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Investigación

Grupo de Investigaciones Microbiológicas – UR (GIMUR)

El grupo enfoca sus líneas de investigación en el desarrollo, validación e implementación de técnicas moleculares para el diagnóstico y tipificación de agentes infecciosos como Trypanosoma cruzi, Leishmania, parásitos intestinales, Clostridium difficile, Chlamydia trachomatis, Chikungunya, Zika y Candida. Así mismo el conocimiento de la ecología y evolución molecular de estos agentes mediante análisis de genómica y transcriptómica para la construcción de circuitos epidemiológicos que permitan comprender su filodinámica y perfiles de susceptibilidad y resistencia a antimicrobianos.

Integrantes
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Una enfermedad infecciosa puede ser la manifestación clínica consecuente a una infección provocada por microorganismos como virus, bacterias, hongos, parásitos (protozoos y helmintos) y priones. Estos microorganismos presentan factores de virulencia y patogenicidad los cuales les confiere la capacidad para causar enfermedad. Para poder entender estas infecciones es primordial conocer la prevalencia de estas así como la diversidad biológica y genética que presentan estos agentes con el fin de proveer una visión holística de las infecciones.

Diagnóstico Molecular

Las técnicas de biología molecular han sido ampliamente aplicadas para el diagnóstico y detección de subpoblaciones microbianas que causan enfermedad. Otro aspecto importante del uso de la biología molecular en el diagnóstico de enfermedades infecciosas es el poder establecer patrones epidemiológicos más precisos. La relativa estabilidad del material genético ofrece una ventaja importante en los estudios epidemiológicos. Muestras provenientes de poblaciones alejadas a los centros de investigación pueden ser recolectadas y trasladadas sin relativo riesgo de pérdida o descomposición, sin hacer uso de métodos complicados de preservación. Nuestro grupo trabaja fuertemente en el desarrollo de técnicas de diagnóstico molecular como PCR en tiempo real, LAMP, nanopartículas y High Resolution Melting (HRM) para la detección y genotipificación de estas infecciones con particular interés en Trypanosoma cruzi, Leishmania y parásitos intestinales (Figura 1).

Figura 1. Algoritmo de tipificación de especies de Leishmania mediante HRM desarrollado por nuestro laboratorio (Hernández et al., 2014 Parasites and Vectors).

Eco-epidemiología molecular, ecología y evolución de enfermedades

El uso de estas estrategias en la monitorización epidemiológica permite establecer la progresión de especies patógenas hacia la adquisición de resistencia a los agentes terapéuticos disponibles por variaciones genotípicas o mutaciones. Esto permite determinar con mayor certeza y rapidez las alternativas terapéuticas efectivas en el control de las enfermedades infecciosas y en especial cuando nos referimos a infecciones nosocomiales. Otra estrategia para el entendimiento de las infecciones es la epidemiología molecular, en nuestro laboratorio nos interesamos en desarrollar y aplicar métodos de genotipificación como Multilocus Sequence Typing (MLST) en Leishmania, Giardia, Blastocystis, Clostridium difficile y Candida. La aplicación de estas técnicas ha permitido solucionar preguntas epidemiológicas específicas como en el caso de la enfermedad de Chagas donde pudimos determinar que las poblaciones selváticas del parásito son las causantes de brotes orales de enfermedad de Chagas en Colombia (Figura 2).

Figura 2. La aplicación de esquemas de MLST en T. cruzi permitieron evidenciar que las poblaciones selváticas del parásito son las causantes de los brotes de Chagas oral en el país. Así mismo el uso de marcadores microsatélites permitió demostrar que cada brote se originó independientemente (Ramírez et al., 2013 PLoS Neglected Tropical Diseases).

En este orden de ideas lo que buscamos en nuestro grupo es desarrollar mapas de distribución de las subpoblaciones parasitarias en el país mediante la aplicación de técnicas de biología molecular las cuales nos permitan plantear estrategias de control y prevención frente a estas infecciones. Recientemente hemos realizado la actualización epidemiológica de los subtipos de T. cruzi en el país observando la emergencia de genotipos que pueden llegar a generar sintomatologías más severas (Figura 3).

Figura 3. Mapa de distribución de genotipos de T. cruzi el cual muestra la prevalencia de las poblaciones circulantes en Colombia, esta información epidemiológica es de amplia utilidad para solucionar problemas de salud pública (León et al., 2015 Memorias Instituto Oswaldo Cruz).

La implementación de la biología molecular, el entendimiento de la epidemiología y el uso de la genómica permiten conocer las bases genéticas y dinámica de transmisión de los agentes infecciosos. Nuestro laboratorio se interesa en esos tres puntos para proveer utilidad en términos epidemiológicos y de importancia en salud pública.
1.       Desarrollo de nuevas técnicas de diagnóstico y genotipificación.
2.       Entendimiento de la ecoepidemiología molecular, ecología y evolución de las enfermedades infecciosas.
3.       Implementación de herramientas genómicas y transcriptomicas para conocer la filodinámica de los agentes infecciosos y perfiles de susceptibilidad y resistencia a antimicrobianos.

Publicaciones
  • León C., Montilla M., Vanegas R., Castillo M., Parra E., Ramírez J.D. (2016) Murine models susceptibility to distinct Trypanosoma cruzi I genotypes infection. Parasitology. DOI:10.1017/S0031182016001980
  • Hernández C., Cucunubá Z., Flórez C., Olivera M., Valencia-Hernandez C., Zambrano P., León C., Ramírez J.D. (2016) Molecular Diagnosis of Chagas Disease in Colombia: Parasitic Loads and Discrete Typing Units in Patients from Acute and Chronic Phases. PLoS Neglected Tropical Diseases 10. DOI:10.1371/journal.pntd.0005112
  • Chudnovskiy A., Mortha A., Kana V., Kennard A., Ramírez J.D., Rahman A., Remark R., Mogno I., Ng R., Gnjatic S., Amir E.D., Solovyov A., Greenbaum B., Clemente J., Faith J., Belkaid Y., Grigg M.E., Merad M. (2016) Host-Protozoan Interactions Protect from Mucosal Infections through Activation of the Inflammasome. Cell 167. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2016.08.076
  • Hernández C., Vera M., Cucunubá Z., Florez C., Cantillo O., Buitrago L.S. González M.S., Ardila S., Zuleta-Dueñas L., Tovar R., Forero L.F., Ramírez J.D. (2016) High-resolution molecular typing of two large outbreaks of acute Chagas disease in Colombia. The Journal of Infectious Diseases 214. DOI:10.1093/infdis/jiw360
  • Messenger L.A., Ramírez J.D., Llewellyn M.S., Guhl F., Miles M. (2016) Importation of Hybrid Human-Associated Trypanosoma cruzi Strains of Southern South American Origin, Colombia. Emerging infectious diseases 22. DOI:10.3201/eid2208.150786
  • Ramírez J.D., Hernández C., León C., Ayala M.S., Flórez C., González C. (2016) Taxonomy, diversity, temporal and geographical distribution of Cutaneous Leishmaniasis in Colombia: A retrospective study. Scientific Reports 6. DOI:10.1038/srep28266
  • Fernández C., Jaimes J., Ortiz M.C., Ramírez J.D. (2016) Host and Toxoplasma gondii genetic and non-genetic factors influencing the development of ocular toxoplasmosis: A systematic review. Infection, genetics and evolution: journal of molecular epidemiology and evolutionary genetics in infectious diseases 44. DOI:10.1016/j.meegid.2016.06.053
  • Ramírez J.D., Sánchez A., Hernández C. Flórez C., Bernal M.C., Giraldo J.C., Reyes P., López M.C., García L., Cooper P.J., Vicuña Y., Mongui F., Casero R. (2016) Geographic distribution of human Blastocystis subtypes in South America. Infection, genetics and evolution: journal of molecular epidemiology and evolutionary genetics in infectious diseases 41. DOI:10.1016/j.meegid.2016.03.017
  • Martinez-Perez A., Poveda C., Ramírez J.D., Norman F., Gironés N., Guhl F., Monge-Maillo B., Fresno M., López-Vélez R. (2016) Prevalence of Trypanosoma cruzi’s Discrete Typing Units in a cohort of Latin American migrants in Spain. Acta tropica 157. DOI:10.1016/j.actatropica.2016.01.032
  • Quinónez-Calvache E.M., Ríos-Chaparro D.I., Ramírez J.D., Soto-De León S.C., Camargo M., Del Río-Ospina L., Sánchez R., Patarroyo M.E., Patarroyo M.A. (2016) Chlamydia trachomatis Frequency in a Cohort of HPV-Infected Colombian Women. PLoS ONE 11. DOI:10.1371/journal.pone.0147504
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