1204

Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

Avances de la bioinformática en Costa Rica:

vista retrospectiva y perspectivas

Rebeca Campos-Sánchez1,3*; https://orcid.org/0000-0002-9413-8371

Andrés Flores-Cruz2; https://orcid.org/0000-0001-5354-2901

José Arturo Molina-Mora2,3,4; https://orcid.org/0000-0001-9764-4192

Rodrigo Mora2,3; https://orcid.org/0000-0001-7964-3575

César Rodríguez2,4; https://orcid.org/0000-0001-5599-0652

Andrés Gatica-Arias5; https://orcid.org/0000-0002-3841-0238

Caterina Guzmán-Verri6; https://orcid.org/0000-0003-1036-920X

1. Centro de Investigación en Biología Celular y Molecular, Universidad de Costa Rica, San Pedro, San José, Costa Rica;

rebeca.campos@ucr.ac.cr (Correspondencia*)

2. Facultad de Microbiología, Universidad de Costa Rica, San Pedro, San José, Costa Rica; andres.florescruz@ucr.ac.cr,

jose.molinamora@ucr.ac.cr, rodrigo.morarodriguez@ucr.ac.cr, cesar.rodriguezsanchez@ucr.ac.cr

3. Programa de Maestría en Bioinformática y Biología de Sistemas, Escuela de Medicina, Universidad de Costa Rica,

San Pedro, San José, Costa Rica.

4. Centro de Investigación en Enfermedades Tropicales, Universidad de Costa Rica, San Pedro, San José, Costa Rica.

5. Escuela de Biología, Universidad de Costa Rica, San Pedro, San José, Costa Rica; andres.gatica@ucr.ac.cr

6. Programa de Investigación en Enfermedades Tropicales, Escuela de Medicina Veterinaria, Universidad Nacional,

Heredia, Heredia, Costa Rica; caterina.guzman.verri@una.cr

Recibido 05-V-2021. Corregido 27-X-2021. Aceptado 09-XI-2021.

ABSTRACT

Bioinformatics advances in Costa Rica: retrospective view and perspectives

Introduction: The scientific discipline of bioinformatics has the potential to generate innovative applications for

human societies. Costa Rica, small in size and population compared to other Latin American countries, has been

progressively adopting the discipline. Recognizing progress makes it possible to determine where the country

can go in this field, as well as its contribution to the Latin American region.

Objective: This manuscript reports evidence of the evolution of bioinformatics in Costa Rica, to identify weak-

nesses and strengths allowing future actions plans. Methods: We searched databases of scientific publications

and sequence repositories, as well as information on training activities, networks, infrastructure, web pages and

funding sources.

Results: Important advances have been observed since 2010, such as increases in training opportunities and the

number of publications, significant contributions to the sequence databases and connections through networks.

However, areas such as critical mass and financing require further development. The scientific community and

its sponsors should promote bioinformatics-based research, invest in graduate student training, increase profes-

sional training, create career opportunities in bioinformatics, and promote international collaborations through

networks.

Conclusions: It is suggested that in order to experience the benefits of bioinformatics applications, three key

aspects must be strengthened: the scientific community, the research infrastructure, and funding opportunities.

The impact of such investment would be the development of ambitious but feasible projects and extended

Campos-Sánchez, R., Flores-Cruz, A., Molina-Mora, J. A., Mora,

R., Rodríguez, C., Gatica-Arias, A., & Guzmán-Verri,

C. (2021). Avances de la bioinformática en Costa Rica:

vista retrospectiva y perspectivas. Revista de Biología

Tropical, 69(4), 1204-1223. https://doi.org/10.15517/rbt.

v69i4.46873

https://doi.org/10.15517/rbt.v69i4.46873

OTROS

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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

Las sociedades humanas son impulsadas

por la información en forma de datos. Las

disciplinas científicas, incluidas la agronomía,

la biología, la ecología, la microbiología, la

química y la medicina, se benefician del rápi-

do crecimiento de tecnologías que producen

y manejan cantidades masivas de datos. Esto

permite la toma de decisiones más precisas

y acertadas acorde a la realidad que cada

sociedad vive.

Un ejemplo claro de esto es la medicina

personalizada o de precisión que permite rea-

lizar diagnósticos basados en la información

propia de cada paciente, como la genética. Esto

facilita la prescripción de tratamientos médicos

hechos a la medida de la condición propia de

cada paciente. También se pueden integrar dife-

rentes niveles moleculares a estudios GWAS

(Genome Wide Association Studies) para com-

prender mejor las enfermedades humanas, o

incluso asistirse de estrategias como inteli-

gencia artificial para describir padecimientos

con modelos descriptivos y predictivos. En

el futuro, podría ser posible modificar genes

defectuosos con técnicas como CRISPR-Cas9

(Razzouk, 2018), o estrategias basadas en ARN

(ácido ribonucleico) de interferencia.

Otro ejemplo actual ilustrado por la pan-

demia del SARS-CoV-2, es la relevancia de

la vigilancia genómica global de patógenos,

la cual permite una respuesta oportuna para el

control de la diseminación de la enfermedad, o

quizás incluso prevenirla por completo (Gardy

& Loman, 2017). Adicionalmente, la informa-

ción generada de la secuenciación del genoma

del SARS-CoV-2, permitió un diseño rápido y

dirigido de vacunas sin precedentes (Kyriakidis

et al., 2021).

En el tema de bioprospección, con las tec-

nologías de secuenciación y análisis de datos

se pueden describir comunidades enteras de

microorganismos. De estas secuencias se pue-

den identificar los genes de esos organismos

para encontrar moléculas con potencial apli-

cación biotecnológica y por ende económico

(Coutinho et al., 2018).

Costa Rica tiene ejemplos relevantes de

contribuciones y aplicaciones de la bioinformá-

tica. Entre ellas están el retrato de la riqueza de

la biodiversidad nacional, la estructura genética

de la población humana según las genealogías

registradas en el país, y las detalladas caracte-

rizaciones fenotípicas de venenos de serpientes

(Campos-Sánchez et al., 2013; CBOL Plant

Working Group, 2009; Lomonte et al., 2014;

Lomonte & Calvete, 2017; Segura-Wang et al.,

2010; Suárez-Esquivel et al., 2017a). La parti-

cipación en esfuerzos globales como el proyec-

to “International Barcoding of Life – iBOL” y

la secuenciación del genoma completo (WGS)

de familias con esquizofrenia o trastorno bipo-

lar también reflejan contribuciones importantes

en el avance de la generación y la investigación

basada en cantidades masivas de datos de Costa

Rica (Glahn et al., 2019; Shokralla et al., 2015).

Durante los últimos diez años, el país ha

registrado una serie de eventos que reflejan

el aumento de interés y capacidad de realizar

investigación en el campo. Uno de ellos es

la instalación de seis instrumentos Illumina

de secuenciación en instituciones tanto públi-

cas como privadas. En recursos de computa-

ción, existe al menos un clúster computacional

moderno con libre acceso para investigación

(Kabré del Colaboratorio Nacional de Compu-

tación Avanzada - CNCA). En el área académi-

ca, se creó en el 2011 el Programa de Maestría

en Bioinformática y Biología de Sistemas

(MBBS) de la Universidad de Costa Rica, se

han organizado múltiples cursos internacio-

nales entre ellos el de Genómica y Vigilancia

Epidemiológica de Patógenos Bacterianos en

collaborations within the Latin American region and abroad. This would allow significant contributions to

address global challenges and the implementation of new approaches to research, innovation and knowledge

transfer for the development of the economy, within an ethics of research framework.

Key words: data analysis; NGS-next generation sequencing; education; Web of Science; SRA (Sequence Read

Archive); PubMed; ENA (European Nucleotide Archive).

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Costa Rica desde el 2013. Además, se han

organizado sesiones de Bioinformática y Biolo-

gía de Sistemas como parte de las conferencias

internacionales IWOBI 2018 (IEEE Interna-

tional Work Conference on Bioinspired Inte-

lligence), CARLA 2019 (Latin America High

Performance Computing Conference) e IWOBI

2020. A nivel nacional, el Consejo Técnico en

Bioinformática Clínica (CTBC) del Ministerio

de Salud ha organizado dos Jornadas en Bioin-

formática Clínica (2019 y 2020) con participa-

ción profesional y estudiantil.

En este trabajo se recopila y presenta evi-

dencia de la evolución de la bioinformática en

Costa Rica desde el 2010. Para esto se usaron

datos de la literatura científica, se realizaron

búsquedas en bases de datos de secuencias y

páginas en línea, y entrevistas a profesiona-

les y docentes relacionados con el campo a

nivel nacional. Los datos indican un avance

importante en esta disciplina. Además, con

este trasfondo, se identificaron debilidades y

fortalezas para proponer acciones a futuro. Los

autores sugieren acciones desde la perspectiva

científica para impulsar el crecimiento de la

investigación en genómica y bioinformática

con potencial impacto social y económico.

Esto dependerá de la capacidad de fortalecer la

comunidad, de conseguir fondos de investiga-

ción y del desarrollo de una infraestructura de

investigación bien articulada (Fig. 1).

MATERIALES Y MÉTODOS

El objetivo principal de esta revisión es

evaluar el progreso de la investigación y el

ambiente nacional con respecto a la bioinfor-

mática en Costa Rica en los últimos once años.

Para esto se cuantificaron aspectos como el

aumento en el número de publicaciones, núme-

ro de secuencias depositadas en bases de datos

y número de personas capacitadas. Además, se

midieron los avances en términos de acceso

a fondos de financiamiento e infraestructura

computacional, colaboración en redes cientí-

ficas y la legislación que regula el acceso y

Fig. 1. Componentes interrelacionados para medir el avance de la bioinformática en Costa Rica y potenciales puntos de

acción para fortalecer la disciplina.

Fig. 1. Interrelated components to measure progress of bioinformatics in Costa Rica and action opportunities to strengthen

this discipline.

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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

análisis de datos genómicos. Todas las búsque-

das se realizaron del 15-23 de abril del 2021,

abarcando los años 2010 hasta el 23 de abril

del 2021. En resumen, el proceso de recolecta

de información se dividió en tres etapas: bús-

queda en bases de datos de artículos científicos,

búsqueda en bases de datos de secuencias de

nucleótidos y recolecta de información directa-

mente de páginas web o personas ligadas a las

actividades relacionadas con la bioinformática.

Búsqueda en bases de datos de artícu-

los científicos: Se realizaron búsquedas en

tres bases de datos: PubMed, Web of Science

y IEEEXplore. Las dos primeras difieren en

su formato de búsqueda, así como en el con-

tenido de las bases de datos, aunque hay un

traslape que no se cuantificó. IEEEXplore

contiene artículos tipo “proceedings” de con-

ferencias que no están presentes en PubMed o

Web of Science.

La búsqueda en PubMed se hizo de tres

maneras, buscando el campo “title”, “title/abs-

tract” o “allfields”. Este es un ejemplo del for-

mato title: (((((((((((((((((((bioinformatic[Title])

OR (systems biology[Title])) OR (computatio-

nal biology[Title])) OR (genome[Title])) OR

(genomic[Title])) OR (transcriptomic[Title]))

OR (transcriptome[Title])) OR (rna

seq[Title])) OR (RNA-Seq[Title])) OR

(microbiome[Title])) OR (microbiota[Title]))

OR (metagenome[Title])) OR

(metagenomic[Title])) OR (proteomic[Title]))

OR (proteome[Title])) OR (microarray[Title]))

OR (exome[Title])) OR (NGS[Title])) AND

(Costa Rica[Affiliation])) AND ((“2010”[Date

- Publication] : “3000”[Date - Publication])).

Los resultados se exportaron en formato csv y

se extrajo únicamente la fecha de publicación.

La búsqueda en Web of Science se reali-

zó de tres formas, buscando el campo “title”,

“topic” y “allfields”. Un ejemplo de búsque-

da es el siguiente: TITLE: (bioinformatics)

OR TITLE: (systems biology) OR TITLE:

(computational biology) OR TITLE: (genome)

OR TITLE: (genomic) OR TITLE: (trans-

criptomic) OR TITLE: (transcriptome) OR

TITLE: (rnaseq) OR TITLE: (RNA-Seq) OR

TITLE: (microbiome) OR TITLE: (microbio-

ta) OR TITLE: (metagenome) OR TITLE:

(metagenomic) OR TITLE: (proteomic) OR

TITLE: (proteome) OR TITLE: (microarray)

OR TITLE: (exome) OR TITLE: (NGS). Los

resultados fueron luego filtrados en Refine

results con la palabra Costa Rica y por organi-

zaciones (ORGANIZATIONS-ENHANCED:

(UNIVERSIDAD COSTA RICA OR UNI-

VERSIDAD NACIONAL COSTA RICA OR

HOSP NACL NINOS DR CARLOS SAENZ

HERRERA OR CATIE CENTRO AGRONO-

MICO TROPICAL DE INVESTIGACION Y

ENSENANZA OR FDN INCIENSA OR UNI-

VERSIDAD ESTATAL A DISTANCIA UNED,

INST TECNOL DE COSTA RICA). Los resul-

tados se exportaron con la opción “other file

formats” usando la opción “Record content =

Full record” y “File format = plain text”. De

estos archivos se extrajo únicamente la fecha

de publicación (identificado como PY).

En IEEEXplore la búsqueda incluyó dos

palabras bioinformatics AND Costa Rica para

todos los años que hubiera datos disponibles.

Adicionalmente, se realizó una nube de

palabras con la herramienta en línea word-

clouds (https://www.wordclouds.com/) usando

los títulos de las publicaciones identificadas en

la búsqueda de PubMed por título y resumen.

Todas las palabras de los títulos se cambiaron a

minúsculas para hacer el conteo.

Búsqueda en bases de datos de secuen-

cias de nucleótidos: Para esta revisión se

hicieron búsquedas en dos bases de datos:

ENA (European Nucleotide Archive) y SRA

(Sequence Read Archive). Cada base de datos

tiene campos de búsqueda distintos y alber-

ga tanto datos compartidos (redundantes)

como únicos, así que no son completamente

comparables.

Se realizó la búsqueda limitando la fuente

geográfica a 19 países Latinoamericanos, uno

cada vez (Argentina, Belice, Bolivia, Brasil,

Chile, Colombia, Costa Rica, Cuba, Ecuador,

El Salvador, Guatemala, Honduras, México,

Nicaragua, Panamá, Paraguay, Perú, Uruguay

y Venezuela). Las búsquedas se enfocaron en

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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

datos generados por cualquier tecnología de

secuenciación de lecturas cortas y largas.

Se usó la interfaz web del ENA bajo la

opción búsqueda avanzada y el tipo de datos

“Raw reads”. La búsqueda tuvo el siguiente

formato (reemplazando el nombre de país):

(country = “Costa Rica”) AND (instrument_

platform = “ABI_SOLID” OR instrument_plat-

form = “BGISEQ” OR instrument_platform =

“CAPILLARY” OR instrument_platform =

“COMPLETE_GENOMICS” OR instrument_

platform = “DNBSEQ” OR instrument_plat-

form = “HELICOS” OR instrument_platform

= “ILLUMINA” OR instrument_platform

= “ION_TORRENT” OR instrument_plat-

form = “LS454” OR instrument_platform =

“OXFORD_NANOPORE” OR instrument_

platform = “PACBIO_SMRT”). Los resultados

se exportaron como un archivo TSV (columnas

separadas por tabs) y se extrajo la información

relevante con scripts de Unix. Los campos

de búsqueda fueron: “first_created”, “instru-

ment_platform”, y en el caso de Costa Rica

también se extrajo el nombre de la institución

que sometió las secuencias (“center_name”).

Una búsqueda similar se realizó en el

SRA del NCBI, sin embargo, el formato de la

búsqueda fue el siguiente: (Costa Rica) AND

(“2010”[Publication Date]: “3000”[Publication

Date]). Se repitió la búsqueda con el resto de 18

países mencionados anteriormente. Los datos

se exportaron en formato csv con las opciones

“file” y “format RunInfo”. Se usaron scripts

para extraer los datos de “release date”, “center

name” y “platform”.

Para ambas bases de datos, los datos

se normalizaron por tamaño de la población

usando el dato del 2020 según la página web

Worldometers (https://www.worldometers.

info/world-population/population-by-country/,

accesada el 21 de abril del 2021).

Búsqueda de datos en páginas web o

directamente con personas: Otra información

que se presenta en este trabajo fue recabada de

representantes de organizaciones, incluyendo

la dirección de la Maestría en Bioinformática

y Biología de Sistemas de la UCR (19 de abril

2021), CNCA (30 abril 2021), colaboradores

del proyecto CABANA en Costa Rica (25 de

abril 2021), colaboradores de las redes RedBio-

Sea, RedBioAplicada y Rigatrop. También se

obtuvo información de profesores de la UCR,

UNA e ITCR relacionados con la enseñanza de

la bioinformática en sus instituciones.

Se recabó información de páginas web de

las redes SOIBio y BIOCANET, y de publica-

ciones de estas redes.

RESULTADOS

Producto de la búsqueda y análisis de

información de bases de datos de publicaciones

y secuencias, páginas web de redes y entre-

vistas, se observa en general: un incremento

en la producción científica y el entrenamiento

de profesionales, el impacto positivo de la

colaboración en redes, el acceso a infraes-

tructura computacional gratuita y avances en

la legislación para regular la investigación.

También se evidenció un desestímulo en los

últimos años en el financiamiento nacional para

la ciencia en general, que podría afectar a la

bioinformática directamente.

Producción científica: En la Fig. 2 se

muestra el aumento en la producción científica

a partir del 2014 en Costa Rica, según los datos

recolectados en PubMed y Web of Science con

18 palabras clave. Esta tendencia creciente

después del año 2014 se observa también en el

número de registros en la base de datos ENA

(Fig. 3), así como en todas las publicaciones

científicas de Costa Rica registradas en la

base de datos HIPATIA del Programa Esta-

do de la Nación (https://hipatia.cr/dashboard/

publicaciones-cientificas). Especialmente, en

el 2020 se muestra un crecimiento acelerado

de publicaciones, quizás siendo un preámbulo

para un 2021 aún mayor. Entre ambas bases

de datos hay un traslape de publicaciones que

no se cuantificó, sin embargo, es evidente que

PubMed captura mejor las búsquedas inclu-

sive solo usando el título y resumen de los

artículos. Esta realidad supera los resultados

brindados por de las Rivas y colaboradores

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(Rivas et al., 2017), en un análisis de Latino-

américa enfocado en publicaciones científicas

buscadas en Web of Science con tres palabras

clave únicamente: bioinformatic, computatio-

nal biology o biological database.

En la base de datos de IEEEXplore se

encontraron adicionalmente 22 publicaciones

de conferencias que no se encuentran reportadas

en PubMed o Web of Science. Estas publica-

ciones corresponden a los años 2014 (1), 2016

(4), 2017 (1), 2018 (12), 2019 (3) y 2020 (1).

En el 2018 se desarrolló la conferencia IWOBI

en Costa Rica, por lo que hubo una importante

participación de la comunidad nacional (ver

sección Redes nacionales e internacionales).

En la representación en nube de las pala-

bras de los 255 títulos de publicaciones iden-

tificadas en Pubmed se observan los temas

más relevantes (Fig. 3). Entre ellos es clave la

presencia de los estudios en venenos de ser-

pientes; el estudio de bacterias de los géneros

Brucella, Clostridium y Pseudomonas; estu-

dios en cáncer, enfermedad bipolar y asma;

y aplicaciones en genética, genómica, micro-

biomas y proteómica.

Por otra parte, en las bases de datos

de secuencias se muestra un comportamiento

Fig. 2. Número de publicaciones científicas relacionadas a bioinformática desde el 2010 identificadas utilizando diversas

palabras clave en las bases de datos PubMed y Web of Science. En estas publicaciones al menos un autor tiene afiliación de

alguna institución de Costa Rica. Los datos del 2021 son los registrados hasta el 23 de abril.

Fig. 2. Number of scientific publications related to bioinformatics since 2010 identified using various keywords in PubMed

and Web of Science databases. In these publications, at least one author is affiliated with an institution in Costa Rica. Data

for 2021 was obtained before April 23rd.

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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

similar a las publicaciones, con una tendencia

al incremento a partir del 2015 y los primeros

registros en el 2011 (Fig. 4). Estos registros son

un reflejo de las actividades de investigación

nacional, así como de colaboraciones interna-

cionales en proyectos de investigación. En estas

bases de datos es posible que haya secuencias

no publicadas en artículos científicos, por lo

que es importante rescatar esta información.

En la base de datos ENA se muestra un

total 1 662 registros de secuencias prove-

nientes de Costa Rica, sin embargo, esto no

significa que la institución que depositó los

datos sea costarricense. En detalle, del total de

secuencias solo 43 fueron depositadas por la

Universidad Nacional de Costa Rica y 4 por

la Universidad de Costa Rica, es decir un 2.8

%. En una búsqueda similar realizada en el

SRA se encontraron 15 297 registros desde el

2011 (Fig. 4). En este caso solo un 2.4 % de las

secuencias fueron depositadas por instituciones

costarricenses y corresponden a: 306 UCR,

45 UNA, cinco del CENIBIOT, nueve de una

investigadora del ITCR y una del SENASA.

En el SRA, el mayor número de regis-

tros en este periodo 2010-2021 corresponde a

genomas humanos con 6 590 records (43 %),

principalmente del proyecto PRJNA295247 (6

580 genomas). En segundo lugar, para el mismo

período, se depositaron 1 350 metagenomas

humanos, de los cuales 1 345 son del proyecto

PRJNA623584. Estos mismos dos proyectos

son los responsables del aumento observado en

el 2020 (5 919 records, Fig. 4) con un total de 3

395 registros, más otros tres proyectos asocia-

dos a biodiversidad ambiental (PRJEB42019

con 314 registros, PRJNA623020 con 582

registros y PRJNA530637 con 640 registros).

En comparación con otros 18 países lati-

noamericanos, la contribución de Costa Rica

al registro público de datos de secuencias de

nucleótidos es comparable a la de Colombia

y Chile en el SRA (Fig. 5A) cuando se usan

números absolutos, y es comparable a Nica-

ragua y Bolivia según el ENA (Fig. 5A). Sin

embargo, cuando se normaliza por millón de

habitantes en cada país (per cápita, tamaño de

la población al 2021), se observa que la contri-

bución de Costa Rica es mayor que todos los

países excepto Belice (Fig. 5B) y comparable a

la contribución de Panamá.

Educación y entrenamiento: De los datos

recolectados en el presente estudio, se observa

Fig. 3. Nube de palabras de 255 títulos de publicaciones identificadas en PubMed.

Fig. 3. Word cloud of 255 publication titles identified in PubMed.

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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

que en los últimos cinco años se han dado

múltiples eventos positivos en el área de forma-

ción profesional, incluyendo la participación

de estudiantes en programas nacionales de

maestría y pregrado, y la formación local de

profesionales por medio de cursos presenciales

y virtuales en bioinformática.

En el 2011, la Maestría en Bioinformática

y Biología de Sistemas (MBBS) fue creada

con el objetivo de proporcionar a la comuni-

dad nacional recurso humano capacitado en

bioinformática, particularmente en aplicacio-

nes relacionadas a la salud humana. Desde

entonces, 45 estudiantes han sido admitidos,

de los cuales 12 abandonaron sus estudios de

posgrado por motivos personales o porque

el posgrado no satisfizo sus expectativas en

algunos cursos. De los 33 restantes sólo cuatro

se han graduado y el resto están realizando

tesis o llevando cursos (comunicación personal

de la directora del programa). La respuesta a

por qué la tasa de graduación es tan baja (12

%) requiere un análisis más profundo. Sin

embargo, la dirección de la maestría menciona

varias circunstancias que les comunicaron los

estudiantes. Una de ellas es que, al ser una

maestría autofinanciada, los estudiantes deben

trabajar para pagar sus estudios, lo que limita

Fig. 4. Número de registros de Costa Rica en las bases de datos ENA y SRA buscados en el periodo 2010 hasta abril 2021.

Los datos corresponden a secuencias provenientes de muestras de Costa Rica, pero solo una fracción fueron depositadas

por instituciones nacionales.

Fig. 4. Number of records for Costa Rica in the ENA and SRA databases for the period 2010 until April 2021. The sequences

come from Costa Rican samples, but only a fraction was submitted by national institutions.

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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

Fig. 5. Número de registros en las bases de datos ENA y SRA buscados por país y año (2010-2021). A. Clasificación de los

países de América Latina según el número de registros totales encontrados en las bases de datos. B. Número de registros

normalizados per cápita (por millón de habitantes en el 2020).

Fig. 5. Number of records in the ENA and SRA databases searched by country and year (2010-2021). A. Classification of

Latin American countries according to the number of total records found in the databases. B. Number of normalized records

per capita (per million inhabitants for the year 2020).

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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

su dedicación a la investigación y retrasa su

avance. Otra razón es la dificultad de encontrar

tutor y tema de tesis, especialmente si son estu-

diantes ajenos al ambiente de la universidad.

Otro cambio positivo en los últimos cinco

años es la oferta de clases de bioinformática

básica para estudiantes de pregrado. Estas

clases son ofrecidas por las Escuelas de Bio-

logía de la Universidad Nacional (UNA) y la

Universidad de Costa Rica (UCR), la Facultad

de Microbiología de la UCR y el programa de

Ingeniería Biotecnológica del Instituto Tec-

nológico de Costa Rica (ITCR). Un producto

indirecto de estas actividades es la creación

de la edición Costa Rica del Grupo Regional

de Estudiantes de la Sociedad Internacional de

Biología Computacional (ISCB-CR) en el 2018

(Shome et al., 2019). Esta formación básica en

bioinformática tendrá implicaciones importan-

tes para las nuevas generaciones de científicos

que combinan experimentos de laboratorio y

biología computacional en sus primeras etapas.

Las oportunidades de capacitación están

aumentando tanto en la demanda como en la

variedad de temas en comparación con infor-

mes anteriores (Orozco et al., 2013). En los

últimos cinco años se impartieron más de 12

talleres presenciales en la UCR, capacitando a

más de 150 personas en temas como ensambla-

je y anotación de genomas, análisis de genes

16S con Mothur (Schloss et al., 2009) y QIIME

(Caporaso et al., 2010), Python, R, GATK

(McKenna et al., 2010) y COPASI (Hoops et

al., 2006). El CNCA, por su parte, tiene un por-

tafolio de capacitación que incluye siete cursos

basados en Python, R, visualización, machine

learning, programación y análisis de datos

(https://cnca.cenat.ac.cr/en/#intro). Otro ejem-

plo de gran impacto, es el curso internacional

sobre Genómica y Vigilancia Epidemiológica

de Patógenos Bacterianos que se imparte anual-

mente desde el 2013. Este curso está patrocina-

do por el Wellcome Trust Advanced Courses

en colaboración con socios de Costa Rica,

América Latina y el Reino Unido. Su objetivo

es proporcionar capacitación en las habilidades

necesarias para generar e interpretar datos NGS

(Secuenciación de nueva generación) en un

entorno de salud pública de América Latina.

Hasta el momento, se han capacitado alrededor

de 130 participantes del sector académico y de

salud pública de América Latina. Esta oportu-

nidad también ha ayudado a los investigadores

costarricenses a avanzar en su trabajo colabora-

tivo, lo que resultó en múltiples publicaciones

(Alvarez et al., 2020; Baker et al., 2017; Chi-

nen et al., 2016; Quesada-Gómez et al., 2015;

Ramírez-Vargas et al., 2017; Suárez-Esquivel

et al., 2017a; Suárez-Esquivel et al., 2017b;

Suárez-Esquivel et al., 2020).

La sociedad IEEE en Medicina y Biología

(EMB) organizó varias actividades de forma-

ción y un congreso en Biocomputación - el

IWOBI 2018 (http://iwobi.ulpgc.es/2018/). En

este evento se brindó la oportunidad a los estu-

diantes nacionales (10 estudiantes de la MBBS)

para presentar sus resultados de investigación

en un evento internacional, de lo cual también

se generaron doce publicaciones documentadas

en IEEEXplore.

Los cursos en línea también son una alter-

nativa, como ejemplo están los recursos de

Train-online ofrecidos por EMBL-EBI (Labo-

ratorio Europeo de Biología Molecular - Insti-

tuto Europeo de Bioinformática), los cursos de

FutureLearn de Wellcome Genome Campus y

Sanger Institute, cursos de Coursera o Harvard,

y más recientemente los tutoriales de eLearning

del proyecto CABANA ofrecidos en inglés y

español para la comunidad Latinoamericana

(https://cabana.online/elearning).

Redes nacionales e internacionales:

Durante los últimos siete años se crearon

varias redes dentro de instituciones académicas

(por ejemplo, Bio-SEA, Rigatrop, RedBioA-

plicada, RICC) para promover la formación de

estudiantes y profesionales, así como brindar

oportunidades de colaboración. Como ejemplo,

la RedBioAplicada de la UCR se enfoca en la

investigación y educación en bioinformática

y bioestadística. Actualmente con 118 miem-

bros (profesionales y estudiantes), coordinó

cinco acciones formativas con colaboradores

nacionales e internacionales, y continúa pro-

moviendo oportunidades de formación. Por

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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

otra parte, estudiantes de diversas instituciones

organizaron la edición ISCB-CR, abriendo

puertas de interacción con una de las socieda-

des de biología computacional más grandes del

mundo (Shome et al., 2019). Las consecuencias

de esta interacción pueden ser relevantes para

las nuevas generaciones en Costa Rica.

En el 2018 (La Gaceta Alcance N.36),

el Ministerio de Salud conformó el Consejo

Técnico en Bioinformática Clínica (CTBC)

con miembros de universidades, hospitales e

instituciones nacionales (Ministerio de Salud,

2021). Este es el único esfuerzo a nivel guber-

namental para promover el uso de la bioin-

formática en la salud. Parte de sus objetivos

son promover el desarrollo tecnológico y la

innovación en salud; fomentar la investigación,

la actividad académica y la formación profe-

sional; propiciar el desarrollo de aplicaciones

genómicas, entre otras. Entre sus actividades

más representativas se reporta la organización

de las Jornadas en Bioinformática Clínica en

los años 2019 y 2020, agrupando a múltiples

profesionales y estudiantes reflejando el trabajo

en este tema en el país.

A nivel internacional, Costa Rica ha for-

mado parte de colaboraciones con la región

Latinoamericana en grupos como la Sociedad

Iberoamérica de Bioinformática (SoIBio) (de

las Rivas et al., 2017) (http://www.soibio.org/

es) y la Red Centroamericana de Bioinformáti-

ca y Biocomputación Molecular (BioCANET)

(https://www.biocanet.org/). En el 2017, entró

en el consorcio CABANA (Capacitación en

Bioinformática para América Latina, http://

www.cabana.online/), para fortalecer la capaci-

dad de investigación en bioinformática en toda

América Latina, en tres áreas de desafío: enfer-

medades contagiosas, protección de la biodi-

versidad y producción sostenible de alimentos.

CABANA está financiado por el Fondo

de Investigación de Desafíos Globales (GCRF,

parte del Presupuesto de Ayuda del Reino

Unido). Costa Rica, como parte del consor-

cio, está aprovechando esta oportunidad con

la formación de profesores e investigadores a

través de pasantías de investigación, progra-

mas de formación para entrenadores y talleres.

Al menos, una profesora pasó seis meses en

EMBL-EBI (2018-2019) desarrollando cursos

de capacitación en línea (e-Learning), y tres

profesores han participado en el curso Train-

the-trainer para diseñar e impartir capacitación

en bioinformática en América Latina. Otros

dos profesores y un estudiante de maestría par-

ticiparon en capacitaciones internacionales en

bioinformática en México, Chile y Colombia.

Actualmente, se están desarrollando proyectos

regionales relacionados con la genómica de la

enfermedad de la roya en café, detección de

diversidad genética en café y la genómica del

SARS-CoV-2 en Latinoamérica, en los cuales

Costa Rica es un colaborador activo. Todo esto

contribuirá al crecimiento de la comunidad

investigadora de América Latina y Costa Rica.

Financiamiento para investigación: En

el lado positivo, el número de las oportunidades

de financiamiento aumentaron en el país hasta

el 2019, así como el tamaño del aporte. Por

ejemplo, el Ministerio de Ciencia, Tecnología

y Telecomunicaciones de Costa Rica (MICITT)

y el Consejo de Investigaciones Científicas

(CONICIT) han realizado convocatorias anua-

les para proyectos de investigación en diversos

campos otorgando fondos desde US$18-80k.

La UCR creó fondos mayores (US$12.5-50k)

para períodos más largos de ejecución que

permitieron la inclusión de proyectos que invo-

lucran NGS y análisis de datos desde el 2017.

La Universidad Nacional (UNA) desde hace

más de 15 años ha otorgado fondos de inves-

tigación a través del programa Fondos para el

Desarrollo Institucional Académico, otorgando

actualmente hasta US$70k para proyectos a

ejecutar en un período de dos años.

En el lado negativo, desde el 2020 se ha

dado una reducción del presupuesto de las

universidades públicas (Castro, 2020) y del

MICITT (MICITT, 2020), lo que tendrá un

impacto directo en la generación de ciencia y

por tanto en las investigaciones que apliquen

la bioinformática. Estas medidas responden al

problema de la crisis fiscal y mecanismos del

gobierno para reducir gastos. Adicionalmente,

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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

la situación de la pandemia por el SARS-CoV-2

vino a agravar la situación actual.

En contraste, las oportunidades de finan-

ciación internacional son más y de aporte

mayor. Existen fondos disponibles del NIH,

ICGEB, EMBO, BBSRC, GCRF, NSF, Cancer

UK, Horizon Europe, la fundación NVIDIA,

Microsoft, Bill y Melinda Gates, entre otros.

En muchos de estos casos la colaboración

internacional es esencial, así como demostrar

experiencia en la propuesta que se plantea.

Infraestructura para la investigación:

Dos aspectos importantes de la investigación

bioinformática son: i) la infraestructura donde

se generan y almacenan los datos y ii) la

infraestructura para el análisis de datos. En

el 2015, se compró el primer instrumento

MiSeq en el país con fines académicos; éste

se encuentra en el CIBCM-UCR. Actualmente,

hay siete secuenciadores Illumina instalados en

el país en diversas instituciones para la vigilan-

cia epidemiológica, investigación, diagnóstico

genético y análisis forense. Estas instituciones

son: CIBCM-UCR, CIHATA-UCR, SENASA,

INCIENSA, Poder Judicial, Hospital Nacio-

nal de Niños y el Laboratorio de Docencia

en Cáncer-UCR (acá está el único NextSeq).

A pesar de tener una infraestructura abun-

dante con respecto al tamaño de la población

costarricense, estos equipos en su mayoría

están subutilizados.

Los recursos computacionales son limi-

tados pero eficientes y gratuitos. El CNCA es

el principal laboratorio computacional finan-

ciado por el CONARE (Consejo Nacional de

Rectores) que brinda servicios de computación

a investigadores de todas las universidades

públicas del país. Su clúster computacional

llamado Kabre, tiene 46 nodos (32 de simu-

lación, 2 de bioinformática, 6 de aprendizaje

máquina y 6 de ciencias de datos). El RAM

de los mismos está entre 16-1 024 GB. Los

dos nodos de bioinformática tienen 36 núcleos

(2 hilos por núcleo) de 3 GHz y 1 024 GB

de RAM (https://kabre.cenat.ac.cr/userguide/).

Aproximadamente, 195 de 427 usuarios traba-

jan en aplicaciones bioinformáticas (dato del

coordinador del clúster). Kabre, con todos sus

recursos, sigue siendo inadecuado para algunos

programas que requieren una infraestructura y

requisitos de memoria particulares, por ejem-

plo, Galaxy, SMRT y COPASI. Otros recursos

computacionales alojados en la UCR incluyen

al menos siete clústeres en funcionamiento, sin

embargo, la mayoría de ellos solo son utiliza-

dos por uno o un pequeño grupo de investiga-

dores, y el uso es en general muy bajo.

La computación en la nube es otra alter-

nativa que incluye servicios de Amazon AWS,

Microsoft Azure y Google Cloud, entre otros.

Sin embargo, no es una opción prioritaria por

la comunidad de investigadores, debido a limi-

taciones presupuestarias, falta de conocimiento

y/o experiencia para su implementación.

Regulación ética: La bioinformática se

vincula directamente con aspectos éticos prin-

cipalmente desde dos perspectivas: derechos

de autor y la gestión de datos biológicos. En

Costa Rica, ambos aspectos están incorporados

como parte de diferentes leyes, que a su vez

responden a iniciativas globales para asegurar

las mejores prácticas éticas.

Respecto a derechos de autor en bioin-

formática, algunos autores separan las regula-

ciones en función de tres dimensiones: (i) las

secuencias de moléculas, (ii) las bases de datos

y (iii) el software y el hardware (McBride,

2002; Shilpa, 2018). En nuestro país, la Ley

N° 6 683 sobre Derechos de Autor y Derechos

Conexos es la que regula estos aspectos, en un

marco que aplica los derechos patrimoniales y

morales a obras del campo literario, científico

y artístico, que incluiría indirectamente la pro-

ducción en bioinformática.

Respecto a la gestión de datos biológicos

(recolección o generación, análisis, interpre-

tación y uso), éstos son un eje fundamental en

bioinformática. La evolución que ha tenido la

bioinformática no sería posible sin las estrate-

gias para proveer la gestión de datos masivos

(Elissa et al., 2020), y por tanto, las regulacio-

nes del uso de datos, en este caso biológicos,

son también aplicables a la bioinformática. A

nivel global existe un escenario ético amplio de

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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

discusión y regulación que involucra diferentes

niveles de protección de los datos, los indivi-

duos y los estudios científicos. Esta protección

se enmarca en la Declaración Universal de

Derechos Humanos, la Declaración Universal

sobre el Genoma Humano y los Derechos

Humanos, la Declaración Universal de los

Derechos del Animal, entre otros. En Costa

Rica, la protección de los datos personales y

datos genómicos se ejerce bajo las leyes nacio-

nales Ley N° 5 395 General de Salud, Ley N° 8

968 de Protección de la Persona Frente al Tra-

tamiento de sus Datos Personales, y el Regla-

mento del Registro de Datos de Perfiles de

ADN para Identificación Humana, entre otras

leyes y reglamentos conexos. Estos mismos

aplican para la investigación con seres huma-

nos, junto con la regulación específica dada por

la Ley N° 9 234 Reguladora de Investigación

Biomédica, y otros acuerdos internacionales.

Finalmente, estudios científicos en animales

y recursos de la biodiversidad están regulados

bajo la Ley N° 7 451 Ley de Bienestar de los

Animales y la Ley N° 7 788 de Biodiversidad,

respectivamente, entre otras regulaciones.

Así, la gestión de datos biológicos para

su uso en bioinformática implica una serie de

consideraciones que indirectamente han sido ya

incluidas en la regulación actual en el manejo

de la información de las personas, el uso de ani-

males y recursos de la biodiversidad en Costa

Rica. Sin embargo, algunas de estas leyes y

reglamentos responden a una generalidad que

no siempre es aplicable al caso de la bioinfor-

mática, siendo una situación que se presenta en

el resto del mundo (Elissa et al., 2020).

En 2020 Costa Rica ha iniciado su partici-

pación en el “Genomic Data Policy Framework

and Ethical Tensions”, que busca resaltar la

necesidad de políticas y legislación en el tema

de la genómica con consideraciones éticas

para los responsables políticos, los líderes

empresariales, investigadores, pacientes y otros

al tomar acciones que afecten o involucren

la recolección y el uso de datos genéticos y

genómicos humanos para investigación y uso

clínico masivos (Elissa et al., 2020). Quizás el

papel del CTBC del Ministerio de Salud será

relevante en este tema en los años venideros.

DISCUSIÓN

Este trabajo recaba evidencia de algu-

nos componentes para medir el avance de la

bioinformática en Costa Rica, que van desde

la visión de la comunidad científica, la infraes-

tructura disponible y el acceso al financiamien-

to (Fig. 1). Estos mismos componentes son

referencia para definir acciones que impulsen

el fortalecimiento de esta disciplina.

La búsqueda de publicaciones científicas y

secuencias en bases de datos arrojó resultados

que indican que la contribución del país ha ido

en aumento a lo largo de los años. La razón de

este aumento requiere un análisis detallado que

integre información de las fuentes de financia-

miento y colaboraciones en los artículos. Esto

permitiría determinar si los fondos nacionales

o internacionales han impulsado este progreso.

Lo que sí fue evidente es que los organismos

más estudiados en términos de secuencias

depositadas son los humanos con 6 590 geno-

mas y 1 350 metagenomas depositados (51.9 %

del total), y un 10 % de metagenomas ambien-

tales diversos, según el SRA. Sería importante

medir el impacto de estas investigaciones en el

ambiente nacional como un ejemplo a futuro.

Al poner en perspectiva la contribución

en número de secuencias de Costa Rica con la

región Latinoamericana, es evidente la activi-

dad científica que se está realizando. Sin embar-

go, al evaluar las instituciones que depositan

las secuencias, más de un 97 % corresponde

a instituciones internacionales. La explicación

de esto requiere un análisis más profundo, para

determinar la razón por la cual información de

organismos costarricenses aparece depositada

por instituciones internacionales restando visi-

bilidad a la comunidad científica nacional.

Del análisis de los títulos de las publicacio-

nes científicas se pueden identificar las áreas de

impacto de estas contribuciones. En este caso

fue evidente que los venenos de serpientes,

Clostridium, Pseudomonas, Brucella, asma,

enfermedad bipolar, entre otros, predominaron

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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

en la nube de palabras. Sin embargo, un análisis

que integre esta información con los nombres

de los autores nacionales, los colaboradores

y las fuentes de financiamiento enriquecería

la discusión al permitir determinar el impacto

agregado para la comunidad nacional (traba-

jo en progreso). Otro aspecto que se podría

derivar del análisis de las publicaciones es el

número de profesionales trabajando en bioin-

formática en el país, que actualmente es supe-

rior a los 40 (conteo informal realizado en este

trabajo).

En el tema de educación y comunidad,

hace 13 años, Moreno y colaboradores (More-

no et al., 2008) presentaron un ensayo sobre la

contribución científica de Costa Rica a la biolo-

gía computacional tomando como ejemplo tres

institutos de investigación de renombre nacio-

nal: el Instituto Clodomiro Picado, el INBio -

Instituto Nacional de Biodiversidad, cerrado en

2015) y el PIET - Programa de Investigación en

Enfermedades Tropicales. En aquel entonces,

las carreras científicas en las universidades

públicas ignoraban los cursos computacionales,

lo que obstaculizaba el interés de las nuevas

generaciones por la biología computacional.

Adicionalmente, se mencionaba el efecto de la

“fuga de cerebros”, donde profesionales egre-

sados en el extranjero no regresaban al país

debido a las limitadas y menos competitivas

oportunidades laborales. Sin embargo, este

efecto se desmitificó en un ensayo de Moreno

(2014) y en el análisis actual del Programa

Estado de la Nación reportados en la base de

datos HIPATIA (https://hipatia.cr/dashboard/

diaspora-cientifica), que involucra un análisis

de todas las áreas de la ciencia, tecnología e

innovación.

En este trabajo se muestra un contraste

con esta perspectiva luego de más de 10 años,

siendo dos logros positivos el incluir cursos de

bioinformática a nivel de pregrado y la crea-

ción de la MBBS. Sin embargo, no se cuantifi-

có el regreso de profesionales luego de concluir

sus estudios en el exterior que podría ser un

dato relevante para la comunidad en bioinfor-

mática. Este dato se podría obtener en parte de

la base de datos Ticotal de talento costarricense

estudiando o trabajando en el exterior (http://

ticotal.cr/conozca-acerca-de-ticotal.html#) y de

la base de datos HIPATIA (https://hipatia.cr/

dashboard/diaspora-cientifica).

Adicionalmente, algo que sí permanece es

la falta de oportunidades laborales especiali-

zadas en análisis de datos biológicos. Esto en

parte, dificulta la adopción rápida de esta cien-

cia en instituciones que la podrían estar aplican-

do (por ejemplo, el sistema de salud nacional).

Otra evidencia del avance de la bioin-

formática es la creación de redes nacionales

y la integración de Costa Rica a redes inter-

nacionales. El impacto se ha observado en la

coordinación de cursos de capacitación y desa-

rrollo de colaboraciones para investigación.

Esto reduce la anterior conceptualización de la

bioinformática como una herramienta que era

usada como parte de un tema médico-biológico

central (el cual sigue siendo vigente en muchos

casos), pero que también puede ser desarrolla-

da como una entidad central en investigación.

Esto es, una visión de investigación en “bioin-

formática pura”.

En el tema de infraestructura se evidenció

el incremento de la capacidad de secuencia-

ción nacional. Si bien esto podría representar

un gran avance y una gran oportunidad, el

impacto de esta iniciativa se ve contrarrestado

por tres situaciones. Una es la falta de alterna-

tivas comerciales a los kits de preparación de

bibliotecas de Illumina en el país. Aunque en

el 2020 se empezó a ofertar la química Collibri

(Thermo Fisher). En segundo lugar, está el

alto costo de los reactivos de secuenciación,

encarecidos en gran manera (~25 %) debido a

los costos de importación. En tercer lugar, la

carga de secuenciación es reducida lo que hace

que el costo de cada muestra sea mayor, como

consecuencia esto reduce la competitividad

respecto a otras empresas que brindan servicios

de secuenciación (ej. Psomagen o Novogene).

Todo esto conduce a una producción de datos

ineficiente, que es una de las razones por la que

muchos de los instrumentos Illumina en Costa

Rica están subutilizados (datos no mostrados).

Muchos científicos prefieren enviar sus mues-

tras al extranjero para secuenciar, resolviendo

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Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

el problema del tiempo y los costos. A pesar de

estas limitaciones, algunos investigadores aún

secuencian en las instalaciones locales para

tener control sobre la contaminación, con fines

didácticos, e incluso para estimular la adopción

de estas tecnologías en el país (datos persona-

les). Este tema requiere también un análisis

más detallado para determinar las oportunida-

des a futuro que brinda tener tanta capacidad

de secuenciación en el país.

La capacidad computacional nacional para

análisis de datos si bien es gratuita y suficiente

para la mayoría de aplicaciones, no es una

limitante para el desarrollo de la bioinformáti-

ca. Existen múltiples recursos en la nube y en

redes como RedCLARA/SCALAC (Sistema

de Cómputo Avanzado para América Latina y

el Caribe, https://scalac.redclara.net/index.php/

es/) de las cuales Costa Rica forma parte. Sin

embargo, se debe considerar que en algunos

casos estos recursos externos requieren finan-

ciamiento adicional, recurso humano dedicado

y habilidades que se deben desarrollar. Esta es

una dificultad que se analizará en otro estudio.

Finalmente, entre los aspectos que mos-

traron avance está la regulación ética para

investigación biomédica y el manejo de datos

sensibles. Este aspecto es fundamental para la

implementación de tecnologías aplicadas a la

salud humana como lo son la secuenciación de

genomas o exomas de pacientes. Sin embargo,

la legislación en cuanto a manejo de material

genético no humano, llámese muestras ambien-

tales, animales, plantas, con potencial bioeco-

nómico aún son muy complejas de resolver en

el ambiente nacional.

Uno de los aspectos preocupantes anali-

zados en este trabajo es la financiación nacio-

nal, pero este no es un asunto nuevo pues fue

presentado por Moreno et al. (Moreno et al.,

2008). En Costa Rica solo el 0.46 % del PIB

se destina a actividades de investigación y

desarrollo, como se reveló en el 2017 (Mora,

2017). Además, los efectos de la pandemia y la

crisis fiscal vienen a agravar el aspecto finan-

ciero. Aunque es bien sabido que la ciencia

acelera el desarrollo económico de una nación

muchos gobiernos no priorizan en este campo

(Scheneegans et al., 2021). A pesar de estas

situaciones circunstanciales, se recomienda a

futuro ajustar el uso de los fondos para que

incluyan componentes esenciales para la inves-

tigación en bioinformática y biología compu-

tacional y para la transición posterior, a decir:

1. La compra de equipos computacionales o

pago de servicios en la nube, además de la

compra de reactivos o servicios.

2. La contratación de analistas de datos

bioinformáticos. Que bien podría ser un

estudiante que está haciendo su tesis de

maestría.

3. Diseñar una estrategia para retener al ana-

lista de datos (comúnmente un estudiante)

en la universidad o institución.

4. Desarrollar fondos de becas para can-

didatos de maestría/doctorado a tiempo

completo para que estudien en el país.

Esto reduciría el problema del estudiante

o colaborador de dividir su tiempo entre

investigación, trabajo y responsabilidades

personales. Y al mismo tiempo aportaría al

desarrollo de la comunidad de expertos.

5. Evaluar el efecto del cambio de colones a

dólares, que tiende al alza. Esto tiene un

impacto en la adquisición de insumos de

investigación que se pagan principalmente

en dólares.

Otra oportunidad siempre presente es

obtener financiamiento internacional, lo que

requiere equipos sólidos, interdisciplinarios,

con apoyo administrativo a nivel institucional

para que el proceso sea eficiente. Esto ha sido

logrado por pocos grupos de investigación en

el país.

Considerando el panorama presentado en

este trabajo, visualizamos un mayor desarrollo

de la bioinformática en Costa Rica en los próxi-

mos 10 años. Para promover este desarrollo,

proponemos cinco acciones directas resumidas

en la Fig. 1.

Primero, se necesita estimular la consoli-

dación de grupos de investigación en el país

que utilicen la bioinformática como herra-

mienta para responder las preguntas científicas

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relevantes en el contexto nacional o internacio-

nal. Esta consolidación podría estimularse den-

tro de la academia, incluidos los estudiantes de

la MBBS, exbecarios que regresan al país, pro-

moviendo la conexión con la industria y otras

instituciones gubernamentales. En este sentido,

es necesaria una estrategia a nivel CONARE

que permita ubicar a los exbecarios en grupos

afines a su disciplina, evitando la duplicidad de

oferta académica en el país y contribuyendo a

la generación de grupos colaborativos cada vez

mayores, mejor organizados y multidisciplina-

rios. Actualmente, los grupos son escasos, pero

a medida que la comunidad de investigadores

crece, también aumentan los intereses comunes

y las colaboraciones duraderas.

En segundo lugar, es claro que hoy en día

los fondos para investigación son adjudicados

prioritariamente a grupos o redes de investiga-

ción, más allá de individuos o instituciones. La

consolidación de una red nacional o comunidad

que interactúa a distintos niveles epistémi-

cos aumentaría las probabilidades de obtener

recursos para apoyar proyectos de bioinformá-

tica, incluyendo la contratación de estudiantes

graduados y/o investigadores postdoctorales

colaborando en proyectos extendidos.

En tercer lugar, a medida que se aprue-

ben las solicitudes por fondos, algunas polí-

ticas y protocolos de administración dentro

de las universidades, se debe coadyuvar para

cambiar y mejorar el sistema de contrata-

ción de recurso humano, incluyendo puestos

como asistentes de investigación en bioinfor-

mática o analistas de datos, pagados por entes

financiadores externos.

Cuarto, la integración activa con socie-

dades internacionales como ISCB, SoIBio o

BioCANET, permitirá potenciar los recursos

humanos y promover la investigación nacional.

Una consecuencia directa será un aumento

en el número de publicaciones, como quinta

acción. Este aumento de publicaciones expon-

drá la ciencia costarricense que podrá atraer

más financiamiento internacional. En conjunto,

esto tendrá un impacto positivo en la economía

y en la sociedad en general.

La bioinformática en Costa Rica ha expe-

rimentado una evolución significativa a lo

largo de más de 10 años. Esto se observó en

el aumento progresivo anual de publicaciones,

la cantidad de personas capacitadas en el país,

la creación de la MBBS y de diversas redes,

el acceso a infraestructura computacional y

el desarrollo de un marco bioético que regula

la investigación en genómica. Todos estos

eventos positivos han tenido un impacto en la

investigación. El efecto se ha ampliado al tra-

bajo de laboratorios gubernamentales que han

adoptado tecnologías NGS para abordar casos

forenses, en la detección de patógenos y para

vigilancia epidemiológica.

Esta evolución se ha dado en parte por las

colaboraciones en redes nacionales e interna-

cionales, el trabajo de personal capacitado para

liderar investigación en bioinformática, y el

acceso a fondos de financiamiento sustanciales

para realizar los procesos de secuenciación

masiva. En algunos casos la evolución se ha

dado por la necesidad imperante de aplicar

estas tecnologías para la sociedad, como es el

caso de la vigilancia epidemiológica genómica.

Debido a que este progreso recae prin-

cipalmente en las personas capacitadas en

bioinformática, es necesario seguir brindando

oportunidades a las nuevas generaciones. Sin

embargo, también se deben generar nuevos

empleos dentro del país, incluidas oportuni-

dades como puestos de posgrado, investigador

postdoctoral, analista de datos o asistente de

investigación financiados con subvenciones

nacionales o internacionales. En consecuencia,

estos esfuerzos tendrán un efecto en el tamaño,

la solidez y la experiencia de la comunidad, que

a su vez tendrá un mayor potencial para obtener

financiamiento de investigación. Nuestra expe-

riencia representa una oportunidad para apoyar

a la región centroamericana con capacitaciones

y colaboraciones.

Entre los esfuerzos actuales en bioinfor-

mática se incluyen los estudios del microbioma

infantil y la transcriptómica de la enfermedad

periodontal con fondos administrados por la

Universidad de Costa Rica; la secuenciación

completa del genoma de ~180 miembros de

1220

Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075 Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

familias que viven en Costa Rica diagnosticadas

con esquizofrenia o trastorno bipolar (Carmiol

et al., 2014; Glahn et al., 2019); la contribución

a las bases de datos internacionales de genomas

de patógenos circulantes locales como parte de

las redes PULSE NET, RELAVRA y OPS; y

más recientemente, el estudio de la genómica

del SARS-CoV-2 (Molina-Mora et al., 2021)

y la contribución a bases de datos mundiales

como Nextstrain (https://nextstrain.org/ncov/

gisaid/global).

A futuro, se pueden formular proyectos

de resecuenciación más grandes de impor-

tancia para la población humana similares al

UK10K (Kaye et al., 2014). Costa Rica es

una de las pocas poblaciones humanas con un

registro genealógico detallado desde el siglo

XVI (Meléndez-Obando, 2004), y en la región

se han localizado temas de gran interés (por

ejemplo, la zona azul de longevidad en Nicoya

(Rosero-Bixby et al., 2013). Costa Rica tiene

aproximadamente más del 5 % de la biodi-

versidad mundial que puede protegerse con el

uso de información genómica. Otros proyectos

relevantes para el país podrían ser proyectos

financiados por la misma población similares a

los proyectos microbioma intestinal estadouni-

dense o británico (McDonald et al., 2018), una

forma de ciencia ciudadana donde las personas

brindan voluntariamente muestras y apoyan

financieramente la investigación, contribuyen-

do en última instancia a la comprensión de la

salud humana. La aplicación de la medicina de

precisión podría ser guiada siguiendo la expe-

riencia de proyectos pioneros como Genomics

England del Departamento de Salud del Reino

Unido entre otros (Stark et al., 2019).

Para que este tipo de proyectos se desarro-

llen, primero deben ocurrir otros cambios polí-

ticos y administrativos en Costa Rica. Dentro

de diez años, esperamos que estos cambios y

esfuerzos permitan desarrollar una comunidad

científica sólida donde la investigación brinde

oportunidades para mejorar la vida, proteger el

medio ambiente y estimular la economía.

Declaración de ética: los autores declaran

que todos están de acuerdo con esta publicación

y que han hecho aportes que justifican su auto-

ría; que no hay conflicto de interés de ningún

tipo; y que han cumplido con todos los requi-

sitos y procedimientos éticos y legales perti-

nentes. Todas las fuentes de financiamiento

se detallan plena y claramente en la sección

de agradecimientos. El respectivo documento

legal firmado se encuentra en los archivos de

la revista.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos el apoyo de la Universidad

de Costa Rica para la creación de la Red-

BioAplicada que realizó esta investigación

a través del financiamiento 801-B6-767. Se

agradece a Cath Brooksbank, Ian Willis, Pira-

veen Gopalasingam y Edgardo Moreno por sus

contribuciones y comentarios al artículo. Tam-

bién se agradece a las personas que aportaron

información por medio de entrevistas para la

realización de esta investigación incluyendo

Mariela Arias y Federico Muñoz de la UCR, y

Jean Carlo Umaña del CNCA.

RESUMEN

Introducción: La disciplina científica de la bioinformática

tiene el potencial de generar aplicaciones innovadoras para

las sociedades humanas. Costa Rica, pequeña en tamaño

y población en comparación con otros países de América

Latina, ha ido adoptando la disciplina de manera progre-

siva. El reconocer los avances permite determinar hacia

dónde puede dirigirse el país en este campo, así como su

contribución a la región latinoamericana.

Objetivo: En este manuscrito se reporta evidencia de la

evolución de la bioinformática en Costa Rica, para identi-

ficar debilidades y fortalezas que permitan definir acciones

a futuro.

Métodos: Se realizaron búsquedas en bases de datos de

publicaciones científicas y repositorios de secuencias, así

como información de actividades de capacitación, redes,

infraestructura, páginas web y fuentes de financiamiento.

Resultados: Se observan avances importantes desde el

2010, incluyendo un aumento en oportunidades de entre-

namiento y número de publicaciones, aportes significativos

a las bases de datos de secuencias y conexiones por medio

de redes. Sin embargo, ciertas áreas, como la masa crítica

y la financiación requieren más desarrollo. La comunidad

científica y sus patrocinadores deben promover la investi-

gación basada en bioinformática, invertir en la formación

de estudiantes de posgrado, aumentar la formación de

1221

Revista de Biología Tropical, ISSN: 2215-2075, Vol. 69(4): 1204-1223, October-December 2021 (Published Nov. 25, 2021)

profesionales, crear oportunidades laborales para carreras

en bioinformática y promover colaboraciones internacio-

nales a través de redes.

Conclusiones: Se sugiere que para experimentar los bene-

ficios de las aplicaciones de la bioinformática se deben

fortalecer tres aspectos clave: la comunidad científica, la

infraestructura de investigación y las oportunidades de

financiamiento. El impacto de tal inversión sería el desarro-

llo de proyectos ambiciosos pero factibles y colaboraciones

extendidas dentro de la región latinoamericana. Esto per-

mitiría realizar contribuciones significativas para abordar

los desafíos globales y la aplicación de nuevos enfoques de

investigación, innovación y transferencia de conocimiento

para el desarrollo de la economía, dentro de un marco de

ética de la investigación.

Palabras clave: análisis de datos; NGS (Secuenciación

de Nueva Generación); educación; Web of Science; SRA

(Sequence Read Archive); PubMed; ENA (European

Nucleotide Archive).

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