A punto de graduarse con una maestría en ciencias, Marilyn Vallejo Álvarez ya ha contribuido a la investigación genética en el Centro Oncológico Integral Montefiore Einstein (MECCC), designado por el Instituto Nacional del Cáncer. Está entusiasmada con las posibilidades que le depara un futuro que no se imaginaba hace un par de años.

“Unirme a este programa en una institución de investigación líder me ha abierto las puertas a muchísimas áreas de estudio diferentes”, dice la Sra. Vallejo Álvarez. “Estoy entusiasmada con las posibilidades que me ofrece”.

La Sra. Vallejo Álvarez, junto con Akua Mensah y Jackriel Pina Morales, pronto se convertirán 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 jóvenes científicos del Bronx acceso a laboratorios e investigadores del Einstein mientras cursan una maestría en biología otorgada por CUNY, lo que les permitirá ser más competitivos al solicitar ingreso a facultades de medicina y estudios de posgrado.

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 intensivo donde, a menudo por primera vez, los estudiantes integran la información aprendida en la planificación y realización de investigaciones originales, explica Kristina Ames, Ph.D., subdirectora de capacitación en investigación oncológica y coordinación educativa en MECCC, la institución que administra el programa, y ​​profesora adjunta de oncología en Einstein. "Es un gran cambio mental pasar del aula al laboratorio", comenta, "pero con el tiempo, todos los estudiantes han sobresalido".

La Sra. Vallejo Álvarez coincide: “Es totalmente diferente aprender en un laboratorio que leer sobre un experimento”, afirma. “Poder aplicar lo aprendido en clase y ponerlo en práctica con mis propias manos me ayuda a comprender la ciencia”.

La Sra. Tsagaris afirma: "Introducimos a estos estudiantes en el entorno real de la investigación científica. Aprenden no solo los aspectos técnicos de la investigación básica, sino también habilidades interpersonales fundamentales, como comunicarse profesionalmente y trabajar de forma productiva con compañeros y directivos".

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

Zoe Tsagaris, directora de recursos de investigación clínica en el ICTR

Aprender a ser un profesional de la ciencia

Además de pasar 15 meses realizando investigaciones en un laboratorio de Einstein, los estudiantes del programa 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, Ph.D.

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

Durante sus estudios de pregrado, había trabajado en un laboratorio, “pero generalmente era trabajo en grupo. La diferencia en Einstein es que todo se hace individualmente. Hay que tener capacidad de aprendizaje y confianza en los propios conocimientos para superar los diferentes experimentos”.

Cuando llegó el momento de realizar los experimentos, comenta: “Todo era nuevo para mí. Por ejemplo, cultivar células 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 de cultivo hasta contar las células y volver a sembrarlas, fue una experiencia de aprendizaje. Por suerte, conté con el apoyo de mi laboratorio para superar estos retos”.

También realizó experimentos que incluían qPCR (reacción en cadena de la polimerasa cuantitativa) para medir la expresión génica, Western blots para cuantificar proteínas en muestras de tejido y ATAC-seq (ensayo de 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 en MECCC, la Sra. Vallejo Álvarez ha dedicado el último año a investigar un gen implicado en el desarrollo del cáncer de pulmón. Esta estudiante de posgrado decidió abordar un enigma médico: ¿Por qué la actividad del gen CFTR , conocido principalmente 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 disminuye progresivamente a medida que avanza el cáncer de pulmón”, explica. Sin embargo, descubrió que el CFTR actúa de forma diferente según el tipo específico de célula cancerosa. Un tratamiento puede, por ejemplo, degradar el gen en una línea celular y potenciarlo en otra. “En última instancia, 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, explica el Dr. LaFave. «Pero Marilyn fue pionera en su propio proyecto. Descubrió que la forma en que se cultivan las células en una placa de cultivo puede afectar la actividad del gen CFTR y, por lo tanto, el resultado de los experimentos», afirma 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 haberse sentido nerviosa al comenzar su programa de investigación Discover. «Tenía miedo, pero también interés y ganas de contribuir; todos esos sentimientos se entrelazaban», comenta. El apoyo que recibió la ayudó a superar sus nervios iniciales. «Recibí orientación de todos, no solo de mis compañeros de laboratorio», afirma.

“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 consultas ambulatorias en Ghana, donde vivió hasta los 14 años. «La malaria me afectó tanto a mí como a muchos de mis amigos y familiares», afirma. Comenta que le entusiasmaba trabajar con el Dr. Daily en la malaria cerebral, una complicación poco frecuente de la enfermedad que puede provocar convulsiones, coma, daño cerebral e incluso la muerte.

El laboratorio de la Dra. Daily había identificado el ácido pipecolínico, 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 de síntesis del ácido pipecolínico con una molécula precursora marcada con carbono. Efectivamente, los glóbulos rojos infectados presentaban una marca de carbono del ácido pipecolínico, mientras que las células no infectadas carecían de ella.

“Eso significa que el parásito responsable de la malaria cerebral produce ácido pipecolínico”, afirma la Sra. Mensah. “Es un resultado significativo”. Recibió el Premio al Joven Investigador de la Sociedad Estadounidense de Medicina Tropical e Higiene tras presentar su investigación en la conferencia anual de la organización.

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

Jacky Morales: Cáncer de sangre
Mentora: Kristy Stengel, Ph.D.

La Sra. Morales recuerda haberse sentido intimidada al comenzar el Programa de Investigación Discover, sobre todo porque había llegado al Bronx hacía apenas cuatro años procedente de Puerto Rico, y el inglés es su segundo idioma. «Me sentía muy cohibida, especialmente al hablar de ciencia», comenta la Sra. Morales. «Pero las presentaciones y la práctica con mi laboratorio y en los talleres me dieron mucha más fuerza y ​​confianza».

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

Idealmente, los científicos compararían lo que sucede en las células con y sin esas proteínas mutadas. Pero históricamente, eso ha sido difícil, explica el Dr. Stengel, porque los factores de transcripción actúan con rapidez, pero la tecnología para desactivarlos es muy lenta. La Sra. Morales está trabajando con una nueva tecnología que reduce el tiempo necesario para interrumpir la actividad de los factores de transcripción de días a minutos.

Está utilizando esa nueva técnica para estudiar un factor de transcripción llamado RUNX1. Las mutaciones que afectan a RUNX1 están relacionadas con un trastorno hereditario de la coagulación sanguínea y un mayor riesgo de leucemia y otros cánceres de la sangre. Ha logrado demostrar que la eliminación de RUNX1 provoca daños en el ADN dentro de las células.

“He estado desarrollando una línea celular para continuar estudiando RUNX1 y si también interactúa con proteínas implicadas en la reparación del ADN”, explica la Sra. Morales. Durante su participación en el programa Discover Research, recibió una beca de 5000 dólares de la Fundación Alex's Lemonade Stand para la lucha contra el cáncer infantil. Además, ha presentado su investigación en congresos, en el Lehman College y en el zoológico del Bronx.

Próximos pasos para los jóvenes científicos

Las tres estudiantes de posgrado del programa Discover Research tienen grandes planes para el futuro. La Sra. Mensah ha querido ser médica de familia desde que acompañó a un médico general durante una pasantía en el Centro Médico Montefiore, mientras cursaba 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 atención a los pacientes. "Esto es atención médica: personas que hacen descubrimientos y desarrollan terapias que otros utilizan en la clínica", dice. "Todos nos necesitamos mutuamente".

La Sra. Morales también está decidida a estudiar medicina y planea obtener un título de MD/Ph.D. para convertirse en médica-científica. Mientras tanto, continuará trabajando 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", afirma. "Me llena de alegría poder no solo tratar pacientes en la consulta, sino también contribuir a las terapias que les ayudan a tener vidas largas y saludables".

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?”