Conocer las bases de la cultura de un país es un proceso trascendental en el desarrollo histórico del mismo. Realizar este procedimiento mediante bases genéticas, demuestra cómo la ciencia se puede aplicar a diferentes aspectos del saber.
El correcto análisis de estos aspectos genéticos permite obtener resultados que serán de gran ayuda para comprender diferentes aristas de la sociedad.
La investigadora Mónica Acuña es la responsable de la obtención de las 3000 muestras de chilenos en el proyecto Chilegenómico, el cual pretende viajar hacia la ancestría del pueblo chileno. En ese camino, a través de distintos marcadores genéticos, se busca conocer la etnicidad de poblaciones ubicadas en diferentes regiones del país.
Este es un proceso arduo y minucioso, en donde se conjugan conocimientos de variadas índoles y corrientes, como por ejemplo: genética, matemática, biología, antropología y sociología.
La profesora del ICBM (Facultad de Medicina Universidad de Chile), Mónica Acuña, ha implementado dentro de su vasta trayectoria la tecnología suficiente para determinar las variantes de distintas enzimas que metabolizan de manera anómala fármacos y químicos.
En sus estudios ha profundizado sobre enzimas como: butirilcolinesterasa sérica, la paraoxonasas y, CYP2D6.
Su área -la farmacología genética- busca entender y estudiar la naturaleza de respuestas irregulares frente a un fármaco determinado.
La experta en genética contó detalles del proceso de muestreo del proyecto Chilegenómico, desde su laboratorio ubicado en el Programa de Genética Humana del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Chile.
En este proyecto se toman muestras de muchas personas. ¿En qué consiste este muestreo?
El proyecto básicamente desea tomar una muestra representativa de la población chilena.
Para que sea una muestra representativa debe ser a lo largo de todo Chile y abarcar los distintos estratos socioeconómicos. Esta es una variable a considerar en términos de porcentaje de mezcla, ya que se sabe que los estratos más bajos tienen un menor porcentaje de mezcla caucásica (principalmente española).
Entonces, además de tomar la muestra de sangre se le realiza a cada dador voluntario una encuesta para determinar su estrato socioeconómico, esta encuesta fue elaborada por la socióloga……………………., integrante también de este proyecto.
¿Qué características deben tener los donantes?
Los donantes deben ser chilenos (nacidos en Chile) y no pueden estar emparentados entre sí.
¿Donde se reclutan los participantes?
En los hospitales, bancos de sangre y campañas recolectoras a lo largo de país.
¿Qué ciudades del país están consideradas? ¿Por qué?
Arica, Iquique, La Serena, Coquimbo, Chillán, Temuco y Santiago, porque representan de la población de Chile el…….% norte, …….% centro y ….% sur.
Hubiésemos querido abarcar más territorio, pero hubo un límite de recursos que nos lo impidió. Pero de igual forma logramos bastante.
¿Cuál ha sido la mayor dificultad en la obtención de muestras?
No ha habido mayor dificultad en general; ahora bien, el hecho de que el proyecto pasó por muchos comités de ética, tanto de hospitales como los de investigación, aumento el tiempo estimado para la obtención del total muestras.
¿Los participantes son siempre voluntarios?
Siempre voluntarios, cada uno de ellos leyó y firmó un consentimiento donde se explicaba claramente los objetivos del proyecto.
Quienes han colaborado, ¿han recibido alguna retribución?
No, es un acto voluntario y en contribución directa a la ciencia.
¿Cuáles son sus expectativas en el marco de este proyecto?
Conocer mejor la estructura genética de la población chilena, Por otro lado, vamos a conocer nuevas variantes de genes que no han sido descritas en ninguna población, y eso permite tener marcadores étnicos más claros.
Al haberse secuenciado individuos de origen mapuche y aymara, los genomas obtenidos aportan un gran conocimiento en cuanto a la estructura de los pueblos originarios.
Mujer, ciencia y mejores condiciones laborales para los científicos en Chile, fueron algunos de los tópicos abordados con la Dra. María Cecilia Hidalgo en su oficina, ubicada en el Programa de Biofísica y Fisiología del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Chile (ICBM).
Son miles las científicas que realizan una importante labor en variados aspectos de la investigación a lo largo del mundo. Sin embargo el posicionamiento del género ha tomado bastantes años; hoy en 2015 se está lejos aún de ubicar a la mujer en un sitial preponderante. Un ejemplo de ello lo arroja un reciente estudio efectuado por IANAS (INTERAMERICAN NETWORK OF ACADEMIES OF SCIENCES) , donde se muestra que la cantidad de mujeres en las academias científicas a lo largo del mundo es considerablemente menor frente los hombres que forman parte de ellas. Lo mismo pasa al revisar los cuerpos académicos de grandes Universidades; hay mayor número de profesores titulares, que profesoras en el mismo rango.
La disparidad es una realidad a la que nos enfrentamos día a día, es tarea de nosotros cambiar este escenario.
En este contexto, y también abordando la temática de su investigación científica actual, la Sociedad de Biología de Chile conversó con la Dra. María Cecilia Hidalgo. Bioquímica (1965) y primera doctora en ciencias de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile (1969). Realizó su post-doctorado (1969-1972) en el National Institutes of Health, Bethesda, MD, Estados UnidosRegresó a Chile a fines de 1983, tras lo cual se desempeñó como profesora del Centro de Estudios Científicos (CESC), entre 1984 y 2002, y de la Facultad de Medicina desde 1984, donde integra desde 2011 el Instituto de Neurociencia Biomédica. Beneficiaria de la beca Guggenheim, 1992-1993. Primera mujer Premio Nacional de Ciencias Naturales en 2006.
¿Cuál es la importancia que usted le atribuye a la investigación científica en Chile?
La ciencia es parte fundamental de la cultura de una Nación, en ese aspecto, nuestro país -que por cierto- aspira al desarrollo, no puede descuidar esta arista del quehacer humano.
Por otro lado, y analizando el aspecto práctico, creo que Chile necesita cambiar su matriz productiva, ya que no podemos seguir exportando las mismas materias primas sin ningún valor agregado, de manera sostenida en el tiempo. Para lograr ello, hay que generar procesos sofisticados de innovación, en los cuales se produzcan nuevos productos. En ese sentido, como país necesitamos gente innovadora, que sea poseedora de una matriz de pensamiento específicamente científico, ya que considero que una innovación verdaderamente eficaz debe ir de la mano a procesos que solo entrega la ciencia.
El tipo de innovación del cual yo hablo requiere metodología científica para su ejecución; los científicos tienen una forma de pensar distinta a profesionales de otras áreas, y eso debe ser aprovechado en estos procesos de cambio.
¿Cómo destacaría el rol de la mujer en el mundo de la investigación científica Nacional, durante las últimas décadas?
Las mujeres se han ido incorporando lentamente al quehacer científico. Estamos lejos de tener una distribución igualitaria por género en Chile y en todo el mundo.
En las academias de ciencia de distintos países, siempre las mujeres se encuentran en un porcentaje considerablemente menor versus los hombres. Lo mismo pasa en los cuerpos de profesores titulares de las universidades.
En la Academia de Ciencias de Chile somos 3 mujeres de 36 miembros de número en total. Es decir un 8,3% corresponde al género femenino. Además, de los 43 miembros correspondientes en Chile, solo 6 son mujeres.
Usted fue galardonada con el Premio Nacional de Ciencias Naturales el año 2006, este premio trae consigo múltiples significaciones referidas a la excelencia profesional. Pero también hay una carga social importante, ya que usted fue la primera mujer en recibirlo. ¿Cuál es su reflexión al respecto?
Si bien yo fui la primera mujer en recibir este premio en ciencias naturales, ha habido bastantes mujeres en Chile que han sido destacadas en este campo. Creo que pasaron demasiados años para que una científica del área lo obtuviese.
Esto ha tenido un impacto social importante en mi labor, por ejemplo: ser invitada a lugares que no hubiese podido ir sin tener este reconocimiento. En estos lugares he dado variadas charlas, y en ellas insisto en la idea de que se puede ser mujer, formar una familia y ser científica, ya que podemos balancear múltiples labores.
¿Tiene alguna crítica frente al hecho de que haya pasado tanto tiempo sin que una mujer recibiese este premio?
Como ya lo dije, hay mujeres que han hecho aportes importantes en la ciencia de nuestro país a las que probablemente se les pudo haber entregado un Premio Nacional antes que a mí.
El sistema hace una selección bastante injusta a mí entender entre las mujeres. Se les plantea como requisito tener unos niveles muy altos de energía, si quieren ser científicas y formar una familia. El sistema discrimina por eso, no se le exige lo mismo a una mujer que a un hombre.
La mujer tiene muchos más ámbitos que cubrir, y los parámetros de evaluación continúan siendo los mismos para ambos géneros.
Relativo a su tema de investigación:
Desde el año 1967 La Dra. Hidalgo ha desarrollado su investigación en torno a la relevancia del Ca++ en los seres vivos, generando más de cien publicaciones que han tenido alto reconocimiento internacional.
Su constante pasión y curiosidad por este tema le ha permitido comprender algunos aspectos de cómo las células de distintos órganos, incluyendo las neuronas del cerebro, utilizan el Ca++ para su funcionamiento, en una tarea que por cierto, está lejos de acabar.
En esta labor trabaja un equipo compuesto por científicos, hombres y mujeres, liderado por la doctora, en el Programa de Biofísica y Fisiología del ICBM (Instituto de Ciencias Biomédicas) y el Instituto de Neurociencia Biomédica (BNI).
¿Cuál es la importancia del Ca++?
Es un componente completamente central y esencial en el funcionamiento de los seres vivos. Si no existiesen los aumentos de las concentraciones intracelulares de calcio, no podríamos desarrollar procesos que nos distinguen como seres humanos vivos. No nos podríamos mover, porque cada vez que movemos nuestros músculos estamos haciendo uso de esos incrementos de Ca++en las células musculares; cada vez que usamos el corazón utilizamos incrementos de Ca++; cuando nos comunicamos, aprendemos nuevas tares o ejecutamos procesos motores, requerimos incrementos de Ca++ en nuestras neuronas
Es un ión que comanda múltiples procesos dentro de los seres vivos.
¿Cuál es el tema de investigación que se está abordando actualmente en su laboratorio?
Nos interesa como una fuente particular de almacenamiento de Ca++ al interior de la célula libera el ion.
Demostramos en nuestro grupo que la vía que permite que el calcio salga desde este depósito de almacenamiento hacia al citoplasma está regulada por el estado de oxidación de la célula. Eso es muy importante, ya que en procesos de envejecimiento y neurodegeneración las células aumentan su estado de oxidación y eso afecta la vía de salida de Ca++ hacia el citoplasma.
Nosotros como seres humanos utilizamos el O2 como fuente de energía para generar el ATP. Sin embargo al pasar de los años el O2 genera un daño oxidativo en la célula. Cuando estamos jóvenes balanceamos muy bien este proceso, pero cuando se llega a una edad más avanzada comienzan las repercusiones.
¿Cuál es el dominio espacial en el cual ustedes estudian el Ca++?
Estudiamos Ca++ intracelular, del cual se requieren pequeños aumentos en sus concentraciones para el funcionamiento de la célula.
Estas concentraciones de Ca++ son hasta 20.000 menores a las que podemos encontrar en el medio extracelular. El Ca++ intracelular actúa con rangos dinámicos de acción muy distintos a los del Ca++ extracelular, que es el calcio que condiciona la calidad de nuestros huesos y dientes.
Próximos desafíos de investigación.
Estamos muy interesados en ver como esta fuente particular de Ca++, asociada al estado oxidativo, contribuye a procesos de memoria-aprendizaje en animales jóvenes y viejos.
También estamos realizando estudios en conjunto con la Dra. Andrea Paula-Lima, referidos a cómo se desregula el Ca++, en un nuevo modelo murino de la patología de Alzheimer.
Nuevas generaciones de investigadores científicos en Chile.
Al país le hace falta más científicos, y con urgencia. Hay que generar mayor cantidad de profesionales ligados a la ciencia y recuperar a aquellos que están fuera con becas Chile.
Para ello se les debe asegurar condiciones justas de trabajo, empleándolos con contrato, y hacer una mayor inversión en investigación.
¿Qué mensaje le dejaría a las nuevas generaciones de científicos en Chile?
Comprometerse con el desarrollo científico y tecnológico de nuestro país. Y no decaer en promover el avance de la ciencia y la búsqueda de condiciones más justas para el desarrollo de la misma.
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Subdirección de Postgrado del Instituto de Ciencias Biomédicas:
Durante más de 18 años el Instituto de Ciencias Biomédicas, perteneciente a la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, ha cooperado con el desarrollo de la investigación e innovación científica del país. Detrás de esa tarea también se encuentra su Subdirección de Postgrado, unidad que respalda y organiza los programas de postgrado dentro de la institución.
Entrevista al Dr. Emilio Herrera, Subdirector de Postgrado:
¿Cómo se origina la Subdirección de Postgrado del ICBM?
La Subdirección de Postgrado nace el año 2014 con la misión de optimizar todos los Programas de Postgrado en los que participa el Instituto de Ciencias Biomédicas, entre ellos 18 Magísteres y 6 Doctorados de la Facultad de Medicina.
Desde su origen, la Subdirección de Postgrado le ha otorgado gran relevancia a la generación de especialistas básicos y clínicos de primer nivel a nuestro país. Esto lo ha implementado en acorde con su misión de generar, desarrollar, comunicar y transferir conocimiento en el área de las ciencias biomédicas.
Por ejemplo, la 1ª Feria de Grados Académicos que organizamos para este 2016, en conjunto con la Escuela de Postgrado de la Facultad, abre un espacio dirigido hacia aquellos estudiantes y académicos que deseen mostrar sus hallazgos y las diferentes líneas de investigación al público. Este tipo de instancias son de gran importancia, ya que difunden el conocimiento generado dentro de la Facultad, y además promueven el surgimiento de colaboraciones trascendentes. Para los nuevos estudiantes de postgrado también es una ayuda, ya que se nutren del ambiente universitario y científico al cual se están incorporando.
¿Cuáles son los próximos desafíos de la Subdirección de Postgrado?
Los problemas de salud pública debiesen ser un foco importante para los investigadores del ICBM, los cuales como referentes nacionales en la materia, propongamos nuevos programas académicos y líneas de investigación para desarrollar la ciencia y capacitar científicos al más alto nivel.
Esto se podría lograr articulando -o incluso fusionando- programas de Magíster que tienen bastantes puntos en común, por ejemplo: en aspectos de microbiología, virología y parasitología, con especialidades clínicas se podría crear un gran Magíster o Doctorado (eventualmente) de Infectología. Sin embargo, cada vez que se crea un nuevo Programa hay que reestructurar lo establecido e iniciar largos procesos de acreditación, entonces, la idea y el llamado es a que todos los programas de postgrado colaboren entre ellos, generando una articulación interdisciplinaria, y analizar cuidadosamente la eliminación o creación de nuevos Programas académicos.
En ámbitos de Doctorado:
El programa de Doctorado es el encargado de preparar 
al profesional para desarrollar su propia línea de investigación, y estudiar acabadamente el método científico, diseño experimental y análisis de datos, entre otros temas.
Existen líneas de investigación doctoral que solo hay en Chile, por ejemplo: Toxinas marinas, marea roja y minería en altura, todas esas áreas tienen un impacto tremendo en la salud de la población. Chile es un laboratorio natural, ya que es un país muy rico para estudios relacionados con el medio ambiente, lo cual aún tiene un gran potencial de desarrollo.
Por otro lado, hacer un postgrado en la Universidad de Chile, Facultad de Medicina y en el ICBM particularmente, es un polo muy importante de cómo adaptarse a los nuevos desafíos de la ciencia y la salud. Si uno quiere hacer ciencia en Chile, el Instituto de Ciencias Biomédicas es el lugar para formarse.
Para incorporarse y seguir la carrera académica en Chile, la mayoría de las Universidades tradicionales requieren profesionales con Doctorado, por lo que la relevancia del postgrado es altísima en la educación superior.
Perfil del Subdirector de Postgrado:
El Dr. Herrera es Médico Veterinario y realizó un Doctorado en Ciencias Biomédicas en la Facultad de Medicina, desarrollando su Tesis en el Programa de Fisiopatología del ICBM. Allí se desempeñó como investigador en el laboratorio del Dr. Llanos, investigándolos efectos de hipoxia a nivel fetal, recién nacidos y adultos. Entre los años 2007-2010 realizó un Post-Doctorado en la Universidad de Cambridge, Inglaterra, especializándose en Fisiología materno-fetal y estrés oxidativo. En su vuelta a Chile desarrolló su propia línea de investigación indagando en los efectos cardiovasculares de diversas patologías. Actualmente es consejero electo de la Escuela de Postgrado y Presidente del Comité de Bioética sobre Investigación en Animales de la Facultad de Medicina.
“Comencé en mantención y cuidado de animales de experimentación en la Facultad, posteriormente en 2006 postulé a un cargo académico, y en 2007 me fui a realizar un Post-Doctorado en la Universidad de Cambridge, donde vi los efectos de la hipoxia, disminución de oxígeno, y estrés oxidativo.
Estudié el exceso de radicales libres en el organismo durante las etapas de desarrollo, esto ocurre, fundamentalmente, porque el individuo vive en altura o porque la madre tiene problemas placentarios. En el fondo el feto recibe menos oxígeno del que necesita y eso trae consigo variadas consecuencias negativas a corto, mediano y largo plazo”.
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Bajo una acuciosa investigación se está desarrollando el proyecto Chilegenómico, el cual tiene como principal propósito viajar hacia la ancestralidad del pueblo chileno.
Con millones de posiciones estudiadas en el Genoma, este grupo de investigadores del Programa de Genética Humana del Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Chile, espera elaborar una radiografía de la composición genética de la población chilena.
El Dr. Ricardo Verdugo –Médico Veterinario de la Universidad de Chile y Doctorado en Genética de la Universidad de California Davis, EE.UU- es uno de los investigadores responsables del Proyecto Chilegenómico y está a cargo de los análisis de datos genéticos.
¿Por qué este estudio requiere análisis informático y utilizar computadores de gran capacidad?
El estudio moderno de la genética utiliza nuevas herramientas que generan mucha información para cada individuo. El genoma es el conjunto de todo el ADN de una persona, compuesto por tres mil millones de posiciones que pueden ser identificadas con una de cuatro posibles letras: A, C, T y G. La secuencia de letras en el genoma contiene la información genética que hace única a la persona y a la vez la conecta con su pasado. Hoy en día tenemos tecnologías que nos permiten conocer la información contenida en el genoma a distintos niveles de resolución.
Bajo ese contexto, en las dos primeras etapas del proyecto Chilegenómico se realizó una secuenciación del genoma completo en 18 individuos, luego una caracterización en unas setecientas mil posiciones del genoma de 500 personas mediante la técnica de micro arreglos, y por últimos inspeccionamos 150 posiciones en los 3000 participantes del proyecto. Estas últimas fueron seleccionadas minuciosamente por ser altamente informativas de la ancestría de las personas. Para realizar este trabajo, es necesario poder inspeccionar miles de millones de puntos de datos para encontrar patrones de variabilidad genética que pueden ser comunes con otras poblaciones, particulares de los chilenos, o locales a una región del país, por ejemplo. En esa tarea es necesario contar con potentes servidores computacionales, pero por sobre todo con profesionales capacitados en el uso de esta información. Es por eso que contamos con el apoyo de Ingenieros Bioinformáticos que se especializan en el análisis de información de gran volumen en proyectos genómicos.
¿Existen estudios similares en otras poblaciones humanas?
Variadas poblaciones humanas a nivel mundial están siendo estudiadas y cada población tiene su particularidad, por cierto.
Los países desarrollados son los líderes en el estudio de la diversidad a nivel mundial, sin embargo, no han incluido en sus proyectos la diversidad presente en la población Latinoamericana. Por eso este esfuerzo que realizamos se vuelve tan importante, ya que esta información potenciará estudios posteriores en áreas como la biomedicina, la antropología, y la medicina forense a nivel local.
Las bases de datos genéticos ¿están disponibles?
Existen algunos repositorios de datos públicos, que son administrados por entidades de Gobierno. En Estados Unidos, por ejemplo, existe el NCBI (National Center for Biotechnology Information), organización que almacena la información generada por estudios genéticos. Por otro lado, las revistas científicas de prestigio exigen que los investigadores que publiquen en ellas, envíen los resultados de sus estudiosa estos repositorios, para que así queden a disposición de cualquier persona.
Ese espíritu está dentro del proyecto Chilegenómico, en donde también pondremos a disposición nuestros resultados, para que la comunidad pueda acceder a ellos libremente mediante una plataforma web Nacional.
¿Es posible comparar los datos genéticos de los chilenos con los de otros grupos humanos?
En la misma base de datos que nosotros creamos hemos incluido no solo información de Chilegenómico sino también de proyectos internacionales, específicamente de: “1000 Genomas”, que captura información de poblaciones a lo largo del mundo.
En nuestra base de datos, además de los datos chilenos incluimos otras poblaciones (europeas, africanas, chinas, mexicanas, colombianas, entre otras), para que los usuarios puedan hacer una comparación mucho más fácil con los resultados del proyecto. Allí se visualizan las frecuencias de las millones de variantes genéticas de Chile versus otras poblaciones.
¿Cuáles marcadores utilizan para comparar los chilenos con otras poblaciones?
El proyecto se inició con una secuenciación del genoma completo y a partir de ese estudio encontramos alrededor de 5 millones de polimorfismos o posiciones polimórficas, es decir, posiciones que tienen que tienen una letra distinta cuando nos comparamos con un genoma de referencia que fue secuenciado en el año 2001, en Estados Unidos. Por lo tanto, en una primera etapa del estudio, nosotros caracterizamos las frecuencias de cada letra en esas cinco millones de posiciones en el genoma en nuestra población y en otras partes del mundo utilizando información de repositorios públicos.
A medida que se realicen más estudios genéticos en la población chilena, esperamos que la base de datos siga creciendo y que se siga apoyando la investigación chilena en distintas aplicaciones.
Los datos de este análisis ¿quedarán disponibles para otros investigadores? ¿Dónde?
Algunos datos quedarán disponibles de forma pública directamente en nuestro sitio web (chilegenomico.cl) o en el repositorio internacional de NCBI. Otros se entregarán mediante un proceso en el cual el investigador interesado debe contactar al equipo de Chilegenómico, para llenar un formulario con información básica,como el objetivo del uso de estos datos, y firmar un compromiso de confidencialidad con los participantes del proyecto.
También estamos trabajando en nuevas herramientas que le permitan a los usuario interaccionar con los resultados del proyecto de una forma intuitiva. Siempre trataremos de que los datos estén asequibles, ya que desde su génesis, el proyecto busca generar herramientas nuevas y útiles para la comunidad, con el objetivo de estudiar mejor la genética de la población chilena.
¿Cuáles son sus principales expectativas en torno al proyecto?
En relación a otros países estamos tremendamente atrasados con el uso de herramientas genéticas y genómicas para biomedicina, biología, ecología y producción animal, por ejemplo. Lo más importante en ese sentido es el desarrollo de capacidades y este tipo de proyecto nos permite capacitar gente y mejorar el equipamiento del que disponemos en Chile.
No queremos depender tanto de fondos ni servicios desde el extranjero para realizar estudios genético-poblacionales. Esto es algo que caracteriza a los investigadores del proyecto Chilegenómico. Para poder independizarnos, tenemos que ser capaces de desarrollar los proyectos de manera completa a nivel Nacional.
¿Cuál es su invitación a la sociedad para que conozcan Chilegenómico?
Mi invitación es a no tener miedo de la genética y la genómica, ya que dado a que estamos atrasados en estos aspectos, hay mucho desconocimiento y cierta reticencia por parte de la población a participar, pero sobre todo de las autoridades y de algunos comités de ética a aprobar grandes estudios genéticos.
El conocimiento de la información del genoma de una persona puede abrir la puerta a información privada y sensible que eventualmente pudiese ser usada de mala forma si cae en manos equivocadas, como todo tipo de información privada. Por eso es importante que estas investigaciones se realicen bajo fuertes compromisos éticos, donde se utilicen los más altos estándares internacionales de privacidad y resguardo de la información.
Una vez que esto se cumple, existen beneficios personales y sociales de participar de estudios genéticos. Las personas pueden saber algo más de sí mismos a través de su ancestría, o conocer por ejemplo, su predisposición a enfermedades. Esto puede aportar al desarrollo de terapias que irán especialmente en beneficio de la población a la que pertenecen los voluntarios participantes, es decir, los hallazgo de estos estudios irán en directo beneficio de la salud de la población Chilena.
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Cambio Climático y Calentamiento Global son dos temáticas profundamente relevantes en el mundo contemporáneo. Nunca antes estos tópicos habían cobrado tanta vigencia como en las últimas décadas, esto se debe principalmente a que pocas veces la población ha experimentado tantos fenómenos climatológicos en tan poco tiempo y de manera tan directa.
Durante el año 2015 el déficit de agua marcó una fuerte tendencia a la sequía, mucha de la producción agrícola y ganadera se vio altamente afectada, con un verano que parecía interminable. Durante los meses de julio y agosto, la situación tendió a variar, y precipitó, sin embargo, el déficit de agua caída aún continúa siendo importante.
Según un boletín Agro-Climático que entregó la Dirección Meteorológica de Chile y su Sub-Departamento de Climatología y Meteorología Aplicada, las regiones de Valparaíso, Metropolitana y de O’Higgins, en el mes de febrero rondaron entre los 2 y 6.4 mm de agua caída, situación que con el pasar de los meses varió un poco, mas no significativamente, si analizamos la necesidad de agua actual. Durante febrero de este año se presentó un déficit de agua caída del 100% en Chillán, 96% en Valdivia, 93% en Osorno y 77% en Puerto Montt, siendo las tres últimas ciudades históricamente muy lluviosas.
Estos índices de agua caída son escasos primordialmente porque se presentan después de un verano muy caluroso, con temperaturas que oscilaron entre los 30°C y 35°C, apareciendo además un histórico registro de 40.2 °C, marcado el jueves 12 de febrero en la localidad de Llaillay.
Durante los últimos años, en Chile se han vivido erupciones volcánicas, sequías, aluviones, maremotos, terremotos, olas de calor y olas de frío, frente a ello la comunidad científica, principalmente profesionales vinculados a la ecología, geografía, sismología y oceanografía, han desplegado variados estudios para comprender estos comportamientos climatológicos anómalos.
Hoy más que nunca la ecología y sus ramas de estudio se ubican en un puesto de relevancia Nacional, aunque aún falta desarrollar una conciencia país en la cual nos preocupemos de resguardad, por ejemplo, nuestros bosques nativos o controlar especies invasoras dañinas para los diferentes ecosistemas de este país, tan extenso en territorio y diverso climatológicamente.
Para aprender más del tema y comprender el escenario ecológico y climático actual de nuestro país y del mundo, la Sociedad de Biología de Chile conversó con el Doctor Fabían Jaksic, quien es Licenciado en Ciencias, Universidad de Chile: Doctor (PhD) en Zoología, Universidad de California-Berkeley; Ecólogo Senior Certificado por la Sociedad Ecológica Norteamericana. Especializado en ecología comunitaria, estructura gremial, interacciones depredador/presa, biodiversidad, y especies invasoras. Profesor titular del Departamento de Ecología de la Facultad de Ciencias Biológicas, Pontificia Universidad Católica de Chile. Forma parte del Consejo de la Sociedad Civil de la Superintendencia del Medio Ambiente. Ha recibido múltiples premios y distinciones tanto nacionales como internacionales.
La entrevista se desarrolló a eso de las 13:30 horas de un día lunes 21 de septiembre. En medio de la conversación, curiosamente cuando comentábamos los fuertes episodios telúricos que ha vivido Chile, hubo un fuerte sismo de 6,2 a 27 km al norte de Los Vilos.
Usted es el único Senior Ecologist certificado de Sudamérica, por lo que sus estudios en aspectos de ecología son reconocidos a nivel Nacional e internacional, en ese contexto y dado su amplio conocimiento sobre el tema, ¿falta que la ciudadanía y las autoridades tomen el real peso de la ecología y los estudios que se derivan de ella?
Bajo un plano institucional, soy una persona bastante optimista, ya que en mis comienzos, 
cuando realicé mis estudios sobre ecología, no se conocía mucho sobre el tema, era comprendida como algo extraño. Por otro lado, no se escuchaba hablar de cambio climático o especies invasoras.
En los años noventa se creó la Comisión Nacional de Medio Ambiente y ahí el Estado aprobó la ley N°19.300, de bases del medio ambiente. Con ella se arregló el panorama por medio de la implantación de normas relacionadas a la afectación del medio ambiente, a través de proyectos de desarrollo. Posteriormente la ley N°20.417, presentó cambios en los protocolos, incorporando normas más estrictas. Actualmente el Ministerio de Medio Ambiente aprueba alrededor de 4000 proyectos de inversión, de los cuales 200, son de grandes proporciones.
Desde una mirada científica, Chile tiene poco ecólogos, alrededor de 400. Por otro lado, bien entendida o mal entendida, la ciudadanía con los años se ha puesto más receptiva a temáticas ambientales. Desde muy pequeños ahora se está formando a las personas en torno a la ecología.
¿Cuál es a su juicio el panorama actual de Chile, en ámbitos ecológicos?
Primero hay que mencionar que Chile ha experimentado un número creciente de publicaciones en torno a la ecología.
Desde la vereda institucional, se inició la Comisión Nacional de Ecología, que luego fue elevada al rango de Ministerio, y además se creó la Superintendencia de Medio Ambiente, la cual es capaz de generar las más grandes multas en este país. Ellos fiscalizan, multan y reciben denuncias. El Ministerio, por su parte, cumple un papel normativo y para esto tiene variadas unidades, como el Servicio de Evaluación Ambiental que recibe todas las declaraciones y estudios de impacto ambiental. Está también la creación de los Tribunales Ambientales, donde la ciudadanía puede recurrir frente a temas asociados a daños hacia el ambiente, hay tres en Chile, dispuestos en: Antofagasta, Santiago y Valdivia.
Lo único que falta en nuestro sistema ambiental actual, es crear lo que se llama: Servicio de Biodiversidad y Áreas Protegidas, este se hace cargo de la preservación de parques naturales, reservas forestales y reservas marinas, entre otras. Con la creación de ese servicio, tendremos una de las instituciones más modernas de Sudamérica.
La ciudadanía en tanto está letrada al respecto y hay gente que incluso ha promovido candidaturas presidenciales sobre la base de la naturaleza, expresando que hay una manera distinta de ver los fenómenos económicos y políticos.
Actualmente se vive una de las crisis ambientales más agudas de las últimas décadas, la contaminación y el calentamiento global aceleran a pasos agigantados el proceso de cambio climático. Por un lado se producen grandes deshielos en los polos árticos de nuestro planeta y por otro, se sostienen olas de calor en Europa y en América. ¿Qué es lo que está sucediendo? ¿Qué procesos está atravesando la tierra para que surjan estas condiciones?
El concepto de cambio climático surgió desde los años noventa y desde esa década nació también el enfoque de ir hacia un planeta más caliente, ya que hasta los años ochenta se pensaba que iba a venir un periodo glaciar.
Ahora bien, lo que ha ocurrido es que nos hemos convertido en enormes generadores de CO2 y eso se produce por las necesidades energéticas, no tanto en ámbitos de calentamiento, sino que de producción de energía. Chile genera, gracias a que ha llovido, un 55% de energía hidroeléctrica y 45% de energía térmica y no convencional, sin embargo en el peor momento de la sequía, a principios de este año, la matriz energética era 70% térmica y por ello se quemó mucha biomasa (carbón) que generó exceso de CO2. Chile aporta un 0,2% del CO2 mundial, muy por debajo de otros países.
El problema es que vivimos en un planeta pequeño y las necesidades de generación de energía aumentan, lo que produce como respuesta una mayor acumulación de gases con efecto invernadero, entre ellos el Anhídrido Carbónico.
Al desforestar se produce un doble daño, actualmente en Chile ya no se usa mucho la desforestación, pero en Brasil por ejemplo, se queman cientos de hectáreas diarias, en pro de obtener terrenos para la agricultura, debido al acelerado crecimiento de la población. Para sembrar se elimina la vegetación nativa. Los grandes productores de soya desforestan
y hacen que las necesidades de un país extiendan a efectos ambientales que nos afectan a todos. Con todo este escenario, hay quienes aún dudan.
El Panel Internacional de Cambio Climático, conformado por la mayor parte de países del mundo, pretende reducir las emisiones de CO2 de aquí al 2020. Lo que sigue en discusión es si China, India y Estados Unidos se unirán al protocolo. Los grandes emisores deben comprometerse y firmar el protocolo, en noviembre hay una reunión en París, ojala allí firmen, se comprometan y pongan metas de reducción de emisión, que sean reales y tangibles.
Por otro lado, este cambio climático se debe a que hubo un aumento en el promedio de la temperatura (+2°C). Hay varios modelos existentes al respecto, uno de ellos lo hizo la Universidad de Chile. Allí se muestra que la situación es preocupante, en el sentido de que toda la región central de Chile se parecerá a lo que hoy es la región de Coquimbo. Chile se convertirá en un semidesierto.
En ese sentido, el tema del calor no es tanto, el problema fuerte viene de la mano con las necesidades de agua y el hecho de que la temperatura incremente 2 grados, hace que los glaciales y la nieve se derritan y perdamos el agua. Ahí también hay un tema preocupante, en Chile hay pocos embalses y casi no se construyen nuevos, por lo tanto, dejamos que se vaya el agua.
Tenemos el hielo, el problema es que todas las medidas muestran que este se reduce. En el sur no se necesita más agua pero en el norte si, hay proyectos de extracción de agua desde el sur, es un camino muy costoso pero sumamente necesario y viable.
Aluvión en el norte:
El agua cuando precipita a altas elevaciones precipita como nieve y de otras formas precipita como agua, lo que sucedió en tierra amarrilla fue que en vez de que el agua se acumulara como nieve y precipitara de a poco, llegó como líquido y escurrió.
En Chile hay muchas poblaciones humanas instaladas a orillas de causes secos y eso es un constante peligro, sobretodo en la actualidad, donde se observan tantos fenómenos anómalos seguidos.
Crítica:
¿Faltan incentivos para generar una mayor cantidad de profesionales especializados en el Área?
Yo creo que en Chile a pesar de ser un país sísmico hay pocos expertos en sismología, para serlo se estudia ingeniería y después especializarse, por lo que toma mucho tiempo y no son profesiones que se remuneren en consideración al estudio que implican.
Hay una comunidad científica profesional bastante pequeña, y ahora están más en boga estos temas. En Chile hay un total de 6000 científicos e ingenieros, muy poco del PIB es invertido en ciencia (0,38%), entonces la posibilidad que el científico tiene de incentivar es muy baja. La carrera científica no es pagada como científico en sí, sino que se postula a proyectos en donde se compite, por ello a veces se gana y a veces se pierde -más de lo que se gana por cierto-.
La plataforma que tenemos para trabajar son las Universidades, pero ellas requieren que hagamos docencia y por lo general nos otorgan 22 horas de investigación, para que quienes enseñen ciencia sepan cómo se hace.
Por otra parte en Chile no hay científicos dedicados 100 a ciencia, la Universidad sabe que a mayor cantidad de estudiantes, mayor será el presupuesto con el que contará. Ese es su ingreso importante. FONDECYT debe financiar el 30% de lo que le llega. Para dar un ejemplo, los FONDECYT de post-Doctorado gana 1 de cada 10 personas que se presentan. El FONDECYT de iniciación también es extremadamente competitivo. Somos una pequeña comunidad con poco acceso a fondos, castigados cada vez que se devalúa el peso.
Uno de los motivos por los cuales hacemos ciencia es para adelantarnos a los hechos que ocurrirán en la humanidad, miramos hacia el futuro, sin embargo tenemos poca tribuna, mucha opinión política y poca científica.
Se nos exige mucho y se nos retribuye poco.
Aclarando conceptos:
“El niño y la niña”
En nuestro planeta hay alrededor de 8 importante oscilaciones climáticas que se relacionan con diferencias en variaciones de las presiones atmosféricas a miles de kilómetros de distancia, estos eventos causan movimientos en las masas de aire y agua.
El niño es una oscilación climática que involucra tanto la atmósfera como el mar, fue descubierto aproximadamente en 1890. Como esta oscilación tiene apenas 100 años de historia, hay pocos datos al respecto. En Chile tenemos típicamente un niño cada 6-7 años y el resto son años normales. El niño es la fase en la que llueve mucho.
La niña es la fase donde llueve poco, eso se debe a que frente a la región de Valparaíso por el Oeste, tenemos una zona de alta presión llamada: Anticiclón del Pacífico. Esta zona no deja que las tormentas que vienen del sur lleguen más allá de Concepción. Cuando el anticiclón esta poderoso no permite que entre nada, no deja pasar las lluvias que vienen desde la oscilación antártica.
La oscilación del niño llega cuando el anticiclón se desplaza hacia el medio del océano.
Especies invasoras:
En Chile existe un problema de sobrepoblación de algunas especies, que son muy dañinas para el desarrollo productivo. Por ejemplo el conejo, también lo ha llegado a ser el perro, y el castor, en el extremo austral. ¿Cuáles son las medidas que se deben tomar para controlar estas especies? ¿Existen en Chile estudios que nos permitan desarrollar un análisis más acabado sobre el tema?
La Convención de Biodiversidad que fue firmada y ratificada por Chile desde el año 1992, se reúne cada cierto tiempo y uno de los primeros elementos que considera, es el manejo, control y erradicación de especies invasoras, sin embargo, en la práctica, no hay personal ni recursos para lograrlo.
En Chile hay alrededor de 25 millones de conejos, es difícil controlar ello, ni siquiera se han podido controlar animales grandes como los jabalíes. En nuestro país hay 3.2 millones de perros, muchos de ellos bravíos y las dos veces que el SAG ha pretendido controlarlos la ciudadanía no los deja, y todos aquellos perros que aparecían como sin dueños, después estaban con dueño.
Este es un problema que pasa por la educación. Hay gente que no sabe que el conejo no es nativo, entonces si quieren defender la biodiversidad nativa hay que informarse.
La gente tiene que educarse y entender que esas especies causan enormes daños económicos, ecológicos y sociales. Yo llevo muchos años trabajando en esto, el año pasado por ejemplo, publiqué mi libro llamado: “Invasiones Biológicas”, por lo que hago camino al andar, ojalá podamos llegar a más gente y generar una difusión comprometida.
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Dr. Fabián Jaksic , todos los derechos reservados. ®
En el Instituto de Ciencias Biomédicas (ICBM) de la Facultad de Medicina de la Universidad de Chile, se encuentran los Laboratorios de Procesamiento de Imágenes Científicas (SCIAN) y de Estudios Ontogenéticos (LEO). Estos centros recibieron recientemente en sus dependencias a uno de los 12 “Microscopios Light Sheet” que existen en el mundo.
El nuevo microscopio permite observar el crecimiento y desarrollo de muestras vivas en 3 dimensiones. Por otro lado, este equipo presenta un índice de toxicidad muy bajo que permite observar la muestra por largos períodos de tiempo.
La Experiencia “Light Sheet”:
Los Laboratorios SCIAN y LEO cuentan con 
una nueva dependencia, exclusivamente habilitada para el funcionamiento de este microscopio que a simple vista es muy diferente a lo común.
Al entrar en la habitación nos encontramos con un mesón central -equipado con tecnología antivibratoria- sobre el que se dispone la estructura principal del microscopio Light Sheet, la cual está protegida por una cúpula de acrílico que lo mantiene libre de todo agente en suspensión en el aire que pudiese interferir con la óptica y la muestra.
Frente al mesón hay 3 pantallas de alta resolución, que hacen visible la muestra que se está observando. La imagen entregada, por su parte, tiene la cualidad de contener al espécimen en forma completa, permitiendo el análisis de los eventos biológicos en su contexto global. Dicha imagen se procesa en un tiempo menor al usual en microscopía confocal fluorescente y las muestras utilizadas pueden ser de mayor tamaño (orden de milímetros) que las que se acostumbra observar. Estas características permiten la visualización global de los procesos de desarrollo de manera óptima y por largos periodos de tiempo. Las muestras observadas corresponden principalmente a embriones de pez cebra, larvas de moscas de la fruta y partes de cerebros de rata.
La muestra se inserta dentro de un capilar de plástico o de vidrio y se fija con gel de agarosa para que no se mueva. El capilar es rodeado por cuatro brazos: dos de ellos son brazos de iluminación (emiten la sábana de luz láser) y los otros son brazos de detección –con una cámara cada uno – que trabajan en la captura de imágenes.
El equipo humano:
El equipo a cargo del microscopio Light Sheet está compuesto por miembros de los 
laboratorios SCIAN y LEO, ellos son: Dr. Steffen Härtel, Investigador Principal y Jefe del Laboratorio de Procesamiento de Imágenes y Microscopía Virtual del Biomedical Neuroscience Institute (BNI); Dr. Miguel Concha, Investigador Principal en áreas de Desarrollo Embrionario y Morfogénesis Celular en pez cebra (BNI) y Director del proyecto Fondequip EQM130051, el que financió el equipo; Dr. Víctor Castañeda, quien realizó su Tesis Doctoral en temas de procesamientos de imágenes endoscópicas y sensores 3D y realiza actualmente su Post-Doctorado en SCIAN Lab.
Con ellos colabora el Dr. Ulrich Kubitscheck, de la Universidad de Bonn en Alemania, quien viajó especialmente a Chile para dictar el Simposio: “Crossing New Frontierswith Light Sheet Fluorescence Microscopy”, que tuvo lugar en la Faculta de Medicina, el pasado viernes 18 de marzo.
El Dr. Kubitscheck junto a su equipo, compuesto por el Dr. Eugen Baumgart, Alexander Harder y Nicolai Pechstein, realizó el diseño, construcción y calibración del microscopio en Alemania. El profesional comenta que entre las características que hacen tan especial a este equipo se encuentra su doble iluminación, doble observación y la capacidad de poder rotar la muestra para observarla desde diferentes ángulos.
La llegada del microscopio abre nuevos caminos para la investigación:
El microscopio llegó durante el mes de septiembre del año pasado a las dependencias del ICBM, y el encargado del montaje fue el Dr. Víctor Castañeda, quien debió capacitarse para lograr la alineación del equipo, junto con el uso y la programación de control.
El Dr. Kubitscheck señala que, además de ser este un gran paso
para la ciencia chilena, los profesionales chilenos encargados de mantener y utilizar este microscopio, poseen un bagaje bastante completo para hacerlo. Agrega además, que hay dos razones por las que este microscopio se vuelve tan importante y novedoso: la primera es que permite la visualización de la muestra en planos separados y la segunda es que se puede tener una imagen completa de la muestra.
La cantidad de datos generados por este microscopio también representa un desafío. En ese sentido, el Dr. Castañeda trabaja en el “Full Data” que regula y agrupa toda la información que se desprende desde este equipo, una vez que se tiene la imagen 3D.
El Dr. Castañeda considera que es sumamente positivo que en nuestro país se pueda trabajar con este equipo que favorece el análisis de tejidos y células, en escalas superiores a las usadas anteriormente. Este microscopio favorece la actividad científica en Chile, a través del estudio acabado del origen de ciertas enfermedades neurodegenerativas, e incluso el cáncer.
Por su parte el Dr. Concha, quien lidera LEO Lab, considera que este microscopio contribuirá a generar una nueva forma de entender la ciencia biológica y la manera en que se investiga un organismo vivo, además de favorecer la evolución de las tecnologías que se relacionan con el estudio de la Biología del Desarrollo.
Sin duda este es un gran paso para todos los profesionales y estudiantes que se agrupan en las dependencias del ICBM, ellos trabajarán -día a día- en la generación de nuevos conocimientos que permitirán -en un futuro- llegar a grandes descubrimientos que irán en directo beneficio de la sociedad.
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La acabada investigación que Chilegenómico realiza sobre el genoma humano chileno cimentará plataformas futuras que les permitirán a diversos investigadores realizar estudios dirigidos a determinar cuáles son los puntos de nuestro genoma que nos hacen diferentes a otras poblaciones. Esta información será vital para que el mundo clínico genere conocimientos personalizados en cuanto a prevención y tratamiento de diferentes patologías.
Se denomina “Single Nucleotide Polymorphism” (Polimorfismo de un nucleótido), a la variación genética de un nucleótido entre individuos de una población.
El estudio de estos polimorfismos en las poblaciones genera un conocimiento avanzado en temas de diversidad genética.
La Doctora Luisa Herrera -Bioquímica de la Universidad de Concepción, Doctora en Bioquímica de la Universidad de Chile, y Post-Doctorada en Genética Humana del National Institutes of Health, NIH- es miembro del equipo de investigadores de Chilegenómico. Su acucioso trabajo dentro del área de análisis genético le permitió a ella y al equipo generar un avance gigantesco en el conocimiento de la diversidad genética de la población chilena. Elaborando un panel acotado de SNPs que permitirá hacer estudios genéticos, que serán aplicados a investigaciones de problemas de salud que afectan a la población.
Para el análisis genético: ¿qué se estudió en las muestras de sangre o saliva?
Desde las muestras de sangre o saliva de los aproximadamente 3200 participantes nosotros extrajimos el DNA en que se realizó el análisis genético. Esto se analizó usando varias estrategias. Una de ellas fue la secuenciación genómica de un grupo de 18 individuos, lo que permitió detectar variantes genéticas conocidas y también descubrir variantes que no estaban descritas previamente en otras poblaciones.
Mientras más individuos se secuencien en una población, mayor es el espectro de probabilidades de identificar toda la variabilidad que existe en ella.
Posteriormente se genotipificó nuestra la población usando dos plataformas distintas: Axiom y LGC. En Axiom, mediante microarreglos de DNA, en una plataforma que contenía cerca de 800.000 SNPs conocidos, se genotipificó una muestra de 480 individuos. Con los resultados de ambas estrategias (secuenciación y Axiom) se seleccionó un panel de 150 SNPs, incluyendo SNPs conocidos y nuevos, los que fueron analizados en la empresa LGC. Este análisis se realizó en la muestra de 3200 individuos mediante PCR en tiempo real. La idea fue partir del total del genoma e ir seleccionando plataformas que nos permitieran analizar los posibles sitios que fueran más variables dentro de la población.
¿Se puede contaminar el DNA de las muestras utilizadas?
Efectivamente, todo depende de la manipulación de las muestras, desde su toma hasta el análisis genético final, pasando por la extracción y manipulación del DNA.
En este proyecto todas las etapas se ciñeron a un control riguroso. Adicionalmente, en cada etapa se incluyeron controles internos, como doble análisis de algunas muestras y genotipificación de las mismas muestras en distintas plataformas.
¿Qué se estudia en el ADN extraído de cada muestra?
Nosotros analizamos los SNPs, aunque para realizar una caracterización preliminar de nuestra muestra poblacional evaluamos ancestría amerindia o europea mediante análisis molecular de grupos sanguíneos, DNA mitocondrial, y algunos marcadores del cromosoma Y.
¿Qué son los marcadores genéticos? ¿Los SNPs lo son?
Un marcador genético es un fenotipo que solo depende del genotipo que tiene un patrón de herencia mendeliana, dependen de una secuencia de DNA de localización cromosómica conocida y que es polimórfico en la población.
Los SNPs son marcadores genéticos excelentes -aunque como máximo solo tengan 4 posibles alternativas alélicas (las 4 bases nucleotídicas)- ya que se presentan de manera muy frecuente en el genoma. De hecho, existe un SNP cada 300, es decir existen 10 millones de SNPs en el genoma.
El hecho que se encuentren tan ampliamente distribuidos en el genoma los convierte en excelentes marcadores genéticos. Es así como pueden ser usados para caracterizar con alta resolución la variabilidad genética en poblaciones y ayudar a localizar genes asociados con enfermedades.
Los SNPs pueden ser muy útiles en ayudar a caracterizar la susceptibilidad para desarrollar algunas enfermedades, la susceptibilidad para enfermar frente a la acción de toxinas y la capacidad de responder a determinados tratamientos farmacológicos.
¿Se estudian todos los SNP de un individuo?
Depende de la estrategia, si se secuencia el genoma completo se verán todos los SNPs, sin embargo esto tiene un costo elevado. Es por ello que la generación de un panel acotado de SNPs, nos permitió conocer la diversidad genética de nuestra población con costos mucho más reducidos.
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Dra.Luisa Herrera, todos los derechos reservados. ®
Sociedad de Biología de Chile:
La historia de la Nanotecnología es relativamente reciente, sin embargo durante las últimas décadas esta rama del conocimiento y la investigación ha tomado una gran relevancia. Ya que a través de ella se ha logrado fomentar el desarrollo de nuevas tecnologías, por medio de aportes determinantes en ámbitos de energías renovables poco convencionales.
La nanotecnología define la aplicación de las ciencias a partir de una investigación que se realiza a nanoescala. Esta rama de la tecnología permite trabajar y manipular, de manera muy precisa, las estructuras moleculares, logrando estudiar, diseñar y crear aparatos de alta funcionalidad. Todo ello, por medio del control que se ejerce en la materia y los descubrimientos de nuevos fenómenos y propiedades.
La Bionanotecnología, por su parte, es la unión de la nanotecnología con aspectos de ciencias básicas, aprovechando recursos de la biología, química y física, para crear nanopartículas.
Cuando se manipula la materia a escala tan minúscula, se demuestran fenómenos y propiedades totalmente nuevas. Por lo tanto, aquellos científicos que utilizan la Bionanotecnología para crear materiales, aparatos y sistemas novedosos, se encuentran con cualidades especiales, que por lo demás, involucran muy bajos costos de aplicación.
Países como China y Estados Unidos, han puesto sus fichas en la Bionanotecnología, porque creen que esta rama de la ciencia impactará fuertemente el concepto de materias primas en el actual sistema productivo global.
En el contexto de la Bionanotecnología, la Sociedad de Biología de Chile conversó con el Dr. José Manuel Pérez-Donoso, quien es Bioquímico, Universidad de Santiago, 2003; Doctor en Microbiología, USACH, 2007; Post-Doctorado, University of Western Ontario, 2007-2008; Post-Doctorado, Universidad de Santiago de Chile, 2009-2010.
Sus áreas de especialización son la: Bionanotecnología, Microbiología y Bioquímica.
Entrevista:
¿Cómo nace su interés por el estudio de la Bionanotecnología?
Mi interés por este tema nace desde una línea de investigación que se inició a partir de un Post Doctorado que realicé en la Universidad de Santiago de Chile (USACH), en ella, estudiamos la interacción de una bacteria con Teluro (Te).
Cuando esta bacteria incorpora este metal forma nanopartículas en su interior, entonces a partir de esa información, colegas químicos, me indicaron que algunas nanopartículas, especialmente mezclas de teluro (Te) y cadmio (Cd), tenían propiedades únicas y múltiples aplicaciones tecnológicas derivadas de sus características semiconductoras y fluorescentes.
A partir de ese suceso, surgió la idea de observar si era factible utilizar bacterias para que produzcan este tipo de nanopartículas fluorescentes, también llamadas “quantum dots”.
Teluro (Te) Cadmio (Cd)
¿Cuál es la importancia de la Bionanotecnología en aspectos de innovación?
La Bionanotecnología ha generado tecnologías que van a tener proyección en distintas áreas, sobretodo en materias como Biomedicina. Esperamos que con los estudios que hacemos en bacterias y nanopartículas, podamos contribuir al uso de estos microorganismos para la generación de nuevas nanopartículas con propiedades únicas.
Actualmente la Bionanotecnología se estudia fuertemente en áreas como la Biomedicina, siendo utilizada en el desarrollo de herramientas de diagnóstico para la detección de patógenos, células e incluso enfermedades. También se ha propuesto su aplicación terapéutica, y si bien esto es muy incipiente, es un tema de altísima proyección, sobre el cual se desarrolla mucha investigación en la actualidad.
Las aplicaciones reales en base a Bionanotecnologías aun son escasas, sin embargo, en las últimas décadas países como China, India y Estados Unidos han apuntado fuertemente por la Bionanotecnología ya que esperan revolucione las distintas áreas del conocimiento.
Enfoque de la investigación:
Nosotros usamos bacterias ambientales para producir nanopartículas compuestas por distintos metales. Básicamente aislamos bacterias desde ambientes extremos, y aprovechamos las características especiales que presentan estas bacterias para producir nanopartículas con propiedades únicas que favorezcan sus potenciales aplicaciones tecnológicas (tolerancia a pH, sal, temperatura, entre otras).
Hace dos años, a partir del último proyecto FONDECYT, decidimos enfocarnos en nanopartículas de cobre (Cu) y litio (Li), con el propósito de generar conocimiento que sea la base para la generación de valor agregado a estos metales. Hicimos una apuesta arriesgada y cambiamos el enfoque de nuestras líneas de investigación, pensando que podemos hacer una contribución importante al tema “cobre y litio”, desde la Bionanotecnología.
¿Es necesario que nuestro país entienda el valor de la Bionanotecnología? ¿Cuál es el panorama actual de Chile en esta materia?
Mi impresión es que como país estamos creciendo en esta materia. Por el momento, nosotros como laboratorio nos jugamos por la Bionanotecnología, ya que creemos que constituye una gran posibilidad de dar valor agregado a las materias primas que nuestro país produce, principalmente a partir de la minería.
En este sentido, creemos que Chile tiene la obligación de ser visionarios en relación al litio (Li). Para ello, nuestro laboratorio está investigando la interacción de este metal con distintas células y bacterias, para a partir de este conocimiento desarrollar Bionanotecnología.
Las ventajas comparativas que ofrece nuestro país para la investigación Bionanotecnológica:
Nuestro país ofrece una enorme biodiversidad asociada principalmente a su gran variedad de ambientes. Los bosques en el Sur, el desierto en el Norte, el mar de nuestra extensa costa -que por cierto ha sido poco explorado en términos microbiológicos- la Antártica, son escenarios únicos que a mi juicio deben ser aprovechados, ya que constituyen un tesoro único del país.
En ese contexto, actualmente dos estudiantes de nuestro laboratorio participan de una expedición al Glaciar Unión en el círculo Polar, extrayendo muestras a partir de las cuales esperamos aislar bacterias Antárticas con propiedades únicas que permitan su aplicación en Bionanotecnología.
Desafío Antártico:
El laboratorio del Dr. Pérez-Donoso ha realizado 5 viajes al Territorio Antártico Chileno, allí han aislado bacterias capaces de producir nanopartículas de distintos metales, biopolímeros, pigmentos y azúcares, entre otros productos.
Este año es el turno del “Glaciar Unión”, el único territorio chileno que se encuentra en el Círculo Polar. Los investigadores estarán alrededor de dos semanas allá y se han preparado con personal de la Armada Chilena, practicando extensas caminatas en el Glaciar Gray, ubicado en Punta Arenas.
¿Cómo ha sido el proceso previo a este viaje a la Antártica?
El Instituto Antártico Chileno (INACH) nos invitó al Glaciar Unión, este año van 8 grupos -entre ellos nosotros- y cada uno de los grupos se prepara con gente de la Armada y la Fuerza Aérea de Chile, es un proceso arduo. Sin embargo, esta preparación es necesaria, ya que en la Antártica se pueden llegar a requerir caminatas de 7 a 8 horas para poder tomar una muestra.
Sobre la LVIII Reunión Anual de la Sociedad de Biología de Chile:
El Doctor Pérez participó en el último Congreso de la Sociedad de Biología, realizado durante el mes de diciembre del 2015 en la ciudad de Puerto Varas.
La diversidad de temas que uno encuentra en este congreso es espectacular. Participar en la Reunión Anual de la Sociedad de Biología es muy enriquecedor, interesante e ilustrativo.
Es un congreso muy atractivo, con expositores de muy alto nivel y una gran organización. Uno tiene la posibilidad de conocer a científicos de variadas líneas de investigación y generar colaboraciones en áreas muy variadas, contribuyendo al desarrollo de la investigación multidisciplinaria.
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El poder de la flora Sudamericana:
En la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile se encuentra el departamento de Ciencias Ecológicas, allí se ubica el laboratorio de Paleoecología, en dónde trabaja el Doctor Luis Felipe Hinojosa, quien en conjunto con otros investigadores elabora una red transversal sobre el conocimiento de la vida de la flora en Sudamérica, a escalas de miles a millones de años atrás.
Todos estos conocimientos ayudan a concientizar a la ciudadanía sobre la importancia de la preservación y conservación de las diversas especies de bosques a lo largo de Sudamérica, considerando que el estudio de ecosistemas pasados ayuda a dilucidar cambios y adaptaciones actuales y futuras.
El Doctor Hinojosa investiga cómo las respuestas o dinámicas de cada ecosistema se ven afectadas por diversos factores externos e internos que interactúan entre sí.
Profesional: Dr. Luis Felipe Hinojosa
Grado académico: Doctor en Ecología y Biología Evolutiva, Universidad de Chile (2003).
Área de investigación: Ecología.
Línea de investigación: Paleoecología, paleobotánica, biogeografía y botánica.
¿Cuál es la investigación que se desarrolla en el laboratorio de Paleoecología?
Nosotros trabajamos en la evolución de la flora de bosques del Sur de Sudamérica, centrando nuestro trabajo en su evolución paleoecológica y climática, observando las dinámicas de cambios de diversidad, la evolución de sus requerimientos climáticos y rasgos foliares asociados, bajo el contexto de cambios climáticos pasados.
Esta investigación se realiza en escalas de millones de años (e.g los últimos 65 Ma.) incluyendo, en algunos aspectos, escalas de los últimos miles de años del período Cuaternario. Partiendo como base los actuales patrones biogeográficos de la flora de bosques de nuestro país.
¿Cuál es la contribución que este laboratorio entrega a la sociedad?
Conocer cuál ha sido la historia de los bosques en Sudamérica y cuáles son los factores que improntan esa historia.
Queremos dar a conocer los legados que tienen estos aspectos de estudio y cómo impactan a la distribución de la flora en el continente Sudamericano.
Investigaciones como las que se realizan en este laboratorio le dan un valor agregado y muy valioso al conocimiento y conservación de bosques sudamericanos.
¿Qué es lo que estudia la Paleoecología?
Estudia las relaciones de la Biota con el medio ambiente y sus variaciones a través del tiempo.
Muchos de los principios de la Paleoecología se desprenden de la Ecología, ¿cuál es la importancia del estudio de esta rama de la ciencia?
La Ecología es una rama de la Biología que se preocupa de estudiar los factores que determinan la distribución y abundancia de las especies en el espacio. La paleoecología se preocupa también de estos factores, pero en un marco temporal más amplio utilizando para ello el registro fósil.
¿Cuál es la invitación que le hace a la sociedad para que conozca el trabajo de este laboratorio?
Invito a todos a que se interioricen y vean los resultados que arrojamos en este laboratorio para que entiendan que lo que se observa actualmente en la naturaleza es el resultado de la evolución de las especies en periodos de millones de años.
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El Director de Fundación Más Ciencia y coordinador nacional de Más Ciencia para Chile reflexionó sobre el estado actual de la ciencia en el país y sobre sus desafíos en virología e investigación del VIH.
En los últimos días, el debate sobre la escasa inversión en ciencia ha estado presente en la agenda pública. Programas de televisión, noticieros y sitios web han dedicado espacios a científicos que expresan un evidente descontento respecto a la valoración de su trabajo en Chile.
Poca inversión, pocos incentivos y una excesiva centralización de los recursos han sido algunas de las deficiencias que los científicos chilenos han notado. A estas carencias se suman otras como condiciones laborales poco óptimas, profesionales que por años realizan sus investigaciones sin contrato y sujetos a boletas de honorarios.
Recientemente el canal TVN emitió el reportaje “Cerebros en fuga” que contó la historia de Nancy Sanhueza, doctora en economía ecológica y en ciencias multidisciplinarias. Sanhueza golpeó muchas puertas para tratar de insertarse de alguna forma en el mercado laboral, pero sus esfuerzos no llegaron a puerto.
Durante más de 2 años Sanhueza no encontró un trabajo estable en Chile y, como muchos científicos, se mudó al extranjero en busca de oportunidades. Casos como este se multiplican. El problema es que bajo las pretensiones de desarrollo nacionales es irrisorio no apoyar la labor de quienes lideran los procesos de innovación.
Por eso, conversamos con el Dr. Fernando Valiente, coordinador nacional de Más Ciencia para Chile, organización ciudadana que surgió en 2010 con el propósito de abrir el debate sobre la urgente necesidad de generar más y mejor ciencia y tecnología.
El Dr. Valiente es Bioquímico y Doctor en Microbiología de la Universidad de Santiago y de la Universidad de Chile, respectivamente. Además realizó un post-doctorado en el AIDS Center del Lady Davis Institute en McGill University. Actualmente es profesor asistente del Programa de Virología en el Instituto de Ciencias Biomédicas de la Universidad de Chile. Su trabajo se ha centrado en investigar lo que ocurre en el sistema inmune cuando no responde adecuadamente a infecciones virales. También ha estudiado las características de nuevos microorganismos que se trasmiten desde animales a seres humanos y que provocan enfermedades, lo que se conoce como zoonosis. En 2008 co-fundó la Asociación Nacional de Investigadores en Post-grado (ANIP) y en 2011 fue invitado ser parte de Más Ciencia para Chile. Dos años más tarde co-fundó la Red de Investigadores Chilenos en Canadá (REDICEC).
En esta conversación, el Dr. Valiente analiza el momento actual de la ciencia en Chile y la necesidad de incentivar su desarrollo. Además detalla aspectos de su área de investigación y aclara creencias populares sobre virología.
¿Cuál es el panorama actual de la ciencia en Chile?
Estando cinco años fuera de Chile, el panorama se veía muy alentador. En comparación con nuestros países hermanos del cono sur, Chile se encuentra en el primer lugar en número de patentes otorgadas y tercero en números de artículos publicados. Chile es uno de los pocos países que entrega becas de perfeccionamiento fuera de sus fronteras en las universidades Top 100 del mundo.
Lamentablemente, todo ello son sólo números porque en realidad con el 0.39 por ciento del PIB dedicado a ciencia y tecnología somos el último en cualquier lista. Esto refleja que no hay real compromiso con la ciencia en Chile, sólo un gran financiamiento para crear una imagen ficticia. Faltan aspectos fundamentales, una visión a largo plazo sobre la inversión en ciencia y que la sociedad en su conjunto entienda que la ciencia es un motor de cambio social. Falta alguien que ordene y dirija “el circo actual”. No es posible que el presupuesto para ciencia se encuentre metido en un rincón olvidado del MINEDUC. Faltan oportunidades para los científicos jóvenes. Hay mucho espacio mal utilizado y dineros mal gestionados. Para todo eso, se necesita establecer normas, protocolos, un orden y lo más importante: fiscalización y evaluación.
¿Cómo se puede dar prioridad a la discusión del desarrollo científico y tecnológico en nuestro país?
Primero, debemos creernos el cuento, es decir, que lo que hacemos es importante para la sociedad y que generará cambios a largo plazo. Segundo, debemos ser capaces (los científicos) de hablar y, más importante aún, de ser escuchados para tener injerencia en las discusiones políticas que involucran a la ciencia. Por ejemplo, deberíamos participar en comisiones asesoras parlamentarias para asegurar que las políticas públicas sean formuladas en base a evidencias. Tercero, debemos implementar una cultura científica en el país desde los niveles pre-escolares. Debemos saber desde pequeños que la ciencia está en todos los ámbitos de nuestro ser, desde ir a comprar el pan hasta cargar la tarjeta BIP. Es necesario que los canales de televisión en materia de ciencia y tecnología no se restrinjan a programas extranjeros o a la “Tierra en que vivimos” (que por cierto fue un programa increíble), sino que más bien muestren qué estamos realizando los científicos y cómo esto impacta a la sociedad chilena.
En Chile, hay un número importante de investigadores trabajando con boletas de honorarios y no sujetos a un contrato que les otorgue estabilidad y tranquilidad ¿Qué opinión tiene al respecto? ¿Cree que eso es un punto importante al momento de comprender cómo estamos progresando en aspectos de investigación e innovación?
Esto es un síntoma más del caos que se vive día a día en materia de ciencia y tecnología. Esto no es un tema nuevo, desde la creación de FONDECYT, en 1984, se estableció que el personal de apoyo debe ser contratado a honorarios, sin contrato de trabajo, previsión, ni salud. En resumen, sin derechos. Esto también es válido para los profesionales en postgrado como magíster y doctorados, incluso para quienes están realizando sus post-doctorados. Pero para ser justos, también hay que destacar posibles soluciones, por ejemplo, generar contratos de plazo fijo o por obra, a través de las entidades que se adjudican los proyectos.
Usted es el coordinador nacional de Más ciencia para Chile, en ese sentido ¿cuál es el mensaje que entrega a la comunidad científica, estudiantes y profesionales nuevos sobre el panorama actual?
Cada uno de nosotros tiene el potencial de generar cambios en la sociedad. Tenemos que pensar en el bien común y no en intereses individuales. Desde sus inicios, la “familia científica” de Chile vino de los estratos socio-económicos más altos de nuestro país. Sin embargo, la heterogeneidad de quienes hoy pertenecen a esta familia ha enriquecido la discusión y se abren nuevas preguntas sobre necesidades que antes no se notaban. Es por esto que yo incentivo a la gente de ciencia a que sean críticos de su situación y que sean protagonistas de los cambios que necesita la sociedad.
Usted se ha vinculado a la virología para comprender cómo funcionan microorganismos que pueden ser peligrosos. La sociedad en general tiene una gran confusión en estos temas, producto del desconocimiento. Aprovechemos entonces de repasar algunos aspectos básicos. ¿Cuál es la diferencia entre un virus y una bacteria? ¿Es un virus una célula, por ejemplo?
Mucha gente cree que un virus y una bacteria es lo mismo, incluso que ambas se pueden
combatir con antibióticos. Esta confusión es normal ya que básicamente ambos pueden causar enfermedades. Pero es la estructura y el metabolismo los que hacen la diferencia. Los virus son hasta cien veces más pequeños que las bacterias, aunque en los últimos años se han descubiertos virus de gran tamaño. Además, los virus son parásitos que necesariamente requieren estar dentro de un hospedero, es decir, una célula infectada para multiplicarse. Las bacterias, en cambio, tienen todos los elementos necesarios para hacerlo por sí mismas, independiente de su hospedero. Es por eso que un virus no puede ser considerado una célula, mientras que una bacteria sí.
¿Cuál o cuáles son los mecanismos de transmisión de los virus?
Tenemos que entender que la piel es el mayor órgano del cuerpo y su densa capa externa de queratina constituye una barrera para el ingreso de los virus. Sin embargo lesiones en la piel como mordeduras, cortes, heridas o abrasiones pueden constituir una puerta de entrada para una infección viral. Por el contrario, la mucosa epitelial, que cubre los conductos respiratorios, gastrointestinales y urogenitales, así como la membrana transparente que cubre la parte blanca del ojo y los párpados, carecen de esta capa protectora. Esto los convierte en el lugar inicial para la infección ocasionada por muchos virus.
Existe mucha desinformación en torno a los mecanismos de transmisión del VIH, tanto así que hay personas que piensan que los portadores de VIH pueden contagiar con sólo un estornudo. Entonces es apropiado entender algunos aspectos fundamentales. Por ejemplo, ¿cuál es la diferencia entre ser portador y tener SIDA?
La desinformación es fatal en este caso y también hay que desmitificar algunas creencias. Todavía en Chile ser 
portador de VIH significa exclusión social. Para muchos es peor tener VIH que padecer cáncer. La transmisión del VIH sólo es efectiva cuando una persona infectada comparte fluidos corporales con otra persona, por ejemplo, sangre, semen, secreciones vaginales, secreciones rectales o leche materna.
Básicamente, ser portador del virus o ser “seropositivo” significa que se puede transmitir el agente causante de la enfermedad. Sin embargo, la persona todavía no ha presentado la patología, lo que puede tardar varios años y hasta entonces no presentar ningún síntoma. Tener SIDA o Síndrome de Inmunodeficiencia Adquirida es la fase final de la infección por VIH, cuando la enfermedad ya se ha desarrollado.
¿Sigue investigando sobre el VIH? ¿En qué está enfocando su tema de investigación ahora?
Actualmente se gastan billones de dólares en I+D para nuevos fármacos anti-VIH. Sin embargo, el mayor enemigo de la terapia anti-VIH, o terapia anti-retroviral, es la aparición de cepas de virus resistentes a estos tratamientos. Por eso, nosotros estamos buscando nuevas estrategias para combatir la infección viral. Lo hacemos por medio de fármacos que regulan procesos celulares importantes para la replicación del virus y la aparición de cepas resistentes. Estos fármacos ya han sido aprobados por la Food and Drug Administration,FDA, de Estados Unidos para tratar otras patologías. Entre estos fármacos están las drogas que impiden el desarrollo de células cancerígenas, usadas en quimioterapia. Así intentamos identificar nuevos blancos terapéuticos.
¿Cuáles son los desafíos y expectativas de esta investigación?
Ambos son bastante ambiciosos porque si logramos identificar una droga con propiedades antivirales, que ya es utilizada para otras patologías, sería muy rápido entrar en ensayos clínicos. Además, se pueden “matar dos pájaros de un tiro”, es decir, un paciente con cáncer y portador de VIH podría ser tratado con una droga única. Lo interesante es que este proyecto ha logrado colaboraciones con programas de drogas anti-cancerígenas usados actualmente en nuestro país.
¿Cuál el trabajo de “Más ciencia para Chile”?
Si tienen ganas de popularizar la ciencia, los invito a participar del movimiento ciudadano Más Ciencia para Chile (www.mascienciaparachile.cl), que en los últimos años, tiene presencia regional en Antofagasta, Valparaíso, Concepción, Temuco y Santiago. Prontamente, espero que estemos en Valdivia y Puerto Montt.
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