El listado, que solo contemplaba a Noruega, Países Bajos, Suecia y Suiza, ahora tiene a Costa Rica como un actor clave en la ciencia global

En un momento crítico internacionalmente, una biotecnóloga y un microbiólogo de la Facultad de Microbiología de la Universidad de Costa Rica (UCR) lograron lo inédito y colocaron el nombre de Costa Rica entre las potencias globales más prestigiosas que estudian patógenos —virus y bacterias que pueden ocasionar la muerte—, con el objetivo de generar, obtener y compartir información que contribuya a salvar vidas.

¿Sus nombres? El Dr. José Arturo Molina Mora y la Dra. Rebeca Campos Sánchez quienes, después de cinco meses de arduo trabajo, y con el apoyo de dos informáticos de la UCR, José Antonio Brenes Carranza y José Daniel Sánchez Castillo, posicionaron a Costa Rica como parte de la connotada plataforma web internacional Pathogens Portal.

Pathogens Portal es un espacio digital de elevado prestigio mundial del Pathogen Data Network —auspiciado por el Instituto Suizo de Bioinformática (SIB) y el Instituto Europeo de Bioinformática— dedicado al acceso, al análisis y a la distribución de datos sobre agentes infecciosos de alto impacto.

Su objetivo es fungir como una gran base de datos colectiva cuya información puede ser usada para mejorar las herramientas diagnósticas, impulsar la generación de nuevos fármacos que combatan eficazmente a los patógenos y potenciar terapias más efectivas para los pacientes, especialmente, quienes han desarrollado resistencia a los tratamientos antibióticos y poseen pocas opciones terapéuticas disponibles.

“Que Costa Rica integre el Pathogens Portal es sumamente importante para el país y un hito sin precedentes. En Costa Rica tenemos un desarrollo tecnológico muy eficiente, pero con un problema llamado la “maldición de la dimensionalidad”. Esto significa que, aunque producimos datos masivos, no tenemos la misma capacidad de extraer la información relevante y los acumulamos con el anhelo de, algún día, analizarlos”, comentó el Dr. Molina.

“Como consecuencia, hoy conocemos, por ejemplo, la existencia de 200 000 estructuras de proteínas validadas a nivel experimental. Pero, a nivel de secuenciación genómica, hay 250 millones. Esto significa que nos estamos perdiendo millones de oportunidades para entender los mecanismos biológicos de estos virus y bacterias a fin de descubrir nuevos fármacos”, aseveró el Dr. Molina.

Dr. José Arturo Molina Mora, líder de la iniciativa desde la UCR

Hasta hace poco, Pathogens Portal solo contemplaba a las naciones de Noruega, Países Bajos, Suecia y Suiza.

Gracias al trabajo visionario de ambos científicos de la UCR, la red latinoamericana CABANAnet y del respaldo de la Vicerrectoría de Investigación, Costa Rica hoy integra esa distinguida lista y es, oficialmente, reconocida como la única nación de Centroamérica en integrar el nodo regional del Pathogens Portal y, por el momento, el primero de Latinoamérica, pues luego se integrarán México y Chile. Estos nodos regionales también son financiados por el SIB y el proyecto es coordinado por Aitana Neves.

“A través del proyecto de CABANAnet vamos a fortalecer y ayudar a otros países de la región para que también depositen datos en esta plataforma y, al mismo tiempo, vamos a favorecer las capacitaciones para que la gente conozca cómo se pueden utilizar este tipo de herramientas. Para la UCR es fundamental ser un líder en este esfuerzo, porque sabemos que tendremos un gran impacto, no solo para nuestro país, sino también para toda la región Latinoamericana”, apuntó la Dra. Campos, investigadora de la UCR y coordinadora de CABANAnet.

¡Una esperanza!

El hecho de que Costa Rica integre el Pathogens Portal potenciará una transformación estratégica en el manejo y vigilancia de enfermedades infecciosas en el país. Esto es esperanzador.

Actualmente, Latinoamérica está entre las regiones con los niveles más altos de bacterias resistentes, muy similar a la tendencia mundial.

Por ejemplo, la última Revisión de la Resistencia Antimicrobiana del Reino Unido indica que la resistencia de las bacterias está generando el fallecimiento de casi 700 000 personas cada año en el mundo y, si la situación no cambia, para el 2050 podría cobrar la vida de más de 10 millones en todo el orbe.

Esa proyección se respaldó aún más a finales del 2022 con el último informe emitido por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Este informe reveló altos niveles de resistencia en bacterias causantes de septicemias (infecciones potencialmente mortales), así como una creciente resistencia de los patógenos bacterianos más comunes a varios de los tratamientos existentes.

Asimismo, en el 2024, comentó el Dr. Molina, se identificó que una de las bacterias infecciosas más comunes en Costa Rica que genera diarreas y vómitos, Escherichia coli (E. coli), ya estaba presentando resistencia a varios antibióticos de uso frecuente y de última línea de terapia.

En palabras más sencillas, existe un alto riesgo de quedarnos sin fármacos capaces de contrarrestar bacterias altamente dañinas para el ser humano, desde las más comunes, como la E. coli, hasta las más raras. Este panorama refuerza la urgencia de implementar, cuanto antes, estrategias de vigilancia genómica y control antimicrobiano más efectivas en el país.

“Uno de los principales aspectos que intentamos cubrir con este portal, y con nuestro equipo de trabajo en inteligencia artificial, genómica y bioinformática, es la fuga de datos. Sabemos que existen bacterias resistentes, pero esos genomas no se están secuenciando y lo poco que se hace no se está compartiendo para el uso y beneficio colectivo”, resaltó el Dr. Molina.

Al día de hoy, agregó el experto, los países de Latinoamérica individualmente no han aportado ni 100 genomas de cada tipo de bacteria crítica, lo cual es vital en las bases de datos mundiales  para el desarrollo de nuevas terapias y diagnósticos.

Así, la incorporación del país en ese espacio apoyará a las personas investigadoras, profesionales en salud y responsables de políticas públicas en el avance de iniciativas de salud, estudio y vigilancia de microorganismos patógenos y de preparación ante pandemias a través del acceso equitativo y la colaboración.

“Mediante el portal podremos localizar patrones de comportamiento de los patógenos a través del tiempo y optimizar las estrategias diagnósticas, especialmente, de aquellas bacterias resistentes para las cuales se agotan las opciones de tratamiento”, reafirmó el experto.

“Ya hay información accesible para todas las personas interesadas, como los 1 534 genomas depositados en las bases de datos del SARS-CoV-2, en el Pathogens Portal que estamos inaugurando”, añadió la Dra. Campos.

Trabajo revolucionario

El posicionamiento de Costa Rica en Pathogens Portal es producto del apoyo de CABANAnet y del proyecto iPAT: Plataforma basada en Genómica, Bioinformática e Inteligencia Artificial para el estudio de patógenos aislados en entornos clínicos, de la UCR.

En los últimos cinco años, la UCR ha sobresalido en el análisis masivo de datos mediante el uso de la inteligencia artificial, lo cual ha sido determinante en el agrupamiento de virus y bacterias para definir grupos diversos y caracterizarlos. La IA también optimiza la clasificación de los patógenos, lo cual también agiliza la generación de clases para su estudio.

“Ya hemos hecho aplicaciones de IA en la UCR para el estudio de patógenos. Uno es el caso del COVID-19. Hace tres años implementamos, en colaboración con el Instituto Costarricense de Investigación y Enseñanza en Nutrición y Salud (Inciensa), un estudio con datos de casi 19 000 pacientes en el cual utilizamos algoritmos de agrupamiento”, comentó el Dr. Molina.

“Al concluir, logramos establecer siete perfiles clínicos que diferenciaban la sintomatología y luego los comparamos con factores de riesgo, la carga viral diferida por la prueba molecular y, además, se comparó con las versiones del SARS-CoV-2, a fin ayudar a mejorar los abordajes terapéuticos que daba el personal de salud”, agregó el microbiólogo.

Otras aplicaciones han sido con el perfil de citoquinas de pacientes con COVID-19. Las citoquinas son mensajeros que le dicen al cuerpo qué hacer para defenderse. En ese momento, la meta era entender mejor las diferencias en la recuperación de las y los pacientes.

Asimismo, y en colaboración con el Massachusetts Institute of Technology (MIT), desde la UCR se efectuó una clasificación para estudiar enfermedades crónicas del tracto digestivo en un modelo de monos marmoseta, con importantes hallazgos que, en un futuro, podría traducirse en mejores terapias.

Gracias a estos esfuerzos, CABANAnet ha generado datos valiosos sobre microbiomas, resistencia antimicrobiana y patógenos emergentes que ahora, mediante el Pathogens Portal, se podrán conectar con iniciativas globales. Esto fortalece la vigilancia genómica regional y mejora la capacidad de respuesta ante amenazas sanitarias.

Talento informático

Aunque el diseño original del Pathogens Portal surgió en Europa, el nodo costarricense fue cuidadosamente tropicalizado para responder a las realidades locales.

A diferencia de los modelos de Chile o México, el equipo informático de la UCR, compuesto por José Antonio Brenes Carranza y José Daniel Sánchez Castillo, adaptó la estructura base del nodo suizo a las necesidades de investigación y gestión de datos propias del país.

Por eso, se desarrollaron herramientas internas específicas que permiten la colaboración directa entre investigadores locales y la integración eficiente de datos ya existentes, como los provenientes de proyectos impulsados por CABANAnet.

“Siempre tenemos esa necesidad de contar con portales que nos permitan divulgar la información. En el caso de Costa Rica, ya tenemos diferentes proyectos e investigaciones que se han desarrollado. Por lo tanto, ya se contaba con esa información y era simplemente la necesidad de tener el portal como tal con algunos aspectos particulares”, declaró José Antonio Brenes.

Justamente, uno de esos aspectos particulares del nodo de Costa Rica es que no solo ofreciera una interfaz funcional y eficiente, sino que incluyera mecanismos de gestión que permitieran a diversos actores científicos subir y administrar contenido especializado.

Para lograrlo, la plataforma fue diseñada con un enfoque modular, lo que permite su futura expansión con nuevas visualizaciones, dashboards interactivos y conexiones con bases de datos nacionales e internacionales.

Además, se contemplan futuras integraciones de analítica avanzada que permitirán mostrar datos procesados directamente desde las investigaciones costarricenses.

“En esta primera etapa sacamos una primera versión estable que cumpliera con la funcionalidad. Para la segunda etapa esperamos que la plataforma se siga alimentando y siga aumentando los números a nivel de bases de datos y a nivel de visitas, que vamos a empezar a monitorear para ver quiénes nos visitan y cuál es el impacto de esta plataforma”, complementó José Daniel Sánchez.

El equipo técnico trabajó contra el reloj para que Costa Rica fuera el primer país Latinoamericano en lanzar su nodo del Pathogens Portal. El desarrollo se completó en menos de seis meses, desde el primer trimestre de 2025, con una primera versión estable que cumple con los requisitos mínimos para su funcionamiento.

“Nos apresuramos bastante porque ya había otras plataformas avanzadas y queríamos ser los primeros en Latinoamérica en salir al aire”, señaló José Antonio Brenes, quien destacó el apoyo constante de la Dra. Campos y el Dr. Molina para lograr este hito.

La resistencia bacteriana a los antibióticos es una amenaza creciente que dificulta el tratamiento de infecciones comunes, poniendo en riesgo la salud global y aumentando la necesidad de nuevos enfoques en la lucha contra las bacterias. En la imagen, placas de Petri con cultivos bacterianos, una herramienta para estudiar y comprender el fenómeno.

¿Qué sigue?

Con el proyecto iPAT de la UCR y el Pathogens Portal, el énfasis estará en la resistencia a los antimicrobianos.

Si bien todos los patógenos son importantes, el Dr. Molina aclaró que existe una clasificación de prioridades que incluye a un grupo de bacterias resistentes a los carbapenémicos: los fármacos antibióticos más avanzados y de último recurso para tratar infecciones graves en pacientes hospitalizados.

“La idea con el portal es integrar el trabajo y estudios de diferentes laboratorios, propiamente a nivel clínico relacionado con salud, trabajar en redes y adoptar una perspectiva de una salud con mejores herramientas para el diagnóstico y de seguimiento en diferentes ambientes”, expresó el Dr. Molina.

Si bien la incorporación al portal es reciente, desde la UCR ya se brindaron mejoras diagnósticas a la Caja Costarricense de Seguro Social (CCSS) para identificar pacientes resistentes a los antibióticos y adaptar las terapias con el objetivo de aumentar su eficacia.

“Los hospitales públicos nos reportaron una inconsistencia de los resultados para la detección de enzimas que estudian carbapenémicos. Estas pruebas se le hacen al paciente a fin de administrar el tratamiento antibiótico más adecuado y eficaz. Resulta que la prueba molecular de PCR no detectaba un gen en particular y la prueba fenotípica sí daba positiva. Esto se ha reportado en México, Puerto Rico, Brasil, entonces no éramos los únicos con este problema”, dijo el Dr. Molina.

“Al secuenciar, nos dimos cuenta de que el gen sí estaba presente, pero diferente, lo que nos da un falso negativo en el PCR. Con esa primera aproximación, hicimos luego 119 aislamientos y propusimos mejoras en el diagnóstico que ya tiene la CCSS y que ya están siendo de mucha ayuda para la vida de las y los pacientes”, expuso el Dr. Molina.

Por el momento, y desde el proyecto iPAT, la UCR está trabajando con diez instituciones aliadas por tres años, a fin de extender la representación de Costa Rica en bases de datos, optimizar las pruebas diagnósticas, agilizar los análisis de genoma completo y proveer información a nivel de uso de herramientas de inteligencia artificial.

El siguiente paso es que Costa Rica sea un centro líder en América Latina que fortalezca la seguridad sanitaria global mediante la promoción de la investigación innovadora sobre patógenos, el fomento de la cooperación internacional y la garantía de un reparto equitativo de beneficios e información para prevenir y responder eficazmente a las pandemias.

En cuanto a la parte informática, las próximas fases incluirán mejoras en visualización de datos, interacción con los usuarios y mayor interoperabilidad con otras plataformas de ciencia abierta.

“Queremos que no sea solo un repositorio de datos, sino una herramienta de análisis e interpretación útil para la comunidad científica nacional e internacional”, concluyeron los desarrolladores.

Esta noticia fue escrita por Jenniffer Jiménez Córdoba
Periodista de la Oficina de Comunicación Institucional de la Universidad de Costa Rica.
Publicada originalmente en UCR | Noticias.
(Reproducida con fines informativos y educativos.)