Grupos de investigación
Bioquímica y biología molecular de las micobacterias
Presentacion
"BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR DE LAS MICOBACTERIAS" es un grupo interdisciplinario conformado por Docentes del Departamento de Química de la Universidad Nacional de Colombia. Desde su creación en el año 2005, este grupo se ha dedicado al estudio de los compuestos antimicobacterianos y la búsqueda de biomarcadores (proteínas y lípidos de envoltura) relacionados con la latencia y virulencia de las micobacterias. Actualmente, tenemos especial interés en el transporte iónico mediado por ATPasas tipo P en micobacterias y su posible papel en la atenuación de M. tuberculosis. Nuestra estrategia es utilizar un enfoque experimental interdisciplinarios: bioquímica, biología molecular, microbiología, fisicoquímica y bioinformática. También encontramos capacitar a estudiantes de posgrado y pregrado en el diseño y desarrollo de proyectos de investigación en microbiología molecular. Por otra parte, también estudiamos en el diagnóstico molecular de enfermedades zoonóticas como la brucelosis y tuberculosis bovina, con el objetivo de transferir este tipo de diagnóstico a pequeños y medianos productores agropecuarios de la región del Sumapaz en Cundinamarca, Colombia. Mantenemos colaboraciones con instituciones que se dedican al estudio de las micobacterias en Colombia y el exterior Laboratorio de Micobacterias, Universidad Autónoma de Barcelona y Grupo de Genética de las Micobacterias, Universidad de Zaragoza, España, y Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición "Salvador Zubirán" de la cuidad de México.
Líder
Sedes
Bogotá
Dependencias
2- FACULTAD DE CIENCIAS
Planes de estudio
  • QUIMICA
  • DOCTORADO EN CIENCIAS QUIMICA
  • MAESTRIA EN CIENCIAS - BIOQUIMICA
  • MAESTRÍA EN CIENCIAS - MICROBIOLOGÍA
  • DOCTORADO EN CIENCIAS - BIOQUÍMICA
  • DOCTORADO EN BIOTECNOLOGIA
  • BIOLOGIA
Agendas de conocimiento
Biotecnología
Áreas OCDE
Ciencias naturales - Ciencias biológicas
Lineas de investigación
  • BIOLOGÍA MOLECULAR
  • VIRULENCIA Y LATENCIA DE LAS MICO BACTERIAS
  • COMPUESTOS ANTIMICOBACTERIANOS
  • BIOINFORMÁTICA
  • SISTEMAS DE TRANSPORTE Y SEÑALIZACION CELULAR
Enfoque estratégico
El trabajo de investigación del grupo de "BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR DE LAS MICOBACTERIAS" esta enfocado fundamentalmente a resolver problemas del conocimiento relacionados con la tuberculosis (TB) y las micobacteriosis, evidentes problemas de salud pública en Colombia. En las últimas décadas, la incidencia de las infecciones producidas por micobacterias ha aumentado de forma espectacular. Este aumento adquiere unos tintes más dramáticos en el caso la TB, ya que esta enfermedad afecta a un tercio de la población mundial, produce más de ocho millones de nuevos casos y mata a más de dos millones de personas cada año. La Organización Mundial de la Salud ha alertado de que a pesar de los avances realizados a nivel mundial para controlar la TB, su incidencia continúa aumentando y la considera junto con SIDA y malaria como las denominadas ¿enfermedades ligadas a la pobreza¿. En Colombia la TB es un importante problema de salud pública, al año se diagnostican aproximadamente 10.000 nuevos casos y desafortunadamente existe un subregistro del 25% de casos. Las medidas más eficaces para controlar la TB son la vacunación, el diagnóstico precoz y el posterior tratamiento a base de fármacos antituberculosos. Aproximadamente un 10% de las personas infectadas de TB desarrollan la enfermedad, permaneciendo la micobacteria en estado latente en el resto de la población. Anualmente entre un 8-10% de la población latente desarrolla TB activa debido principalmente a la coinfección con HIV, persistiendo el riesgo de reactivación a largo plazo en el resto de la población. De acuerdo a lo descrito anteriormente, nuestro enfoque estratégico se fundamente en investigar sobre la evolución de las herramientas más eficaces para el control de la TB y las micobacteriosis: el desarrollo de nuevos métodos diagnósticos, la búsqueda de nuevos compuestos antimicobacterianos y el diseño de vacunas. Unos buenos resultados en las investigaciones que estamos desarrollando actulamente: - Estudio de factores de virulencia en M. tuberculosis - Diseño de un método diagnóstico para M. colombiense - Búsqueda de componentes de la pared celular de relacionados con la latencia de las micobacterias a mediano y largo plazo estaríamos contribuyendo a solucionar un problema de salud pública que ataca principalmente a países en vas de desarrollo como el nuestro, como son las infecciones producidas por micobacterias
Prioridades de investigación
De acuerdo a los proyectos de investigación que estamos desarrollando actulamente, nuestras prioridades de investigación en el campo del control de las micobacterias, especialmente M. tuberculosis, se enmarca en tres áreas principales: DIAGNÓSTICO TEMPRANO: En este campo, nuestro de grupo de investigación esta trabajando en el desarrollo de un método para detectar Mycobacterium colombiense mediante PCR y su aplicación para su diferenciación de M. avium. Recientemente se describió M. colombiense como una micobacteria perteneciente al complejo Avium, y la que presenta una alta incidencia en pacientes son SIDA en Colombia. Hasta el momento no se cuenta con un método diagnóstico rápido y confiable para diferenciar M. colombiense de las demás micobacterias del complejo Avium, el cual pueda ser aplicado a pacientes con micobacteriosis en nuestro país. En la actualidad desarrollamos un proyecto de inevstigación en esta área: "Búsqueda de Marcadores genómicos y lipídicos de Mycobacterium colombiense, una micobacteria potencialmente virulenta perteneciente al grupo MAC. NUEVOS MEDICAMENTOS Uno de los grandes problemas en el control de las micobacterias lo representa la aparición de cepas resistentes o multiresistentes a los medicamentos suministrados, ocasionado por un pobre control de los tratamientos y en general por la precariedad de los sistemas de salud, de la que no se escapa nuestro país. En este campo en particular nuestro grupo investiga posibles peptidos con actividad antimicobacteriana con potencial utilidad para el control de las micobacterias. Mediante nuestro trabajo hemos descubierto que algunos péptidos de respuesta innata de los organismos poseen actvidad antimicobacteriana. En la actualidad estamos trabajando en caracterizar el tipo de actividad sobre las micobacterias, para en un futuro mejorar su actividad mediante ingeniería de péptidos y poderlos utilizar como compuestos antituberculosis. De esta forma ayudamos en parte a solucionar el problema de la multiresistencia de las micobacterias presentando esta nueva alternativa terapéutica. En este campo trabajamos en particular en el proyecto. "Evaluación in vitro de biomoléculas con potencial actividad antimicobacteriana y su posible aplicación como compuestos antituberculosos" También iniciamos el estudio de ATPasas de membrana plasmática como posibles blancos terapéuticos para el diseño o búsqueda de nuevos compuestos antituberculosos DISEÑO DE VACUNAS: La actual vacuna BCG no es eficaz para controlar la tuberculosis, un problema que lo dificulta la infección latente, presente el 90% de los individuos infectados con M. tuberculosis. Si se quiere un verdadero control de la TB, se necesita diseñar una vacuna contra las micobacteria latente. En este campo en particular trabajamos en la búsqueda de marcadores lipídicos de la pared micobacteriana asociados a condiciones experimentales de latencia, que se puedan relacionar con variaciones estructurales e indirectamente con la respuesta inmune de las bacterias latentes. Utilizando técnicas cromatográficas hemos encontrado variaciones en el contenido glicolipídico de M. tuberculosis crecido en condiciones de hipoxia respecto a bacterias crecidas en completa aireación, lo que sugiere posibles cambios estructurales en la pared celular de las micobacterias en condiciones experimentales de latencia. La identificación de componentes estructurales asociados al estado latente de las micobacterias ayudaría a conocer los mecanismos utilizados por M. tuberculosis para persistir en las lesiones tuberculosas y hacerse invisible al sistema inmune. Los marcadores lipídicos relacionados a las bacterias latentes pueden ser utilizados para plantear estrategias encaminadas a estimular el sistema inmune, el diseño de vacunas contra las micobacterias latentes y de esta forma lograr un verdadero control de la TB.
Perspectiva interdisciplinaria
Nuestro grupo de investigación desde su fundación ha reconocido la importancia de la integración del conocimiento por eso se fundamenta en el trabajo interdisciplinario de profesionales en diferentes disciplinas. En el estudio de las ciencias biomédicas es muy útil el aporte dado desde las ciencias básicas, especialmente la Química. Específicamente en nuestro grupo la investigación se encuentra enfocada en el desarrollo racional de métodos de control de las micobacterias (vacunas, medicamentos métodos diagnósticos), para lo cual se necesita integrar los dos grandes campos: Ciencias Médicas y Ciencias Básicas. En congruencia nuestro grupo esta integrado por: - Un Químico, MSc en Microbiología, PhD en Ciencias Biológicas - Una Bacterióloga PhD en Microbiología - Un Bioquímico con PhD en Bioquímica - y dos Químicos con PhD en Química la gran mayoría de nosotros contamos con una amplia experiencia en el área de las micobacterias. Es claro que la conformación de este grupo de trabajo tiene caracter interdisciplinario con proyección de resolver los problemas de investigación que se plantean en el estudio del control de las micobacterias, su área de trabajo en particular. Respecto al trabajo en red y de internacionalización, desde la creación del grupo mantenemos estrecha relación con grupos de reconocido prestigio internacional en el estudio de las micobacterias (Grupo de Micobacterias de la Universidad Autónoma de Barcelona, Grupo de Genética de Micobacterias de la Universidad de Zaragoza, España) que brindan un gran apoyo y aporte logístico para nuestras investigaciones. A corto mediano plazo se pretende contar con la suficiente madurez como grupo de investigación para proponer proyectos de investigación de envergadura, con los grupos extranjeros, apoyados por Convenios de Colaboración y ojalá subvencionados por entidades nacionales y extranjeras. Un gran objetivo de nuestro grupo de investigación es lograr la faciliad de enviar nuestros estudiantes de posgrado a estancias en grupos de investigación de prestigio en el extranjero, para lo cual necesitamos de una producción científica permanente y de calidad.
Integrantes
Proyectos
Productos
  • Alianza interinstitucional para el control de enfermedades zoonóticas en la era COVID-19 (Articulación y/o participación de redes de conocimiento)
  • An interactive panel for monitoring the spread of bovine tuberculosis and brucellosis in Colombia (Artículo con presentación de caso clínico o reportes de caso)
  • Calentamiento global, bioética y la nueva biología (Artículo corto)
  • In silico design of analogue peptides derived of bombina species with improved antimycobacterial activity in vitro (Artículo corto)
  • Estado actual, retos y algunos aportes de la investigación en el estudio de la tuberculosis (Artículo corto)
  • Mycobacterium tuberculosis P-Type ATPases: Possible Targets for Drug or Vaccine Development (Artículo de revisión)
  • : Identification of Mycobacterium tuberculosis CtpF as a target for designing new antituberculous compounds (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Molecular modeling and in silico characterization of Mycobacterium tuberculosis TlyA: possible misannotation of this tubercle bacilli-hemolysin (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Iodine mediated an efficient and greener thiocynation of aminopyrimidines by a modification of the Kaufmann´s reaction (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Detection and diversity evaluation of tetracycline resistance genes in grassland-based production systems in Colombia, South America (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Electrochemical monitoring of the metabolic activity of mycobacteria in culture (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Effect of antimicrobial peptides on ATPase activity and proton pumping in plasma membrane vesicle obtained from mycobacteria (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • In silico identification and characterization of the ion transport specificity for P-type ATPases in the Mycobacterium tuberculosis complex (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Identification of potential biomarkers to distinguish Mycobacterium colombiense from other mycobacterial species (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Transcription of genes involved in sulfolipid and polyacyltrehalose biosynthesis of Mycobacterium tuberculosis in experimental latent tuberculosis infection (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Antibacterial activity against Escherichia coli of Cu-BTC (MOF-199) metal-organic framework immobilized onto cellulosic fibers (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Zeta potential as a measure of the surface charge of mycobacterial cells (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Detection and diversity evaluation of tetracycline resistance genes in grassland-based production systems in Colombia, South America (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Sliding Motility, Biofilm Formation, and Glycopeptidolipid Production in Mycobacterium colombiense Strains (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Pma1 is an alkali/alkaline earth metal cation ATPase that preferentially transports Na(+) and K(+) across the Mycobacterium smegmatis plasma membrane (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • : CtpA, a putative Mycobacterium tuberculosis P-type ATPase, is stimulated by copper (I) in the mycobacterial plasma membrane (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • The ATPase activity of the mycobacterial plasma membrane is inhibited by the LL37-analogous peptide LLAPS (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Antibiotic susceptibility of Escherichia coli and Staphylococcus aureus strains isolated in raw cow milk from the Sumapaz region, Colombia (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • In silico approaches and chemical space of anti-P-type ATPase compounds for discovering new antituberculous drugs (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • The P-type ATPase CtpG preferentially transports Cd2+ across the Mycobacterium tuberculosis plasma membrane (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Advances and challenges in recombinant Mycobacterium bovis BCG-based HIV vaccine development: lessons learned (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Mycobacterium leprae's evolution and environmental adaptation (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • The P-type ATPase CtpF is a plasma membrane transporter mediating calcium efflux in Mycobacterium tuberculosis (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • : Identification of Mycobacterium tuberculosis CtpF as a target for designing new antituberculous compounds (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Phenolic profile, in vitro antimicrobial activity and antioxidant capacity of Vaccinium meridionale swartz pomace (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • CtpB is a plasma membrane copper (I) transporting P-type ATPase of Mycobacterium tuberculosis (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • CtpB is a plasma membrane copper (I) transporting P-type ATPase of Mycobacterium tuberculosis (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • Interactive web-based tool for evaluating the spread of bovine tuberculosis and brucellosis in Colombia (Artículos sometidos a revisión en revista indexada.)
  • : In silico Modificiton of Cathelicidins Generates Analogous Peptides with Improved Antimycobacterial Activity (Capítulo en libro que presente resultados de la investigación)
  • : In silico Modificiton of Cathelicidins Generates Analogous Peptides with Improved Antimycobacterial Activity (Capítulo en libro que presente resultados de la investigación)
  • P-type ATPases: a relevant component in Mycobacterium tuberculosis viability (Capítulo en libro que presente resultados de la investigación)
  • Estudio comparativo para la sínteis de un péptido tetramérico de alto peso molecular de Plasmodium falciparum (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Implementación de una técnica para determinación de la actividad de agentes antimicrobianos inmovilizados (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Análisis de la capacidad de formación de biopelículas y el contenido de GPL como medida del carácter invasivo de Mycobacterium colombiense (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Comportamiento transcripcional de las ATPasas tipo P de Mycobacterium tuberculosis en respuesta a concentraciones tóxicas de cationes de metales pesados (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Aplicación de técnicas de ADN recombinante y fisicoquímica en el estudio del transporte de Ca2+ a través de la membrana plasmática de micobacterias (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Identificación de posibles sustratos de la proteína quinasa CDKL5 (Cycling-Dependant Kinase-Like 5) (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Perfil glicolipídico de Mycobacterium smegmatis defectivo en la proteína Pma1, homóloga de la ATPasa tipo P, CtpF, de Mycobacterium tuberculosis, y desarrollo de útiles génicos para la construcción de un doble mutante CtpF y Mmpl7 de Mycobacterium tuberculosis (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Implementación de una técnica para determinación de la actividad de agentes antimicrobianos inmovilizados (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Variación del comportamiento de ATPasas tipo P en micobacterias del complejo tuberculoso debido a la sobreexpresión del factor de virulencia MgtC (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Desarrollo de útiles génicos para la construcción de un mutante de Mycobacterium smegmatis defectivo en el gen MSMEG_5014, relacionado con el transporte de cobre mediado por ATPasas tipo P (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Búsqueda de Marcadores Genómicos de Mycobacterium colombiense, una micobacteria potencialmente virulenta perteneciente al complejo MAC (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Implementación de la técnica de electroforesis en dos dimensiones en el laboratorio de Biología Molecular de la Corporación Corpogen (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Búsqueda, amplificación y clonación de genes que codifican para una enzima ATPasa y el regulador MgtC de Mycobacterium tuberculosis (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Evaluación de una posible contaminación por transferencia de genes de resistencia antibiótica en muestras ambientales de la sabana de Bogotá (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Influencia del regulador global de latencia DosR en la actividad ATPasa y Na+ / K+ ATPasa de Mycobacterium smegmatis (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Detección del estado metabólico, actividad ATPasa en membrana plasmática e influencia del regulador MgtC en la homeostasis iónica de Mycobacterium cultivado en condiciones de estrés (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Caracterización y efecto producido por las condiciones de hipoxia e inanición en la actividad Na+ ATPasa de bacterias del género Mycobacterium (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Efecto del regulador mgtC en la actividad Na+/K+-ATPasa tipo P de la membrana plasmática de las micobacterias (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Análisis del carácter invasivo relacionado con la motilidad y la composición de glicopeptidolípidos de aislados clínicos de Mycobacterium colombiense (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Análisis de la transcripción del gen Rv0577 asociado a la virulencia de Mycobacterium tuberculosis H37Rv y su poisible relación con la movilidad microelectroforética y formación de biopelículas (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Determinación del potencial Zeta y movilidad electroforética de micobacterias por microelectrofoesisis (TDG (Trabajo dirigido de grado))
  • Búsqueda de Marcadores genómicos y lipídicos de Mycobacterium colombiense, una micobacteria potencialmente virulenta perteneciente al complejo MAC (Tesis de maestría)
  • Análisis bioinformático y desarrollo de útiles génicos para la caracterización molecular in vitro, de un posible transportador de cationes alcalinos ó alcalinotérreos de la membrana plasmática de Mycobacterium tuberculosis (Tesis de maestría)
  • Clonación y expresión en Escherichia coli del gen ctpE (Rv0908) de Mycobacterium tuberculosis: determinación preliminar de su posible actividad Na+ ATPasa (Tesis de maestría)
  • Transcripción genes relacionados con la biosísntesis y respuesta inmune generada por Sulfolípido y Poliaciltrehalosas en Mycobacterium tuberculosis bajo condiciones experimentales de latencia (Tesis de maestría)
  • Búsqueda de marcadores lipídicos relacionados con condiciones experimentales de latencia en micobacterias (Tesis de maestría)
  • Caracterización funcional, estructural y filogenético de la proteína TlyA de Mycobacterium tuberculosis (Tesis de maestría)
  • Desarrollo de útiles génicos para la obtención de un doble mutante de Mycobacteirum tuberculosis defectivo en proteínas de membrana MmpL7 y ATPasas tipo P (Tesis de maestría)
  • Determinación de características funcionales de CtpF, una Ca2+-ATPasa tipo P de Mycobacterium tuberculosis (Tesis de maestría)
  • Determinación de características funcionales de CtpG, una ATPasa tipo P transportadora de metales pesados de la membrana plasmática de Mycobacterium tuberculosis (Tesis de maestría)
  • Clonación, sobreexpresión y determinación de la especificidad iónica de Pma1, una posible Na+/K+ ATPasa DE Mycobacterium smegmatis (Tesis de maestría)
  • Contenido de glicopeptidolípidos, motilidad y formación de biopelículas en aislados clínicos de Mycobacterium colombiense (Tesis de maestría)
  • Clonación y determinación de la especificidad iónica de CtpA, una ATPasa tipo P transportadora de metales pesados a través de la membrana plasmática de Mycobacterium tuberculosis (Tesis de maestría)
  • Determinación de la capacidad de transmisión de fitoplasmas en dos morfoespecies de la familia Cicadellidae (Hemiptera: Auchenorryncha) de Bogotá D.C (Tesis de maestría)
  • ”Evaluación preliminar de la especificidad iónica de la proteína CtpH expresada en Escherichia coli: ATPasa tipo P de Mycobacterium tuberculosis (Tesis de maestría)
  • ATPasas tipo P1B como blancos para la atenuación de Mycobacterium tuberculosis (Tesis doctoral)
  • ATPasas tipo P de Mycobacterium tuberculosis como dianas para el diseño racional de compuestos antituberculosos (Tesis doctoral)
  • Potencial de las ATPasas tipo P como dianas terapéuticas o en el diseño de mutantes atenuados de Mycobacterium tuberculosis (Tesis doctoral)
  • Respuesta de las ATPasas tipo P1B a las condiciones de estrés en Mycobacterium tuberculosis (Tesis doctoral)
  • Estudio de cepas de Mycobacterium leprae colombiano causantes de múltiples episodios sintomáticos de lepra post poliquimioterapia (Tesis doctoral)