Uso de aplicaciones bioinoformticas en el rea de salud pblica en Ecuador y Latinoamrica
Use of bioinformation applications in the public health area in Ecuador and Latin America
Uso de aplicaes de bioinoforma na rea de sade pblica no Equador e na Amrica Latina
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Correspondencia: angel.pin@unesum.edu.ec
Ciencias de la salud
Artculo de revisin
*Recibido: 30 de enero de 2021 *Aceptado: 17 de febrero de 2021 * Publicado: 20 de marzo de 2021
I. Magister en Educacin Informtica, Ingeniero en Computacin y Redes, Docente de la Universidad Estatal del Sur de Manab, Facultad Ciencias de la Salud, Carrera de Laboratorio Clnico, Jipijapa, Ecuador.
II. Estudiante de la Universidad Estatal del Sur de Manab, Facultad Ciencias de la Salud, Carrera de Laboratorio Clnico, Jipijapa, Ecuador.
III. Estudiante de la Universidad Estatal del Sur de Manab, Facultad Ciencias de la Salud, Carrera de Laboratorio Clnico, Jipijapa, Ecuador.
IV. Estudiante de la Universidad Estatal del Sur de Manab, Facultad Ciencias de la Salud, Carrera de Laboratorio Clnico, Jipijapa, Ecuador.
Resumen
La bioinformtica comprende investigaciones bsicas y aplicadas con diferentes enfoques, usando la tecnologa y aplicaciones de ciencias biolgicas como biologa molecular; el impulso del hombre por secuenciar las protenas, dio sus resultados a inicios del siglo XX, secuenciando la insulina bovina con un total de 51 aminocidos, este enfoque permite el anlisis computacional y estadstico en datos biolgicos e informacin gentica. En este contexto el objetivo del estudio es determinar el uso de las aplicaciones bioinformticas en el rea de salud pblica en Ecuador y Latinoamrica. La metodologa empleada se defini con la estrategia de bsqueda en funcin de la localizacin de los documentos bibliogrficos, incluyendo los artculos que cumplan con los criterios de inclusin, adems, se utilizaron bases de datos especializadas como PubMed, Elsevier, Lilacs, SciELO, Scopus. Mediante el uso de bases de datos cientficas se recopilaron un total de 30 artculos cientficos, se encontr que el uso de la bioinformtica en Latinoamrica es muy utilizado por los ministerios de salud pblica, siendo su aplicacin ms reciente en la determinacin de los genomas del Coronavirus-2019 (SARS-CoV-2) mediante el empleo de herramientas bioinformtica. Se concluye que la bioinformtica en el rea de la salud, es de gran ayuda para poder sistematizar los diferentes resultados que se obtienen en los experimentos del laboratorio, la informacin obtenida ayuda a determinar y describir eptopos adecuados para la obtencin de vacunas, adems, su uso se aplica de manera internacional, incluyendo Ecuador y a Latinoamrica.
Palabras clave: Biotecnologa; Latinoamrica; Desarrollo; Salud; Ciencia.
Abstract
Bioinformatics comprises basic and applied research with different approaches, using the technology and applications of biological sciences such as molecular biology; Man's drive to sequence proteins gave its results in the early twentieth century, sequencing bovine insulin with a total of 51 amino acids. This approach allows computational and statistical analysis of biological data and genetic information. In this context, the objective of the study is to determine the use of bioinformatics applications in the public health area of Ecuador and Latin America. The methodology used was defined with the search strategy based on the location of the bibliographic documents, including the articles that met the inclusion criteria, in addition, specialized databases such as Pubmed, Elsevier, Lilacs, SciELO, Scopus were used. Through the use of scientific bases, a total of 30 scientific articles were compiled, it was found that the use of bioinformatics in Latin America is widely used by the ministries of public health, being its most recent application in the determination of the genomes of Coronavirus-2019 (SARS-CoV-2) than by bioinformatics. It is concluded that bioinformatics in the health area is of great help to be able to systematize the different results obtained in laboratory experiments, the information obtained helps to determine and describe suitable epitopes for obtaining vaccines, in addition, their use is applied internationally, including Ecuador and Latin America.
Keywords: Biotechnology; Latin America; Development; Health; Science.
Resumo
A Bioinformtica compreende a investigao bsica e aplicada com diferentes abordagens, utilizando a tecnologia e aplicaes das cincias biolgicas como a biologia molecular; O impulso do homem para sequenciar protenas deu seus resultados no incio do sculo 20, sequenciando a insulina bovina com um total de 51 aminocidos, essa abordagem permite a anlise computacional e estatstica de dados biolgicos e informaes genticas. Nesse contexto, o objetivo do estudo determinar o uso de aplicaes de bioinformtica na rea de sade pblica no Equador e na Amrica Latina. A metodologia utilizada foi definida com a estratgia de busca baseada na localizao dos documentos bibliogrficos, incluindo os artigos que atenderam aos critrios de incluso, alm disso, foram utilizadas bases de dados especializadas como PubMed, Elsevier, Lilacs, SciELO, Scopus. Por meio da utilizao de bases de dados cientficas, foram compilados um total de 30 artigos cientficos, constatou-se que o uso da bioinformtica na Amrica Latina amplamente utilizado pelos ministrios da sade pblica, sendo sua aplicao mais recente na determinao de genomas de Coronavirus -2019 (SARS-CoV-2) atravs do uso de ferramentas de bioinformtica. Conclui-se que a bioinformtica na rea da sade de grande ajuda para poder sistematizar os diferentes resultados obtidos em experimentos laboratoriais, as informaes obtidas auxiliam na determinao e descrio de eptopos adequados para obteno de vacinas, alm disso, seu uso aplicado internacionalmente, inclusive. Equador e Amrica Latina.
Palavras-chave: Biotecnologia; Amrica latina; Desenvolvimento; Sade; Cincia.
Objetivo
Determinar el uso de las aplicaciones bioinformticas en el rea de salud pblica en Ecuador y Latinoamrica.
Introduccin
La bioinformtica, comprende investigaciones bsicas y aplicadas que integran distintos enfoques derivados de la tecnologa y aplicacin de las ciencias biolgicas, tales como biologa celular, molecular (1).
La bioinformtica, como disciplina emergente en las ciencias biomdicas, surgi a partir de la explosin de informacin generada por el Proyecto Genoma Humano y del secuenciamiento de los genomas de otras especies, expresada en trminos de secuencias de cidos nucleicos y de protenas, estructuras moleculares tridimensionales, interacciones y vas metablicas, entre otros (2).
Durante la dcada de los 50 del siglo XX, se inici la carrera por la secuenciacin de pequeas molculas biolgicas. El constante impulso del hombre por saber de qu estamos hechos comenz en 1956 con la secuenciacin de la primera protena. De esta forma, Margaret O. Dayhoff describi la secuencia de la insulina bovina, un pequeo pptido de 51 aminocidos. (3). El trmino bioinformtica ahora es ampliamente reconocido como un campo completo que abarca la biologa, la medicina, la informtica, las matemticas, las estadsticas y la tecnologa de la informacin (4).
El uso del enfoque bioinformtico aplicado a la bsqueda de protenas permite un anlisis eficiente de la informacin gentica disponible, de hecho, la bioinformtica es una disciplina amplia que tiene como objetivo la aplicacin de tecnologas computacionales y estadsticas para la gestin de datos biolgicos, entre las herramientas que se utilizan se puede mencionar: bsqueda de homologas por secuencia, bsqueda de homologas por estructura, modelado de protenas, acoplamiento molecular o docking, entre otras (5).
El desarrollo de la ingeniera gentica y las tecnologas de la informacin propiciaron el surgimiento de la Bioinformtica, como disciplina emergente en las ciencias biomdicas, a partir de la explosin de informacin generada por el Proyecto Genoma Humano y del secuenciacin de los genomas de otras especies, expresada en trminos de secuencias de cidos nucleicos y de protenas, estructuras moleculares tridimensionales, interacciones y vas metablicas, entre otros (3)
Las metodologas de alto rendimiento utilizadas actualmente, desarrolladas principalmente como consecuencia del proyecto Genoma Humano, estn generando enormes cantidades de datos en reas como la genmica, los cuales pueden ser procesados gracias a la bioinformtica, rea del saber que se encarga de utilizar conocimientos de computacin, qumica, biologa y estadstica, para el almacenamiento, integracin y anlisis de dichos datos (6).
Hace ya varios aos, a nivel mundial se ha venido invirtiendo en esta rama de la economa con el propsito de salir adelante y enfrentar la situacin actual de los pases tanto desarrollados como en desarrollo. Siendo aplicada en varios sectores como la agricultura, la salud, la industria, la qumica, entre otros sectores de la ciencia y la tecnologa, debido a su grado de seguridad y eficiencia. (7)
Materiales y mtodos
Para la ejecucin del presente trabajo se ha utilizado como mtodo de levantamiento y bsqueda de informacin, se aplic el diseo documental para realizar la investigacin, con la recopilacin y anlisis de los artculos cientficos y de las bases de datos relacionados con el tema del estudio, se consideraron 30 artculos de revistas, publicaciones, documentos o trabajos publicados, seleccionando la informacin de los documentos y sitios web de fuentes confiables como PubMed, Elsevier, Lilacs, SciELO, Scopus, entre otros, permitiendo analizar informacin reciente y actualizada.
Con base a resultados de la bsqueda realizada en las fuentes, se acuerda que la seleccin del artculo cumple al menos uno de los siguientes criterios: que contenga informacin sobre al uso de aplicaciones bioinformticas en el rea de salud Publica en Ecuador y Amrica Latina, el artculo original o el resumen del artculo original, ingls, espaol, ttulo o resumen, y palabras como criterio de inclusin. Se seleccionan los aos 2015 a 2020. Se incluyeron artculos, y documentos que contengan informacin actualizada acerca del tema. Se excluyeron aquellos documentos que contengan informacin desactualizada, errnea, estudios no relacionados con la temtica y publicaciones con periodos de tiempo mayor a los ltimos 5 aos y que no pertenecieran a revistas como artculos de reflexin y cartas al editor. La seleccin final de los referentes bibliogrficos identificados como los ms representativos y de su mayor calidad fue realizada por los autores.
Desarrollo
La ciencia de la bioinformtica emerge en la actualidad, dentro de esta era post-genmica; sin embargo, de ninguna manera, es una ciencia nueva (8).
La informtica en salud es la disciplina que estudia cmo se crea y se moldea la transformacin de datos , y cmo sta se comparte y se aplica en las diferentes reas de la salud, entendidas stas a un nivel multidisciplinar que incorpora las ciencias informacionales y las computacionales, pero tambin las ciencias sociales, cognitivas, administrativas y estadsticas, tomando como sustrato informacin de mltiples niveles, desde lo molecular hasta lo poblacional, pasando por la informacin clnica individual de una persona (9).
Desde la introduccin de la tecnologa de la informacin en la investigacin biolgica han surgido una gran cantidad de herramientas computacionales y bases de datos que han contribuido con importantes avances cientficos. En este sentido, el advenimiento de las tecnologas de secuenciacin de alto rendimiento ha estimulado el desarrollo de herramientas analticas especficas en bioinformtica genmica y requerido la implementacin de flujos de trabajos altamente sofisticados. En la ltima dcada, la nocin de datos biolgicos ha cambiado en magnitud y complejidad, desde un conjunto de cientos a conjuntos de millones de entidades, este aumento exponencial en el volumen de datos biolgicos ha estimulado el desarrollo de un nmero cada vez mayor de herramientas bioinformticas (4).
La bioinformtica constituye el conjunto de mtodos matemticos, estadsticos y computacionales que se utilizan para solucionar problemas biolgicos usado secuencias de ADN, aminocidos y la informacin relacionada (10). Es un campo novedoso que soporta parte de la investigacin biolgica dirigida a la identificacin de variantes gnicas que pueden ser descubiertas desde los estudios de genomas completos. Basados en esta motivacin se presenta el panorama general de los aportes principales de la bioinformtica en el desarrollo del secuenciamiento del primer genoma humano. Adicionalmente se resumen los principales avances en cmputo desarrollados para responder a las demandas requeridas por los mtodos de secuenciamiento de ltima generacin para lograr re secuenciar un genoma humano. Finalmente se introducen algunos de los nuevos retos que deben asumirse para aplicar la genmica personalizada en el desarrollo de la medicina (11).
El desarrollo de la ingeniera gentica y las tecnologas de la informacin propiciaron el surgimiento de la Bioinformtica, como disciplina emergente en las ciencias biomdicas, a partir de la explosin de informacin generada por el Proyecto Genoma Humano y de la secuenciacin de los genomas de otras especies, expresada en trminos de secuencias de cidos nucleicos y de protenas, estructuras moleculares tridimensionales, interacciones y vas metablicas, entre otros (12).
Existen nuevas herramientas tecnolgicas que estn siendo adoptada en el laboratorio clnico, es el caso de la secuenciacin masiva (Next Generation Sequencing, NGS), un mtodo de secuenciacin simultnea de millones de fragmentos de ADN (o ADN complementario) con capacidad de analizar varios genes o regiones gnicas en un nico ensayo, la cual est siendo adoptada rpidamente en el laboratorio clnico debido a su capacidad de analizar varios genes o regiones gnicas en un nico ensayo a diferencia de los mtodos tradicionales (13).
Bioinformtica Clnica
No cabe duda de que, a partir de los avances tecnolgicos, los avances de la bioinformtica en el desarrollo de la gentica y las ciencias de la salud han hecho que se estudie la posibilidad de secuencias y estructuras de protenas, genes (mutaciones, polimorfismos, comparaciones de secuencias...) y el desarrollo de la tecnologa de espectrometra de masas y microarrays. Los dos ltimos se utilizan para el anlisis sistemtico de la expresin gnica y la deteccin de interacciones protena-protena. Toda esta informacin se puede acceder a travs de Internet, que ha cambiado la base de datos y su mtodo de acceso, y debera permitir que la bioinformtica clnica la aplique a la prctica mdica a travs de un nuevo mtodo de tratamiento de enfermedades llamado medicina personalizada (14).
Se puede entender del contenido anterior que la bioinformtica clnica es la aplicacin de la bioinformtica en diferentes campos y aspectos de la investigacin biomdica y la prctica clnica. Por lo tanto, en trminos de mejora de la salud y prevencin de enfermedades, se espera que el uso de la tecnologa de microarrays tenga un gran impacto cuando los problemas ms importantes puedan resolverse en el anlisis estadstico y la interpretacin de resultados y posterior consolidacin. Estos resultados son manifestaciones rutinarias en la historia clnica (15).
Herramientas bioinformticas para el anlisis de secuencias
Los avances en la tecnologa de secuenciacin de cidos nucleicos han incrementado considerablemente la cantidad de datos generados a partir de estudios genmicos completos o regionales, estos datos deben ser analizados mediante herramientas computacionales enfocadas en las ciencias biolgicas, reevaluando as el alcance de la bioinformtica. Los Institutos Nacionales de Salud (NIH) definen la bioinformtica como la investigacin, el desarrollo o la aplicacin de herramientas informticas con el propsito de difundir el uso de datos biolgicos, mdicos, conductuales o de salud, incluidos los utilizados para obtener, almacenar, organizar y archivar, Herramientas para analizar y visualizar los datos. Por tanto, la bioinformtica es fundamental para la gestin de datos en la biologa moderna. El anlisis de secuencias incluye bsqueda en bases de datos, alineacin de secuencias, descubrimiento de motivos y patrones en protenas, prediccin de genes y regiones promotoras, regulacin, reconstruccin de relaciones evolutivas, ensamblaje y comparacin del genoma. Es por lo que existen varias bases de datos biolgicas y herramientas gratuitas que le permiten buscar, visualizar, editar y analizar secuencias de nucletidos y aminocidos (16).
Una base de datos es un archivo computarizado que se utiliza para almacenar y organizar informacin en registros estructurados, por lo que se puede recuperar fcilmente a travs de diferentes criterios de bsqueda. Para recuperar la informacin registrada (tambin llamada entrada), el usuario especifica una pieza especfica de informacin, con la cual se puede recuperar el registro completo de datos (17).
La bioinformtica juega un papel central en muchos campos de la investigacin biolgica, como la genmica, especialmente la secuenciacin del genoma, el mapeo del genoma, la anotacin y la comparacin. Para la protemica, esto es fundamental, ya que puede analizar secuencias de protenas para determinar motivos funcionales, determinar estructura de protenas, interacciones protena-protena, etc. Asimismo, permite el descubrimiento de marcadores moleculares, como los polimorfismos de nucletido nico (SNP), y forma parte de la investigacin evolutiva y filogentica (18).
La versatilidad de la bioinformtica permite que se utilice para el diseo de nuevos frmacos y anlisis forense en la actualidad. En lo que respecta al diseo de nuevos frmacos, el estudio de las interacciones protena-ligando proporciona una base para identificar nuevos sitios de accin de los frmacos sintticos. De manera similar, comprender la estructura tridimensional de las protenas permite disear molculas con alta especificidad y afinidad que puedan unirse a los receptores (17).
Los sistemas bioinformticos se utilizan para la recopilacin de datos en las ciencias biomdicas; crear programas para visualizar datos y controlar reactivos y otros materiales; generar y ensamblar secuencias de genes; formular anlisis de datos y programas de secuencias genticas; prediccin de la estructura de protenas; generar para la integracin y Paquetes de software para la confeccin de mapas genticos, programas de clasificacin y comparacin y tecnologa de inteligencia artificial; gestin de datos en bases de datos dedicadas y su distribucin a travs de redes de comunicacin. Segn los resultados obtenidos del anlisis de Medline, las principales aplicaciones de esta asignatura son: gestin de datos de laboratorio, automatizacin de experimentos, ensamblaje de secuencias continuas, prediccin de dominios funcionales en secuencias de genes, alineacin de secuencias, bsqueda en bases de datos estructurales, determinacin y prediccin Estructura molecular, evolucin molecular y rbol filogentico (19).
La bioinformtica como instrumento tcnico requiere datos como informacin de secuencias, bases de datos y herramientas de anlisis. Las bases de datos se construyen a partir de datos obtenidos experimentalmente en el laboratorio (8). La unin entre la genmica y la bioinformtica se consolido con programas basados en software para manejar, procesar, comparar, analizar y graficar secuencias de ADN, ARN y protenas, para que todos estos datos adquieran un significado biolgico (20).
Bioinformtica en Latinoamrica
Uno de los usos de la bioinformtica no solo en Latinoamrica, sino a escala mundial en una crisis sanitaria que ha alterado a toda la poblacin, una de las funciones ms importantes ha sido la caracterizacin de los genomas del Coronavirus-2019 (SARS-CoV-2) es de vital importancia en la pandemia, ya que la informacin genmica obtenida ayuda a determinar y describir eptopos adecuados para la obtencin de vacunas, adems de que esta misma informacin genmica es utilizada tambin en vigilancia y epidemiologia molecular para encontrar el origen del virus (21).
Conclusin
Si bien, an faltan ms estudios para poder determinar la relacin entre la bioinformtica en Ecuador y Latinoamrica, su uso es muy til a la hora de poder automatizar y sistematizar el genoma de algn patgeno. En la actualidad gracias a la bioinformtica se pudo determinar mucho ms rpido el genoma del SARS-CoV-2, esto hace que su uso sea de gran impacto, desde sus inicios en el siglo XX, su objetivo no ha cambiado mucho, siendo su adaptacin por las nuevas tecnologas que surgen cada momento su mayor problema, debido a las capacitaciones continuas que se debe de recibir para poder tener un control control de la bioinformtica. Se hace llamado de atencin a seguir recopilando informacin cientfica y aportar de esta manera al avance de la bioinformtica en el Pas.
Referencias
1. Vladimir A. ECC: Desarrollo de la biotecnologia en algunos paises. 2018 Junio.
2. Barrera D. Bioinformtica: una brecha en la formacin en el Sistema Nacional de Salud. Educacin Mdica Superior. 2016; 26(1).
3. Gonzalez A. La bioinformtica en las especialidades biomdicas. Revista Cubana de Reumatologa. 2017; 19(3).
4. Canzoneri R. Genmica y bioinformtica como pilares de la medicina de precisin en oncologa. Medicina. 2019; 79(6/1).
5. Poveda A, Parra C. Identificacin de protenas de DNA Replication Checkpoint en Tripanosomtidos, utilizando herramientas de bioinformtica y modelado tridimensional. 2018..
6. Barreto E. En la frontera del anlisis de datos moleculares. Revista Colombiana de Biotecnologa. 2017;: p. 23-26.
7. Rodrguez V, Cabrera EC. Desarrollo de la biotecnologa en algunos pases. Junio 2018..
8. Cabeza J. Aplicaciones bioinformticas Origen de la bioinformtica. Pueblo continente. 2018; 28(2): p. 373-277.
9. Valenzuela J. Fundamentos de la informtica en salud. Acta Mdica Colombiana. 2016; 41(3): p. 51-59.
10. Daz S. Facultad de Tecnologa de la Salud. 2020 Julio-Septiembre; 11(3).
11. Bermudez I. Aplicaciones De La Bioinformtica En La Medicina: El Genoma Humano. Cmo Podemos Ver Tanto Detalle? Acta biol. Colomb. 2016; 21(1).
12. Gonzalez A. La bioinformtica en las especialidades biomdicas: por qu y para qu? Revista Cubana de Reumatologa. 2017; 19(3).
13. Perez D. Bioinform ca en el laboratorio clnico. 2018 Octubre.
14. Coltell , Arregui M, Fabregat A, Portols O. La bioinformtica en la prctica mdica: Integracin de datos biolgicos y clnicos. Rev Md Chile. 2018 Mayo; 136(5).
15. PL C. Clinical Bioinformatics. Chang Gung Med J. 2015; 28(1).
16. Gonzlez L, Castillo P, Angiolillo R , Fernndez S , Rojas A. Herramientas bioinformticas para el anlisis de secuencias en el Instituto Nacional de Higiene. Revista del Instituto Nacional de Higiene Rafael Rangel. 2016 Diciembre; 47(1-2).
17. J X. Essential bioinformatics. 1ra ed. Cambridge. 2016; 12(1).
18. N G. Biological data becomes computer literate: new advances. Curr Opin Biotechnol. ; 2.
19. Perezleo S, Arencibia J, Conill C, Achn V, Arajo R. Impacto de la Bioinformtica en las ciencias biomdicas. ACIMED. 2016 Agosto; 11(4).
20. Rodrguez N. Genmica y bioinformtica: sus aplicaciones en salud. Revista Cubana de Reumatologa. 2017; 19(3): p. 153-155.
2020 por los autores. Este artculo es de acceso abierto y distribuido segn los trminos y condiciones de la licencia Creative Commons Atribucin-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)
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