Colorectal Cancer Classification and Cell Heterogeneity: A Systems Oncology Approach.

Colorectal cancer is a heterogeneous disease that manifests through diverse clinical scenarios. During many years, our knowledge about the variability of colorectal tumors was limited to the histopathological analysis from which generic classifications associated with different clinical expectations are derived. However, currently we are beginning to understand that under the intense pathological and clinical variability of these tumors there underlies strong genetic and biological heterogeneity. Thus, with the increasing available information of inter-tumor and intra-tumor heterogeneity, the classical pathological approach is being displaced in favor of novel molecular classifications. In the present article, we summarize the most relevant proposals of molecular classifications obtained from the analysis of colorectal tumors using powerful high throughput techniques and devices. We also discuss the role that cancer systems biology may play in the integration and interpretation of the high amount of data generated and the challenges to be addressed in the future development of precision oncology. In addition, we review the current state of implementation of these novel tools in the pathological laboratory and in clinical practice.

Diseño, validación e implementación de una herramienta para la identificación de metabolitos

La Metabolómica es una sub-área de la biología de sistemas que tiene como objetivo el estudio de las moléculas de pequeño tamaño (normalmente <1000 Da) llamadas metabolitos. Los metabolitos son el resultado de las reacciones químicas que concurren en una célula y que revelan información acerca del estado del organismo en el que se encuentran. La parte computacional de un análisis metabolómico comienza con la identifcación de los compuestos químicos (metabolitos) correspondientes con las masas obtenidas mediante espectrografía de masas, y se lleva a cabo mediante búsquedas manuales en múltiples bases de datos de metabolitos. El proceso de identificación requiere del análisis de cada una de las masas detectadas en el espectrómetro junto a datos que ofrece la espectrometría, como es la abundancia de cada una de las masas o los tiempos de retención. Este proceso es tedioso y consume una gran cantidad de tiempo del químico analítico, pues debe buscarse la información base de datos a base de datos e ir cruzando los datos de cada una de las búsquedas hasta obtener una lista de resultados formada por los metabolitos presentes en la muestra a analizar. El objetivo de este proyecto es desarrollar una herramienta web que simplifque y automatice la búsqueda e identifcación de metabolitos. Para ello se ha construido una herramienta capaz de integrar y buscar automáticamente información de los metabolitos en múltiples bases de datos metabolómicas. Esto ha requerido unifcar los compuestos entre las diferentes bases de datos cuando había sufciente información para asegurar que los compuestos provenientes de varias fuentes de datos eran realmente el mismo. Además, en este proceso de búsqueda se tiene en cuenta conocimiento sobre las reacciones químicas que pueden alterar la masa del metabolito registrada por el espectrómetro de masas, como la formación de aductos y multímeros.

Evolución del concepto de Biología a través de los distintos sistemas filosóficos.

Estudio sobre la evolución del concepto de biología, a través de distintos sistemas filosóficos. Se parte de la definición etimológica de biología, que deriva del griego bios, que significa vida; y logos, cuya traducción es tratado, discurso; o sea, tratado sobre la vida en general. La palabra Biología fue introducida en el lenguaje científico simultáneamente por Lamarck y Treviranus en el año 1802. Desde entonces ha constituido una rama de las Ciencias Naturales. Se analiza la relación de la Biología con otras ciencias afines, y se establecen una serie de características comunes al objeto de estudio de la biología, es decir, los seres vivos. Por otro lado se traza una panorámica de la historia de la Biología a través del tiempo. Se considera a Hipócrates como el primer biólogo que registra la historia, hacia el año 460 antes de J. C. Perteneció a la escuela griega de Coos. También se hace referencia a otros intelectuales griegos, como Aristóteles, que fue el primero que estudió como distintas ramas de las Ciencias Biológicas, la Zoología, Botánica, Embriología, Fisiología, e incluso Anatomía comparada. Posterior a Aristóteles es Plinio, que escribió 37 libros sobre Historia Natural, siendo considerado por muchos como el fundador de esta ciencia. De otras épocas históricas, se hace especial mención al Renacimiento, y su tendencia al individualismo y el humanismo. Se destacan los nuevos conceptos que aportan a la Biología Vesalio, Leonardo de Vinci y Paracelso, Miguel Servet y Harvey. Siguió a esta época un concepto de la Biología denominado mecanicista; es la época de Bacon, Galileo y Descartes, denominada cartesiana, que propuso un nuevo método científico en contra de la filosofía antigua y rechazando la Escolástica. Con él prosperan todas las ciencias en general. Ya en el siglo XVIII, Linneo, da un gran impulso a las Ciencias Naturales, con su obra Sistema Natural, en la que los tres grandes reinos de la naturaleza, aparecen divididos en clases, órdenes, familias y especies. Posteriormente, este gran esfuerzo de la Sistemática, ha tendido a menospreciarse en favor de otras disciplinas consideradas como más nobles, como la Anatomía, o la Fisiología. Otro hito de gran importancia lo situamos en 1859, cuando Darwin publica El origen de las especies, en la que expresaba su nueva concepción del origen de la vida. También se menciona a Mendel, autor de las célebres leyes sobre la herencia, que marcó el inicio de la actual ciencia conocida con el nombre de Genética. Por último, se mencionan algunos de los españoles más ilustres en el campo de la biología y sus principales aportaciones a su desarrollo.

Biología, magia y religión en la infancia : la coexistencia de diversos sistemas de pensamiento.

Resumen basado en el de la publicación

Fluctuaciones de orden local en sistemas moleculares

Existe actualmente un interés muy difundido por los fluidos anisotrópicos (cristales líquidos, polímeros) debido a la gran cantidad de aplicaciones que se pueden realizar con ellos (por ejemplo en la fabricación de displays, en medicina, biología, etc.). Su estudio también planea interesantes problemas desde un punto de vista de la física fundamental. Sin embargo, a pesar de esto es muy poco lo que se conoce acerca de la dinámica molecular, y el problema está abierto. Las técnicas más apropiadas en este campo son el estudio de las propiedades dieléctricas y la RMN (relajación spin-red). En esta última, hay una gran actividad en el campo experimental con el desarrollo de numerosas técnicas nuevas. Sin embargo, desde el punto de vista de la teoría de la relajación se continúa utilizando aproximaciones semiclásicas. Entonces, es necesario revisar las hipótesis fundamentales de la teoría de la RMN con el fin de extender su campo de aplicación a problemas complejos como los que plantean los fluidos anistrópicos. El propósito general de esta línea de trabajo es el de extender la teoría semiclásica de relajación nuclear en RMN para incluir la naturaleza cuántica del fenómeno. Al cabo de esta investigación se espera poder describir la relajación del orden dipolar en mesofaces ordenadas como los cristales líquidos, ferrofluídos, etc. (...) Al cabo de este período se espera avanzar en las siguientes tareas: 1. Contar con una ecuación maestra para la matriz densidad de spin lo suficientemente general para incluir los efectos mencionados, pero que a la vez permita la comparación con los resultados experimentales. Dejando de lado las suposiciones clásicas de alta temperatura y orden débil, y en el marco de la suposición de temperatura de spin, se estudiará una expansión de la ecuación maestra en inversas de las temperaturas de la red y de spin. Conservando términos de orden mayor que lineal (aproximación clásica) e introduciendo las interacciones spin-spin durante el tiempo de correlación de la red (memoria microscópica) se analizará la dependencia con la frecuencia de Larmor de T1D y T1Z. Las interacciones spin-spin se introducirán mediante un método perturbativo de operadores. 2. Comprender la razón física de la diferencia de comportamiento con la frecuencia de Larmor de los parámetros T1D y T1Z. 3. Generalizar el análisis para aplicarlo al tiempo de relajación spin-red en el sistema rotante T1r.

Respuesta de los sistemas planta-fitófago-parasitoide a condiciones microambientales en hábitats naturales y urbanos

Uno de los mayores desafíos de la ecología será predecir las posibles consecuencias del cambio climático sobre los organismos biológicos y proponer medidas que las suavicen. Es de esperar que los cambios climáticos provoquen la extinción de especies sensibles, a través de la disminución de su éxito reproductivo, la reducción de la cantidad y accesibilidad a hábitats adecuados, y también indirectamente por la eliminación de los recursos esenciales para su supervivencia. En un contexto de cambio climático global, el objetivo general de este proyecto es comprender los efectos de las condiciones microambientales sobre sistemas planta-herbívoro-parasitoide, en ambientes naturales y urbanos. Para ello estudiaremos las relaciones entre plantas, minadores de hojas y sus parasitoides considerando las diversas condiciones microambientales en donde el sistema se desarrolla. En ambientes nativos se prevé el estudio de dichos sistemas en tres ubicaciones del bosque (interior, bordes con orientación norte y bordes con orientación sur), analizando la identidad y abundancia de las especies, y los niveles de herbivoría y parasitismo. También se realizarán experimentos de laboratorio para analizar los niveles de herbivoría que sufran hojas obtenidas en cada una de las ubicaciones, a fin de conocer si poseen diferencias que puedan ser detectadas por los insectos, y se analizarán también posibles diferencias en la dureza de las hojas y su contenido de nitrógeno y carbono. En ambientes urbanos se estudiará la ocurrencia y grado de herbivoría de un minador de hojas asociado al “jacarandá”, árbol común en veredas de la ciudad de Córdoba, asi como la incidencia de sus parasitoides. Se relacionarán las variables biológicas con variables ambientales a nivel de sitio, tales como temperatura, tráfico vehicular, distancia al centro geográfico e “índice verde”, tomado a partir de imágenes satelitales. Los datos obtenidos a partir de los muestreos de campo en ambientes nativos serán analizados mediante modelos lineales generalizados que contemplen la dependencia de los microhábitats por localidad. Las variables obtenidas en experimentos en laboratorio serán analizadas mediante ANOVA con medidas repetidas o Test de Kruskall-Wallis. Los datos provenientes de ambientes urbanos serán analizados mediante regresiones logísticas para determinar la probabilidad de ocurrencia del minador, asi como los niveles de herbivoría y parasitismo en los diversos árboles estudiados. Se incluirán en el modelo todas las variables de urbanización anteriormente mencionadas así como la densidad de árboles en el sitio.

Resonancia Magnética Nuclear aplicada al estudio de nuevos sistemas farmacéuticos y biológicos, complejos poliméricos y conjuntos de espines modelo. Nuclear Magnetic Resonance applied to the study of new pharmaceutical and biological systems, polymeric complexes and model spin clusters.

El presente proyecto plantea utilizar integralmente la técnica de Resonancia Magnética Nuclear en sólidos como un medio experimental que permite entender fenómenos de la física fundamental, como así también realizar aplicaciones de interés en el campo de la química, los desarrollos farmacéuticos y la biología. Novedosas técnicas experimentales serán empleadas, en conjunción con otras más tradicionales, en la caracterización de nuevas estructuras poliméricas acomplejadas a metales, membranas biológicas y compuestos de interés farmacéutico en vías de desarrollo, los cuales presentan el fenómeno de polimorfismo . Esto se llevará a cabo complementando los resultados de RMN en sólidos con técnicas tanto espectroscópicas como analíticas (Infrarrojo, Difracción de Rayos X, Calorimetría, RMN en solución) y trabajo interdisciplinario. Paralelamente al desarrollo de estos temas, profundizaremos mediante investigación básica, en la compresión de la dinámica cuántica y el surgimiento de la irreversibilidad en sistemas de espines nucleares. Observaremos en particular la generación, evolución y control de las coherencias cuánticas múltiples en sistemas cuánticos abiertos, lo cual nos da información sobre tamaño de clusters de espines. Esto permitirá la correcta implementación de secuencias de pulsos sofisticadas, como así también desarrollar nuevos métodos de medición aplicados a la caracterización estructural y a la dinámica molecular de sólidos complejos. Debemos resaltar que este proyecto está conectado con aspectos tanto básicos como aplicados de la RMN en sólidos como técnica experimental, la cual se desarrolla en el país únicamente en FaMAF-UNC. Se nutre además de trabajo multidisciplinario promoviendo la colaboración con investigadores y becarios de distintas áreas (física, química, farmacia, biología) provenientes de distintos puntos del país. Finalmente podemos afirmar que este plan impulsa la aplicación de la física básica proyectada a diferentes áreas del conocimiento, en el ámbito de la provincia de Córdoba. The aim of the present proyect is to use Nuclear Magnetic Resonance (NMR) as a complete techique that allows the understanding of fundamental physics phenomena and, at the same time, it leads to important applications in the fields of chemistry, pharmaceutical developments and biology. New experiments will be used together with traditional ones, in the characterization of new metal-polymer complexes, biological membranes and pharmaceutical compounds, some of them presenting polymorfism. NMR experiments will be complemented with diverse spectroscopic and analytical techniques: Infrared, X ray Diffraction, Thermal Analysis, solution NMR, as well as multidisciplinary investigation. Additionally, the present proyect plans to study in depth several aspects of quantum dynamics phenomena and decoherence in nuclear spin systems. The present proyect is connected with basic and applied aspects of the solid state NMR technique, developed in our country, only at FaMAF-UNC. It is is composed by multidisciplinary work and it promotes the collaboration with researchers and students coming from different fields (physics, chemistry, pharmaceutical developments, biology) and different points of our country.

La protección vegetal en los cultivos. Aportes desde la fitopatología para el manejo de las enfermedades. Biología, epidemiología, manejo y control de hongos y bacterias fitopatógenas asociados a cultivos.

Las enfermedades de los cultivos son uno de los factores de mayor incidencia en el rendimiento de los cultivos, sea por las pérdidas que ocasiona como en el incremento de costos que genera su control. La estrategia de manejo de enfermedades incluye una serie de medidas entre las que se cuenta el control químico. El uso indiscriminado de esta alternativa trae aparejado serios problemáticas biológicas en los organismos involucrados y puede ser factor de riesgo de la salud pública. El conocimiento de los agentes perjudiciales de los cultivos, su forma de causar enfermedad y el manejo y control de los mismos son factores fundamentales para reducir estos riesgos. Los nuevos sistemas de producción, los cambios que se generan en el agroecosistema, la generan de nuevos ingredientes activos fungicidas y la evolución de la genética en las poblaciones perjudiciales y benéficas plantean desafíos para enfrentar y la formulación de criterios y formas de manejo actualizadas. En experimentos conducidos en laboratorio, en cámaras de crecimiento, en lotes de producción y en invernaderos, se procurará desenvolver métodos de diagnóstico, cuantificación y control de los agentes causales de las principales enfermedades de cultivos, contribuyendo a la sustentabilidad de los mismos. También serán generados momentos de transmisión de conocimientos, para poder volcar a los diferentes sectores, productores, técnicos, empresas, estado y sociedad, la información generada, como recibir de ellos sus inquietudes para generar nuevos proyectos de investigación.

Seguridad alimentaria en productos cárnicos: aplicación de sistemas emergentes de conservación y evaluación de patógenos mediante el desarrollo de nuevas técnicas moleculares

Durante el desarrollo del proyecto se ha podido constatar la relevancia de la utilización de métodos alternativos de conservación tales como la alta presión hidrostática; así como el efecto añadido de los bioconservantes naturales aplicados en masa o envasado activo en la seguridad alimentaria de los productos cárnicos curado cocidos. Asimismo el desarrollo y la identificación, cuantificación de los patógenos alimentarios a estudio (Listeria monocytogenes y Salmonella spp) mediante técnicas de biología molecular, PCR convencional, PCR cuantitativa y NASBA, además de suponer un importante logro científico, ha significado una enorme ventaja en los ensayos tipo “challenge test” tanto por rapidez en la analítica realizada como para la evaluación simultánea de un número elevado de muestras por ensayo. Cabe destacar la importancia del NASBA en la detección selectiva de células viables.

Hacia una teoría de las organizaciones empresariales una mirada desde las ciencias de la complejidad y la biología

La presente investigación tiene como objetivo realizar los primeros acercamientos al management en términos de biología y la consideración de las organizaciones como sistemas vivos y complejos. Para ello, se realiza una revisión del desarrollo de la administración a través de su historia y luego se aborda la vida desde múltiples perspectivas principalmente la biológica, a nivel molecular, clásico y evolutivo. Se realiza una revisión de autores reconocidos en el tema de la vida y complejidad como Francisco Varela, Humberto Maturana, Ricard Solé, Brian Goodwin, Lynn Margulis, Kauffman, Darwin, Ilya Prigogine, Duncan Watts entre otros, para intentar acercarnos a una comprensión más clara desde diferentes disciplinas, principalmente la biología. Una vez se han hecho comprensiones sobre los fenómenos biológicos y complejos se realiza una comparación con las organizaciones y así observar si éstas pueden llegar a ser consideradas sistemas bióticos de acuerdo con las características que poseen y su similitud en procesos, elementos e interrelaciones desde la biología.

Escala lexicométrica para la enseñanza de la Biología II : adjetivos y verbos.

Investigación del vocabulario de la Biología. Cuáles son las constantes y variables del léxico y terminología biológicos, es decir, la estructura y morfología del contenido conceptual de esta ciencia en su codificación didáctica. Textos extraídos de libros y revistas publicados entre 1970 y 1985. Se obtuvo la frecuencia con que aparecen los adjetivos calificativos y verbos en los textos y revistas biológicas. Una vez conseguido este banco de datos se procedió a subdividir la lista general en deciles. A continuación se calculó el índice de exclusividad y especificidad a partir del decil correspondiente a cada adjetivo y verbo. Además se asignó cada uno de los adjetivos a una rama de la Biología y a un nivel de organización. Muestreo y tratamiento informático. Procesamiento de la información con sistemas informáticos y muestreo de adjetivos calificativos y verbos, despreciando los términos de frecuencia menor o igual a 3. Se obtiene una muestra de 110.199 términos. Para facilitar el tratamiento estadístico y poder cuantificar la importancia del uso de cada palabra, se procedió a subdividir la lista general en deciles. 110.199 términos pertenecientes a 2711 vocablos diferentes, distribuídos en dos terceras partes de adjetivos (1630) y una tercera parte de verbos (1081) con sus correspondientes frecuencias y agrupados en los siguientes listados: relación de adjetivos ordenados alfabéticamente; relación de adjetivos ordenados por frecuencias; relación de verbos ordenados alfabéticamente; relación de verbos ordenados por frecuencias; relación de adjetivos con índice de exclusividad de menos tres (adjetivos con significado biológico); relación de verbos con índice de exclusividad de menos tres (verbos con significado biológico); relación de adjetivos con significado biológico agrupados por índice de especificidad; relación de verbos con significado biológico agrupados por índice de especificidad. Se estima que este estudio suministra una información objetiva que permite conocer la extensión, composición, graduación, especificidad y exclusividad del vocabulario biológico. Mejorar la enseñanza de la Biología posibilitando el empleo sistemático de una escala lexicométrica. Mejorar las pruebas de evaluación al permitir utilizar los índices de las escalas para conseguir mayor adecuación y objetividad. Posibilitar una enseñanza sistemática del vocabulario biológico. Establecimiento de los conceptos biológicos actuales en cuanto banco de datos para estudios futuros.

Aplicaciones de los Sistemas de Información Geográfica en la enseñanza de las ciencias de la tierra.

Trabajo no publicado

Una contribución a la enseñanza de la Biología en el nivel medio-superior en México.

Resumen basado en el que aporta la revista.

Entrenamiento con vibraciones mecánicas y salud : efectos sobre los sistemas óseo, endocrino y cardiovascular.

Resumen tomado de la publicación

Formación tecnológica en FP mediante sistemas multimedia y simulación.

Determinar la eficacia de los multimedia interactivos para reforzar el aprendizaje tradicional de prácticas de laboratorio y suministrar un medio de aprendizaje activo y aceptado por el alumnado. 54 alumnos de Formación Profesional de centros de Salamanca. 208 alumnos de la asignatura Microbiología general del tercer curso de la Licenciatura en Farmacia. Se elaboran y aplican encuestas tipo Likert de direccionalidad variable para conocer los problemas de aprendizaje de las tesis microbiológicas en Formación Profesional. Se procede al análisis de estas encuestas y, a partir de los resultados obtenidos, se elaboran, con el sistema de autor Hypercard, los programas educativos 'Técnica aséptica' y 'Laboratorio básico de Microbiología'. La valoración didáctica de los programas se realiza con las calificaciones emitidas por el ordenador y las opiniones del alumnado en las encuestas tipo Likert sobre la sesión con el ordenador. Porcentajes. La integración de los programas en la enseñanza-aprendizaje se efectúa de tres formas: 1. Con un ordenador Macintosh sistema 6 o superior, 2. En el aula de informática con servidor de ficheros para almacenar las imagenes y programas, 3. Con Internet, usando un servidor de HTTP desde cualquier ordenador conectado a la red con Netscape y un plug-in de libre adquisición. Los alumnos valoran los programas con una media de 4,1 (en una escala de Likert de 1 a 5). Los programas multimedia elaborados incluyen textos, dibujos e imagenes, son interactivos y permiten, mediante la realización de preguntas y la información feedback, la corrección de aprendizajes erróneos.