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Examinando Tesis por Programa "Doctorado en Genética y Biología Molecular"
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Ítem Diseño y evaluación de un prototipo de test para detección de nefropatía hipertensiva(Ediciones Universidad Simón Bolívar, 2024) Espinosa Garavito, Alberto Carlos; Navarro Quiroz, Elkin; Villa Medina, Joe Luis; Pacheco Londoño, Leonardo CarlosLa hipertensión arterial (HA) y la enfermedad renal crónica (ERC) presentan una carga sanitaria global considerable, con la HA actuando como un factor de riesgo silente pero potente para la ERC. El seguimiento de la progresión de la ERC en pacientes con HA es fundamental para prevenir el avance hacia la insuficiencia renal y las comorbilidades asociadas. Sin embargo, los métodos convencionales de detección, basados en la medición de la presión arterial y en biomarcadores como la proteinuria y la creatinina sérica, a menudo fallan en identificar las etapas tempranas del daño renal.Ítem Efecto genotóxico y susceptibilidad genética asociada a la exposición crónica a partículas emitidas de la minería de carbón en la Loma-Cesar(Ediciones Universidad Simón Bolívar, 2024) Fiorillo Moreno, Ornella del Rosario; León Mejía, Grethel; Quintana Sosa, MiltonLa exposición al polvo de la minería del carbón representa un riesgo sustancial para la salud de las personas debido a la compleja mezcla de componentes liberados durante el proceso de extracción entre los que se emiten a la atmósfera grandes cantidades de cenizas, metales, óxidos y de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) lo que tiene diversos efectos a los ecosistemas naturales y las poblaciones humanas circundantes. Este estudio evalúo los efectos genotóxicos, longitud de telómeros y susceptibilidad genética asociada a la exposición crónica a partículas emitidas de minería de carbón en la Loma-Cesar. En esta investigación se incluyeron 150 personas expuestas al área de influencia a las minas de carbón de la Loma-Cesar y 120 personas que, por su tipo de trabajo, no están expuestas a fuentes industriales relacionadas con actividades de minería de carbón de la Ciudad de Barranquilla. Los resultados obtenidos en el ensayo cometa demuestran un mayor daño oxidativo en la población expuesta de la Loma-Cesar comparado con el grupo control; en el análisis de micronúcleos en linfocitos de sangre periférica fue encontrada una mayor formación de micronúcleos en el grupo expuesto, además, se evidenció telómeros significativamente más cortos en el grupo expuesto de la Loma-Cesar comparado con el grupo control. Se analizó mediante genotipificación por espectrometría de masas Maldi Tof, el polimorfismo ERCC2 Asp711Asp (rs1052555) de la vía de reparación de escisión de nucleótidos (NER), el polimorfismo del metabolismo AHR Arg554Lys (rs2066853), y los proinflamatorios IFNɣ G>A (rs2069705), Il12B T>G (rs3212227), CXCL8 A>T (rs4073). Así mismo, fue encontrado en el grupo expuesto una significativa correlación entre la presencia del polimorfismo del gen ERCC2 Asp711Asp y el daño oxidativo detectado con el ensayo cometa; los genes IL1-β-31T>C y ERCC2 Asp711Asp con la frecuencia de micronúcleos en linfocitos; y los genes IL1-B-31T>C, INFɣ G>A, CXCL8 A>T y AHR Arg554Lys en la longitud de telómeros. En los resultados del grupo control solo hubo una correlación significativa entre la presencia del polimorfismo del gen ERCC2 Asp711Asp y CXCL8 A>T y los niveles de daño oxidativo detectados con el ensayo cometa. Estos hallazgos pueden contribuir significativamente a la comprensión de los impactos de la minería del carbón en la salud humana y subrayan la importancia de estrategias preventivas y de intervención, lo cual a su vez tendría un impacto significativo en la salud pública y la calidad de vida de las personas expuestas.Ítem Evaluación de la citotoxicidad y genotoxicidad en células V79 y HaCaT asociado a la exposición a nanopartículas de carbón de La Loma Cesar(Ediciones Universidad Simón Bolívar, 2024) Miranda Guevara, Alvaro de Jesús; León Mejía, Grethel; Acosta Hoyos, Antonio JoséEl carbón es un mineral que en la actualidad representa una fuente de energía clave en la economía mundial. Durante décadas ha sido utilizado para la generación de electricidad, calefacción y como materia prima en la industria. La extracción de este mineral involucra la remoción de capas de tierra y roca para acceder a las capas de carbón debajo de la superficie, proceso que deja una huella ambiental significativa, y que ha desencadenado preocupaciones cruciales relacionadas con la salud, especialmente a través de la generación del polvo proveniente de las actividades de minería. En este sentido se considera que la composición de las partículas de carbón, el tamaño y forma, juegan un papel fundamental en las afecciones respiratorias de las poblaciones humanas. El objetivo principal de este estudio fue analizar los efectos citotóxicos y genotóxicos in vitro de nanopartículas de carbón en células V79 y HaCaT. Mediante el método de separación en medio ácido se aislaron las nanopartículas. Posteriormente estas nanopartículas fueron usadas para exponer células V79 y HaCaT a diferentes concentraciones. A través del ensayo con rezasurina y sulforodamina se determinaron los efectos de estas partículas en la viabilidad celular, y se seleccionaron las concentraciones 50, 150 y 300 μg/mL para realizar los ensayos de genotoxicidad, ensayo cometa y micronúcleos. La microscopía de fuerza atómica proporcionó una visión detallada de la topografía de las nanopartículas, destacando su propensión a la aglomeración. Mediante SEM-EDS se evidenció la forma y diversidad química de estas nanopartículas, constituidas principalmente por elementos como carbono (C), oxígeno (O), hierro (Fe), calcio (Ca) y mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC/MS), se determinaron los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) presentes en las nanopartículas como fluoranteno, naftaleno, antraceno, 7H-benzo[c]fluoreno, fenantreno, pireno, benzo[a]antraceno, criseno y algunos derivados alquílicos. La evaluación de la genotoxicidad mediante marcadores como el ensayo cometa, la formación de micronúcleos y la inmunomarcación empleando anticuerpos anti-Gamma H2AX, mostró un efecto dosis-respuesta evidenciando la capacidad de las nanopartículas de carbón para inducir inestabilidad genética y muerte celular. El uso de la técnica de temperatura melting y PCR en tiempo real permitió evidenciar una posible alteración en la estructura y estabilidad del ADN debido a la interacción físico-química de este con las nanopartículas de carbón. En conclusión, este estudio destaca la relación entre las características específicas de las nanopartículas de carbón para llegar a comprender el entendimiento de sus interacciones a nivel celular, molecular y sentar las bases para dilucidar los mecanismos relacionados con el desarrollo de diferentes enfermedades respiratorias.Ítem Evaluación integral de la calidad seminal, daño en el ADN espermático, expresión del gen AKAP4 y su relación con la infertilidad masculina.(Ediciones Universidad Simón Bolívar, 2024) López Lora, Yeira Paola; Pacheco Londoño, Leonardo Carlos; Espitia Almeida, Fabián AndrésLa infertilidad globalmente afecta hasta un 17.5% de parejas, con causas variadas que incluyen factores genéticos y hormonales. Estas afectan la calidad espermática, crucial para la reproducción. Las tecnologías de reproducción asistida (TRA), como la fertilización in vitro (FIV), han avanzado la medicina reproductiva, permitiendo intervenciones directas en la fertilización y el desarrollo embrionario, pero aún existen brechas en la comprensión de la infertilidad, especialmente en áreas como la fecundación y el daño genético. El objetivo de esta tesis doctoral se centró en examinar la calidad seminal, el daño en el ADN espermático y la expresión del gen AKAP4 para comprender su influencia en la fecundación y la calidad embrionaria. Se estudiaron 45 pacientes de una clínica de fertilidad y 50 individuos fértiles control, analizando la calidad seminal según criterios de la OMS y la expresión de AKAP4 mediante espectroscopía Raman. Se evaluó también la capacidad de fecundación y desarrollo embrionario. Los resultados mostraron diferencias estadísticas significativas en movilidad, concentración, vitalidad y morfología espermática entre pacientes y controles, lo que puede indicar discrepancias en salud reproductiva. Diferencias en la metilación del ADN y expresión de AKAP4 sugieren impacto en la expresión génica y calidad espermática. La técnica SERS permitió identificar diferencias proteicas y de metilación del ADN, esenciales para desarrollar modelos PLS-DA para diferenciar técnicas de preparación espermática. Se encontró una correlación negativa entre la fragmentación del ADN espermático y el desarrollo embrionario, indicando que mayor fragmentación podría reducir la viabilidad embrionaria. La investigación revela una variabilidad significativa en la calidad espermática y genética entre pacientes y controles, con implicaciones importantes en la fertilidad y medicina reproductiva. La calidad seminal y la fragmentación del ADN espermático son indicadores clave de la fertilidad masculina. La espectrofotometría Raman y SERS se perfilan como técnicas no invasivas y prometedoras para el diagnóstico y la investigación de la infertilidad. Las TRA han mejorado las opciones de tratamiento para parejas infértiles, pero la eficacia de estas tecnologías depende de la comprensión profunda de la calidad espermática. La investigación avanzada en la genética espermática y la integridad del ADN es crucial para desarrollar tratamientos más efectivos. El daño en el ADN espermático ha emergido como un factor significativo, asociado con resultados adversos en la reproducción, lo que resalta la necesidad de más estudios detallados y precisos en esta área. Se destaca la complejidad de la fertilidad masculina y la importancia de considerar múltiples factores cuando se evalúa la infertilidad. Esta investigación subraya la importancia de una evaluación comprensiva de la calidad espermática, incluyendo la movilidad, morfología y la integridad del ADN, para mejorar los enfoques diagnósticos y terapéuticos en la infertilidad masculina. Además, se resalta el potencial de las técnicas de espectroscopía avanzada para enriquecer la investigación futura y el tratamiento de la infertilidad, apuntando hacia un futuro donde los tratamientos sean más efectivos y accesibles para todas las parejas que enfrentan este desafío.Ítem Exploración integral de la enfermedad de Huntington en Juan de Acosta, Colombia: perspectivas históricas, neuropsicológicas, genéticas y neuroanatómicas(Ediciones Universidad Simón Bolívar, 2024) Ahmad, Mostapha; Acosta, JohanLa presente tesis ofrece un análisis exhaustivo de la Enfermedad de Huntington (EH) en Juan de Acosta, Colombia, abordando cuatro componentes clave: neuropsicológico, genético, neuroanatómico e histórico. El componente histórico abordó el "Efecto Fundador" de la EH en Juan de Acosta, explorando la ascendencia vasca, la migración durante la colonización española y la conexión entre datos genealógicos y la prevalencia de EH. Se resaltó la relevancia de la subestructura interna en la población vasca y la existencia de mutaciones fundacionales. Desde la perspectiva neuropsicológica, se identificaron marcadores tempranos en la EH mediante pruebas específicas, como la copia de la figura del rey y la prueba Stroop. Individuos en fase premotora mostraron alteraciones significativas en habilidades visoconstructivas e inhibición cognitiva, sugiriendo su potencial como marcadores tempranos de disfunción neurocognitiva. En el componente genético, se realizó el análisis genómico de 291 individuos reveló repeticiones CAG en el gen huntingtina (HTT), destacando los alelos 17/7 y 17/10 como los más comunes y evidenciando un aumento de mosaicismo con la edad. La investigación neuroanatómica se centró en alteraciones volumétricas cerebrales en individuos premanifiestos, identificando cambios significativos, como la disminución del volumen del parénquima cerebral en la penetrancia completa y hallazgos sorprendentes en el grupo intermedio. La dilatación ventricular emergió como un indicador potencial de la progresión global de la enfermedad. En conjunto, esta tesis proporciona una visión completa de la EH en Juan de Acosta, integrando aspectos neuropsicológicos, genéticos, neuroanatómicos e históricos. Estos hallazgos no solo enriquecen la comprensión de la enfermedad, sino que también tienen implicaciones cruciales para la detección temprana, intervenciones preventivas y gestión clínica en esta población.Ítem Mecanismo de la ATPasa tipo P CtpF de Mycobacterium tuberculosis como diana para nuevos antibióticos antituberculosis(Ediciones Universidad Simón Bolívar, 2024) Pestana Nobles, Roberto Carlos; Yosa Reyes, Juvenal; Leyva Rojas, Jorge AlonsoMycobacterium tuberculosis (Mtb), el agente causal de la tuberculosis (TB), se clasifica predominantemente como un patógeno del sistema respiratorio, aunque tiene la capacidad de afectar otros órganos y tejidos del cuerpo. Esta enfermedad representa un desafío significativo en países con recursos económicos limitados, donde aproximadamente 1,5 millones de individuos fallecen anualmente a causa de esta. El tratamiento actual para la TB sigue las directrices establecidas por la Organización Mundial de la Salud (OMS), consistiendo principalmente en un tratamiento usando fármacos de primera línea: isoniacida (INH), rifampicina (RIF), etambutol (EMB) y pirazinamida (PZA). Una problemática central en el manejo de la TB es la interrupción prematura del tratamiento anti-TB, factor que contribuye significativamente a la aparición y propagación de cepas de Mtb resistentes a múltiples medicamentos, conocidas como Tuberculosis multi-resistente (TB-MDR) y Tuberculosis extremadamente-resistente (TB-XDR). Ante la necesidad urgente de superar las limitaciones de los tratamientos actuales y prevenir el desarrollo de resistencias bacterianas, se hace imperativo buscar y validar nuevos blancos terapéuticos que ofrezcan mecanismos alternativos de acción. En este contexto, emergen como blancos prometedores las ATPasas tipo P de Mtb, unas proteínas de membrana que catalizan el transporte de iones contra gradientes de concentración utilizando la energía derivada de la hidrólisis del ATP. Estas proteínas juegan roles esenciales en los procesos de transporte celular y en la interacción entre el patógeno y su huésped, convirtiéndose en candidatos ideales para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas debido a su ubicación accesible en la membrana celular, lo cual facilita el abordaje por parte de agentes farmacológicos sin enfrentar obstáculos significativos de permeabilidad. Por lo que en este estudio se seleccionó la proteína CtpF, una bomba de eflujo específica para iones de calcio, la cual se encuentra implicada en mecanismos de defensa y supervivencia de la Mtb dentro del macrófago. Con el fin de tener una representación más fiel al entorno químico de la proteína, esta fue modelada dentro de una membrana lipídica compuesta por 1-palmitoil-2-oleoil-fosfatidilcolina (POPC) usando el servidor CHARMMGUI. Con este sistema construido se procedió a realizar una dinámica molecular gaussiana acelerada (GaMD) por 1 microsegundo, con el fin de explorar los movimientos intrínsecos de la proteína. La modelación de la proteína CtpF dentro de un ambiente simulado permitió estudiar la dinámica de la proteína y como esta se relaciona con su mecanismo enzimático, además se lograron identificar 4 compuestos con potencia inhibitoria para la proteína CtpF. A través de docking molecular, se evaluaron en total 670.000 moléculas, de las cuales 4 resultaron ser posibles inhibidores para la proteína CtpF. Estos 4 posibles inhibidores fueron evaluados usando dinámica molecular y cálculos de energía de interacción a través de MMPBSA comparando sus resultados con un ligando de referencia Ácido ciclopiazónico (CPA), energía de unión: -31.8663, donde se lograron identificar los aminoácidos que juegan un papel clave en la interacción con los ligandos. Se identificaron los siguientes compuestos, ligando L_43303, nombre IUPAC: Morfolina urea 1,2,4,5-tetraoxano, código ChEMBL: CHEMBL259023, energía libre de unión de -23.2025 kcal/mol. Ligando L_59025, nombre IUPAC: 2,2'-espirobi[6,7,8,9-tetrahidro-3H-ciclopenta[a]naftaleno]-1,1'- diona, energía libre de unión: -24.1896 kcal/mol. Ligando L_4946, nombre IUPAC: 1-[4-[3-(1-quinolin-2-ilazetidin-3-il)pirazin-2-il]piperazin-1-il]etanona, energía libre de unión: -29.358 kcal/mol. Ligando L_113260, nombre IUPAC: 10-amino-12-(3- metilfenil)-1,3,13-triazapentaciclo[11,8,0,02,11,04,9,015,20]henicosa2,4(9),10,15,17,19-hexaeno-14,21-diona, código ChEMBL: CHEMBL4213928, energía libre de unión: -30.1867 kcal/mol. Siendo el ligando L_113260 como posible punto de partida para para el diseño de nuevos fármacos mediante técnicas de hitto-lead y docking molecular basado en fragmentos. Este enfoque de la modelación molecular promete abrir nuevas vías para el desarrollo de terapias más efectivas y rápidas contra la TB, abordando así uno de los problemas de salud pública más urgente a nivel global.Ítem Perfil metabolómico y espectroscópico urinario asociado a daño renal en una cohorte de pacientes colombianos con lupus eritematoso sistémico(Ediciones Universidad Simón Bolívar, 2023) Carmona Martes, Ada Luz; Pacheco Lugo, Lisandro; Pacheco Londoño, LeonardoEl lupus Eritematosos sistémico (LES) es una enfermedad de carácter autoinmune, crónica, multifactorial que puede afectar y ocasionar daño a cualquier órgano del cuerpo entre ellos el riñón, que se caracteriza por la activación de los linfocitos B y T, acumulación de depósitos inmunes y producción de citocinas promoviendo el daño tisular. La afectación del riñón se conoce como Nefritis Lúpica (NL), es diagnosticada mediante biopsia y se caracteriza por que produce depósitos de complejos inmunes en este órgano, autoanticuerpos que atacan ácidos nucleícos endógenos, las trampas extracelulares de neutrófilos y activación de la respuesta inmune tanto innata como adaptativa. El estudio de la orina proporciona información sobre el metaboloma de pacientes con NL con la finalidad de detectar metabolitos que puedan emplearse como biomarcadores diagnósticos y pronósticos para ser utilizados de forma alternativa respecto a la biopsia, por lo tanto identificar metabolitos urinarios en pacientes con NL se constituye en el objetivo esencial de este estudio empleando para ello cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas cuádruplo (GC-QTOFMS) aplicado a muestras de orina de 50 individuos correspondientes a 6 pacientes con NL grado III, 17 con NL grado IV, 17 pacientes con Lupus Eritematoso Sistémico sin Nefritis y 10 individuos clínicamente sanos pareados por edad y sexo. De los metabolitos detectados, 17 presentaron significancia estadística tras el análisis univariado y multivariado y que posteriormente mediante las características operativas del operador el Monopalmitín y el Nmetil glutámico resultaron aumentados de forma significativa en la orina de pacientes con NLIII y IV en comparación con los otros grupos de estudio, lo que representa un gran potencial de estos metabolitos como biomarcadores metabólicos diferenciales para daño renal, sin embargo es importante que estos sean más evaluados respecto a su sensibilidad y especificidad entre otros factores y ser propuestos como biomarcadores para daño renal. la técnica Raman se realizó a 235 muestras de orina correspondientes a 70 pacientes diagnosticados con LES sin Nefritis, 93 con NL y 72 controles sanos, se aplicó análisis multivariado a partir de PLSDA que dio lugar a tres modelos: Lupus (C vs L, NL); modelo Nefritis Lúpica (C, L vs NL); Nefritis Lúpica (C vs NL), los que fueron evaluados a partir de los parámetros de la matriz de confusión a partir de la sensibilidad y especificidad, donde el modelo de C vs NL presentó una sensibilidad de 1.0 y una especificidad de 0.944, a su vez el análisis llevado a cabo mediante las características operativas del receptor(ROC) dio lugar al área bajo la curva(AUC), siendo el valor de 0,995, el más alto para el modelo NL frente a C,L tanto para el de predicción como para el de validación cruzada(CV). Tambien se tuvo en cuenta aquellas variables importantes(VIP) que aportaron a los modelos, logrando identificar aquellas regiones espectrales que hicieron su mejor aporte a los modelos, se identificaron 24 señales importantes con un valor VIP 3 como fosfatidilinositol, creatinina, valina, glicerol, además se comprobó el carácter predictivo del modelo a partir de un paciente solo con LES y que a la fecha de 2021 el modelo predijo con una probabilidad de 0,5 para NL , luego en el 2023 no solo fue diagnosticado sino que además el modelo logró predecir NL con una probabilidad de 1. El hecho de que estos metabolitos o señales identificados desde la metabolómica y espectroscopia Raman respectivamente sigan siendo evaluados abre la posibilidad de ser propuestos como biomarcadores no solo para diagnóstico sino además como una forma de hacer seguimiento a la enfermedad y evaluación del tratamiento tanto en LES como en NL