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Los recién llegados al mundo de la investigación
El programa de verano en Mayo capacita en investigación a colegiales que obtienen resultados
Cuando Kristi Biswas terminó el décimo año escolar (primer año de preparatoria), su exposición a las ciencias era igual que la de la mayoría de los demás colegiales de su misma edad. «Solo biología, química y un poco de física», confiesa. Kristi no tenía cómo anticipar que pronto contribuiría de forma significativa a la investigación sobre la enfermedad de Alzheimer.
El verano pasado participó durante 10 semanas en el Programa SPARK para Mentoría en Investigación en Mayo Clinic de Florida. SPARK es la sigla en inglés del Programa Científico para el Avance del Conocimiento Investigativo. En el laboratorio de la neuróloga y neurocientífica Dra. Nilufer Ertekin-Taner, Kristi Biswas aprendió el trabajo y las técnicas para el análisis genómico, además de realizar sus propios proyectos investigativos sobre la enfermedad de Alzheimer.
«Aprendí sobre la replicación del ADN, las diferentes proteínas relacionadas con la enfermedad de Alzheimer, los polimorfismos de un solo nucleótido, la biología detrás de la genotipificación y también sobre la codificación para hacer análisis de regresión», afirma la estudiante.
Ella está entre los tres colegiales que el año pasado participaron en el programa SPARK, produjeron resultados de laboratorio con sus investigaciones y los presentaron no solamente en concursos locales, regionales y estatales, sino que llegaron hasta la Feria Internacional de Ciencia e Ingeniería el pasado mes de mayo. El concurso con sede en los Estados Unidos se llevó a cabo este año en Atlanta, con la participación de más de 1500 estudiantes procedentes de 70 países.
La estudiante de SPARK, Emma Chirila, presentó los resultados que obtuvo con su trabajo en el laboratorio del biólogo en cáncer Dr. Debabrata Mukhopadhyay sobre la resistencia a los fármacos que ocurre en el tratamiento del cáncer de páncreas.
Andrew Liu trabajó en el laboratorio del hematólogo oncólogo Dr. Hong Qin y presentó los resultados de su proyecto dirigido a mejorar la terapia de células T con receptores de antígeno quimérico que estimula la inmunidad y se usa en el tratamiento de la leucemia mieloide aguda.
En el evento internacional, Kristi Biswas obtuvo el segundo lugar en la categoría de Biomedicina y Ciencias de la Vida con la presentación de sus resultados sobre las variantes genéticas relacionadas con la acumulación de proteínas en el cerebro que ocurre en la enfermedad de Alzheimer.
Abordar preguntas biomédicas del mundo real
El programa de verano SPARK empezó en el año 2017 para introducir a estudiantes motivados, talentosos y de mente científica que cursan la secundaria a pensar rigurosamente sobre las incógnitas biomédicas del mundo real mientras trabajan en los laboratorios de primera categoría de Mayo. En la lista de los mentores están casi 30 científicos conocidos del campus de Mayo Clinic en Florida, quienes aportan voluntariamente su tiempo y un espacio en su laboratorio para poner al día a investigadores incipientes.
Después de SPARK, los estudiantes han pasado no solamente a concursar en ferias de ciencias, sino también a seguir carreras universitarias en ciencias, tecnología, ingeniería y matemáticas, así como otras oportunidades de investigación.
«Los estudiantes empiezan con pocos conocimientos sobre un área en particular. A veces, están nerviosos o hasta se muestran un poco tímidos, pero son muchachos extraordinarios, muy inteligentes y llenos de gran curiosidad», comenta el Dr. John Copland III, director del cuerpo de profesores del programa.
Los colegiales presentan su solicitud a través de la propuesta para un experimento investigativo que coincide con la pericia particular de un laboratorio. Kristi Biswas decidió presentar la solicitud para el laboratorio de la Dra. Ertekin-Taner por un motivo personal: un miembro de su familia murió a causa de la enfermedad de Alzheimer.
«Estaba completamente decidida a investigar en esa área con la esperanza de que en el futuro encontraría una diana terapéutica para la enfermedad de Alzheimer, de modo que nadie más tuviese que perder un familiar como me pasó a mí», explica.
A Emma Chirila le atrajo la investigación sobre el cáncer de páncreas, debido al mal pronóstico y a los pocos tratamientos existentes. Su proyecto se concentró en alterar el metabolismo de las células del cáncer pancreático después de encontrar un artículo que vinculaba a una proteína implicada en el cáncer de páncreas con la macropinocitosis, que es un medio por el cual las células extraen nutrientes.
«Aprendí sobre la macropinocitosis en las clases de biología, pero no tenía ni idea de que desempeñara una función en el cáncer», afirma.
Desde lo básico hasta la obtención de resultados
Durante todo el verano, los estudiantes de SPARK aprenden técnicas experimentales y a sobrellevar las frustraciones normales de los laboratorios, como la presencia de burbujas en las pipetas o muestras que se evaporan en la centrífuga. Stephanie Oatman, estudiante de doctorado en biología molecular y celular en la Escuela de Posgrado en Ciencias Biomédicas de Mayo Clinic, se entusiasmó ante la oportunidad de participar en la enseñanza intensiva de SPARK. Las investigaciones que hace en el laboratorio de la Dra. Ertekin-Taner se enfocan en el estudio de grupos específicos de genes que se sospecha participan en la enfermedad de Alzheimer.
Junto a la neurocientífica Dra. Mariet Allen Younkin, fueron a diario las mentoras de Kristi Biswas y la ayudaron a dar forma a los experimentos y a aprender nuevos conceptos.
«Empezamos por lo básico, así que le pregunté a Kristi qué sabía para tener una idea del punto en que estaba. Vimos el panorama general para luego ir bajando hasta los pequeños detalles, como el ADN, el ARN, las proteínas y cuál es la conexión entre ellos o cómo causan enfermedades», señala Stephanie Oatman.
Kristi Biswas mantenía una carpeta con artículos de revistas, donde anotaba sus preguntas y escribía notas. A través de las técnicas de genotipificación aprendidas, examinó muestras de tejido cerebral provenientes del banco de cerebros en Mayo Clinic para determinar si las variantes genéticas descubiertas anteriormente por el laboratorio de la Dra. Erketin-Taner también influían sobre la patología de la enfermedad de Alzheimer. Su investigación brindó una visión de las variantes en 2000 muestras y, luego, ella comparó los resultados con la información genética proveniente de grupos de datos que están a disposición pública. Stephanie Oatman también le enseñó el lenguaje de codificación R que el laboratorio emplea para llevar a cabo los análisis del genoma.
Con la aplicación del programa de codificación, Kristi pudo determinar que una variante genética asociada con niveles cerebrales de proteínas conectadas a la enfermedad de Alzheimer también estaba relacionada con las características de la enfermedad, como la cantidad y la ubicación de los depósitos de tau y amiloide.
«Me emocionó mucho ver esa relación. ¡Fue un día realmente feliz!», recuerda Kristi.
«Los resultados que obtuvo aportan más información acerca de las variantes que contribuyen a la enfermedad de Alzheimer y serán, absolutamente, la base para más investigaciones, además de ayudar a priorizar los futuros estudios», dice la Dra. Erketin-Taner. Los resultados se incluirán en un próximo artículo que el laboratorio prepara para una revista y donde Kristi Biswas aparecerá como coautora.
Kristi está emocionada por asistir este verano a otro laboratorio con el programa SPARK a fin de ampliar sus conocimientos sobre las enfermedades neurodegenerativas.
«Creo que SPARK es una experiencia revolucionaria que brinda la oportunidad de entrar en contacto con gente que siente la misma pasión por la ciencia que una. Realmente, yo no era una persona a quien le gustaba las ciencias básicas, pero una vez que empecé a investigar, me di cuenta de lo divertido que es y de que, en realidad, no hay límites… no hay límite para lo que uno puede aprender», concluye.
- Kate Ledger, 2 de junio de 2022
- Si desea saber más sobre el programa SPARK, visite el sitio web.
- Si desea más información sobre el trabajo de la Dra. Ertekin-Taner, lea las publicaciones recientes de su equipo.
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