Biología (plan 1997) 2021-1

Quinto Semestre, Taller Nivel 1

La Inmunología en el estudio de la biología de enfermedades humanas

Presentación en video del Taller : https:// drive.google.com/drive/folders/1_EiBJ1Wmy_pGhJyfNzwvE49ZzEAIDzaV?usp=sharing

Taller para alumnos de licenciatura de la carrera de Biología, de la Facultad de Ciencias de la UNAM. Semestre 2021-1.

Sedes del taller.

1. Unidad de Bioquímica del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán (INCMNSZ)
2. Laboratorio de Cáncer pulmonar, Unidad de Investigación del Instituto Nacional de enfermedades Respiratorias Ismael Cosío Villegas (INER).

Dirigido a alumnos de la licenciatura de Biología, de la Facultad de Ciencias de la UNAM a partir del 5º. Semestre.

Duración total del taller: 4 semestres totales.

Responsable del taller:

Dr. Sigifredo Pedraza Sánchez. Investigador en Ciencias Médicas C. INCMNSZ.

sigifredo.pedraza9@gmail.com ; spedrazas@ciencias.unam.mx. 54870900 ext 2606

Profesores participantes:

Dr. Heriberto Prado García. Investigador en Ciencias Médicas D. INER.

hpradog@yahoo.com

Dra. Aida Susana Romero García. Investigadora en Ciencias Médicas D. INER.

sugar_cia@yahoo.com

Requisitos de admisión:

Para iniciar el taller en el primer semestre el alumno deberá ser un estudiante regular de la carrera de Biología inscrito al 5º (quinto) semestre, con promedio mínimo de 8.0, inglés nivel comprensión de lectura y tener interés en los temas del taller. Cupo del taller: El número mínimo requerido para abrir un taller nivel I será de 3 alumnos inscritos oficialmente.

Antecedentes

La inmunología es una ciencia que estudia los sistemas de reconocimiento propio y extraño, y los mecanismos de defensas contra células propias alteradas y contra microorganismos invasores que potencialmente causan enfermedad. El conocimiento de diversas áreas de la biología como la biología celular, la bioquímica o la genética revisten gran importancia en el estudio de la inmunología, por ello el Biólogo encuentra un área de estudio en la que puede desarrollarse y contribuir. En el estudio de las enfermedades humanas como el cáncer o las enfermedades infecciosas, el abordaje desde el punto de vista inmunológico es clave para su control o erradicación y la propia respuesta inmune también es clave para mantener la salud del individuo. Por otra parte, la ausencia o mal funcionamiento de la respuesta inmune afectan seriamente la salud de individuos que padecen inmunodeficiencias.

Este taller lo hemos diseñado para proporcionar bases teóricas sólidas en inmunología que complementamos con prácticas en el laboratorio. También vinculamos los conocimientos básicos y específicos de esa materia en la solución práctica de preguntas relacionadas con el cáncer o infecciones e inmunodeficiencias en el humano. Además, se pretende que el taller proporcione una visión real de la investigación en nuestro país y ofrece la posibilidad de que el alumno participe en algún proyecto de interés, que podrá eventualmente culminar en el desarrollo de su tesis profesional, o bien continuar eventualmente con estudios de posgrado.

Los temas de investigación en los que se trabaja en los laboratorios en que se dará el taller abarcan el estudio de respuesta inmune a infecciones, inmunodeficiencias primarias, la respuesta inmune en contra del cáncer en el humano y el metabolismo de las células tumorales.

En el laboratorio del Dr. Sigifredo Pedraza nos enfocamos a estudiar la respuesta inmune innata hacia el lipopolisacárido de E. coli, así como hacia el hongo comensal y oportunista Candida albicans; además estudiamos a pacientes con inmunodeficiencias primarias. Las inmunodeficiencias primarias se refieren a defectos o deficiencias en el sistema inmune que están determinadas genéticamente. Como resultado de esos defectos en su sistema inmune, las personas afectadas no se pueden defender bien de algunas infecciones y tienen infecciones persistentes o infecciones que se repiten y a veces ponen en peligro su vida. Particularmente, nos enfocamos en estudiar defectos en producción o respuesta a interferón gamma en pacientes, con propensión a infecciones por Mycobacterium, Salmonella y Candida principalmente. La finalidad de estos estudios es el diagnóstico molecular de inmunodeficiencias y eventualmente proponer alternativas de tratamientos para las infecciones asociadas; además, nuestro trabajo contribuye en el conocimiento de la relación huésped-microorganismo patógeno en esas infecciones. Los dos principales temas investigación en este laboratorio son:

1. Estudio de Inmunodeficiencias primarias humanas relacionados con la producción o respuesta a interferón gamma: diagnóstico, mecanismos y tratamientos
2. Reconocimiento del lipopolisacárido de bacterias gram negativas por monocitos humanos y activación celular en subpoblaciones.

Por otra parte, en el Laboratorio de Cáncer Pulmonar de la Unidad de Investigación del INER, el Dr. Heriberto Prado estudia el papel de los linfocitos T CD8 en la respuesta inmune contra cáncer pulmonar; los linfocitos citotóxicos tienen la capacidad de reconocer y eliminar a células tumorales, sin embargo, los tumores pueden evadir esa respuesta a través de múltiples mecanismos. Además, la Dra. Susana Romero se enfoca en responder preguntas como las siguientes: Si el metabolismo de las células tumorales cambia su entorno o microambiente promoviendo gradientes de glucosa o lactato, zonas de hipoxia o normoxia y cambios de pH. ¿Qué mecanismos de supervivencia tumoral se encienden en estas condiciones? ¿La resistencia a la quimioterapia tumoral podría ser favorecida por este microambiente tumoral cambiante? Los dos principales temas de investigación que estudiamos en este laboratorio son:

1. Estudio de mecanismos de defensa mediados por Linfocitos T, contra células tumorales humanas y el contra-ataque, mecanismos de evasión de los tumores hacia las células del sistema inmune
2. El microambiente tumoral, cómo favorece la supervivencia de las células tumorales y la resistencia a las terapias antitumorales.

Objetivo general del taller.

Contribuir a la formación teórica y práctica de biólogos estudiando aspectos de la respuesta inmune en el humano en la salud y en cáncer e inmunodeficiencias primarias.

Objetivos específicos.

NIVELES 1 y 2: Los alumnos aprenderán INMUNOLOGÍA BÁSICA por medio de clases teóricas y prácticas en el laboratorio

NIVELES 3 y 4: Los CONOCIMIENTOS obtenidos SE APLICARÁN en el estudio de una situación biológica real, trabajando en el laboratorio.

Planeación general. La duración del taller es de cuatro semestres escolares. En los semestres 1 y 2 del taller, los alumnos aprenderán los conceptos teóricos en inmunología y bioquímica. Además, aprenderán técnicas básicas para el trabajo en los laboratorios de investigación participantes en el taller. En el semestre 3, los alumnos llevarán a cabo estancias rotativas en cada laboratorio. En el semestre 4, los alumnos, de acuerdo a sus intereses y la dinámica del laboratorio, podrán decidir en qué laboratorio y con qué tutor, participar en el desarrollo de un proyecto que pueda sentar las bases para el desarrollo de su tesis. Los semestres escolares tienen una duración de 15 - 16 semanas. Para los niveles 1 y 2, el taller se impartirá los Miércoles de 8 a 14:30h, o de 14 a 18:30, con 2 h de teoría, receso breve para tomar un alimento y laboratorio. Para los niveles 3 y 4 los horarios serán flexibles, a acordar conforme a la carga académica de otras materias.

Método de evaluación: 2 examenes parciales teóricos: 45 %, Reportes escritos experimentales y tareas: 45%, Presentación final: 10%.

Temario y plan de actividades generales a realizarse en los cuatro semestres del taller.

Semestre 1 (Teoría/Práctica de Laboratorio)

Proteínas y el sistema inmune en el humano, aspectos generales / Cálculos para preparación de disoluciones.

Anatomía del Sistema Inmune, órganos linfoides; la respuesta Inmune innata y adaptativa, componentes celulares, moleculares y características / Preparación de disoluciones/Conteo de células.

Procesamiento y presentación antigénica / Pipeteo y trabajo en condiciones de esterilidad/Obtención de células mononucleares.

Linfocitos T y B: origen, fenotipo y funciones / Viabilidad celular/microscopía de fluorescencia.

Fundamentos de citometría de flujo / Tinción de marcadores de superficie celular y manejo básico de un citómetro de flujo.

Citocinas y anticuerpos / Inmunofluorescencia y citometría de flujo.

Cáncer: Origen y formación de los tumores, las marcas de clase del cáncer / Fundamentos del lenguaje de programación R.

La triada: microambiente tumoral, reprogramación metabólica tumoral y metabolismo de la célula T / Fundamentos del lenguaje de programación R.

Semestre 2 (Teoría/Práctica de Laboratorio)

Taller de Técnicas de estudio.

Células fagocíticas: monocitos, macrófagos, PMN, biología (fagocitosis, muerte de microorganismos) / Separación de monocitos por adherencia (de donador del banco de sangre) y prueba de pureza por citometría de flujo. Congelación de células.

Inmunodeficiencias primarias por defectos en producción o respuesta a interferón gamma (Artículo Inmunodeficiencias primarias e infección) / Fagocitosis de Candida albicans por monocitos y neutrófilos. Opsonización. Observación por microscopía. Revisión y discusión de resultados de los experimentos anteriores sobre separación de células y fagocitosis.

Citotoxicidad / Ensayo de citotoxicidad, bioensayo para TNF-a con la línea celular murina L-929.

Teoría de la Inmunoedición en cáncer / Purificación de linfocitos T CD8.

Respuesta inmune celular contra cáncer / Análisis de la capacidad de desgranulación de células T CD8 por citometría.

Herramientas de búsqueda de la información científica. Análisis y discusión de artículos de IDP / Western Blot. Obtención de extractos nucleares y citoplásmicos de células en cultivo. Electroforesis y transferencia.

Apoptosis y muerte celular / Tinción de mitocondrias y microscopía fluorescente.

Análisis de ciclo celular / Tinción del ciclo celular.

DNA y RNA, las moléculas de la herencia / Pipeteo y Aislamiento de RNA y DNA.

Flujo de la Información genética / Retrotranscripción.

Investigación en genes: Análisis construcción y clonado del DNA / PCR de punto final y electroforesis

Semestres 3 y 4

Proyectos de investigación específicos (opciones de temas individuales): Los temas 1, 2 y 3 se podrán llevar a cabo en el laboratorio de Bioquímica del Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición con la asesoría del Dr. Sigifredo Pedraza y los temas 4,5 y 6 se podrán hacer en el laboratorio de cáncer pulmonar del INER, bajo la dirección del Dr. Heriberto Prado. El tema 7 se podrá hacer en el laboratorio de cáncer pulmonar del INER, bajo la dirección de la Dra. Susana Romero.

Tema 1: Respuesta al lipopolisacárido (LPS) de bacterias Gram negativas en subpoblaciones de monocitos de sangre humana. Sede inCMnsz

Tema 2: Fagocitosis de Salmonella o Candida por células de sangre humana: opsonización y papel potenciador de citocinas en la fagocitosis y actividad bactericida. Sede inCMnsz

Tema 3: Determinación de defecto inmunológico y genético en un paciente con infecciones recurrentes o de difícil tratamiento por Mycobacterium o Candida o Salmonella o Klebsiella. Sede inCMnsz

Tema 4: Papel de las moléculas inhibitorias expresadas en células tumorales en la funcionalidad de los linfocitos T citotóxicos. Sede INER

Tema 5: Mecanismos de sensibilización de muerte de los tumores a los linfocitos T citotóxicos. Sede INER

Tema 6: Papel del metabolismo energético en la actividad y función de los linfocitos T citotóxicos en contra del cáncer. Sede INER

Tema 7: Papel del metabolismo energético en la supervivencia tumoral en condiciones de estrés que mimetizan el microambiente tumoral y su papel en la resistencia a terapias antitumorales. Sede INER

Consideraciones adicionales

De ser necesario las clases serán impartidas por medio de las herramientas digitales para trabajo en línea.

El trabajo en el laboratorio se realizará una vez que la Facultad de Ciencias lo autorice.

Nuestras líneas de investigación no involucran actualmente Covid-19 (sólo en discusión de artículos).