REVISTA CIENTÍFICA BIOSCIENTIS by BIOscientis

© REVISTA DE DIVULGACIÓN CIENTÍFICA BIOSCIENTIS INSTITUTO DE INVESTIGACIONES BIOMÉDICAS [IIB] UNIVERSIDAD DE LAS AMÉRICAS EDICIÓN GENERAL ANDRÉS LÓPEZ-CORTÉS APORTES Y SUGERENCIAS alopez@udla.edu.ec AUTORES GERMÁN BURGOS FIGUEROA ALEJANDRO CABRERA CAROLINA ECHEVERRÍA PAOLA E. LEONE ANDRÉS LÓPEZ-CORTÉS FABIÁN OÑA-CISNEROS CÉSAR PAZ-Y-MIÑO CAMILO PÉREZ FABIÁN PORRAS-BORJA MARÍA EUGENIA SÁNCHEZ DISEÑO PORTADA DOBLE HÉLICE DEL ADN OBTENIDA MEDIANTE EL SISTEMA DE GRÁFICOS MOLECULARES PyMOL INFORMACIÓN INSTITUTO DE INVESTIGACIONES BIOMÉDICAS AVENIDA GRANADOS Y JOSÉ QUERI - QUINTO BLOQUE - SEGUNDO PISO PÁGINA WEB: iib.udla.edu.ec QUITO - ECUADOR MAYO 2014

ÍNDICE DE CONTENIDO EDITORIAL Andrés López-Cortés

PERSPECTIVAS DE LA GENÉTICA MOLECULAR ANIMAL EN ECUADOR Germán Burgos Figueroa

Helicobacter pylori Y SU ASOCIACIÓN EN EL DESARROLLO DE PATOLOGÍAS GÁSTRICAS Alejandro Cabrera

LA BIOÉTICA EN EL ECUADOR Carolina Echeverría

EL DÍA DEL ADN EN ECUADOR Paola E. Leone

FARMACOGENÓMICA EN AMÉRICA LATINA Andrés López-Cortés

INMUNOTERAPIA: UNA PROMESA EN EL TRATAMIENTO DEL CÁNCER Fabián Oña-Cisneros

ARTÍCULOS DE OPINIÓN CIENTÍFICA EN GENÉTICA César Paz-y-Miño

ENFERMEDADES MENTALES, UN AMPLIO CAMPO DE INVESTIGACIÓN Camilo Pérez

BIOLOGÍA MOLECULAR, POLÍTICA Y EL ECUADOR DEL BUEN VIVIR Fabián Porras

REGISTRO COLABORATIVO DE LAS ALTERACIONES CROMOSÓMICAS EN EL ECUADOR María Eugenia Sánchez

EVENTO ESPECIAL Simposio de Genética: Día del ADN

EDITORIAL El Instituto de Investigaciones Biomédicas [IIB] fue creado en el año 2008 en Quito, Ecuador. Desde aquella fecha hasta la actualidad, el IIB se ha transformado en un instituto de referencia a nivel nacional e internacional debido a su gran aporte en las diferentes áreas de la biomedicina. El IIB se encuentra conformado por un excelente equipo de docentes / investigadores que día a día plasman sus ideas en libros, artículos científicos nacionales e internacionales, conferencias, congresos, seminarios y talleres. Justamente, BIOSCIENTIS es el nombre que le hemos dado al proceso de divulgación científica realizado los últimos cinco años mediante conferencias magistrales de expertos nacionales e internacionales. Entre las áreas abarcadas están temas sobre genética humana, propiedad intelectual, farmacogenómica, genotoxicología, biocombustibles, bioseguridad, herramientas moleculares, ingeniería biomédica y biotecnología. Dando un paso más allá en el increíble camino de la ciencia, el IIB ha creado la Revista de Divulgación Científica BIOSCIENTIS, la cual servirá como un medio para el amigable entendimiento de los avances científicos a la sociedad. Esta revista también contempla artículos de opinión, debate y análisis de las diferentes áreas de las ciencias de la salud y de la vida. En fin, todo aporte realizado por la ciencia es un paso más en el proceso de desarrollo de la sociedad ecuatoriana y mundial. Andrés López-Cortés Editor General @Andres_Lopez_C

Perspectivas de la Genética Molecular animal en Ecuador Germán Burgos Figueroa

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Quizás en el momento en que Watson y Crick (1954) publicaron su trabajo acerca de la estructura de doble hélice del ADN no alcanzaron a vislumbrar los inmensos alcances y posibles aplicaciones para los cuales su descubrimiento sería fundamental, originando la explosión de conocimientos y nuevos retos a los que nos vemos abocados 60 años después en todas las ramas de las Ciencias Biológicas. Esta excepcional molécula, dadas sus singulares características, es sin duda alguna la más increíble obra de la evolución, al representar por sí misma la porción más fina, el ángulo más agudo del trasegar de las especies sobre la tierra. En el campo de la Genética Forense el análisis de ADN nos ofrece la posibilidad de discriminar virtualmente cualquier individuo de otro entre los de su misma especie (excepto en gemelos monocigóticos por las técnicas clásicas), lo que en consecuencia hace que sea de enorme interés para las ciencias forenses en variadas aplicaciones ya que la discriminación individual es el punto central de su quehacer, para esclarecer como prueba reina, delitos en el campo de la criminalística y disputas de filiación en el campo civil, por tanto juega un papel preponderante en el entorno legal y por ende en la búsqueda del correcto funcionar de nuestra sociedad. Poco después de que la Biología Molecular revolucionara las Ciencias de la vida en especial la Genética, no tardaron en aparecer aplicaciones en el campo animal, tanto en animales domésticos, para la resolución de casos de parentesco, registro genealógico e identificación, como en otras especies de interés ecológico ó productivo, mediante estudios de análisis filogenéticos, mejoramiento genético y conservación de razas (Figura 1). En Ecuador, el desarrollo del campo de la Genética Animal es incipiente… cabe resaltar los esfuerzos de algunas instituciones que se han dado a la tarea de dar los primeros pasos en esta dirección, principalmente en especies acuáticas de cultivo. La Genética Animal por tanto tiene en Ecuador un terreno aún virgen, abonado y fértil para su desarrollo y explotación, teniendo como razones principales las siguientes: En el campo legal y de la criminalística son relevantes los casos de agresiones y ataques de animales contra

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

humanos y podría ser definitivo el aporte proveniente de evidencias genéticas animales, en la inclusión o exclusión de individuos sospechosos en una investigación judicial. El robo de ganado, contrabando y adulteración de carne son delitos comunes en toda Latinoamérica y podrían indagarse por medio de la identificación genética animal. Dado que no existen entidades oficiales o privadas que realicen en el país, se debe recurrir a herramientas diferentes y menos certeras o en su defecto enviar las muestras correspondientes a otro país que cuente con dicho servicio. Solo unos cuantos gremios ganaderos se han tomado la tarea de realizar dichos análisis en instituciones internacionales como la Universidad de Davis, en California, Estados Unidos. En consecuencia, es urgente la puesta en marcha de un servicio de identificación genética en animales considerando además el valor agregado que esto supondría en cuanto al apoyo a transacciones comerciales domésticas y de exportación; el país se ve abocado a enfrentar eficientemente el entorno de una economía globalizada, en donde los certificados de trazabilidad y certificación biológica tomarán una connotación fundamental al enfrentarnos a sociedades de consumo de alta exigencia y sistemas extremadamente competitivos; trascendental si consideramos nuestra actividad productiva esencialmente agropecuaria. Por otro lado, cabe destacar que éste sería el punto de partida para el desarrollo de la Genética Cuantitativa, campo crucial en la selección genética de animales, para la mejora en la producción cárnica, lechera o de resistencia a enfermedades, que impulsarían el mejoramiento de nuestras razas y por ende nos permitiría llegar a ser altamente competitivos en mercados internacionales. En el campo de la conservación es importante implementar las bases genéticas que permitan emprender programas de investigación aplicada en diversas especies autóctonas, lo que permite la formulación de programas de conservación de especies amenazadas, el conocimiento de la dinámica genético poblacional dentro de y entre diversas especies, esclareciendo además las relaciones filogenéticas al interior de las mismas.

Figura 1. Estudio gen茅tico para el mejoramiento y conservaci贸n de las especies animales (Pereira et al., 2010).

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Que grato fue encontrar que el IIB había ya emprendido el camino con algunos trabajos relacionados a especies animales amenazadas como el cóndor andino… mi instinto de biólogo se encendió… Exactamente las mismas técnicas moleculares que requiere el análisis de paternidad en humanos ya se utilizaban en el Instituto para evaluar la genética poblacional de 19 ejemplares de cóndores en cautiverio, con miras a recomendar programas de conservación de la icónica especie de los Andes ecuatorianos. El reto es aún más grato y grande puesto que el conocimiento del genoma del cóndor andino es prácticamente nulo… se pretende entonces, evaluar los marcadores genéticos que nos arrojen la información suficiente para establecer la genealogía de los animales muestreados, para finalmente recomendar aquellos cruces entre animales menos emparentados (salvando los impedimentos etiológicos) que potencialmente eviten la consanguineidad de la especie. Los últimos estudios revelan que existe un individuo juvenil por cada 4 adultos, esto quiere decir que la población de cóndores se encuentra en franco declive y las medidas son urgentes. Es imprescindible la acción divulgadora de la academia para generar la voluntad estatal que tome medidas emergentes; no hay tiempo ni vuelta atrás, en términos evolutivos la extinción de cualquier especie es catastrófica. Desde el IIB, amando lo que hacemos pondremos nuestro grano de arena en éste propósito. Referencias Pereira F, Carneiro J, Matthiesen R, van Asch B, Pinto N, Gusmao L, Amorim A. Identification of species by multiplex analysis of variable-length sequences. Nucleic Acids Research. 2010; e203.

GERMÁN BURGOS FIGUEROA MSc en Biología: Línea Identificación Genética Investigador ‐ Instituto de Investigaciones Biomédicas Docente Biología Molecular ‐ Universidad de las Américas Especialización: Biología y Genética Forense ‐ Universidad de Antioquia E‐mail: gburgos@udla.edu.ec, hgermanburgosf@yahoo.com LinkedIn: http://www.linkedin.com/pub/german‐burgos‐figueroa/33/85/663

Helicobacter pylori y su asociación en el desarrollo de patologías gástricas Alejandro Cabrera

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Conocida como Campylobacter pylori desde su descubrimiento en la década de los ochentas, Helicobacter pylori es un bacilo Gram negativo, multiflagelado y microaerófilo que coloniza fácilmente el estómago humano (Figura 1). Su presencia está relacionada con enfermedades gástricas como úlcera péptica, úlcera duodenal, gastritis; y es considerado como factor de riesgo para el desarrollo de cáncer gástrico según la OMS. La probabilidad de infección es igual en cualquier estrato social, etnia, sexo o grupo etario; a pesar que se observa mayor incidencia en países con niveles socio-económicos bajos. Más de la mitad de la población mundial porta Helicobacter pylori, sin embargo, estudios en población ecuatoriana han determinado valores entre 42,2 y 77%.

Figura 1. Representación gráfica de la bacteria Gram negativa Helicobater pylori (Wikimedia Commons, 2014).

A pesar de que Helicobacter pylori se asocia con el desarrollo de patologías gástricas, más del 85% de personas infectadas no experimenta sintomatología ni complicaciones. Interesantemente, del 15% de infectados que sí desarrollán patogénesis, solamente en el 17% se tendrá diagnóstico de úlcera péptica y menos del 1% presentará adenocarcinoma gástrico. Esta variación sugiere entonces, que el desarrollo de patologías no depende estrictamente de la presencia de la bacteria, sino que además, factores ambientales (como la edad de la adquisición y el tipo de dieta), y factores propios del hospedero a nivel de sistema inmune, dirigen e influencian el riesgo de daño gástrico.

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

El sistema inmune es versátil a la hora de evitar la colonización de patógenos y varios tipos celulares actúan para este propósito. La defensa frente a estos agentes está mediada por las reacciones tempranas de la inmunidad innata y las respuestas tardías por una inmunidad adaptativa. La inmunidad innata comprende mecanismos de defensa bioquímicos y celulares que reaccionan en forma general frente a microorganismos y no frente a otros antígenos. Esta inmunidad constituye una antigua estrategia de defensa conservada en microorganismos multicelulares, hongos, plantas, invertebrados y vertebrados. Sus componentes consisten de células fagocíticas y linfocitos citotóxicos como las células asesinas (Natural Killers “NK”); proteínas constituyentes del sistema de complemento y proteínas de comunicación celular (citocinas) que regulan y coordinan a las células de esta respuesta. Una respuesta inmune innata se vuelve adaptativa cuando los antígenos son presentados en forma de arreglos moleculares y se da una respuesta específica hacia distintas moléculas, la inmunidad se adapta al agente invasor mediante la producción de anticuerpos. Si bien es cierto que varios tipos celulares hematopoyéticos modulan y dirigen la respuesta inmune hacia patógenos, las células presentadoras de antígenos adaptan y especifican esta acción. Las células dendríticas son un tipo celular que gracias a su amplia gama de receptores de membrana se han especializado para iniciar una respuesta inmune adaptativa. Mi reciente estudio publicado en International Journal of Immunogenetics el año 2014, demostró que variantes a nivel del ADN asociados con estos receptores aumentan la intensidad de la respuesta inmune hacia Helicobacter pylori, pero al contrario de aumentar la eficiencia en la erradicación de la bacteria, lo que se promueve es una susceptibilidad de infección en individuos ecuatorianos ya que se promueve daño celular por la constante inflamación del tejido afectado. Como se mencionó anteriormente, muchos factores están envueltos en el desarrollo de patologías gástricas en presencia de este bacilo, y aunque se ha descrito bastante sobre factores virulentos bacterianos inmersos en este desarrollo, la predisposición del hospedero juega un rol importante para desencadenar cuadros clínicos adversos. Helicobacter pylori ha acompañado al Homo sapiens desde sus inicios en África y en la migración hacia Europa, Asia y América hace 50.000-70.000 años atrás, y pensar que la presencia de esta bacteria en el

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

estómago se asocia siempre al desarrollo de gastritis, úlceras y hasta cáncer gástrico es incorrecto. El humano ha sido un nicho ecológico para el desarrollo de este microorganismo, y solo en ciertas ocasiones y gracias a la interacción de factores ambientales y variaciones en el ADN que influyan sobre el sistema inmune, se puede desarrollar cuadros clínicos adversos.

Referencias Cabrera-Andrade A, López-Cortés A, Muñoz MJ, Jaramillo-Koupermann G, Rodríguez O, Leone PE, Paz-y-Miño C. Association of genetic variants of membrane receptors related to recognition and induction of immune response with Helicobacter pylori infection in Ecuadorian individuals. International Journal of Immunogenetics. 2014. [Ahead of print]. DOI: 10.1111/iji.12118. Wiley Online Library Link: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/iji.12118/abstract;jsessionid=14E70FF4ABBB17CB674266BBCC8803F3.f0 4t03?deniedAccessCustomisedMessage=&userIsAuthenticated=false Wikimedia Commons. Helicobacter pylori. 2014.

ALEJANDRO CABRERAANDRADE Biólogo ‐ Pontificia Universidad Católica del Ecuador Investigador ‐ Instituto de Investigaciones Biomédicas Docente Biología Molecular y Genética – Universidad de las Américas Líneas de investigación: Genética de poblaciones. Variantes genéticas y expresión génica en cáncer de piel. Asociación de variantes genéticas y susceptibilidad a infección de Helicobacter pylori. Interés científico: Genotipificación de población ecuatoriana y la relación de marcadores moleculares con susceptibilidad a infecciones bacterianas y cáncer. E‐mail: acabrera@udla.edu.ec Facebook: www.facebook.com/luchoalejandro.cabrera 13

La Bioética en el Ecuador Carolina Echeverría

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Con el antecedente de Van Potter que nos dejó con la introducción de la palabra Bioética en la literatura científica, hizo que exista un periodo de reflexión y de preocupación ética en la responsabilidad con el desarrollo humano, así como en la investigación, en las políticas sociales, entre otros. La concepción de Bioética partió en los años 70, y tuvo gran apreciación en varios países del mundo. Por ejemplo, en la década de los 80, países de América Latina como Chile, Brasil y Argentina fueron los primeros en utilizar esta palabra, al igual que implementar la reflexión en diferentes ámbitos profesionales, como por ejemplo en asociaciones gremiales en facultades Humanas y Sociales, con afines a la ciencia. Con respecto al Ecuador, registros históricos datan una utilización de la palabra bioética a inicios de la década de los 90. El libro “El cóndor, la serpiente y el colibrí” de Barreto, considera algunos hitos de la evolución con la bioética dentro de nuestro país, como por ejemplo la creación de la cátedra de Humanidades Médicas en la Facultad de Medicina de la Universidad Central del Ecuador. Así mismo, gracias a estos indicios poco a poco se fueron creando entidades tanto públicas como privadas en el ámbito de la bioética como lo es el CONASA (Consejo Nacional de Salud), SEB (Sociedad Ecuatoriana de Bioética), MSP (Ministerio de Salud Pública), así como los diferentes hospitales públicos y privados: Hospital Carlos Andrade Marín (HCAM), Hospital Eugenio Espejo, Hospital de las Fuerzas Armadas, Hospital Voz Andes, Hospital Metropolitano, entre otros. Al igual que algunas universidades que imparten la cátedra de la Medicina e Investigación Científica: UCE, PUCE, UDLA, UTPL, UTE y USFQ. A pesar de que existen Comités de Bioética en el Ecuador, todavía existen pocas acciones en este ámbito. Temas como los transgénicos, “bebes a la carta”, trasplante y creación de órganos, medicina genómica, manipulación de células embrionarias (Figura 1), entre otros temas controversiales para nuestro país son casi irrelevantes ya que todavía no se los toma en cuenta en un escenario serio y legal. Cabe mencionar que es un tema tratado de forma superficial debido al desconocimiento general de la población con respecto a temas científicos y esta poca importancia también se ve reflejada en los legisladores. En los

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

próximos años existirá una demanda muy grande en nuestro país para la creación de normas de bioética, debido a la exponencial tendencia a realizar investigación en las instituciones mediante la manipulación de muestras biológicas humanas, animales, entre otros.

Figura 1. Manipulación de células embrionarias (Wikimedia Commons, 2014).

La falta de normas bioéticas y de comités bioéticos ecuatorianos serios genera un problema muy grave para personas que realizamos investigación y más aun cuando trabajamos con pacientes; por el momento solo podemos tomar como patrón las normas internacionales de bioética que utilizan Estados Unidos y la Unión Europea. Para finalizar, considero que la estructura y construcción de la bioética en nuestro país está aún por realizarse, existe un gran camino por recorrer, esto dependerá de las diferentes personas que estén envueltas en la ciencia para poder sacar adelante la creación de normas enfocadas a la realidad y necesidad del Ecuador, pero siempre de una forma seria, responsable, moral y ética.

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Referencias Barreto D, Pacheco V, Domínguez F. La bioética en el Ecuador, presente y perspectivas. El cóndor, la serpiente y el colibrí. Editorial Monsalve Moreno. 2002; 508-251. MSP., CONASA., CONABI., OPS/OMS. La bioética en la formación de recursos humanos en salud. Editorial Activa. 2009; 15-35. UNESCO. Comité Internacional de Bioética. Acta de la 154a sesión. 1998. Rodríguez K. Aspectos históricos del desarrollo de la bioética en el Ecuador. Bioethikos- Centro Universitario São Camilo. 2008; 2(1):25-35. Centro Interdisciplinario de estudios en bioética. Documentos. Universidad de Chile. 2014. Wikimedia Commons. Células embrionarias. 2014.

CAROLINA ECHEVERRÍA Ingeniería en Biotecnología ‐ Universidad de las Américas Tesista investigadora ‐ Instituto de Investigaciones Biomédicas Especialización en Biotecnología y Biología Molecular Líneas de investigación: Cáncer de mama. Cáncer de próstata. Gen SRY. Percepción de sabores. Twitter: @carosito0612 E‐mail: carosito@hotmail.com LinkedIn: Carito Echeverria

El dĂa del ADN en Ecuador Paola E. Leone

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

El lunes 28 de abril de 2014 celebramos el Día Mundial del ADN en Ecuador con la organización del Simposio de Genética - DIA DEL ADN en la Universidad de las Américas (UDLA) en Quito a través del Programa BioScientis del Instituto de Investigaciones Biomédicas - UDLA. El Día Mundial del ADN se celebra en abril en conmemoración de la descripción de la molécula de ADN por parte de Watson y Crick, y también fue en abril cuando se dio por concluido el Proyecto Genoma Humano. Pero a nivel nacional, fue en abril de 1999 cuando organizamos un evento similar, Simposio de Genética, para conocer la situación de los primeros quince años de genética en el Ecuador. Nuevamente, después de quince años se reunieron los principales representantes de todas las instituciones que realizan trabajo de diagnóstico y/o investigación en Genética en el Ecuador, de Quito, Guayaquil, Cuenca y Loja, con asistentes de estas ciudades y otras, además de invitados extranjeros. El simposio que se realizó de 9h00 a 18h00 fue una oportunidad especial para conocer el origen, desarrollo y perspectivas de trabajo de cada uno de los profesionales participantes, el programa del evento no incluía el título de cada presentación solo el nombre de cada profesional, lo importante era el individuo y su trabajo en el Ecuador. Ya tenemos ocasiones de conocer los hallazgos más significativos y actuales de cada grupo en los eventos científicos nacionales asociados a la especialidad pero son pocas las ocasiones de escuchar abiertamente sus experiencias, sus anécdotas, sus posiciones profesionales, sus objetivos, su humanidad en el trabajo diario en la genética. Todos, con las dificultades de crear un espacio de trabajo y mantenerse de alguna forma en el plano laboral, compartieron el origen, las líneas de trabajo, las técnicas empleadas y los principales resultados. La genética inicia en el Ecuador con cinco médicos genetistas, actualmente hay una treintena de profesionales con diversa formación: biología, bioquímica, biotecnología, medicina, que se desenvuelve en este campo. Muchos iniciaron su trabajo con citogenética convencional, el estudio de los cromosomas en búsqueda de determinar alteraciones numéricas y estructurales de los mismos como responsables de cuadros clínicos

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

anómalos. En 1994, el grupo de César Paz-y-Miño inicia los estudios moleculares con extracción de ADN, la aplicación de PCR, SSCP y secuenciación de genes implicados en algunas enfermedades genéticas y asociados a cáncer; igualmente la extracción de ARN y la realización de RT-PCR para determinar los transcritos involucrados en distintos tipos de hemopatías malignas. Actualmente, la mayoría de los grupos nacionales cuenta con las técnicas moleculares o mantiene colaboraciones con grupos extranjeros para la aplicación de éstas cuando el caso de estudio lo requiera. Saltó a la vista que todos los profesionales han aportado con su grano de arena en la genética clínica, citogenética convencional y molecular, en la genética de problemas metabólicos y en la biología molecular. Hay muchos datos que permiten caracterizar a la población ecuatoriana, a entender el origen genético de distintas enfermedades y del riesgo de progresión de algunas. Esta información es de inmensa utilidad para conocer el comportamiento genético de la población. En paralelo al Simposio de Genética, en el patio de Culturas de la UDLA se exhibió la exposición “La historia de la genética en el Ecuador” con las portadas de los libros, artículos científicos publicados en revistas internacionales y nacionales, participaciones en congresos y artículos en revistas de divulgación. Los principales aportes a la ciencia nacional e internacional desde Ecuador en los últimos treinta años, sin dejar de mencionar las participaciones puntuales en las décadas desde 1940 a 1970, presentando también la portada del libro “La genética y el hombre” de Robert Hofftetter en 1947, profesor de la escuela Politécnica Nacional en Quito. La exposición fue una oportunidad valiosa para conocer el trabajo de todos los profesionales en este campo de la genética e incluso visualizar trabajos colaborativos entre algunos profesionales o grupos en algunas ocasiones. Quisiera finalizar expresando la misma idea con la que cerraba mi exposición en el simposio, la necesidad de publicar todos los datos de Ecuador y el establecimiento de redes de colaboración.

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

CONFERENCIAS BIOSCIENTIS El programa de conferencias BIOSCIENTIS ha presentado los siguientes temas: 14 de diciembre de 2008 Andrés López-Cortés, Biol. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de las Américas, Quito - Ecuador. Diagnóstico social, genético y de salud en poblaciones afectadas por las aspersiones aéreas con glifosato en la frontera norte del Ecuador. 13 de mayo de 2009 Paul Medina, PhD Grupo de Modelización, Simulación Numérica y Matemática Industrial. Universidad Carlos III de Madrid España. Técnicas matemáticas para la reconstrucción de imágenes de fluorescencia con aplicaciones en biomedicina. 19 de marzo de 2010 Juan Carlos Collantes, Biol. División Diagnóstica. Roche, Quito - Ecuador. Herramientas actuales en Biología Molecular. 25 de junio de 2010 Rodrigo Barquera Lozano, Biol. Escuela Nacional de Antropología, Universidad Nacional Autónoma de México y Laboratorios Diagnomol, México. La historia que cuentan nuestros genes.

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

17 de enero de 2011 Jeannete Zurita, MD Laboratorios Zurita, Quito - Ecuador. Resistencia bacteriana, un problema de salud mundial. 30 de enero de 2012 Adrián Llerena, MD, PhD Universidad de Extremadura, Badajoz - España. Aspectos modernos de la Farmacogenómica. 12 de diciembre de 2012 Andrés F. Leone, MD Palmetto Haelth - University of South Carolina, Columbia - Estados Unidos. Ultrasonografía en la educación médica universitaria y de postgrado. 18 de abril de 2013 Jorge Alfredo Uquillas, MD, PhD Center for Biomedical Engineering at Massachusetts Institute, Estados Unidos. Uso de la ingeniería de tejidos óseos en la traumatología y la práctica médica. 8 de mayo de 2013 Jeannete Zurita, MD Laboratorios Zurita, Quito - Ecuador. Importancia de la toma de muestras microbiológicas en la práctica médica. 25 de junio de 2013 Manuel Calvopiña, MD, PhD

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Centro de Biomedicina, Universidad Central del Ecuador, Quito - Ecuador. Parasitosis emergentes en el Ecuador. 28 de abril de 2014 Paola E. Leone, PhD Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de las Américas, Quito - Ecuador. Simposio de Genética: Día del ADN.

PAOLA E. LEONE PhD en Genética ‐ Universidad Autónoma de Madrid Investigadora ‐ Instituto de Investigaciones Biomédicas Docente Genética Humana ‐ Universidad de las Américas Especialización en Genética Humana Líneas de investigación: Mieloma múltiple. Aplicaciones de arrays en casos de fenotipo complejo. Twitter: @peleone1 E‐mail: pleone@udla.edu.ec LinkedIn: es.linkedin.com/pub/paola‐e‐leone/27/32b/929 PubMed: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=paola+e+leone

Farmacogenómica en América Latina Andrés López-Cortés

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

En el mes de febrero del presente año publiqué el artículo titulado “Perception of the usefulness of drug/gene pairs and barriers for pharmacogenomics in Latin America” en la revista Current Drug Metabolism, junto con otros 19 científicos provenientes de 9 países de América Latina: Argentina, Brasil, Chile, Colombia, Cuba, Ecuador, México, Uruguay y Venezuela (Figura 1). Este estudio, dirigido por el Laboratorio de Carcinogénesis Química y Farmacogenética de la Universidad de Chile, y en colaboración con otros institutos incluido el Instituto de Investigaciones Biomédicas, tuvo como objetivo determinar las limitaciones que tiene el uso de las pruebas farmacogenómicas en las instituciones de salud, y conocer los fármacos más utilizados asociados con el perfil genético de los pacientes, en comparación con las asociaciones previamente publicadas en Estados Unidos y España. Es conocido que la eficacia de la terapia con fármacos presenta una significativa variabilidad entre individuos debido a las variantes genéticas presentes en el ADN que afectan los factores farmacocinéticos y farmacodinámicos. Además, también es conocido que existen factores no genéticos que afectan el metabolismo de los fármacos, como son: edad, género, función de los órganos, terapias concomitantes, evolución de las enfermedades, factores nutricionales, tabaco, alcohol, presencia de virus, entre otros. Por ende, la inefectividad y la toxicidad producida por la terapia con fármacos es en gran parte el producto de la interacción entre los genes y los factores ambientales. Es decir, un fármaco bien tolerado y con una respuesta efectiva en algunos pacientes puede ser tóxico y causar reacciones adversas en otros pacientes. Este problema es causado por la falta de análisis genómico y clínico de los individuos en todo el mundo, en especial en los países en vías de desarrollo. Con respecto a las barreras percibidas para la implementación de pruebas farmacogenómicas en la práctica clínica en América Latina, nuestros resultados demuestran los siguientes problemas de mayor a menor relevancia: 1) La necesidad de una clara guía que informe el correcto uso de farmacogenómica en la práctica clínica; 2) El insuficiente conocimiento acerca de farmacogenómica entre médicos clínicos; 3) La ausencia de instituciones reguladoras que faciliten el uso de pruebas farmacogenómicas; 4) La fragmentación

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

del sistema de cuidado de la salud; 5) La insuficiente caracterización genética de las poblaciones; y, 6) La insuficiente caracterización de la variabilidad farmacogenética en América Latina.

Figura 1. Nueve países de América Latina que participaron en la investigación en farmacogenómica (Archivo IIB).

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Por otra parte, se comparó el grado de asociación fármaco/gen determinado por América Latina con el grado de asociación previamente publicado por la Sociedad Española de Farmacología y Farmacología Clínica, el Consorcio de Implementación de Farmacología Clínica, y la Sociedad Americana de Farmacología Clínica y Terapéutica. La Red de Farmacogenómica de América Latina determinó que las asociaciones fármaco/gen de mayor a menor relevancia son: tioguanina/TPMT, azatioprina/TPMT, warfarina/CYP2C9, irinotecán/UGT1A1, isoniazid/NAT2, warfarina/VKORC1, mercaptopurina/TPMT, tamoxifeno/CYP2D6, codeína/CYP2D6, citalopram/CYP2C19, amitriptilina/CYP2D6 y clozapina/CYP2D6. Las tres mayores asociaciones de España son: abacavir/HLA-B, irinotecán/UGT1A1 y tamoxifen/CYP2D6, mientras que las de Estados Unidos son: warfarina/CYP2C9, irinotecán/UGT1A1 y warfarina/VKORC1. Desde la finalización del Proyecto del Genoma Humano y su potencial habilidad para cambiar la práctica en la medicina, en la comunidad científica se posicionó una alta expectativa con respecto a las futuras aplicaciones. Posterior a esto, millones de polimorfismos de nucleótido simple (SNP’s) han sido identificados, y los efectos transcriptómicos y proteómicos de estas variantes continúan bajo estudio. Sin embargo, al ser la secuencia del genoma humano 99,9% similar en todas las personas, se considera a la farmacogenómica una ciencia que define las diferencias entre individuos, al menos en relación a la respuesta a los fármacos. La meta más ambiciosa de la investigación en farmacogenética es predecir la respuesta individual a la terapia con fármacos y subsecuentemente adaptar una estrategia terapéutica. Para llegar a cumplir esta meta, es indispensable superar los problemas relacionados al costo-beneficio de las farmacéuticas, a la carencia de profesionales de la salud que sean capaces de interpretar los resultados farmacogenómicos y puedan implementarlos en la práctica clínica, a las posible trabas de las empresas aseguradoras y varios factores bioéticos. Una vez superado estos problemas, en América Latina se podrá ejercer una terapia clínica más eficiente en donde la farmacogenómica no trate a la enfermedad pero sí a las personas enfermas.

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Referencias Archivos. 2014. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de las Américas. Quiñones LA, Lavanderos MA, Cayún JP, García-Martin E, Agúndez JA, Cáceres DD, Roco AM, Morales JE, Herrera L, Encina G, Isaza CA, Redal MA, Laróvere L, Soria NW, Eslava-Schmalbach J, Castañeda-Hernández G, López-Cortés A, Magno LA, López M, Chiurillo MA, Rodeiro I, Castro D, Terán E, Estévez-Carrizo F, Lares-Assef I. Perception of the usefulness of drug/gene pairs and barriers for pharmacogenomics in Latin America. Current Drug Metabolism. 2014; 15:202-208. PubMed link: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24524664

ANDRÉS LÓPEZCORTÉS

Biólogo ‐ Pontificia Universidad Católica del Ecuador Investigador ‐ Instituto de Investigaciones Biomédicas Docente Biología Molecular ‐ Universidad de las Américas Líneas de investigación: Oncología molecular. Genética humana. Genotoxicología. Farmacogenómica. Interés científico: OMIC’s. Bioinformática. Nanotecnología. Astronomía. Twitter: @Andres_Lopez_C E‐mail: aalc84@gmail.com PubMed: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Andr%C3%A9s+L%C3%B3pez+Cort%C3%A9s LinkedIn: www.linkedin.com/pub/andrés‐lópez‐cortés/6/aa1/368 Scholar google: : http://scholar.google.com/citations?user=RKeFcO4AAAAJ&hl=es&oi=ao

JUNIO 2014 César Paz-y-Miño Andrés López-Cortés

Genética Molecular y Citogenética Humana Fundamentos, Aplicaciones e Investigaciones en el Ecuador

Lanzamiento del libro

GENÉTICA MOLECULAR Y CITOGENÉTICA HUMANA: Fundamentos, aplicaciones e investigaciones en el Ecuador Autores

César Paz-y-Miño Andrés López-Cortés

Inmunoterapia: Una promesa en el tratamiento del cáncer Fabián Oña-Cisneros

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

La inmunoterapia en cáncer, nació en 1891, cuando un cirujano de Nueva York llamado William Coley comenzó a inyectar bacterias en los tumores de los pacientes con la esperanza de provocar una respuesta inmune a la infección que también ataque al tumor. Sin embargo, esto no sería tan simple pues los tumores ejercen un sinnúmero de defensas contra el arma más poderosa del sistema inmune para combatir el cáncer, las células T. Estas células son especializadas en cazar y eliminar células problemáticas, pero se ha visto que las células cancerígenas se disfrazan para no ser detectadas por las células T y además, presentan otro mecanismo de defensa que incluye la expresión de proteínas que suprimen a estas en el medio ambiente circundante. Durante décadas los investigadores persiguieron la posibilidad de una vacuna que podría alertar al sistema inmune sobre la presencia de células cancerosas, pero esos esfuerzos han fracasado en gran medida, la única vacuna terapéutica contra el cáncer aprobada por la FDA es una terapia complicada y costosa para el cáncer de próstata llamada Sipuleucel-T que a diferencia de las vacunas tradicionales, que refuerzan el sistema inmunológico del cuerpo para prevenir enfermedades infecciosas, esta vacuna estimula el sistema inmune para conseguir que ataque a las células cancerígenas de próstata en el cuerpo. Esta vacuna se utiliza para tratar el cáncer prostático avanzado sin respuesta a terapia hormonal inicial, sin embargo, la vacuna no mostró detener el crecimiento tumoral pero incrementó el tiempo de sobrevida del paciente. Por esto, sus beneficios significativos son aún una cuestión de debate pues entre sus efectos secundarios se presentan síntomas severos como problemas respiratorios y presión arterial alta. En el 2011, la FDA aprobó un nuevo tipo de fármaco de inmunoterapia denominado Yervoy (ipilimumab) que se une y bloquea una proteína 'checkpoint' llamada CTLA-4 que normalmente actúa como un freno sobre el sistema inmunológico mediante la prevención de la activación de las células T, esto mantiene bajo control a estas células para que no ataquen tejido normal (Figura 1). Cuando Yervoy suelta este freno, las células T son libres para destruir los tumores. Al igual que la Interleucina 2 (IL-2), Yervoy puede aportar respuestas duraderas. Algunos de los participantes en los ensayos originales han estado en remisión durante 13 años, dice James Allison, un inmunólogo del MD Anderson Cancer Center de Texas en Houston. Pero, estas curaciones clínicas ocurren en tan sólo una pequeña parte (alrededor de 8%) de los pacientes y aunque Yervoy puede activar las células T a la batalla contra el cáncer, a veces las células también atacan a tejidos sanos.

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Célula dendrítica

Célula T

CTLA‐4 Inhibidor

Figura 1. La proteína CTLA-4 evita que las células dendríticas de cebar células T para reconocer los tumores. Inhibidor de fármacos bloquean el puesto de control (Ledford, 2014).

De las 540 personas que tomaron Yervoy en un ensayo más grande, alrededor del 15% experimentó efectos secundarios graves y siete murieron de eventos relacionados con la inmunidad, por esto algunos oncólogos prefieren mantenerse al margen de la droga. Aun así, los aspectos prometedores de Yervoy establecieron el potencial camino de los inhibidores de punto de control, esto ha llevado a los investigadores a buscar otras proteínas diana potenciales. Algunos de ellos han empezado a centrarse en PD-1, una proteína de punto de control que algunos tipos de cáncer utilizan para desactivar la diana de células T que rodea el tumor (Figura 2). Debido a que PD-1 interactúa directamente con las células de cáncer, a diferencia de CTLA4, sus inhibidores tienen el potencial de ser más potentes y menos tóxicos. Un inhibidor de PD-1 (Nivolumab), hecha por Nueva York Bristol, reduce los tumores en el 28% de las personas con melanoma avanzado (Topalian et al., 2012) y se espera que la FDA pueda emitir una decisión sobre su aprobación a principios de 2015.

Figura 2. La proteína puesto de control PD-1 evita que las células T ataquen a las células cancerosas. El fármaco inhibidor permite a las células T actuar (Ledford, 2014).

PD‐1

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Para otros pacientes, el reto está en atraer células T hacia el tumor en primera instancia pues algunos pacientes parecen no tener respuesta inmunitaria existente que lleva a que las células T no flanqueen el tumor. El inhibidor de PD-1 no cumple con esta función, simplemente quita los grilletes de las células T ya acumulados en el borde del tumor, así que se tiene que añadir algo que genere esa respuesta. Anthony Marucci, presidente de Celldex, sostiene que la clave para atraer las células T es crear un tumor 'inflamado' usando combinaciones de terapias. La radiación, por ejemplo, rompe las células cancerosas abiertas y libera los antígenos, moléculas que pueden desencadenar respuestas inmunes. En otro enfoque, los investigadores pretenden alertar al sistema inmune con vacunas de proteínas que son sobreexpresadas en tumores. La visión apunta, entonces, a que la inmunoterapia debe estar en combinación con otras terapias. Eventualmente inhibidores de punto de control también podrían combinarse con una forma de inmunoterapia llamada transferencia adoptiva de células T. Este es un tratamiento personalizado en el que los médicos aíslan células T de los pacientes y seleccionan aquellos que reaccionan con el cáncer (Figura 3). A continuación, se multiplican las células T y se estimulan con moléculas tales como el IL-2 antes de inyectar de nuevo en el torrente sanguíneo. Los ensayos de este método dirigido por el inmunólogo Steven Rosenberg del Instituto Nacional del Cáncer en Bethesda, han reducido tumores en más de la mitad de las personas con melanoma avanzado que recibían el tratamiento, con un 20% de experimentar remisión completa. El gran reto y objetivo futuro para la transferencia adoptiva de células T es direccionar su llegada hacia nuevas dianas moleculares específicas de cada tumor sin dañar células sanas. El enfoque preliminar funciona bien en leucemia y otros cánceres que afectan a las células B ya que los investigadores pueden manipular las células T para atacar una proteína llamada CD19, que se encuentra sólo en estas. Aunque el tratamiento también elimina las células B sanas, los pacientes pueden tolerar ese efecto secundario relativamente fácil. La búsqueda de un objetivo similar para tumores sólidos, que son menos uniformes que los tumores líquidos, ha sido difícil. Las investigaciones se centran en identificar la expresión de ciertas proteínas específicas en cada tumor y que funcionen como candidatos. Esta búsqueda debe ser cuidadosa y meticulosa pues, hace unos años, cuatro pacientes murieron en ensayos de células T diseñadas para atacar a las células que expresan una proteína llamada MAGE-A3. Esta proteína se expresa sólo en embriones y en células del cáncer en adultos

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

por lo que parecía un blanco ideal, sin embargo, los investigadores más tarde encontraron que estas células T atacan también a proteínas similares presentes en el corazón y el cerebro. Estas células T son asesinos profesionales, si su objetivo se expresa incluso en mínimas cantidades en las células normales, estos súper asesinos van a encontrarlos y destruirán a las células. Michel Sadelain, un genetista en el Memorial Sloan Kettering, espera poder diseñar las células T que apunten a dos proteínas, los cuales tendrían que ser expresadas en una célula para que las células T las destruyan. La idea es que la posibilidad de que una célula sana tenga dos objetivos en su superficie es poco probable. Después de varios años de resultados decepcionantes, la expectativa crece sobre la inmunoterapia en cáncer que ha sorprendido a muchos investigadores y que seguramente favorecerá a muchas familias afectadas por la enfermedad. El camino esta planteado, los resultados apuntan a un avance importante en esta rama donde la investigación Biomédica será el pilar fundamental.

Células T aisladas de pacientes Figura 3. En primera instancia, las células T activadas son extraídas de pacientes para luego ser seleccionadas y modificadas para que puedan reconocer células tumorales. Una vez completa la modificación, éstas células son reinsertadas en los pacientes (Ledford, 2014).

Transferencia de células T

Células T estimuladas para reconocer tumores.

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Referencias Ledford H. The killer within. Nature. 2014; 508:47-26. Topalian S, Hodi S, Brahmer J, Gettinger S, Smith D, McDermott, et al. Safety, activity, and immune correlates of anti-DP-1 antibody in cancer. New England Journal of Medicine. 2012; 366:2443-2454

FABIÁN OÑACISNEROS Ingeniería en Biotecnología ‐ Universidad de las Américas Tesista investigador ‐ Instituto de Investigaciones Biomédicas Líneas de investigación: Twitter: @FabyCis E‐mail: focisneros@gmail.com Facebook: facebook.com/fabian.onacisneros LinkedIn: Fabián Ona Cisneros

Artículos de opinión científica en Genética César Paz-y-Miño

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

DETERMINISMO GENÉTICO Dentro de las teorías que pretenden explicar el comportamiento de los individuos y de las sociedades, está el determinismo genético, que sostiene que todos los actos individuales, e incluso los sociales, están implacablemente determinados por los genes. Su más refinado y al mismo tiempo audaz postulado es el llamado darwinismo social, que pretende explicar y justificar la organización social y económica sobre la base de los postulados del evolucionismo clásico de Darwin, es decir, la selección natural y la supervivencia del más apto. Con esta visión determinista genética, nos bombardean con todo tipo de hallazgos: gen del suicidio, de la inteligencia, la infidelidad, el homosexualismo, de las adicciones, de la vejez, el crimen, el egoísmo, de la resistencia o susceptibilidad a enfermedades, de la respuesta a fármacos; incluso hay los más atrevidos que hablan del gen del poder, de la política, de la pobreza y de la riqueza; también hay defensores del gen de la dominación y del dominado, y genes cada vez más extraños como los de las razas. Se pretende justificar el estado social, cultural, financiero, argumentando que todo es ‘natural’, es decir, determinado biológica o genéticamente. El determinismo genético es falso. Es absurdo, discriminador, xenófobo, ofensivo y peligroso. La moda genetisista da espacio a posturas neonazis y racistas. Se venden pruebas genéticas para analizar la composición étnica de una persona: tanto porcentaje de indio, de negro, blanco, etc. Se pretende clasificar a las personas por su ADN, asumiendo solapadamente una esencia genética diferente. La diversidad humana es tan grande que no tenemos suficientes genes para explicarla. El determinismo genético crea desigualdades y es usado para librar de responsabilidades a los estados frente a demandas de salud pública, equidad y otros derechos. Para la genética racional, los genes son la base de la organización del individuo, pero el ambiente influye de manera clave en el producto final: la persona. Existen intentos por medir la influencia del ambiente y

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

de los genes, y los resultados son tan diversos (entre 3 y 30%) que no se puede ni se podrá encontrar un determinismo genético en la organización social e histórica. Muchos nostálgicos de una explicación biológica a su posición de privilegios sucumben ante los datos científicos. Pretender explicar invasiones, guerras, hambre, miseria y más lacras, porque los genes las determinan, es inaceptable. La inteligencia humana no es producto de un solo gen, como no lo son la codicia o el poder.

PALIMPSESTO GENÉTICO Palimpsesto, palabra proveniente del latín, significa manuscrito que conserva huellas de otra escritura anterior en la misma superficie. Esta técnica centenaria de escribir una información sobre otra preexistente se utilizaba por la escasez de papel y tinta. El término se aplica hoy también en arqueología para describir la sobreposición de estratos. Esta vez la utilizaré para describir un inesperado fenómeno recién descubierto en la genética. En la década de los 60 del siglo pasado, se describió el código genético y en 2004 se publica la primera secuencia completa del genoma humano; supimos entonces que los humanos teníamos 23 mil genes y que estos se expresaban a través de un solo código genético. Hoy se han puesto en duda estos conocimientos y sabemos más. No solo hay código genético en el ADN del núcleo celular, también existen genes en unos corpúsculos intracelulares llamados mitocondrias. El código genético del núcleo es diferente, al menos en dos de sus palabras químicas, al compararlo con el de las mitocondrias. Lo asombroso es que el ADN que pensábamos que manejaba un solo código y transmitía una sola información, tiene un lenguaje de órdenes químicas oculto, podríamos decir un palimpsesto genético.

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Al menos existirían dos lenguajes del código genético del ADN, uno que solo es de escritura, es decir que construye palabras químicas, por ejemplo el gen de la hormona insulina determina que sea producida por la célula, pero los estudios recientes descubrieron que sobre este código de palabras químicas existe otro que comanda las órdenes genéticas, es decir existen secuencias de genes (palabras químicas) que significan para la célula una orden de cuándo y en qué cantidades debe producir un sustrato, por ejemplo de la hormona insulina u otra sustancia cualquiera. En resumen, un código genético construye y el otro regula. A este nuevo se lo ha llamado código de ‘duones’. Se ha tardado 40 años para descubrir los duones y, al parecer, no están en todos los genes e incluso su mensaje diferiría entre un gen normal y el de una enfermedad, por lo que llegar a conocer todas las implicaciones del nuevo código abrirá otras puertas al diagnóstico y tratamiento de enfermedades. Así, se podría reprogramar o bloquear información del gen en una de sus funciones o en las dos (construir o regular). Los dos códigos genéticos también han desconcertado a los genetistas, ya que al parecer entendíamos bien el ADN y ahora sabemos que hemos descifrado solo uno de sus lenguajes. Surge la pregunta: ¿habrá otros códigos genéticos?

CÉSAR PAZYMIÑO

Doctor en Medicina ‐ Universidad Central del Ecuador Doctor en Biología ‐ Pontificia Universidad Católica del Ecuador Especialista en Genética Médica Humana ‐ Universidad Autónoma de Madrid Decano ‐ Instituto de Investigaciones Biomédicas Docente Genética Humana ‐ Universidad de las Américas Twitter: @CesarPazyMino E‐mail: cpazymino@udla.edu.ec PubMed: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=cesar+paz‐y‐miño

Enfermedades mentales, un amplio campo de investigaci贸n Camilo P茅rez

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

A lo largo de la historia las enfermedades mentales han sido un enigma y un problema difícil de resolver para las ciencias médicas, y en especial la psiquiatría. La complejidad de la sintomatología y la rigurosidad de los tratamientos que en muchos de los casos son poco eficaces, han impulsado a los investigadores a manejar nuevas tecnologías y aplicar diversas pruebas para dar correctos diagnósticos y mejorar la terapéutica. Según la Organización Mundial de la Salud, se ha comprobado mediante diversos estudios que más del 3% de la población mundial posee algún trastorno psiquiátrico (Kohn, 2012), que van desde trastornos esporádicos de ansiedad hasta trastornos esquizoides complejos. En muchos de los casos los trastornos y enfermedades mentales son controlados por terapias psicológicas y antidepresivos esporádicos, pero en casos de complejidad alta los tratamientos son extensos lo que obligan a los tratantes a internar a los pacientes afectados por tiempos indefinidos, este tipo de medidas no siempre da los resultados que espera el médico psiquiatra, ya que los afectados se ven apartados de sus familias y de la sociedad, esto aumenta los problemas para estabilizarlos dando como consecuencia la disminución de la calidad de vida de pacientes según citan estudios de casos en hospitales psiquiátricos (Schwartzmann, 2003).

Figura 1. Representación gráfica del proceso de engranaje mental en pacientes enfermos (Wikimedia Commons, 2014).

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Con todo lo planteado anteriormente, se están buscando soluciones para mejorar los diagnósticos y tratamientos, la implementación de herramientas como RMF (resonancia magnética funcional), imagenología cerebral de alta definición, herramientas de diagnóstico temprano, herramientas moleculares, entre otras (Figura 2). Este tipo de herramientas permiten analizar vías completas de los neurotransmisores, además de poder observar cómo se comporta el cerebro ante diversos factores sociales y de estrés, entendiendo así como se desencadena un trastorno psiquiátrico, sus factores, diagnóstico temprano y posible tratamiento.

Figura 2. Conectividad cerebral (Human Connectome Project, 2014)

Como resultado de este tipo de investigaciones se han llegado a obtener interesantes conclusiones que los científicos califican de significativas a la hora de entender la complejidad de las enfermedades mentales, para el futuro las expectativas son grandes, así expresan científicos de universidades pioneras en estudios psiquiátricos como la Universidad Johns Hopkins (EEUU) o la Universidad de París (FRA). Se espera que en unos 30 años de investigación los tratamientos así como los diagnósticos sean exactos y la mayoría de trastornos sean curables o en casos con patología compleja controlables en gran medida.

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

A raíz de comprender como se comporta el cerebro y sus complejas patologías, se cree que se podrá controlar un gran número de enfermedades no solo metales, con esto se abre un nuevo punto de partida para controlar la salud y bienestar del hombre a futuro.

Referencias Human Connectome Project. 2014. Disponible en: www.humanconnectomeproject.org Kohn R, Levav I, Caldas de Almeida JM, Vicente B, Andrade L, Caraveo-Anduaga JJ, et al. Los trastornos mentales en América Latina y el Caribe: asunto prioritario para la salud pública. Revista Panamericana de Salud Pública. 2012; 18(4/5):229-40. Schwartzmann L. (2003). Calidad de vida relacionada con la salud: aspectos conceptuales. Ciencia y Enfermería. 2003; 9(2):09-21. Wikimedia Commons. Brain. 2014.

CAMILO PÉREZ Biólogo ‐ Universidad Central del Ecuador Tesista investigador ‐ Instituto de Investigaciones Biomédicas Interés científico: Genética molecular. Filogenia. Biomedicina. Líneas de investigación: Farmacogenómica. Neurobiología. Farmacología. Twitter: @Camilo_BM26 E‐mail: camilops_91@hotmail.com

Biología Molecular, política y el Ecuador del buen vivir Fabián Porras-Borja

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Al iniciar el presente artículo quiero confesar a los lectores que libré una guerra interna, esto al no saber si dar un aporte al desarrollo del país desde la perspectiva de un biólogo molecular o hacer una crítica al sistema actual, finalmente sucumbí por hacer una crítica constructiva a los que yo creo son los temas más importantes y coyunturales dentro del desarrollo de nuestro país. Para empezar creo fundamental socializar con todas las personas desconocedoras de este tema ¿qué es la Biología Molecular?, pues bien; desde la generación del Proyecto del Genoma Humano se entiende a la Biología Molecular como la ciencia que estudia a las bases nitrogenadas del ADN: adenina, timina, guanina y citosina; tanto en su disposición, función, estructuración y como estas expresan sus diferentes fenotipos; el uso y perfeccionamiento de esta área ha permitido la generación de tecnologías avanzadas tanto citogenéticas como moleculares entre las cuales se encuentra el ensayo cometa, la FISH, el SKY, la PCR, la qPCR, la RT-PCR, los arrays, la secuenciación y piro-secuenciación, entre otras (Figura 1); las cuales dan gran cantidad de información y de calidad, permitiendo a los investigadores tener nuevas perspectivas para el análisis de diferentes tipos de cuestionamientos. Actualmente son muchas las investigaciones científicas que se perfilan como herramientas útiles para la toma de decisiones en el sector público, esto al integrarlas especialmente en temas relacionados a: 1) La conservación de la biodiversidad con el desarrollo de la genética de la conservación misma que investiga en taxonomía, deriva génica, flujo genético, genética, además de la creación de genotecas; todo esto con el objeto de salvaguardar correctamente el acervo genético de las naciones. 2) La salud ambiental con investigaciones que permiten obtener biomarcadores hematológicos, citogenéticos y moleculares en diferentes especies de interés ecosistémico y cinegético esto con el afán de evaluar correctamente todo tipo de impacto ambiental, además de trabajar en la biotecnología para el tratamiento de basuras, suelos, aguas a través de diferentes organismos como hongos o bacterias, y aún más importante el

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

acoplamiento del ambiente al desarrollo de las ciudades con la implementación de Planes Ecológicos Territoriales.

Figura 1. Análisis molecular del ADN. Secuenciación: Procedimiento mediante el cual se amplifica un fragmento de interés del ADN y se observa la disposición de las bases nitrogenadas con la ayuda de reactivos fluorescentes (Heringer & Siratuti, 2014).

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

4) La salud pública la que sin duda es el área de mayor despegue en el mundo con el estudio de la genética poblacional de los diferentes países, el hallazgo de nuevos marcadores y blancos moleculares, el desarrollo de la farmacogenómica, líneas celulares, la ingeniería de tejidos, entre otras; las cuales aportan en los tratamientos de un sinnúmero de enfermedades. 5) La seguridad social con estudios tan variados en el análisis del comportamiento humano como la agresividad y violencia todo esto con el ánimo de tener más argumentos de valor para dar una correcta sentencia judicial. 6) El bienestar social desarrollando investigaciones en adicciones y homosexualidad en cuyo caso el aporte de estos estudios ha colaborado a cambiar los prejuicios y estereotipos en defensa de los derechos de las personas; y es entonces que profesionalmente me veo atiborrado de preocupaciones al percibir como se discute irresponsablemente un sin número de temas trascendentales como la conservación de las especies, la explotación minera, la XI ronda petrolera, la contaminación de ríos y suelos, el ordenamiento territorial y uso de suelos, la soberanía alimentaria, la mejora de la salud pública, la reforma del sistema carcelario, el matrimonio de homosexuales, entre otros. Entonces ¿Qué se está haciendo mal?, más claro no puede estar, el problema que afrontamos es la toma de decisiones sin el carácter técnico pertinente que estos ameritan, lo que hace que adoptemos normativas y leyes que entran en desuso, no precisamente por su pertinencia sino por las visiones y enfoques arcaicos. El Ecuador del buen vivir busca entre otros objetivos la igualdad, la cohesión, la inclusión, la equidad social, territorial y de la diversidad, también busca mejorar la calidad de vida de la población, además garantiza los derechos a la naturaleza y se proyecta para el cambio de la matriz productiva; pero todo esto solo se logrará si los profesionales relacionados con estos temas aunamos esfuerzos por tratar de mejorar las

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

propuestas del estado y nos convertimos en actores políticos proactivos brindando oportuna y eficazmente nuestro aporte y criterio. Es imperativo que todos los actores políticos eleven el debate de la realidad nacional para poder mejorar la calidad de vida de todos los conciudadanos y su ambiente, esto a través de la implementación de tecnologías nuevas que permitan de una vez por todas la solución de estos temas coyunturales antes mencionados, bajando de la retórica a las propuestas técnicas (Figura 2). Es así que aunque este artículo no menciona avances científicos o los últimos hallazgos en genómica, si refleja el espíritu de poder poner en la palestra de la política tanto nacional, provincial, cantonal y parroquial alternativas de desarrollo tecnológicas y de vanguardia que nos permitan alcanzar el buen vivir que todos y todas buscamos.

Figura 2. Grupo Yasunidos en rueda de prensa en la sede de la Organización Acción Ecológica en Quito (Diario El Tiempo, 2014).

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Referencias Heringer O & Viviane S. 2014. Análisis molecular de ADN. Disponible en: http://scienceblogs.com.br/synbiobrasil/ Diario El Tiempo. 2014. Grupo Yasunidos en la Organización Acción Ecológica en Quito. Disponible en: http://www.eltiempo.com.ec/noticias-cuenca/138782-yasunidos-cuenta-con-480-000-firmas/ FABIÁN PORRASBORJA Biólogo ‐ Universidad Central del Ecuador Tesista investigador ‐ Instituto de Investigaciones Biomédicas Interés científico: Genética de la conservación. Genética de poblaciones. Genotóxicos. Etología Molecular. Líneas de investigación: Neurología molecular. Farmacogenómica. Psiquiatría molecular. Líneas celulares. Citogenética. Twitter: @bioporras E‐mail: fabian‐bio@hotmail.com

Registro colaborativo de las alteraciones cromosómicas en el Ecuador María Eugenia Sánchez

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

El análisis cromosómico es un proceso en el cual se obtiene como producto final un cariotipo que es el ordenamiento de cromosomas de una célula según características como forma y tamaño de cada cromosoma (Gorczyca, 2008). Luego de varios ensayos por determinar el número correcto de cromosomas en los humanos, se determinó que el número normal es de 46, dato que fue establecido en el año de 1956 (Figura 1) (Tjio & Levan, 1956). A su vez se ha determinado que las alteraciones tanto estructurales como numéricas están directamente relacionadas con la presencia de diferentes patologías genéticas con diferentes niveles de expresión tanto en la constitución genética como en el fenotipo resultante en cada individuo (Gorczyca, 2008;). Para identificar estas alteraciones se ha publicado el Sistema Internacional para la Nomenclatura Citogenética Humana (ISCN, 2013), cuyo principal objetivo es lograr que los profesionales que trabajan en esta área puedan establecer una buena comunicación científica, tanto al momento de publicar sus datos como al interpretar otras publicaciones.

Figura 1. Cariotipo de mujer conformado por 44 cromosomas somáticos y 2 cromosomas sexuales (46, XX) (Archivos IIB, 2014).

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

En nuestro grupo de trabajo, se ha realizado varios proyectos de investigación que incluyen estudios de Fragilidad Cromosómica en mujeres con cáncer de mama y cérvix uterino, estudios de alteraciones cromosómicas en desórdenes hematológicos, en individuos expuestos a pesticidas y rayos UV y a otros tipo de genotóxicos (Paz-y-Miño et al., 1997; Paz-y-Miño et al., 2007; Paz-y-Miño et al., 2012a). En forma paralela a estas investigaciones se ha realizado también el diagnóstico de síndromes cromosómicos, problemas de fertilidad, parejas con abortos a repetición y problemas de diferenciación sexual (Leone et al., 1993; Paz-y-Miño, 1993). El estudio citogenético también se lo ha utilizado en la caracterización de desórdenes hematológicos como LMC, LLA, LMA, entre otros (Paz-y-Miño et al., 2004); estos estudios se han complementado con el análisis molecular de genes específicos que han permitido realizar un diagnóstico más preciso lo cual finalmente beneficia a los pacientes. A lo largo de varios años se han reunido datos de interés que fueron publicados en el año 2013 de manera colaborativa con instituciones como el Laboratorio de Genética de SOLCA y del HCAM (Paz-y-Miño et al., 2013). De igual forma se ha establecido algunas colaboraciones, con profesionales del área de la Genética, que permitieron la organización de una base de datos, con el objetivo de registrar el comportamiento de las patologías cromosómicas en el Ecuador. Como producto de este trabajo colaborativo se ha realizado algunas publicaciones en revistas científicas y también en congresos. A nivel nacional se publicó el “Registro Nacional Colaborativo de Alteraciones y Variantes Cromosómicas Humanas”, con sus respectivas actualizaciones; también se difundió los resultados de un nuevo análisis en el II Congreso Latinoamericano de Genética Humana y en una publicación internacional (Paz-y-Miño, 2012b). A pesar de lo que hasta el momento se ha podido difundir, el trabajo no ha terminado y es necesario seguir actualizando y completando los datos cromosómicos y genéticos de la población Ecuatoriana. Estos datos permitirán fortalecer las estadísticas nacionales y establecer una base de datos útil para los profesionales involucrados en esta área. El objetivo final es complementar las acciones de Salud Pública en nuestro país y que involucren un mejor diagnóstico, un tratamiento adecuado y sobre todo instaurar medidas de prevención para las alteraciones cromosómicas y genéticas.

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Referencias Archivos. 2014. Instituto de Investigaciones Biomédicas. Universidad de las Américas. Gorczyca W. Cytogenetics, FISH and molecular testing in hematologic malignancies. 2008. Informa UK Ltd. 1-2 ISCN (2013): An International System for Human Cytogenetic Nomenclature. Shaffer LG, McGowan-Jordan J, Schmid M (eds). Karger S, Basel. 2013 Leone P, Córdova A, Gutiérrez S, Peñaherrera MS, Sánchez ME. Hallazgos citogenéticos en individuos con diferenciación sexual anormal. Revista Medicis. 1993; 38-42 Paz-y-Miño C, Peñaherrera MS, Sánchez ME, Córdova A, Gutiérrez S, Ocampo L, Leone P. Comparative study of chromosome aberrations induced with aphidicolin in women affected by breast cancer and cervix uterine cancer. Cancer Genetics and Cytogenetics. 1997; 120-124 Paz-y-Miño C, Arévalo M, Sánchez ME, Leone PE. Chromosome and DNA damage analysis in individuals occupationally exposed to pesticides with relation to genetic polymorphism for CYP 1A1 gene in Ecuador. Mutation Research. 2004; 77-78 Paz-y-Miño C, Sánchez ME, Arévalo M, Muñoz MJ, Witte T, Oleas G, Leone PE. Evaluation of DNA damage in an Ecuadorian population exposed to glyphosate. Genetics and Molecular Biology. 2007; 456-460 Paz-y-Miño C, Cumbal N, Sánchez ME. Genotoxicity studies performed in the Ecuadorian population. Molecular Biology International. 2012a; 598984 (10 pages)

BIOSCIENTIS

VOLUMEN 1

NÚMERO 1

Paz-y-Miño C, Cumbal N, Araujo S, Sánchez ME. Alterations and chromosomal variants in the Ecuadorian population. Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2012b; 432302 (5 pages) Paz-y-Miño C, Sánchez ME, Araujo S, Ocampo L, Espín VH, Leone PE. Cytogenetic and molecular characterization of hematological neoplasm in an Ecuadorian population. Open Journal of Blood Diseases. 2013; 108-115 Tjio JH, Levan A. The chromosome number in man. Hereditas. 1956; 42:1-6

MARÍA EUGENIA SÁNCHEZ Investigadora ‐ Instituto de Investigaciones Biomédicas Docente Laboratorio de Genética Humana ‐ Universidad de las Américas Especialización en Citogenética Convencional y Molecular Líneas de investigación: Alteración cromosómica. Exposición a genotóxicos. E‐mail: mesanchez@udla.edu.ec

Evento especial

BIOscientis

Instituto de Investigaciones Biomédicas U N I V E R S I DAD D E LAS AM É R I CAS Laureate International Universities