TRABAJO CIENTÍFICO E INVESTIGACIÓN
LIBROS ELECTRÓNICOS DE CIENCIA PUBLICADOS
From what we know, the human eye is anything but simple. Though it may look like nothing more than merely a white sphere with a central coloured ring at its anterior that encircles a small dark opening, that is just the tip of the iceberg. Within this hollow, 6-cubic-centimetre globe is over two million interacting parts that work to ensure light is gathered and processed into visual information as smoothly as possible. Its enormous complexity relative to its small size is the reason that the eye is considered the second most complex organ in the human body after the brain. This gorgeous, highly resilient organ can adjust accordingly to changing conditions and environments within a matter of milliseconds. The human eye is incredibly productive, working nonstop to manipulate the laws of physics by altering the trajectories and angles of incoming electromagnetic radiation, initiating biochemical pathways in our retinae to form visual details that biologically make sense. The fact that light entering our eyes from all different directions and distances is focused and projected onto our retinae as a clear, 2D image, and then information from that 2D image is used in our brain to construct 3D images that allow us to perceive the world in three dimensions is truly a work of genius by nature. Even the muscles that surround the bulb of the eye and regulate its movements are the swiftest and most powerful muscles in the human body relative to their function. Just like how the eye is the window to the outside world, this book is a window into the anatomical structures that form this biological powerhouse of energy-converting cells that help us discern vision.
Muchos estudios de investigación han demostrado que la hipermetilación del ADN está relacionada con el desarrollo de carcinomas de células renales de células claras (ccRCC) mediante el silenciamiento transcripcional de importantes genes supresores de tumores conocidos como Von Hippel-Lindau (VHL). Los resultados de estos estudios me llevaron a hacerme la pregunta: “¿se podrían usar agentes hipometilantes para desmetilar las marcas H3K4me1 hipermetiladas de los genes supresores de tumores VHL para reactivar la actividad transcripcional de estos genes?”. Esta es la pregunta en la que se basa toda esta propuesta. Siguiendo un enfoque guiado que involucra métodos de prueba como MeDIP, RT-qPCR y Western Blotting para descubrir los mecanismos moleculares precisos por los cuales los agentes hipometilantes reactivan los genes VHL, esta propuesta de subvención NIH simulada sirve esencialmente como modelo para áreas potenciales de investigación en este tema y enfoques que se pueden tomar para determinar la eficacia de los agentes hipometilantes para suprimir el desarrollo y la progresión del ccRCC. Si tiene éxito, esta técnica terapéutica basada en la epigenética podría ser potencialmente la primera cura plausible para las etapas avanzadas de la malignidad.
¿Alguna vez se ha detenido a reflexionar sobre qué explica la inmensa diversidad biológica que se puede ver en la Tierra? ¿O alguna vez te has preguntado por qué ciertos organismos sobreviven y transmiten sus genes a la siguiente generación mientras que otros no? Estas preguntas pueden ser abordadas por la Evolución, un fenómeno natural aparentemente sutil pero poderoso que ha afectado a casi todas las especies que han existido a lo largo de la historia evolutiva de la Tierra y está constantemente en juego en todos los ecosistemas del planeta. La evolución no es una fuerza única, sino más bien una aglomeración de fuerzas, principalmente mutaciones genéticas, selección natural y selección artificial, que en conjunto impulsan el cambio en las especies. Cada una de estas fuerzas se basa esencialmente en la ciencia detrás de la herencia de los genes y cómo los genotipos de un organismo determinan sus características fenotípicas. A lo largo de la historia evolutiva de la Tierra, la Selección Natural ha influido directamente en la supervivencia y reproducción diferencial de los organismos como resultado de cambios en el ADN debido a mutaciones, favoreciendo determinados rasgos sobre otros, lo que ha resultado en la supervivencia de ciertas especies y la muerte de otras. . Si bien la mayor parte de la evolución está y ha sido influenciada por fuerzas naturales, el desarrollo de técnicas de edición de genes e ingeniería genética (como CRISPR) por parte de los humanos nos otorga el poder de influir artificialmente en la evolución de las especies. A través de la selección artificial, podemos modificar o crear nuevos genes para aumentar la frecuencia de los rasgos deseables en los organismos para satisfacer nuestras necesidades, o posiblemente incluso resolver la actual crisis de extinción. Ya sea que esté interesado en aprender más sobre los mecanismos detrás de las mutaciones genéticas o los procesos subyacentes a la selección natural y artificial, o si simplemente está buscando ampliar su conocimiento sobre la evolución, ¡este libro lo tiene todo cubierto!
Las proteínas son moléculas biológicas verdaderamente maravillosas que construyen casi todos los componentes celulares de cada célula de cada organismo vivo que existe en el Planeta Tierra. Son los productos últimos del Dogma Central de la Biología Molecular y se sintetizan como resultado de los complejos procesos de Transcripción y Traducción. Las proteínas vienen en una variedad de formas y tamaños, lo que les permite realizar una gran cantidad de funciones en los cuerpos de los organismos, desde enviar señales químicas entre las células hasta catalizar reacciones químicas. Esta variedad en estructura y función se deriva en última instancia de la secuencia y disposición fundamental de los aminoácidos, los monómeros de las proteínas. Aunque se requiere ADN, la molécula vital que sirve como base para la mayor parte de la vida en la Tierra, para fabricar proteínas en las células, la proteína en sí misma en realidad vino antes que el ADN en la línea de tiempo evolutiva de la vida en la Tierra. En consecuencia, el ADN, y por tanto la vida, no pueden existir sin las proteínas. Este libro explora el fascinante mundo de las proteínas, incluida la forma en que se sintetizan, sus niveles estructurales y las diferentes funciones que realizan para que los organismos funcionen de manera óptima.
Nuestro mundo se enfrenta a una crisis energética como ninguna otra, ya que la población mundial continúa creciendo a un ritmo sin precedentes y la producción de energía no renovable se vuelve cada vez más insostenible. En consecuencia, la necesidad de generar energía limpia, sostenible y renovable es más crucial que nunca, algo que se puede lograr con el desarrollo de plantas de energía de fusión nuclear comercial y económicamente viables. Esta es exactamente la razón por la que se creó la empresa General Fusion: permitir la implementación de la generación de electricidad utilizando energía de fusión a escala industrial. Este libro se sumerge en el método único que General Fusion está desarrollando para mostrar y hacer avanzar su tecnología, la visión definitiva de la empresa, su proceso de generación de electricidad y mucho más. Como candidato potencial para revolucionar la industria energética global, definitivamente vale la pena aprender sobre General Fusion (especialmente para aquellos que están dispuestos a adquirir una idea de cómo se puede construir un sol artificial aquí en la Tierra).
¿Alguna vez te has preguntado qué hace que las drogas sean tan especiales? ¿O alguna vez se ha preguntado sobre la increíble cantidad de vidas que los medicamentos han salvado en el último siglo? Las maravillas de la química y la biología han permitido a los farmacólogos desarrollar tratamientos contra algunas de las formas más mortales de infecciones bacterianas, virales, fúngicas y parasitarias, desde el descubrimiento de la penicilina (el primer antibiótico) por Alexander Fleming en 1928 para tratar la meningitis estreptocócica hasta el rápido desarrollo de antivirales contra el SARS-CoV-2 para poner fin a la pandemia de COVID-19, el mundo de la farmacología se ha desarrollado rápidamente en los últimos 100 años más o menos. Este libro sirve como una guía para principiantes de farmacología, que incluye cómo se clasifican y nombran las drogas, cómo nuestros cuerpos afectan las drogas una vez que las consumimos y cómo las drogas nos afectan una vez que las ingerimos.
Hay algunas técnicas terapéuticas verdaderamente innovadoras en proceso que pueden transformar el futuro de la medicina, y una de ellas es anti-VEGF. Esta terapia antiangiogénica puede curar una variedad de cánceres y enfermedades de la retina que antes eran incurables utilizando biomoléculas que pueden suprimir las vías de señalización de VEGF, evitando así la metástasis en los cánceres y la ceguera irreversible en las enfermedades de la retina. Desde la llegada del siglo XXI, se han desarrollado y distribuido varios tratamientos con anticuerpos monoclonales anti-VEGF, como Bevacizumab, Ranibizumab y Aflibercept, y otra forma de tratamiento conocida como inhibidores de la tirosina quinasa, como Sunitinib, Sorafenib y Pazopanib. sin embargo, se requiere más investigación y experimentación para mejorar la eficacia de estos tratamientos. Este manual médico informativo explica primero el papel que juega el VEGF en la proliferación del cáncer y la progresión de la enfermedad de la retina antes de explicar los tratamientos anti-VEGF comunes, así como sus mecanismos de acción a nivel molecular, utilizando explicaciones comprensibles y diagramas que cualquier persona, ya sea un estudiante que desee aprender más sobre las nuevas innovaciones médicas, un aspirante a científico médico o un médico calificado, puede entender. El manual también pretende proporcionar una referencia completa para los investigadores médicos que deseen escribir artículos médicos sobre el tema de los tratamientos anti-VEGF y, por lo tanto, es muy recomendable para dichas personas.
El universo está lleno de maravillas naturales imperceptibles que no se pueden explicar con solo unas pocas fórmulas o leyes físicas, y la energía oscura no es una excepción. Este libro ofrece una idea de esta fuerza poderosa e invisible que está obligando al cosmos a expandirse a un ritmo cada vez mayor, incluido su descubrimiento, lo que sabemos sobre él, su influencia en el universo, las partículas teóricas de las que puede estar compuesto, matemáticas. ecuaciones que pueden explicar la fuerza, y más. Si usted es un aspirante a astrofísico, un geek de la astronomía que busca aprender más sobre el universo, o simplemente está buscando viajar al cosmos a través de un libro, ¡Dark Energy 101 es perfecto para usted!
TRABAJO CIENTÍFICO E INVESTIGACIÓN
The Role of Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) in Tumour Angiogenesis and Anti-Angiogenic Therapeutic Methods to Treat Cancer and Various Retinal Diseases
Abstract
Tumour cells have a high oxygen and nutrient demand, and thus require a constant blood supply to survive and proliferate. As a result, they secrete abnormally high amounts of a cytokine called Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) to stimulate the formation of new blood vessels from pre-existing ones - a process known as angiogenesis – to acquire an adequate blood supply. This process involves a signalling pathway that begins with VEGF molecules binding to VEGF Receptors (VEGFR) on vascular endothelial cells in blood vessels, which leads to conformational changes in the receptors, then intracellular signal transduction by second messengers, and finally, the activation of the gene that is responsible for blood vessel growth. This vasculature that forms around malignant tumours not only allows for the expansion of the tumour tissue, but, even more concerningly, can lead to metastasis. Therefore, tumour angiogenesis plays a crucial role in the spread of cancer throughout the body, which could kill a patient within months. However, the special characteristics of the molecular mechanisms underlying this signalling pathway offer unique therapeutic opportunities, which is why many scientists today are researching and developing potential treatments to inhibit tumour angiogenesis by targeting certain checkpoints in the pathway. By inhibiting malignant tumour cells from receiving an adequate blood supply, it will be possible to prevent further cancer growth, proliferation, and metastasis from occurring. This same angiogenic pathway can alsoresult in ocular angiogenesis, which is responsible for the cause and progression of many retinal diseases, in which high vascular permeability is particularly an issue of concern.
The Use of Hypomethylating Agents as a Therapeutic Against DNA Hypermethylation in ccRCC
Abstract
Clear cell renal cell carcinoma (ccRCC) is driven in large part by an epigenetic mechanism: hypermethylation of CpG islands in promoter and enhancer regions silences the Von Hippel-Lindau (VHL) tumor suppressor gene, removing a critical brake on tumor growth. This proposal investigates whether hypomethylating agents can reverse that silencing and serve as a viable therapeutic for ccRCC. Specific Aim 1 examines the precise molecular mechanisms by which these agents demethylate H3K4me1 marks at VHL enhancer regions, using Methylated DNA Immunoprecipitation (MeDIP) to map where and how much demethylation occurs. This aim also tests whether hypomethylating agents can reactivate WIF-1, a Wnt pathway antagonist, to suppress the overactive Wnt signaling that drives proliferation and migration in renal cancer cells, with RT-qPCR used to quantify changes in gene expression and Western blotting used to compare tumor suppressor and oncogene protein output. A notable complication is that these agents appear to simultaneously reactivate select oncogenes (Interleukin-8, G250, CYTIP, and HLA-G), and this proposal aims to understand why, with the goal of eventually designing agents that act selectively on VHL without these off-target effects. Specific Aim 2 evaluates the physiological impact of hypomethylating agents on kidney function in ccRCC patients, tracking glomerular filtration rate, electrolyte balance, and blood pressure, and comparing prognostic outcomes against a placebo control group. Since no epigenetic-based therapeutic currently exists for renal cell carcinoma, and advanced-stage disease still lacks an effective cure, this work could open a new treatment pathway for a cancer that accounts for roughly 4% of adult malignancies worldwide, while also laying groundwork for epigenetic therapies in other cancers.
INFOGRAFÍAS Y DIAGRAMAS DE CIENCIA DESCARGABLES
VIDEOS CIENTÍFICOS/ANIMACIONES
Cómo funciona la vacuna de ARNm COVID-19
Los 4 pasos para la intubación endotraqueal demostrados y explicados en 20 segundos
El proceso de tipificación de sangre demostrado y explicado en 5 pasos
Animación de resumen de la vacuna de ARNm de COVID-19 de 1 minuto
Pasado y futuro del universo a través de la lente de la energía oscura
PRESENTACIONES CIENTÍFICAS
INFORMES DE LABORATORIO
Articles on Innovation Hub
Innovation Hub is an international youth-led science magazine and online platform publishing scientific articles written by high school students, based out of Warsaw, Poland. I've written two articles for them, both in their Biology section: "VEGF's Role in Tumour Angiogenesis and Novel Anti-Angiogenic Drugs to Treat Cancer & Retinal Disease" and "The Differences Between Male & Female Bodies in Humans".