Ciencias Exactas y Ciencias de la Salud
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11285/551039
Pertenecen a esta colección Tesis y Trabajos de grado de las Maestrías correspondientes a las Escuelas de Ingeniería y Ciencias así como a Medicina y Ciencias de la Salud.
Browse
Search Results
- Deep learning causal study between the gut microbiome composition and autism spectrum disorder manifestation(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2025-06) Oláguez González, Juan Manuel; Alfaro Ponce, Mariel; emimmayorquin; Sosa Hernández, Víctor Adrián; Breton Deval, Luz de María; Schaeffer, Satu Elisa; School of Engineering and Sciences; Campus Monterrey; Chairez Oria, Jorge IsaacAutism Spectrum Disorder (ASD) encompasses a range of neurodevelopmental conditions characterized by early impairments in communication and social interaction, often accompanied by repetitive behaviors. Although its etiology remains unclear, both genetic and environmental factors—including gastrointestinal disturbances—have been implicated. Recent research has highlighted a potential link between ASD and alterations in gut microbiota composition (GMC), with some studies reporting microbial imbalances associated with symptom severity. However, inconsistent methodologies, non-reproducible results, and demographic biases hinder the generalizability of current findings. This thesis investigates the use of machine learning (ML) techniques to model and explore the relationship between gut microbial profiles and ASD. ML offers powerful tools for analyzing complex, nonlinear data across heterogeneous populations, addressing methodological inconsistencies and uncovering patterns that traditional statistical approaches may miss. The objectives of this work are to: (1) identify key microbial predictors of ASD across diverse cohorts, (2) quantify the relative importance of specific bacterial taxa, and (3) simulate simplified microbiota dynamics relevant to ASD. The research was carried out in three stages. First, classical ML algorithms were applied to uncover hidden relationships between microbial profiles and ASD diagnosis, revealing how different bacterial genera may contribute to ASD manifestation in cohorts with diverse GMCs. Second, in silico simulations were performed to visualize the impact of diet on gut microbiota structure and to observe clustering behaviors among bacteria under different dietary regimes. Finally, a semi-supervised model was developed using synthetic data and engineered features, grouping bacteria according to their primary metabolic functions and incorporating these functional categories as novel predictors. In conclusion, focusing on bacterial metabolic functions rather than isolated taxa provides a more robust and interpretable framework for understanding the GMC-ASD relationship, potentially supporting earlier diagnosis and improved insights into the environmental dimensions of ASD.
- Using chaotic printing to fabricate environments that support the culture of requisitive bacteria strains and bacterial communities(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2023) Solís Pérez, Oscar Emmanuel; Santiago, Grissel Trujillo de; mtyahinojosa, emipsanchez; Morones Ramírez, José Rubén; Álvarez, Claudio; Ceballos González, Carlos Fernando; School of Engineering and Sciences; Campus Monterrey; Álvarez, Mario MoisésThis thesis explores the use of 3D bioprinting technologies in enhancing the efficacy and resilience of different bacterial strains contained within the human gut microbiota. By encapsulating these different bacterial species in hydrogel fibers, the study aims to create tailored bacterial mono and co-cultures that overcome the limitations of standard probiotic formulation and delivery, such as susceptibility to environmental stressors and poor colonization capacities while also addressing challenges in the generation and culture of bacterial consortia such as the adequate proliferation of all the members in the community. Our research demonstrates that chaotic bioprinting offers a novel platform for the high-throughput culture and production of probiotics. We successfully cultivated Bifidobacterium bifidum in bioprinted alginate fibers, achieving a viability of 1x1012 CFU/g of fiber within the first 8 hours post-printing, without incubation under a strict anaerobic atmosphere. This highlights the potential of 3D bioprinting in maintaining probiotic viability and enhancing their therapeutic benefits. Furthermore, the study delves into the spatial and growth dynamics of mixed and spatially arranged bacterial communities. By examining communities comprising Escherichia coli, Lactobacillus rhamnosus, and B. bifidum, we demonstrate how chaotic advection influences the arrangement and development of these species. Our findings reveal that the spatial arrangement of bacterial species plays a crucial role in their resilience and development within the community, offering insights into optimizing probiotic formulations and in vitro study models for improved human health benefits. This work contributes to the blooming field of microbiome science; our research paves the way for more effective and resilient probiotic treatments and better understanding the interactions occurring within the microbial world.
- Análisis de la microbiota cervical e infección por el virus del papiloma humano en diferentes estadios de la transformación del epitelio cervical.(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2021-11-15) Chapa Mendoza, Mario Eduardo; ROJAS MARTINEZ, AUGUSTO; 22268; Rojas Martínez, Augusto; emipsanchez; Ortiz López, Rocío; Martínez Ledesma, Juan Emmanuel; García Carrancá, Alejandro Manuel; Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud; Campus MonterreyEl cáncer de cuello uterino (CaCu) surge a partir de lesiones precursoras displásicas que progresan hacia un carcinoma invasor, siendo la infección persistente por el virus del papiloma humano (VPH) un requisito necesario, pero no suficiente para su desarrollo. Alteraciones en la composición de la microbiota cervicovaginal se han asociado a un mayor riesgo de infección y persistencia por el VPH y al desarrollo de CaCu. No obstante, existe un número limitado de investigaciones sobre sus cambios durante la carcinogénesis en la población mexicana. El objetivo de este estudio fue caracterizar la diversidad y composición de la microbiota cervicovaginal a nivel de comunidades bacterianas y papilomavirus, en muestras representativas de los diferentes estadios de la transformación del epitelio cervical. Para ello, se recolectaron muestras de cérvix normal, de lesión intraepitelial escamosa de bajo grado, de alto grado y de CaCu, posterior a lo cual se realizaron librerías de secuenciación del gen L1 del VPH y de las regiones V3-V4 del gen 16S rRNA, las cuales fueron secuenciadas simultáneamente. Mediante el análisis bioinformático se determinaron los genotipos de VPH y se realizaron análisis comparativos de la microbiota cervicovaginal según el estadio de la transformación. En cuanto a los resultados, se observó una tendencia a un incremento en la diversidad de la microbiota conforme a la progresión del grado de malignidad de las lesiones, y se identificaron numerosos taxones bacterianos diferencialmente abundantes en el grupo de CaCu, entre los que destacan especies que no se habían reportado previamente en la población mexicana. La mayoría de las muestras de displasias y la totalidad de las de CaCu resultaron positivas para la infección por el VPH, siendo el VPH-16 el tipo más frecuente. Con esta investigación se abren nuevas perspectivas en cuanto a los biomarcadores microbiológicos que sería relevante confirmar bajo otras metodologías que permitan dilucidar la dirección de causalidad entre el predominio anormal de estas especies y el desarrollo de CaCu, lo cual podría ser de utilidad clínica tanto para fines diagnósticos, pronósticos y/o terapéuticos.
- Compositional analysis of taxa shaping microbial community in colostrum samples from individuals with gestational diabetes mellitus and obesity(Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey, 2020-06-20) Gámez Valdez, July Stephany; LICONA CASSANI, CUAUHTEMOC; 176857; Licona Cassani, Cuauhtémoc; RR/puemcuervo; Brunck, Marion; Lara Díaz, Víctor Javier; García Mazcorro, José Francisco; Escuela de Ingeniería y Ciencias; Campus MonterreyDespués del nacimiento, las bacterias colonizan rápidamente el sistema gastrointestinal humano. Los vínculos entre el intestino materno y microbiota de la leche materna han demostrado que los hábitos maternos y más aún, ciertas condiciones de salud, repercuten en el sistema inmune gastrointestinal de los recién nacidos. La obesidad y la diabetes mellitus gestacional (DMG) son dos problemas de salud importantes durante el embarazo que provocan variaciones en la composición bacteriana de la leche materna y amenazan el establecimiento de la microbiota intestinal del recién nacido y la estimulación de las células inmunes. México es el segundo país con la mayor prevalencia de obesidad femenina y una incidencia de DMG 1.39 veces superior al promedio mundial. En el presente trabajo de tesis, analizamos la diversidad bacteriana e identificamos cambios en la microbiota del calostro de individuos mexicanos con obesidad y DMG. A través de una colaboración con la Escuela de Medicina y Ciencias de la Salud (Tec Salud) y el Hospital Regional de Alta Especialidad Materno Infantil, obtuvimos 43 muestras de calostro de madres mexicanas residentes de Monterrey y el área metropolitana. Las muestras se clasificaron en grupos de estudio según su índice de masa corporal (IMC), estado de salud y se subdividieron por género. Se identificaron un total de 1,675 ASVs, siendo dominadas por Pseudomonas, Gemellales, Ralstonia, Herbaspirillum, Streptococcus y Enterobacteriaceae. Utilizando un modelo linear general, obtuvimos que la condición patológica materna y el género del infante influyen en la diversidad microbiológica del calostro, siendo los subgrupos con DMG los más diversos. Se observó una mayor abundancia relativa de Firmicutes y una disminución de Bacteroidetes en los subgrupos con obesidad y DMG. Mismo comportamiento fue observado para Pseudomonas, Gemellales y Enterobacteriaceae. El género Prevotella tuvo mayor presencia en los subgrupos con DMG. Nuestro trabajo representa el primer paso para dilucidar la composición de bacterias de la leche materna de individuos afectados por DMG, así como también para identificar los taxones clave relacionados con la DMG y la obesidad.