A punto de graduarse con una Maestría en Ciencias, Marilyn Vallejo Álvarez ya ha contribuido a la investigación genética en el Montefiore Einstein Comprehensive Cancer Center (MECCC), designado por el Instituto Nacional del Cáncer. Está llena de posibilidades para un futuro que ni siquiera imaginaba hace un par de años.

“Unirme a este programa en una institución de investigación líder me ha abierto las puertas a muchas áreas de estudio diferentes”, afirma la Sra. Vallejo Álvarez. “Estoy entusiasmada con el camino que me llevará”.

La Sra. Vallejo Álvarez, junto con Akua Mensah y Jackriel Pina Morales, se convertirán pronto en las tres primeras graduadas del Programa de Investigación Einstein Discover, lanzado hace un año en colaboración con el Lehman College de la Universidad de la Ciudad de Nueva York (CUNY). El programa Discover brinda a los aspirantes a científicos del Bronx acceso a laboratorios e investigadores del profesorado de Einstein mientras cursan sus estudios de maestría en biología otorgados por CUNY, lo que les permitirá ser más competitivos al aplicar a escuelas de medicina y egresado .

Financiado por el MECCC y el Instituto Harold y Muriel Block de Investigación en Einstein y Montefiore (ICTR), el Programa de Investigación "Descubre" de Einstein se lanzó en enero de 2023 para brindar apoyo a estudiantes locales y diversificar la fuerza laboral en ciencias biomédicas. "Brindar una oportunidad a estos talentosos estudiantes no solo los beneficia a ellos, sino también al futuro de la ciencia", afirma Zoe Tsagaris, MS, OTR/L, directora de recursos de investigación clínica del ICTR.

Ciencia práctica

Einstein Discover Research es un programa inmersivo donde, a menudo por primera vez, los estudiantes integran la información adquirida en la planificación y realización de investigaciones originales, afirma la PhD Kristina Ames, subdirectora de capacitación y coordinación educativa en investigación oncológica del MECCC, entidad que administra el programa, y ​​profesora adjunta de oncología en Einstein. "Es un gran cambio mental pasar del aula al laboratorio", afirma, "pero con el tiempo, todos los estudiantes han sobresalido".

La Sra. Vallejo Álvarez coincide: «Es totalmente diferente poder aprender en un laboratorio en lugar de leer sobre un experimento», dice. «Poder aplicar lo aprendido en clase me ayuda a comprender la ciencia».

La Sra. Tsagaris afirma: «Introducimos a estos estudiantes al entorno real de la investigación científica. Aprenden no solo los aspectos técnicos de la ciencia básica, sino también habilidades interpersonales cruciales, como la comunicación profesional y el trabajo productivo con colegas y gerentes».

Brindar una oportunidad a estos estudiantes talentosos no sólo los beneficia a ellos, sino que también beneficia al futuro de la ciencia.

Zoe Tsagaris, directora de recursos de investigación clínica del ICTR

Aprendiendo a ser un profesional de la ciencia

Además de pasar 15 meses investigando en un laboratorio de Einstein, los estudiantes de Discover Research asisten a seminarios científicos y otras actividades educativas en el campus de Einstein y participan en talleres dos veces por semana con el Dr. Ames y la Sra. Tsagaris. En estos talleres, reciben instrucción científica y orientación en áreas como el desarrollo de tesis, la comunicación escrita y las habilidades de presentación.

“Básicamente, aprenden a ser profesionales de la ciencia”, afirma el Dr. Ames. La doble vertiente del programa es clave para su éxito, añade la PhD Kristy Stengel, profesora adjunta de biología celular en Einstein, miembro del Programa de Investigación de Células Madre y Biología del Cáncer (SCCB) del MECCC y mentora de la Sra. Morales. “El Dr. Ames y la Sra. Tsagaris se especializan en el ámbito educativo, mientras que nosotros aportamos nuestra experiencia en experimentación, generación e interpretación de datos. Ha sido increíblemente gratificante ver a los estudiantes desarrollarse”.

La nueva cohorte de estudiantes de Discover, que comenzaron su investigación en enero, está formada por: Isabella Brew, en el laboratorio de Teresa DiLorenzo, Ph.D., profesora de microbiología e inmunología y de medicina y académica de la facultad Diane Belfer, Cypres & Endelson Families en investigación sobre diabetes; Gracia Bualuti, en el laboratorio de Hayley McDaid, Ph.D., profesora asociada de oncología, medicina y farmacología molecular; y Wilber Rafael Ciprian, en el laboratorio de Derek Huffman, Ph.D., profesor de farmacología molecular y de medicina y académico de la facultad Lotti y Bernard Benson en enfermedad de Alzheimer.

Nos reunimos con los tres futuros graduados del Programa de Investigación Discover y sus mentores de Einstein para hablar sobre sus descubrimientos y el impacto que el programa ha tenido en ellos.

Marilyn Vallejo Álvarez: Fibrosis quística y cáncer de pulmón
Mentora: Lindsay LaFave, PhD

La Sra. Vallejo Álvarez afirma que no sabía mucho sobre el funcionamiento del entorno de investigación cuando ingresó al programa de posgrado de biología en Lehman. "Pero realmente no había tenido contacto con él", afirma. Cuando sus asesores de Lehman la animaron a solicitar el Programa de Investigación Einstein Discover, "decidió hacerlo", comenta. "Lo vi como una oportunidad para crecer personal y profesionalmente".

Había trabajado en un laboratorio durante su licenciatura, «pero normalmente era trabajo en grupo. La diferencia en Einstein es que todo se hace individualmente. Tienes que ser capaz de aprender y tener confianza en lo que sabes para poder superar los diferentes experimentos».

Cuando llegó el momento de realizar los experimentos, comenta: «Todo era nuevo para mí. Hacer cultivos celulares, por ejemplo, es bastante sencillo y la mayoría de los científicos lo hacen. Pero yo nunca había hecho uno. Así que cada paso, desde cambiar el medio hasta contar las células y volver a sembrarlas, fue una experiencia de aprendizaje. Afortunadamente, conté con el apoyo de mi laboratorio para guiarme en estos desafíos».

También realizó experimentos que incluyeron qPCR (reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa) para medir la expresión genética, Western blots para cuantificar proteínas en muestras de tejido y ATAC-seq (ensayo para cromatina accesible a la transposasa con secuenciación) para medir el empaquetamiento del ADN en el núcleo.

Bajo la dirección del Dr. LaFave, profesor adjunto de biología celular en Einstein y miembro del Programa SCCB del MECCC, la Sra. Vallejo Álvarez ha dedicado el último año a investigar un gen implicado en el desarrollo del cáncer de pulmón. La estudiante de posgrado decidió abordar un misterio médico: por qué la actividad del gen CFTR, conocido por su papel en la fibrosis quística, disminuye en pacientes con cáncer de pulmón en etapa avanzada.

“Lo que hemos descubierto es que, en general, la expresión del gen CFTR se pierde cada vez más a medida que progresa el cáncer de pulmón”, afirma. Sin embargo, descubrió que el CFTR actúa de forma diferente según el tipo específico de célula cancerosa. Un tratamiento puede degradar el gen en una línea celular, por ejemplo, y potenciarlo en otra. “Con el tiempo, el objetivo es comprender cómo funciona la proteína para poder desarrollar terapias dirigidas a ella”, concluye.

Los estudiantes suelen empezar trabajando en una parte del proyecto de otra persona, dice el Dr. LaFave. "Pero Marilyn fue pionera en su propio proyecto. Descubrió que la forma en que se cultivan las células en una placa puede afectar la actividad del CFTR y, por lo tanto, el resultado de los experimentos", dice el Dr. LaFave. "Ese hallazgo es clave para estudiar este gen correctamente".

Akua Mensah: Malaria cerebral
Mentora: Johanna Daily, MD, MS

La Sra. Mensah recuerda sentirse nerviosa al comenzar su carrera como estudiante de Discover Research. "Tenía miedo, pero también interés y ganas de contribuir; todos esos sentimientos se entrelazaban", dice. El apoyo que encontró alivió sus nervios iniciales. "Todos me guiaron, no solo la gente de mi laboratorio", dice.

“La experiencia ha sido beneficiosa para todos”, dice la Dra. Daily, su mentora y profesora de medicina y de microbiología e inmunología en Einstein, miembro del ICTR y médica especialista en enfermedades infecciosas en Montefiore.

La investigación de la Sra. Mensah se centró en la malaria, una enfermedad parasitaria transmitida por mosquitos, responsable del 40 % de las visitas ambulatorias hospitalarias en Ghana, donde vivió hasta los 14 años. «La malaria me afectó a mí, así como a muchos de mis amigos y familiares», afirma. Afirma que le entusiasmó trabajar con el Dr. Daily en el tratamiento de la malaria cerebral, una complicación poco común de la enfermedad que puede causar convulsiones, coma, daño cerebral e incluso la muerte.

El laboratorio de la Dra. Daily había identificado el ácido pipecólico, un aminoácido producido por el parásito causante de la malaria, como el posible responsable de los síntomas neurológicos. Utilizando técnicas aprendidas en el laboratorio, la Sra. Mensah marcó la vía celular para la creación de ácido pipecólico con una molécula precursora de etiqueta de carbono. Efectivamente, los glóbulos rojos infectados tenían una etiqueta de carbono de ácido pipecólico, mientras que las células sanas no.

“Eso significa que el parásito responsable de la malaria cerebral produce ácido pipecólico”, afirma la Sra. Mensah. “Es un resultado significativo”. Recibió el Premio a Jóvenes Investigadores de la Sociedad Americana de Medicina Tropical e Higiene tras presentar su investigación en la conferencia anual del grupo.

A lo largo del programa, la Sra. Mensah percibió una nueva emoción: la esperanza. Se sintió impulsada por la emoción del descubrimiento y de estar cerca de un hallazgo que podría cambiar vidas. "Con esta investigación vamos a lograr algo grandioso", afirma.

Jacky Morales: Cáncer de sangre
Mentora: Kristy Stengel, PhD

La Sra. Morales recuerda sentirse intimidada al comenzar el Programa de Investigación Discover, sobre todo porque había llegado al Bronx hacía apenas cuatro años desde Puerto Rico, y el inglés es su segundo idioma. "Me sentía muy cohibida, sobre todo al hablar de ciencias", dice la Sra. Morales. "Pero presentar y practicar en mi laboratorio y en los talleres me fortaleció mucho y me dio más confianza".

En el laboratorio del Dr. Stengel, la Sra. Morales está investigando una clase de proteínas llamadas factores de transcripción que parecen anormales o mutadas en pacientes con cáncer.

Idealmente, los científicos compararían lo que ocurre en las células con y sin esas proteínas mutadas. Sin embargo, históricamente esto ha sido difícil, afirma la Dra. Stengel, porque los factores de transcripción actúan con rapidez, pero la tecnología para desactivarlos es muy lenta. La Sra. Morales trabaja con una nueva tecnología que acorta el tiempo necesario para interrumpir los factores de transcripción de días a minutos.

Está utilizando esta nueva técnica para estudiar un factor de transcripción llamado RUNX1. Las mutaciones que inhiben RUNX1 están vinculadas a un trastorno hereditario de la coagulación sanguínea y a un mayor riesgo de leucemia y otros cánceres de la sangre. Ha demostrado que la eliminación de RUNX1 provoca daño al ADN celular.

“He estado diseñando una línea celular para seguir estudiando RUNX1 y determinar si también interactúa con proteínas implicadas en la reparación del ADN”, dice la Sra. Morales. Durante su participación en el programa Discover Research, recibió una beca de $5,000 de la Fundación Alex's Lemonade Stand para el Cáncer Infantil. También ha presentado su investigación en congresos, en Lehman College y en el Zoológico del Bronx.

Próximos pasos para los jóvenes científicos

Los tres estudiantes de posgrado de Discover Research tienen grandes planes para el futuro. La Sra. Mensah ha deseado ser médica de familia desde que acompañó a un médico general durante una pasantía en el Montefiore Medical Center durante la secundaria. Tiene ofertas de varias facultades de medicina y aún está decidiendo cuál aceptará. La Sra. Mensah afirma que se gradúa del Programa Discover Research con un profundo aprecio por el papel que desempeña la investigación en la ayuda a los pacientes. "Esto es atención médica: personas que hacen descubrimientos y desarrollan terapias que otros usan en la clínica", afirma. "Todos nos necesitamos".

La Sra. Morales también está decidida a estudiar medicina y planea obtener un doctorado para convertirse en médica científica. Mientras tanto, permanecerá como técnica de investigación en el laboratorio del Dr. Stengel mientras se prepara para la siguiente etapa de su formación. "Siento que me perdería una parte de mí misma si dejara la investigación", dice. "Me llena de alegría poder no solo atender a pacientes en la consulta, sino también contribuir a las terapias que les ayudan a tener una vida larga y saludable".

En cuanto a la Sra. Vallejo Álvarez, dice que la trayectoria de su padre la inspira. Él tuvo que dejar la escuela de medicina en Ecuador cuando la familia emigró a Estados Unidos, pero le inculcó un profundo respeto por la profesión médica, y está considerando solicitar un doctorado. Mientras tanto, ha aceptado la oferta del Dr. LaFave de continuar en su laboratorio como asistente de investigación durante el próximo año académico.

“Nunca pensé que estaría en esta posición, pero me encanta donde estoy”, dice la Sra. Vallejo Álvarez. Algunos días son difíciles, dice, pero el desafío y la variedad la mantienen alerta. “Si todo fuera viento en popa, sería una carrera aburrida”, dice. “¿Y quién quiere eso?”