Innovadores Menores De 35 Colombia La edición en español de
MIT Technology Review elige a los
innovadores menores de 35

Juan Gallo, 29

Ha diseñado herramientas bioinformáticas que aceleran y abaratan la identificación de patógenos infecciosos

Universidad del Rosario y Corporación para Investigaciones Biológicas

  • Por Elena Zafra

Juan Gallo. Crédito: Óscar Mauricio Gómez

Mientras un microoganismo no identificado se disemina por el cuerpo de un paciente, este debe esperar en una  unidad de cuidados intensivos hasta que los médicos den con un diagnóstico. Este proceso puede tardar semanas y se repite en hospitales en todo el mundo. Los enfermos solo pueden luchar por sobrevivir mientras los médicos intentan identificar al hongo, virus o bacteria que causa su patología.

Para ayudarles a ganar tiempo, el joven investigador Juan Gallo está desarrollando herramientas bioinformáticas que aceleran y abaratan el diagnóstico de determinadas enfermedades infecciosas causadas por patógenos. Sus algoritmos permiten buscar e identificar regiones genómicas únicas de dos tipos de hongos implicados en enfermedades respiratorias que afectan millones de personas: Histoplasma capsulatum y Paracoccidioides brasiliensis.

Gracias a los resultados que arrojan sus algoritmos es posible crear pruebas de PCR (reacción en cadena de la polimerasa) más específicas que permiten amplificar una secuencia de ADN e identificar con alta probabilidad la presencia de un microorganismo en una muestra de un paciente en apenas unas horas. Según Gallo, biólogo molecular graduado por la Universidad de Florida Central (EEUU) y doctorando por la Universidad del Rosario (Colombia), su trabajo podría extrapolarse a la detección de cualquier otro patógeno de interés.

El procedimiento convencional ante una infección pulmonar consiste en tomar una muestra de esputo del enfermo, enviarla al laboratorio y cultivarla. Pero hasta que el microorganismo no crezca no será posible determinar si lo que sufre el paciente es tuberculosis, histoplasmosis, paracoccidioidomicosis u otra patología.

Para acelerar el diagnóstico, el algoritmo diseñado por Gallo escanea la secuencia de nucleótidos del ADN del hongo que se quiere identificar -previamente secuenciado- y compara bloques de letras de su genoma con bases de datos de genomas de otros patógenos conocidos y con el genoma humano. Si el algoritmo de Gallo encuentra un bloque de letras igual al contenido en otro patógeno, lo descarta como región única. Si por el contrario uno de los bloques no coincide con ningún otro, esa secuencia es candidata para diseñar una prueba de amplificación que sea única para ese patógeno de interés.

Una vez identificada la secuencia única, Gallo creará para la PCR un fragmento de entre 18 y 21 nucleótidos llamado cebador que se unirá a la región concreta que ellos han identificado con el algoritmo. De esta forma la prueba solo amplificará el ADN del hongo en caso de que esté presente en la muestra. Esta especificidad es esencial, dado que el esputo contiene ADN de otros muchos microorganismos, además del propio genoma humano.

El enfoque de Gallo es bastante económico, ya que una vez secuenciado el genoma, que es la parte más cara, ya no es necesario volver a secuenciar cada vez para usar el sistema en la práctica clínica. Buscar regiones únicas con el algoritmo y diseñar los cebadores para la  PCR puede costar unos 15 dólares (poco más de 13 euros), asegura Gallo.

Además de crear y probar este algoritmo como parte de una estancia en el Instituto de Tecnología de Georgia (EEUU), Gallo está utilizando también herramientas bioinformáticas y secuenciación para buscar perfiles genómicos asociados con la susceptibilidad a padecer enfermedades cardiovasculares u otras patologías.

En 2014 puso a disposición del Hospital Pablo Tobón Uribe (Colombia) sus protocolos bioinformáticos para ayudar a diagnosticar a dos niños gravemente enfermos que resultaron ser portadores de "mutaciones críticas". Aunque los niños murieron, para Gallo, el procedimiento demuestra que es posible acercarse a “una predicción de enfermedad más temprana y, con el tiempo y la acumulación de datos, otros investigadores podrán buscar las causas de ciertas patologías o sus tratamientos".

Para Hector Ara, presidente del Consejo de Administración de Suanfarma Biotech y miembro del jurado de los premios MIT Technology Review Innovadores menores de 35 Colombia, Gallo es "un indiscutible talento" que presenta "un espectacular expediente investigador-innovador en universidades colombianas y norteamericanas". 


Aquí puedes ver el listado completo de los 10 ganadores de Innovadores menores de 35 Colombia.

Ganadores de Innovadores menores de 35 Colombia 2015

Maier Avendaño

Sus técnicas de microscopía de fluorescencia de alta resolución observan moléculas separadas por solo cinco nanómetros

Juan Gallo

Ha diseñado herramientas bioinformáticas que aceleran y abaratan la identificación de patógenos infecciosos

Juan Carlos Guáqueta

Su sistema de depuración con lombrices aprovecha aguas residuales para regar campos y crear abono

Santiago Reyes

Utiliza reprogramación celular y la técnica de edición genética CRISPR para crear herramientas con las que predecir el riesgo de insuficiencia cardiaca

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