dc.contributor.advisor	Garcia Robayo, Dabeiba Adriana
dc.contributor.advisor	Gamboa Jaimes, Fredy Omar
dc.contributor.author	Tupaz Erira, Herlinto alveiro
dc.contributor.evaluator	Trespalacios Rangel, Alba Alicia
dc.contributor.evaluator	Vargas Flores, Oscar
dc.contributor.evaluator	Hermida, Maikel
dc.contributor.evaluator	González, Octavio
dc.contributor.evaluator	Montaña Lara, José Salvador
dc.coverage.city	Bogotá (Colombia)	spa
dc.coverage.city	Manizales (Colombia)	spa
dc.coverage.department	Caldas (Colombia)	spa
dc.coverage.department	Cundinamarca (Colombia)	spa
dc.coverage.spatial	Colombia	spa
dc.coverage.temporal	20017-2018
dc.date.accessioned	2021-09-03T12:36:43Z
dc.date.available	2021-09-03T12:36:43Z
dc.date.created	2021-02-17
dc.description.abstract	Se ha descrito en la literatura el papel que tienen las bacterias en el desarrollo del carcinoma oral de células escamosas (por sus siglas en ingles OSCC). Sin embargo, la mayoría de los estudios han identificado bacterias con base en la secuenciación del gen ARNr 16S, lo cual ha generado diferencias significativas en diversidad y abundancia de algunos géneros bacterianos. Por lo tanto, existe la necesidad de avanzar en la implementación de nuevas herramientas tecnológicas para estudios metagenómicos complementados con estudios metatranscriptómicos que permitan describir con mayor precisión la composición, interacción y actividad de la comunidad bacteriana en distintos microambientes orales de pacientes con y sin OSCC. Por lo cual, en este estudio se caracterizó y se integró el metagenoma con el transcriptoma bacteriano de placa dental, saliva y tejido tumoral en pacientes con y sin OSCC. Para cumplir con este objetivo, se realizó un estudio descriptivo analítico caso control, en tres fases. 1. Se recolectaron 30 muestras orales previo a la cirugía (10 de tejido tumoral, 10 de saliva y 10 de placa bacteriana) de 10 pacientes diagnosticados de OSCC y 20 muestras orales (10 de saliva y 10 de placa bacteriana) de 10 donantes sanos (controles) que asistieron al servicio odontológico en la facultad de odontología; todos los participantes cumplieron con los criterios de selección y firmaron consentimiento informado. Posteriormente, de cada muestra se realizó extracción de ADN y ARN, se evaluó la cantidad y calidad, y se envió al servicio de secuenciación por tecnología MiSeq y HiSeq Illumina®. Con el fin de obtener lecturas de mayor calidad, se realizó la remoción de secuencias de baja calidad mediante el uso del software Trimmomatic. La calidad de las secuencias fue evaluada mediante el uso del software FastQC. Para el análisis del metagenoma se utilizó la base de datos de kraken que incluye secuencias de bacterias en Refseq y el programa Kraken Aligner V1.0. Se realizaron análisis de componentes principales, binomiales, diversidad alfa y beta, y ANOVA, así como también comparaciones inter e intragrupo, análisis de frecuencia (número de veces que la bacteria ocurre en las muestras estudiadas), promedio, desviación estándar, Chi cuadrado. 2. Se describió el metagenoma bacteriano presente en pacientes con OSCC y controles, se encontró un total de 30 filos (compartidos por ambos grupos), 611 géneros (334 compartidos por ambos grupos, 273 solo en pacientes con OSCC y 4 solo en controles). Además, 1.269 especies (1.231 compartidas por ambos grupos, 17 solo se encuentran en pacientes con OSCC y 21 solo en controles). Los resultados indicaron la presencia de un grupo de especies bacterianas únicamente en pacientes con OSCC (estas bacterias se consideraron asociadas a disbiosis) y otro grupo de especies bacterianas presentes únicamente en personas sanas (estas bacterias se consideraron asociadas a eubiosis); por lo cual un análisis posterior se enfocó en las especies bacterianas que pudieran estar relacionadas con procesos de eubiosis y disbiosis. De un grupo de 45 especies bacterianas fueron identificadas: 20 compatibles con eubiosis en saliva, 14 compatibles eubiosis en placa dental, 5 compatibles con disbiosis en saliva y 6 compatibles con disbiosis en placa dental. Esto permitió proponer a Aerococcus urinae, Brachyspira intermedia, Chromobacterium violaceum, Enterobacter asburiae, Lactobacillus helveticus, Mycobacterium chubuense, Mycoplasma penetrans, Streptococcus infantarius, y Streptococcus pasteurianus como las especies de bacterias asociadas a estados de eubiosis; y a Legionella pneumophila, Mycoplasma hominis, Gardnerella vaginalis Capnocytophaga canimorsus, Mycoplasma conjunctivae y Providencia stuartii, como bacterias asociadas a estados de dibiosis. 3. Para el estudio del transcriptoma se realizaron análisis de calidad y selección de secuencias mediante el uso de herramientas bioinformáticas como Trimmomatic y FastQC, SortmRNA, Trinity. Para la identificación de los transcritos y clasificación taxonómica se utilizó Kraken Aligner V1.0 y PATRIC, bases de datos como CARD, Drug Bank, VICTORS, TCBD y TTD. Se realizó un análisis de carga funcional mediante el estudio de perfiles de expresión de los transcriptomas en 40 especies bacterianas en total, 30 especies compatibles con eubiosis y 10 especies compatibles con disbiosis; 5 especies bacterianas fueron excluidas debido a que no se encontraron los genomas completos. Se evaluaron procesos biológicos relacionados con procesamiento de ADN, ARN y proteínas, metabolismo, respiración, fermentación, energía, ciclo celular, división y muerte. Adicionalmente se estudiaron vías de señalización y genes relacionados con respuesta al estrés, defensa y virulencia, resistencia a antibióticos y compuestos tóxicos. Los resultados relacionados con sistemas biológicos mostraron diferencias significativas entre los dos grupos de bacterias únicamente en biogénesis de ribosomas (p=0,005), mientras que, en los sistemas relacionados con procesamiento y síntesis de proteínas, respuesta al estrés, defensa y virulencia, resistencia a antibióticos y compuestos tóxicos, y metabolismo no se encontraron diferencias significativas (p>0,005). En relación con las vías se señalización de mayor actividad, en el grupo de bacterias asociadas a estados de eubiosis se encontró que fueron: metabolismo de carbohidratos, nucleótidos, aminoácidos y energía; mientras que en el grupo relacionado con estado de disbiosis fueron metabolismo de nucleótidos, aminoácidos, carbohidratos y energía. Al evaluar la expresión de genes relacionados con las vías anteriormente descritas, el grupo de bacterias asociadas a estados de eubiosis expresaron 169 genes en total, cuya función está relacionada con resistencia a antibióticos, factores de virulencia, blancos de medicamentos y transporte. Por su parte, el grupo de bacterias asociadas a estados de disbiosis expresaron 76 genes en total relacionados con resistencia a antibióticos, factores de virulencia y blancos de medicamentos.	spa
dc.description.abstractenglish	The role of bacteria in the development of oral squamous cell carcinoma (OSCC) has been described in the literature. However, most studies have identified bacteria based on the 16S rRNA gene sequencing, which has generated significant differences in diversity and abundance of some bacterial genera. Therefore, there is a need to advance in the implementation of new technological tools for metagenomic studies complemented with metatranscriptomic studies that allow the composition, interaction and activity of the bacterial community in different oral microenvironments of patients with and without OSCC to be described with greater precision. Therefore, in this study the metagenome was characterized and integrated with the bacterial transcriptome of dental plaque, saliva and tumor tissue in patients with and without OSCC. To meet this objective, a descriptive analytical case control study was carried out in three phases. 1. 30 oral samples were collected prior to surgery (10 from tumor tissue, 10 from saliva and 10 from bacterial plaque) from 10 patients diagnosed with OSCC and 20 oral samples (10 from saliva and 10 from bacterial plaque) from 10 healthy donors (controls) who attended the dental service at the dental school; all participants met the selection criteria and signed informed consent. Subsequently, DNA and RNA were extracted from each sample, the quantity and quality were evaluated, and it was sent to the sequencing service using MiSeq and HiSeq Illumina® technology. In order to obtain higher quality reads, low quality sequences were removed using Trimmomatic software. The quality of the sequences was evaluated using FastQC software. For the metagenome analysis, the kraken database was used, which includes sequences of bacteria in Refseq and the Kraken Aligner V1.0 program. Principal component, binomial, alpha and beta diversity, and ANOVA analyzes were performed, as well as inter and intragroup comparisons, frequency analysis (number of times the bacteria occur in the studied samples), mean, standard deviation, and Chi square. 2. The bacterial metagenome present in patients with OSCC and controls was described, a total of 30 phyla were found (shared by both groups), 611 genera (334 shared by both groups, 273 only in patients with OSCC and 4 only in controls). In addition, 1,269 species (1,231 shared by both groups, 17 are only found in patients with OSCC and 21 only in controls). The results indicated the presence of a group of bacterial species only in patients with OSCC (these bacteria were considered associated with dysbiosis) and another group of bacterial species present only in healthy people (these bacteria were considered associated with eubiosis); Therefore, a later analysis focused on the bacterial species that could be related to eubiosis and dysbiosis processes. From a group of 45 bacterial species were identified: 20 compatible with eubiosis in saliva, 14 compatible with eubiosis in dental plaque, 5 compatible with dysbiosis in saliva and 6 compatible with dysbiosis in dental plaque. This made it possible to propose Aerococcus urinae, Brachyspira intermedia, Chromobacterium violaceum, Enterobacter asburiae, Lactobacillus helveticus, Mycobacterium chubuense, Mycoplasma penetrans, Streptococcus infantarius, and Streptococcus pasteurianus as the species of bacteria associated with eubic states; and Legionella pneumophila, Mycoplasma hominis, Gardnerella vaginalis Capnocytophaga canimorsus, Mycoplasma conjunctivae and Providencia stuartii, as bacteria associated with dibiosis states. 3. For the study of the transcriptome, quality analysis and sequence selection were performed using bioinformatics tools such as Trimmomatic and FastQC, SortmRNA, Trinity. For the identification of the transcripts and taxonomic classification, Kraken Aligner V1.0 and PATRIC, databases such as CARD, Drug Bank, VICTORS, TCBD and TTD were used. A functional load analysis was performed by studying the expression profiles of the transcriptomes in a total of 40 bacterial species, 30 species compatible with eubiosis and 10 species compatible with dysbiosis; 5 bacterial species were excluded because complete genomes were not found. Biological processes related to DNA, RNA and protein processing, metabolism, respiration, fermentation, energy, cell cycle, division and death were evaluated. Additionally, signaling pathways and genes related to stress response, defense and virulence, resistance to antibiotics and toxic compounds were studied. The results related to biological systems showed significant differences between the two groups of bacteria only in ribosome biogenesis (p = 0.005), while, in systems related to protein processing and synthesis, stress response, defense and virulence, resistance to antibiotics and toxic compounds, and metabolism, no significant differences were found (p> 0.005). In relation to the signaling pathways of greater activity, in the group of bacteria associated with eubiosis states it was found that they were: metabolism of carbohydrates, nucleotides, amino acids and energy; while in the group related to the state of dysbiosis were nucleotide metabolism, amino acids, carbohydrates and energy. When evaluating the expression of genes related to the previously described pathways, the group of bacteria associated with eubiosis states expressed 169 genes in total, whose function is related to antibiotic resistance, virulence factors, drug targets and transport. For its part, the group of bacteria associated with dysbiosis states expressed 76 genes in total related to antibiotic resistance, virulence factors and drug targets.	spa
dc.description.cvlac	https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/EnRecursoHumano/inicio.do	spa
dc.description.degreelevel	Doctorado	spa
dc.description.degreename	Doctor en Ciencias Biológicas	spa
dc.description.googlescholar	https://scholar.google.com/citations?user=67OqbSEAAAAJ&hl=es	spa
dc.description.orcid	0000-0003-1509-5631	spa
dc.description.sponsorship	Pontificia Universidad Javeriana	spa
dc.format	PDF	spa
dc.format.mimetype	application/pdf	spa
dc.identifier.doi	https://doi.org/10.11144/Javeriana.10554.56836
dc.identifier.instname	instname:Pontificia Universidad Javeriana	spa
dc.identifier.reponame	reponame:Repositorio Institucional - Pontificia Universidad Javeriana	spa
dc.identifier.repourl	repourl:https://repository.javeriana.edu.co	spa
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/10554/56836
dc.language.iso	spa	spa
dc.publisher	Pontificia Universidad Javeriana	spa
dc.publisher.faculty	Facultad de Ciencias	spa
dc.publisher.program	Doctorado en Ciencias Biológicas	spa
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_abf2	spa
dc.rights.licence	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional	*
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dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/	*
dc.subject	Microbioma	spa
dc.subject	Transcriptoma	spa
dc.subject	Carcinoma escamocelular oral	spa
dc.subject	Disbiosis	spa
dc.subject	Secuenciación de próxima generación	spa
dc.subject.armarc	Doctorado en ciencias biológicas - Tesis y disertaciones académicas	spa
dc.subject.armarc	Transcriptoma - Colombia	spa
dc.subject.armarc	Disbiosis	spa
dc.subject.armarc	Carcinoma de células escamosas	spa
dc.subject.keyword	Microbiome	spa
dc.subject.keyword	Transcriptome	spa
dc.subject.keyword	Oral squamous cell carcinoma	spa
dc.subject.keyword	Dysbiosis	spa
dc.subject.keyword	Next generation sequencing.	spa
dc.title	Caracterización del microbioma bacteriano presente en placa dental, saliva y tejido tumoral de pacientes con y sin carcinoma escamocelular oral : un estudio integrativo del metagenoma y metatranscriptoma	spa
dc.title.english	Characterization of the bacterial microbiome present in the dental plate, saliva and tumoral tissue of patients with and without oral scamocellular carcinoma : integrative study of the metagenome and metatranscriptome	spa
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
dc.type.driver	info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_ab4af688f83e57aa
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Doctorado	spa

Caracterización del microbioma bacteriano presente en placa dental, saliva y tejido tumoral de pacientes con y sin carcinoma escamocelular oral : un estudio integrativo del metagenoma y metatranscriptoma

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