Browsing by Author "Clavijo Buriticá, Diana Carolina"

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    A comprehensive view of aluminum stress in Oryza sativa from a systems biology perspective
    (Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2024) Sosa Arango, Chrystian Camilo; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto; García-Merchán, Víctor Hugo; Clavijo Buriticá, Diana Carolina
    El arroz es una de las especies vegetales más importantes para la alimentación humana y para el estudio de estreses abióticos como el inducido por aluminio. Este estrés genera problemas de rendimientos agronómicos en el cultivo de arroz al afectar el crecimiento radicular de las plantas en suelos ácidos. El arroz ha sido ampliamente estudiado en cuanto a la respuesta molecular ante el aluminio, esta respuesta es compleja ya que incluye diferentes aspectos como la detección del estresor, la activación de una señal de transducción en las células, para finalmente tener una respuesta de la planta. Recientemente, la biología de sistemas ha tomado relevancia para los estudios de estrés, ya que permite la integración de elementos que interactúan a diferentes niveles a través de la modelación matemática para capturar las propiedades emergentes de estas interacciones. Actualmente existe una falta de conocimiento, especialmente a nivel metabólico, sobre la respuesta molecular que se induce cuando el aluminio es absorbido por las raíces de la planta de arroz. Este vacío de información incluye el desconocimiento de receptores, señales de transducción, mecanismos moleculares y reacciones químicas específicas que inhiben el crecimiento radicular. Esta tesis ha estructurado un enfoque sistémico para caracterizar las respuestas moleculares desencadenadas en el arroz bajo condiciones de estrés por aluminio por medio de: (i) el diseño de un método computacional que implementa estrategias de genómica comparativa para obtener diferencias funcionales entre dos especies contrastantes, con el objetivo de identificar respuestas únicas en arroz, (ii) la implementación de una estrategia de aprendizaje de máquinas sobre el interactoma del arroz para predecir proteínas candidatas que podrían ser relevantes en la respuesta a aluminio, y (iii) el uso de una aproximación multicapa que permite modelar la respuesta molecular y metabólica del arroz ante condiciones aluminotóxicas. Los resultados obtenidos representan un avance en la perspectiva en que se estudia el estrés en arroz. Este trabajo de investigación identificó adaptaciones funcionales especificas a nivel de especie que están vinculadas con las respuestas fisiológicas del arroz el estrés por aluminio, de igual forma, se detractaron nuevas proteínas putativas, no descritas previamente en literatura, y finalmente, el desarrollo e implementación de enfoques computacionales que permiten modelar la respuesta molecular al aluminio a nivel regulatorio y metabólico. Los resultados obtenidos son consistentes con los reportados en literatura. Estos resultados podrían contribuir a la investigación del estrés vegetal mediante el uso de las herramientas generadas en este estudio.
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    Desvelando el papel de KIF2C en la progresión y detección temprana del cáncer de mama a través del modelamiento matemático de la red de regulación génica
    (Pontificia Universidad Javeriana Cali, 2025) Prado Echeverri, Alejandro; Clavijo Buriticá, Diana Carolina; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
    El cáncer de mama representa una de las principales causas de mortalidad en mujeres a nivel mundial, por lo cual es de importancia estudiar y entender cómo se lleva a cabo la progresión tumoral a nivel celular para proponer algunos mecanismos que permitan un diagnóstico temprano o un tratamiento dirigido. En esta investigación se realizó un enfoque desde la biología de sistemas para modelar matemáticamente la red de regulación génica del gen KIF2C, una kinesina implicada en la dinámica de los microtúbulos y en la estabilidad genómica durante la mitosis y que se presume está involucrado en la progresión del cáncer de mama. Se construyó un modelo utilizando herramientas como CellDesigner bajo los estándares SBML, SBGN, empleando una cinética elemental y bajo la aproximación de la ley de acción de masas. El modelo se construyó y alimentó con base a la información reportada en bases de datos bibliográficos y biológico tales como KEGG, Reactome y Gene Ontology, PUBMED, entre otras. El modelo construido contiene 1714 reacciones y permite simular escenarios de sobreexpresión de KIF2C y su impacto en procesos biológicos como; la apoptosis, el ensamblaje del cinetocoro, la condensación y segregación cromosómica, la proliferación celular y el punto del ensamblaje del huso, el punto de control del daño del DNA, el ciclo celular, la organización del citoesqueleto y citogénesis y la mitosis. Los resultados revelan que la sobreexpresión de KIF2C podría provocar inestabilidad cromosómica, la cual se asocia con el desarrollo y progresión del cáncer de mama, especialmente en su subtipo triple negativo. Esta investigación sugiere que KIF2C podría representar un biomarcador diagnóstico y un blanco terapéutico en este tipo de cáncer.
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    Identificación del efecto del flavonoide quercetina en los procesos biológicos del ciclo celular y la apoptosis a través del modelamiento de la red biológica de una célula tumoral.
    (Pontificia Universidad Javariana Cali, 2024) Bravo Medina, Valeria Andrea; Clavijo Buriticá, Diana Carolina; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
    Las células se comunican constantemente con su entorno a través de vías de señalización que regulan el ciclo celular y la apoptosis, controlando así el crecimiento y la muerte celular. Sin embargo, en el cáncer, las alteraciones genéticas hacen que las células ignoren estas señales, lo que lleva a un crecimiento descontrolado. En este contexto, los oncogenes y los genes supresores de tumores (TSG) son fundamentales. Las características más reconocidas del cáncer incluyen la independencia de factores de crecimiento y la insensibilidad a señales antiapoptóticas. Las terapias convencionales ofrecen esperanza, pero a menudo generan resistencia a los medicamentos. Por ello, se están explorando tratamientos alternativos, como compuestos bioactivos derivados de plantas que pueden ofrecer propiedades anticancerígenas y mejorar la eficacia de las terapias, minimizando los efectos adversos. El flavonoide quercetina, ha mostrado potencial para inhibir la proliferación celular en diversos tipos de cáncer. Este estudio evaluó desde una mirada sistémica la influencia de la quercetina en el ciclo celular y la apoptosis en células cancerígenas. Se reconstruyó un modelo biológico que cuenta con 1111 reacciones, 282 proteínas y 208 genes relacionados con estos procesos. Las vías implicadas, como MAPK/ERK y PI3K/AKT/mTOR, reflejan las alteraciones típicas del cáncer, como la sobreexpresión de oncogenes y la inactivación de TSG. La quercetina interfiere positivamente con proteínas proapoptóticas (BAX, CASPASA 3 y p53) y negativamente con ciclinas y proteínas antiapoptóticas (BCL-2, BCL-XL). Incrementado así la proliferación y frenando el ciclo celular en células cancerígenas, destacando su potencial como regulador de procesos celulares alterados en el cáncer.
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    Reconstrucción, modelamiento y caracterización de la red de regulación del gen Plk1 involucrada en el proceso de inestabilidad genómica
    (Pontificia Universidad Javeriana de Cali, 2021) Suescum Holguin, Jason; Clavijo Buriticá, Diana Carolina; Quimbaya Gómez, Mauricio Alberto
    La inestabilidad genómica describe una tendencia a acumular alteraciones en el genoma que es comúnmente encontrada en las células cancerígenas, razón por la cual, fue reconocida como una de las diez marcas distintivas del Cáncer, promoviendo su aparición y desarrollo. Recientemente las dinámicas detrás de los eventos de inestabilidad genómica han cobrado relevancia gracias a su vinculación con genes y mecanismos celulares específicos, los cuales se presentan como nuevas y potentes alternativas terapéuticas para la enfermedad. En este contexto, estudios anteriores encontraron al gen plk1 como un candidato a inestabilidad genómica, sin embargo, los mecanismos mediante los cuales el gen y su desregulación podrían inducir eventos de inestabilidad genómica no estaban del todo claros. Con el objetivo de dilucidar los mecanismos, circuitos génicos y proteínas involucradas en los eventos de inestabilidad genómica promovidos por PLK1 se adoptó una aproximación novedosa que involucra la reconstrucción y el modelamiento de la red de regulación del gen plk1 con un énfasis en nueve procesos involucrados en el mantenimiento de la estabilidad del genoma en los que participa el gen. Posteriormente se realizó un modelamiento matemático de la red de regulación bajo una aproximación cinética de ley de acción de masas para generar un modelo con 1030 reacciones y 716 especies biológicas. Las simulaciones permitieron identificar tres circuitos de interacción entre proteínas que pueden potencialmente inducir un evento de inestabilidad genómica como producto de la desregulación de PLK1. Adicionalmente, se identificaron una serie de proteínas previamente asociadas a inestabilidad genómica dentro de los circuitos propuestos que pueden amplificar el evento de inestabilidad genómica y como novedad se postula a las proteínas KIF2C e INCENP como candidatas a participar en el proceso de inestabilidad genómica.