Nani y Nano, la historia, ¿qué es?, ¿para qué sirve? y ¿cómo se hace la nanotecnología? La obra ocupo el primer lugar en ventas del fondo editorial de la universidad en la FILBO.

Daniel Llamosa (izquierda)y el decano de la Facultad de Ciencias de la UAN,Juan Carlos Silva Tamayo (Derecha)

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2. Un colombiano ganador de premio en ciencia en Harvard Con los estudios de doctorado realizados en ingeniería neurobiológica y ciencias médicas y por su trayectoria científica investigativa sobre programación de células madre, Sebastián Palacios de 32 años, fue exaltado con el premio Martha Gray de excelencia a mejor investigación científica de Harvard y el MIT (Instituto de Tecnología de Massachusetts), este honor a la excelencia científica fue otorgado el 10 de abril de este año. El objetivo de sus estudios fue el de regenerar células y tejidos para combatir enfermedades como la ceguera, el Parkinson y la parálisis. Su labor científica fue divulgada en medios de comunicación de Harvard y medios universitarios de Estados Unidos, mientras que en Colombia no se mencionó nada acerca de su logro científico. como la ceguera, el Parkinson y parálisis. Su labor científica fue divulgada en medios de comunicación de Harvard y medios universitarios de Estados Unidos, mientras que en Colombia no se mencionó nada acerca de su logro científico.

Sebastián Palacios realizó su investigación programando células madre.

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Arte y Ciencia

La ciencia en imágenes Jairo Camacho Docente, Universidad Antonio Nariño jairocamacho@uan.edu.co

En esta sección el lector encontrará, diferentes tipos de acercamiento a la ciencia a partir de las imágenes, gráficas y evidencias fotográficas que complementan el saber, mostrando la complejidad del mundo científico de una forma simple y rápida.

En este volumen, se muestran ocho imágenes en total, destacando el trabajo de estudiantes de pregrado y posgrado de la Universidad, docentes investigadores y otros destacados a la fecha en el mundo científico. Cada imagen está acompañada por una breve descripción realizada por su autor.

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Imagen 1: Ultraestructura de la Fibrina Rica en Plaquetas inyectable (iPRF) unconcentrado plaquetario con aplicación clínica (Microscopía electrónica de Barrido 2000X, 10 kV), en la cual se observa la conformación de la red de fibrilas (flechas verdes), y uno de sus componentes celulares: las plaquetas, en este caso una plaqueta activada (flecha blanca). Clavijo, Sebastián. Estudiante de Medicina. Asignatura: Iniciación científica (UAN, 2019).

Imagen 2: Análisis topográfico de la fibrina rica en plaquetas (PRF) enmicroscopiade fuerza atómica (AFM). Se observa la reconstrucción 3D de la nanoestructura de una muestra de PRF. En color violeta está la estructura tubular de una fibrina en un avanzado proceso de polimerización (5-8µm). En color blanco, las fibras menospolimerizadas (1-5µm). Y en color verde, la fibrilas aisladas de poco espesor ytamaño (0,10-1µm) Técnica AFM, modo dinámico. Imagen editada en la aplicación ARgyle Light™. Gutiérrez, David. Estudiante Doctorado de Ciencias de la Salud (UAN, 2019). Imagen 3: Microfotografía de Fibrina Rica en Plaquetas (PRF) para uso clínico. Se observan algunas estructuras tubulares de fibrina totalmente polimerizada (*), en la que se encuentran inmersas gran cantidad de plaquetas (4-6µm) en su mayoría inactivas (puntas de flecha blanca) y aisladamente unas pocas activas (puntas de flecha negra). En algunas zonas de la red se observan pequeñas fibrilas (0,5µm) en proceso de formación (flechas blancas). En el área encerrada en círculo se. Microscopia electrónica de barrido (SEM) 1000X, 30 kV. Gutiérrez, David. Estudiante Doctorado de Ciencias de la Salud (UAN, 2019).

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Imagen 4: Simulación Computacional del Espectro UV-vis (180-280nm) de las moléculas peroxinitrato de metilo y de propilo obtenido a partir de cálculos de estructura electrónica, estos permiten una resolución matemática aproximada delas ecuaciones de la mecánica cuántica HΨ = EΨ para un sistema atómico y/o molecular sin usar ningún método empírico o entradas experimentales. Las energías obtenidas en este espectro son obtenidas a los niveles teóricos MS-CASPT2/CASSCF(10,6)/ANO-L y claramente muestra una transición nπ* en el grupo NO2 con una fuerza osciladora despreciable localizadas cerca de 230 nm ydos picos fuertes de carácter ππ* entre 190-220 nm. Buendía, Cristian. PhD. (UAN,2019).

Imagen 5: Impresión 3D de la proteína TolC o porina de membrana externa en bacterias. TolC está presente en bacterias gran-negativas como E. coli y desempeña un papel importante en la expulsión de diversas moléculas, que incluyen toxinas proteicas y fármacos antibacteriales desde el interior celular. La estructura de la proteína TolC corresponde a un canal formado por 12 cadenas con dominios hélice alfa y hojas beta que le permiten anclarse a la membrana.

Reyes, Edwin. PhD. (UAN, 2018). Imagen 6: Entorno donde se encuentra el agujero negro. Galaxia M87. Partículas con altas cantidades de energía que salen disparadas por los campos magnéticos y gravitacionales alrededor del agujero. CHANDRA X-RAY.NASA/CXC/Villanova University/(Neilsen, 2019).

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Imagen 7: Explorando la diversidad del suelo. El ambiente alrededor de las raíces es uno de los ecosistemas de mayor diversidad de microorganismos. A través de trabajos de metagenómica, se extrae el DNA del ambiente. Por medio de herramientas bioinformáticas es posible establecer quiénes están allí, qué función cumplen y cómo se relacionan con su hábitat. Vanegas, Javier. PhD (UAN, 2019).

Imagen8: Agujero negro supermasivo (ESO). En la imagen se puede apreciar una descripción breve de cada una de las partes que conforman un agujero negro: Tomada de [https://danielmarin.naukas.com/ files/2019/04/eso1907h.jpg].

Guía de autores

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Guía de autores para artículos divulgativos Para los autores que deseen publicar en la revista se deben tener en consideración los siguientes puntos:

Objetivo de la revista

Redacción

Realizar divulgación científica de temas de actualidad, hallazgos y actividades de los proyectos de investigación y proyección social, desarrollados en la Universidad Antonio Nariño, así como dar a conocer los personajes y actividades que contribuyen a la promoción de la ciencia en nuestro país. En adición, la revista pretende divulgar actividades y pensamientos críticos que promuevan espacios para la ciencia, fortaleciendo el perfil cultural científico de nuestra sociedad. Los artículos buscan comunicar estos conocimientos de forma clara y precisa a un público no especializado pero interesado en acrecentar su comprensión acerca del mundo.

Los artículos deben ser redactados teniendo en cuenta que sus destinatarios no son especialistas. Es necesario evitar el uso de lenguaje técnico y recurrir a términos equivalentes del lenguaje cotidiano. Utilizar siempre el sistema internacional de unidades. No emplear palabras extranjeras si existen equivalentes en castellano.

Política editorial Los documentos serán revisados inicialmente por los editores de sección. El resultado de la revisión se informa al autor en un plazo aproximado de un mes a partir de la fecha de recepción del material. Si es aceptado, el artículo pasa a la redacción (para corrección de estilo y/o ajustes en la estructura). Los documentos pueden regresar a los autores con observaciones, sugerencias o correcciones. La redacción se reserva el derecho de modificar el manuscrito para ajustarlo al estilo de la revista, esto incluye cambiar el título, los subtítulos, así como la entrada del artículo. Una vez se cuenta con su versión final, se envía al autor para revisión y se programa su publicación. El autor firmará una carta de cesión de derechos.

Temáticas La revista publica artículos en las siguientes áreas: • • • • • • • • •

Ilustraciones Enviar las ilustraciones en formato digital, en forma de archivos .tif, .eps, .bmp o .jpeg. Es imprescindible que tengan una definición mínima de 300dpi (puntos por pulgada) para un tamaño de 20 x 30cm. Las imágenes descargadas de internet por lo general carecen de esa resolución, a menos que el sitio lo indique claramente, por lo que no suele ser posible utilizarlas.

Física Matemáticas Química Biología Bioquímica Ciencias de la tierra Biotecnología Ciencias agropecuarias y del medio ambiente Medicina y ciencias de la salud

Lineamientos Es un texto que permite dar a conocer investigaciones científicas o tecnológicas, de forma breve, cercana y comprensible para la población de la revista, de forma que se pueda entender las implicaciones de los conceptos tratados y considerarlos temas relevantes.

Público objetivo Comunidad académica, comunidad científica, empresas y todo tipo de lectores que se apasionen por la ciencia.

•

Los artículos deben limitarse a desarrollar un tema, sin pretender abarcar exhaustivamente todo el conocimiento general del área.

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• •

El escrito debe tener un mínimo de 6000 y máximo 12.000 caracteres con espacios, incluyendo referencias y tablas o cuadros. Máximo 2500 palabras (entre 6000-12000 caracteres) si el articulo contiene resultados y 4000 (máximo 20000 caracteres) palabras si el artículo es de revisión. Fuente Arial 12 y en interlineado 1.5 ptos Redactado en tercera persona.

•

Si las imágenes tienen varias partes, cada parte de la imagen debe ser divida por letras en minúscula. Para el pie de la imagen, nombrar con letras en minúscula y en paréntesis.

Ejemplo:

Elementos

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Título que destaque lo más importante del trabajo realizado. Español e inglés. Nombres y apellidos del autor o los autores, filiación, correo institucional, esta información debe encontrarse en la primera página: Primer nombre y Apellido del autor Facultad de Ciencias, Universidad Antonio Nariño xxxxxxxx@uan.edu.co

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Palabras clave. Breve texto (3 o 4 líneas) en donde se explica cuál es el tema y enfoque del artículo o reportaje. Resumen: Sección inicial que establece el propósito y los objetivos de todo el contenido posterior del escrito. En español e inglés (150 palabras). Desarrollo: Se expone los hallazgos del trabajo y conclusiones. Es recomendable dividir el texto con subtítulos (en negrilla). Toda cita textual deberá llevar la referencia completa al final del texto. Incluir imágenes, tablas o esquemas (mínimo tres) y colocar pie de la imagen que describa el contenido, con una extensión no mayor a 30 palabras.

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Figura 1, Figura 1a. Evitar Fig 1. Fig.1 o variantes. •

Incluir una breve ficha biográfica del autor o autores (3 o 4 líneas) con foto.

Ejemplo:

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Todas las figuras deben estar citadas en el texto con la palabra figura completa seguida por el número.

Las imágenes deben ser enviadas en un archivo independiente del texto en formato: .tif, .eps, .bmp o .jpeg

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Bibliografía con normas APA. Para revisión máximo 40 y para artículos de resultados, 25.

Guía de autores

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Revista de Divulgación Cientíﬁca | Facultad de Ciencias Universidad Antonio Nariño | Bogotá, Colombia Volúmen 1 - Número 2 | Julio - Diciembre 2019 | Issn 1711-1571 / Issn on-line 2744-8576