PROGRAMAS ESTRATÉGICOS

PROGRAMAS DE INVESTIGACIÓN

• Programa de Diagnóstico e Investigación en Enfermedades Genéticas

Una gran cantidad de enfermedades genéticas no se diagnostican en México, dejando vulnerables a los niños y sus familias ante la falta de un diagnóstico genético oportuno que permita identificar tratamientos disponibles o generar investigación con el objetivo de corregir la enfermedad. En el CIDC este programa trabaja junto a instituciones de salud en la identificación de dos tipos de enfermedades:

• Los desórdenes congénitos de la glicosilación o CDG (Congenital Disorders of Glycosylation.

Son un grupo de enfermedades metabólicas hereditarias de las cuales existen más de 80 tipos distintos. Los cuadros clínicos se caracterizan en la mayor parte de los casos por afectación multisistémica acompañada de retraso mental de leve a severo, por lo que deben ser descartados en cualquier persona que lo presente, independientemente de si se encuentra asociado o no a otros síntomas. En el CIDC realizamos gratuitamente una prueba de sangre que permite establecer una sospecha bioquímica de CDG que se llama Isoelectroenfoque de Transferrina Sérica. Si la prueba resulta anormal procedemos a realizar otras pruebas confirmatorias, incluyendo el diagnóstico genético.

• Inmunodeficiencias primarias causadas por disfunción de células NK o células T CD8 citotóxicas.

Las inmunodeficiencias primarias son una condición que afectan la capacidad de nuestro sistema inmune para combatir infecciones. Esta condición resulta en enfermedades generalmente fatales que afectan en su mayoría a la población pediátrica. Estas enfermedades son el resultado de mutaciones en genes que regulan la función de las células inmunes. Dentro de los más de 200 errores congénitos descritos hasta la fecha, se han identificado 10 genes cuyas mutaciones afectan la función de las células Natural Killer (NK) y de las células T CD8 citotóxicas (CTLs), las cuales son responsables de eliminar células infectadas por virus y células tumorales. Actualmente existen dos estrategias que permiten diagnosticar cuando un paciente sufre de alguna condición que afecte la función de sus células NK y CTLs. La primera de éstas consiste en analizar por citometría de flujo la expresión de proteínas que regulan o forman parte de la maquinaria citotóxica de estas células. La segunda estrategia está basada en analizar por citometría de flujo la funcionalidad de las células NK y CTL in vitro. Estos tipos de ensayos permiten identificar de manera rápida uno de los diez posibles genes que afectan la funcionalidad de las células citotóxicas. Finalmente, el diagnóstico confirmatorio se realiza por secuenciación genética, la cual permite conocer el tipo de mutación particular.

• Programa de Dinámica de Macromoléculas Biológicas

Este programa consolidará la infraestructura y recursos humanos integrados en una red temática de investigación que contribuya a la caracterización de la dinámica de proteínas, ácidos nucleicos y oligosacáridos en un amplio rango de escalas espaciales y temporales. Lo anterior tiene como objetivo conocer con precisión la relación entre la estructura y la dinámica de estas moléculas, para la comprensión de su función en la salud y la enfermedad, particularmente en aquellas enfermedades causadas por estructuras y dinámica alteradas. De igual manera, la caracterización estructural y dinámica de las proteínas y otras macromoléculas será utilizada para el diseño y búsqueda de nuevos blancos de fármacos, utilizando metodologías computacionales que permiten su modelado y validando experimentalmente la interacción fármaco-blanco, buscando contribuir al tratamiento de enfermedades infecciosas y degenerativas para las cuales actualmente no hay buenas opciones terapéuticas.

Se perseguirá con mucho interés el asociar las estructuras y dinámica de las macromoléculas con una comprensión integral del funcionamiento celular a través de la exploración de las consecuencias de estas propiedades en las redes de señalización celular. De esta manera el detalle atómico-molecular se integrará con aproximaciones de la biología de sistemas y la ómica, congruente con la visión integral de la biología celular que desarrollamos en el CIDC.

• Programa de Ómicas

En este programa fomentaremos una plataforma de infraestructura y recursos humanos que consoliden nuestra capacidad de realizar análisis masivo de moléculas biológicas en distintos modelos experimentales, con el fin de obtener una visión holística de lo que sucede en un organismo en un momento dado. De esta manera rompemos con el esquema reduccionista en el que se han desarrollado las ciencias biológicas en el último siglo y obtenemos una comprensión integral de los procesos biológicos a través de herramientas que permiten cuantificar la expresión de miles de moléculas biológicas y sus interrelaciones en un instante dado.

A través de distintas estrategias como por ejemplo la proteómica (proteínas), la genómica (genomas), la transcriptómica (transcritos de RNA) y la metagenómica (genómica de muestras ambientales) sustentadas en análisis bioinformáticos y de datos masivos que se obtienen de ellas, lograremos explicar procesos biológicos complejos, modelarlos computacionalmente y lograr la generación de hipótesis de trabajo para entender problemas biológicos complejos como la Diabetes, el Alzheimer o las infecciones virales.

• Programa de Biología de Sistemas

La Biología de Sistemas es un nuevo campo de investigación interdisciplinario e integrativo. Estudia las redes complejas de interacciones moleculares que son responsables del funcionamiento de los sistemas biológicos. En la Biología de Sistemas los seres vivos se consideran como sistemas en el que sus elementos constituyentes, tanto internos como externos, están relacionados entre sí a través de interacciones dinámicas que se representan, a su vez, como un sistema o modelo matemático. Para efectuar la formulación del modelo a partir de observaciones experimentales, se utilizan herramientas matemáticas como la teoría de sistemas dinámicos no lineales, teoría del control, teoría de procesos estocásticos, teoría de la información, teoría de redes y el álgebra Booleana, entre otras. Así mismo, se utilizan computadoras de alto rendimiento y programas de simulación como virtual cell (VCell), COPASI, Matlab y Phaser, entre otros. Este nuevo enfoque de la Biología de Sistemas se ha comenzado a aplicar con éxito al estudio de patologías como el cáncer y otras enfermedades crónico degenerativas; para el desarrollo de vacunas y nuevos fármacos contra enfermedades multifactoriales; para el análisis del impacto de estímulos ambientales en los ecosistemas, entre otros.

En esta dirección, en el Centro de Investigación en Dinámica Celular (CIDC) se efectúa investigación interdisciplinaria en el campo de la Biología de Sistemas cuyo objetivo es comprender la estructura y características dinámicas de los canales de comunicación intracelulares, con el fin de saber cómo las señales ambientales modifican el comportamiento dinámico de las redes genéticas y de señalización que controlan los procesos de crecimiento, diferenciación y defensa ante patógenos en células animales y vegetales, tanto en condiciones normales como bajo influencia de alguna enfermedad.

PROGRAMAS DE VINCULACIÓN

• Programa de Intercambio Científico Internacional

En el CIDC entendemos la importancia de mantenernos conectados con la comunidad científica internacional, por ello buscamos fortalecer programas de intercambio con países que permitan obtener capacitación tecnológica para nuestros investigadores y estudiantes y también establecer colaboraciones científicas transnacionales que permitan acelerar nuestros descubrimientos y sus potenciales aplicaciones.

Lo anterior lo buscamos a través de convocatorias de organismos científicos y educativos nacionales pero también de fundaciones y en particular trabajamos por establecer convenios de colaboración con universidades en el extranjero que desarrollan líneas afínes a nuestros programas estratégicos.

Nuestros investigadores han sido beneficiados en proyectos de:

SEP-CONACYT-ECOS-ANUIES (Francia)

Alexander Von Humboldt Foundation (Alemania)

• Programa de Vinculación con la Educación Media Superior

Establecer un vínculo cercano con los planteles de educación media superior para permitir la realización de eventos académicos que fomenten la movilidad de estudiantes y docentes de educación media superior al CIDC, particularmente para actualizar a los docentes en las disciplinas biológicas y en el caso de los estudiantes permitirles vivir experiencias en un centro de investigación que les motive al estudio científico y a su proyección como universitarios como parte de un plan de vida exitoso.

• Programa de Vinculación con el Sector Empresarial

En el CIDC queremos llevar nuestros descubrimientos al máximo nivel de beneficio social a través de encontrar las formas inteligentes de aplicarlos a la resolución de problemas prioritarios para el país. Para lograr esto es muy importante poder vincularnos con el sector empresarial para trabajar junto con ellos el desarrollo de aplicaciones a partir de nuestra investigación o bien para transferir los conocimientos que generamos y que las empresas puedan continuar su desarrollo en sus propias instalaciones de investigación y desarrollo.

Por lo anterior, en el CIDC estamos permanentemente buscando espacios que nos permitan posicionarnos como aliados de empresas en sectores como el agrícola, farmacéutico y de diagnóstico médico, por mencionar algunos.