Doctorado en Biotecnología

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Determinación in vitro e in vivo de las propiedades insecticidas de las lectinas P2 y P4 de semillas de Galactia lindenii sobre un lepidóptero
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-03-15) Casas Corredor, Zulma Yanira; Reyes Montaño, Edgar Antonio; Grupo de Investigación en Proteinas Grip; Vega, Nohora
Algunas lectinas de origen vegetal se caracterizan por su efecto entomotóxico, provocando efectos antinutritivos, inhibición del crecimiento, disminución en el desarrollo y aumento en la mortalidad de los insectos, cuando se administran por vía oral en dieta artificial o se expresan en plantas transgénicas. En este trabajo se estudió la actividad bioinsecticida de las lectinas de Galactia lindenii, LGL-P2 y LGL-P4, la lectina LGL-P2 es específicas por trisacárido H-tipo II (Fucα1,2Galβ1,4GlcNAc), mientras que la lectina LGL-P4 específica por glucosa (Glc)/ Manosa (Man). Las lectinas fueron aisladas a partir de las semillas de Galactia lindenii y purificadas por diferentes técnicas cromatográficas, como intercambio aniónico, afinidad y filtración en gel. Las lectinas se obtuvieron en diferentes cantidades, 6% (LGL-P2) y 0.012 % (LGL-P4); por SDS PAGE mostraron bandas de ~25 kDa y ~ 30 kDa para los monómeros de LGL-P2 y LGL-P4 respectivamente. Se llevó a cabo la caracterización estructural de la LGL-P4, mediante digestión tríptica y secuenciación de péptidos por espectrometría de masas en tándem, alcanzado una secuencia parcial con 65,8 % de cobertura; por predicción computacional se determinó que pertenece a las lectinas tipo Leguminosa (Tipo L) y que presenta una alta posibilidad de interacción con ácido-N-acetilneuramínico (NeuAc), carbohidrato presente en el intestino de insectos. Por otra parte, las lectinas mostraron un efecto dependiente de la concentración sobre la línea celular de insecto CF203, dado que disminuyeron la viabilidad celular con 10 μM (LGL-P2) y 3 μM (LGL-P4); contrariamente, con 0,03 μM LGL-P4 promovió su proliferación. Para complementar los estudios de actividad biológica, se determinó el efecto bioinsecticida de la lectina LGL-P2, realizando ensayos in vivo con larvas de primer estadio de Spodoptera frugiperda alimentadas con dieta artificial que incluyó diferentes cantidades de la lectina, observándose hasta un 66 % de mortalidad en el día once. Se determinó que LGL-P2 y LGL-P4 se unen en el intestino medio de larvas de cuarto estadio de S. frugiperda alterando la membrana peritrófica y células del intestino medio. Los resultados mostraron que las lectinas de Galactia lindenii tienen un gran potencial para el manejo integrado de insectos como S. frugiperda y por lo tanto se podrían emplear como agentes biológicos para controlar los insectos plaga, que afectan los cultivos de gran interés económico. (Texto tomado de la fuente).
Evaluación del efecto directo de la Doxorrubicina en cardiomiocitos ventriculares aislados de cobayo (Cavia porcellus) sobre la expresión del canal de potasio sensible a ATP (KATP) y de miRNAs que se asocien con su regulación
(Universidad Nacional de Colombia, 2025-09-01) Domínguez Romero , Leidy Yohana; Gomez Grosso, Luis Alberto; Grupo de Fisiología Molecular
La doxorrubicina (DOX) es un quimioterapéutico ampliamente utilizado cuyo principal efecto adverso es la cardiotoxicidad, lo que limita su aplicación clínica. Sin embargo, los mecanismos moleculares subyacentes a este efecto, especialmente en relación con la regulación mediada por microRNAs (miRNAs) y los sistemas endógenos de cardioprotección, no han sido completamente dilucidados. El objetivo de este estudio fue evaluar la expresión del canal de potasio sensible al ATP (KATP) y ciertos miRNAs específicos relacionados con su regulación en cardiomiocitos ventriculares de cobayos expuestos a DOX. Los cardiomiocitos fueron aislados mediante perfusión retrógrada y expuestos a 10 μM de DOX, observándose una disminución significativa del acortamiento celular y del ATP intracelular, junto con un aumento de especies reactivas de oxígeno (ROS), calcio citosólico (Ca²⁺) y despolarización mitocondrial. El perfil de expresión de miRNAs se determinó mediante Secuenciación de Nueva Generación (NGS), y se validó la expresión diferencial de miR-27a-5p, miR-99b-5p, miR-133a, miR-181a-5p y miR-34a-5p por stem loop RT-qPCR. Asimismo, se detectaron alteraciones en la expresión de las subunidades del canal KATP (ABCC9, KCNJ8, KCNJ11) y de genes asociados a cardioprotección como FoxO1, SIRT1 y GSK3β, tanto a nivel de RNA como de proteína mediante RT-qPCR y Western Blot respectivamente. Los análisis de correlación y redes reguladoras sugieren que algunos miRNAs se asocian positiva o negativamente con la expresión de KATP y proteínas cardioprotectoras como FOXO1, SIRT1 y GSK3β, evidenciando que la DOX altera mecanismos endógenos de protección cardíaca. Estos hallazgos contribuyen a una mejor comprensión de la fisiopatología de la Cardiotoxicidad Inducida por Doxorrubicina (CID) y abren nuevas perspectivas para el desarrollo de estrategias terapéuticas y la evaluación de estos miRNAs como candidatos a biomarcadores de detección temprana que permitan prevenir o mitigar el daño cardíaco asociado a este fármaco. (Texto tomado de la fuente).
Estudio de las coinfecciones virales presentes en el complejo reproductivo porcino (SMEDI) en cerdas de reemplazo en granjas tecnificadas de Cundinamarca y otras regiones de Colombia
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Vargas Bermúdez, Diana Susana; Mogollón, José Darío; Vargas Bermúdez, Diana Susana [0000000192011759]; Centro de Investigación en Infectología e Inmunología Veterinaria (Ci3V)
En el presente estudio se investigó la prevalencia y los patrones de coinfección de virus primarios (PCV2, PPV1 y PRRSV) y emergentes (PCV3, PCV4 y nPPVs) asociados al fallo reproductivo porcino (PRF) en cerdas de cría en Colombia. La investigación se desarrolló en dos partes consecutivas: la primera constituyó un estudio transversal sobre cerdas de reemplazo y la segunda fue un seguimiento longitudinal sobre cerdas primíparas y multíparas. En la primera parte (estudio transversal) fueron colectadas y analizadas 234 muestras de suero de cerdas de reemplazo provenientes de 40 granjas tecnificadas de las cinco regiones con mayor producción porcina en Colombia. Los resultados revelaron una circulación predominante de PCV2 y PRRSV, junto con una presencia significativa de los nPPVs. Se identificaron asociaciones estadísticamente significativas entre PPV6 con PCV3 y entre PPV5 con PRRSV. Además, se estableció una correlación positiva entre la presencia de PCV3 y una mayor probabilidad del parámetro tasa de parto. Los análisis filogenéticos y filo-evolutivos de las secuencias virales obtenidas en esta fase, mostraron que las cepas de PPV1 se segregaron en el clado PPV1-II, junto con cepas hipervirulentas. (27a). Los nPPVs presentaron tasas de sustitución nucleotídica de 10-4 por año, con orígenes geográficos diversos y una circulación estimada en Colombia desde comienzos del siglo XXI. En la segunda parte (estudio longitudinal) fueron monitoreadas 40 cerdas en cuatro granjas a lo largo de las fases de preñez, parto y lactancia, junto con seguimiento por tres semanas de sus progenies. Se analizaron muestras de suero, calostro y tejidos mediante PCR para detectar los virus primarios y emergentes, así como sus coinfecciones. Adicionalmente, se realizaron pruebas serológicas para detectar anticuerpos anti- PCV2, PCV3, PPV1 y PRRSV, junto con evaluación histopatológica y análisis filogenéticos. Se estableció la presencia de PCV2, PCV3 y PPV1 en todas las granjas, PRRSV en una sola granja, mientras que algunos nPPVs se detectaron de forma esporádica. En esta segunda fase del estudio, se identificaron diversas coinfecciones que involucraban principalmente a los virus primarios, siendo la coinfección PCV2/PPV1 la más prevalente. Notablemente, esta coinfección se asoció con cargas virales de PCV2 significativamente más elevadas tanto en las cerdas al momento del parto como en los fetos. Adicionalmente, se observó que los títulos de anticuerpos anti-PCV2 eran considerablemente menores en presencia de coinfecciones PCV2/PRRSV y PCV3/PRRSV. Los análisis filogenéticos determinaron que las cepas circulantes correspondían a PCV2d, PCV3a y PRRSV-2 linaje 1, sublinaje A. Todos los virus fueron detectados en bajas cargas virales sin signos clínicos evidentes (animales asintomáticos) y las evidencias histopatológicas no revelaron lesiones características; estos resultados, en su conjunto, sugirieren una presentación subclínica de FRP. Asimismo, se desarrollaron y aplicaron sondas de hibridación in situ para PCV2 y PRRSV, detectándose genomas virales de forma localizada y en baja cantidad en tejidos fetales sin lesiones aparentes. Es importante destacar que todas las muestras analizadas en este estudio resultaron negativas para PCV4 y PPV8. Esta investigación proporciona un análisis exhaustivo de la circulación viral en cerdas de cría en Colombia, ofreciendo nuevas perspectivas sobre la dinámica de infección y coinfección en el contexto del FRP (Texto tomado de la fuente).
Mitigación de cadmio en suelos cacaoteros mediante bacterias ureolíticas
(Universidad Nacional de Colombia, 2025) Adarme Duran, Carlos Alberto; de Brito Brandão, Pedro Filipe; Castillo Serna, Elianna; Grupo de Estudios para la Remediación y Mitigación de Impactos Negativos al Ambiente Germina
La presencia de metales tóxicos en suelos agrícolas es una problemática global, ya que pueden ser absorbidos por las plantas, y traslocados hacia sus partes comestibles, entrando en la cadena alimentaria. Particularmente, el Cd en los suelos cacaoteros es tomado por la planta de cacao y bioacumulado en los granos, los cuales son utilizados para la fabricación de alimentos. Por esta razón, se establecieron diversas regulaciones sobre el contenido máximo permitido del metal en productos derivados del cacao. Esto representa un problema para los cacaocultores en zonas afectadas por la presencia de Cd, como es el caso del Departamento de Santander – Colombia, y propició la búsqueda de estrategias para mitigar la disponibilidad de Cd en los suelos cacaoteros. El uso de bacterias ureolíticas capaces de inducir la precipitación de carbonatos, es una alternativa biotecnológica que ha sido empleada para la biorremediación de suelos contaminados con Cd. De esta forma, en esta investigación se evaluó el aprovechamiento de rizobacterias aisladas de fincas cacaoteras de Santander, que inducen la precipitación de carbonatos, como estrategia de mitigación de Cd en suelos cacaoteros. En la primera etapa de la investigación, se recolectaron suelos cacaoteros rizosféricos, no rizosféricos, y material vegetal de la planta de cacao. Se determinó la presencia de Cd y se realizó un estudio sobre la disponibilidad del metal en ambos tipos de suelos. Además, se determinó su correlación con el Cd presente en la planta. El contenido de Cd pseudo-total y disponible (Cd-DTPA) fue mayor en los suelos rizosféricos en comparación con los suelos no rizosféricos. Mediante estadística clásica y multivariada, se encontraron diferencias entre las asociaciones de Cd disponible con propiedades del suelo (pH, Cd pseudo-total, Ca, Mg, K, Na, carbono orgánico del suelo (SOC), P, Zn, actividad ureasa, acidez intercambiable y capacidad de intercambio catiónico), al comparar ambos tipos de suelos. El carbono orgánico del suelo y el Zn fueron impulsores importantes de Cd disponible en los suelos rizosféricos. En la segunda etapa, se realizó el aislamiento de 54 bacterias ureolíticas capaces de inducir la precipitación de carbonatos, a partir de suelos rizosféricos de cacao, y se evaluó su capacidad para precipitar el Cd en un medio de cultivo con una concentración de 60 mg L-1. Estas bacterias exhibieron actividades ureolíticas entre 0,31 y 1,01 µmol NH4+ mL-1 h-1 y porcentajes de remoción de Cd entre 4,4 % y 87,0 % en 48 h. Dentro de las 10 bacterias con mayor remoción de Cd (60,3 % – 87,0 %) se encontraron los géneros Serratia, Klebsiella, Stenotrophomonas, Comamonas, Bacillus y Citrobacter. El estudio del proceso de remoción de Cd en solución mostró que la bioadsorción contribuye de forma significativa durante los ensayos de bioprecipitación, por lo que es importante considerar este aspecto para evaluar el potencial de las bacterias. Considerando lo anterior, se seleccionó la cepa Bacillus sp. 85d para su aplicación en suelos cacaoteros. Finalmente, se evaluó la aplicación de la bacteria ureolítica Bacillus sp. 85d para la inmovilización de Cd en suelos cacaoteros a nivel laboratorio y de vivero. Para ambos experimentos, los resultados mostraron que la aplicación de la bacteria permitió la precipitación carbonatada de Cd intercambiable de los suelos cacaoteros en 5 días. Sin embargo, luego de 3 meses, el Cd en la fracción carbonatada disminuyó, lo cual fue atribuido a la reducción del pH. Además, no se observaron cambios significativos en la concentración de Cd en la planta de cacao para el experimento en vivero, luego del tratamiento con la bacteria. Este estudio demostró que el contenido de Cd en los suelos rizosféricos de la planta de cacao tiene una mayor correlación con el Cd en la planta, comparado con los suelos no rizosféricos, lo que aumenta el entendimiento de la dinámica de Cd en el sistema suelo-cacao. Además, se evidenció el potencial de las rizobacterias ureolíticas que inducen la precipitación de carbonatos para la mitigación de Cd disponible en los suelos cacaoteros. El tratamiento de suelos cacaoteros con Bacillus sp. 85d establece una línea base para entender la aplicabilidad de esta biotecnología. (Texto tomado de la fuente).
Identificación de receptores para una proteína del merozoíto de Plasmodium vivax en células hospederas de malaria
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-12-16) Molina Franky, Jessica Stephanie; Patarroyo Gutiérrez, Manuel Alfonso; Kalkum, Markus; Department of Immunology and Theranostics City of Hope; Fundación Instituto de Inmunología de Colombia (FIDIC); Grupo de Investigación Básica en Biología Molecular e Inmunología (GIBBMI)
La malaria humana es causada principalmente por Plasmodium vivax y Plasmodium falciparum, siendo estas las especies más extendidas y letales, respectivamente. El estudio de P. vivax enfrenta desafíos debido a su invasión exclusiva de reticulocitos, células precursoras de los eritrocitos. La maduración rápida y la escasa disponibilidad de los reticulocitos han dificultado el desarrollo de un cultivo continuo in vitro que permita estudiar la biología y las interacciones receptor-ligando del parásito. En este contexto, se exploró el potencial de las líneas celulares eritroides JK-1 y BEL-A2 como alternativas a los reticulocitos, confirmándose su idoneidad mediante la invasión exitosa del parásito. Además, se empleó cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (LC-MS/MS) para realizar una comparación cuantitativa de los proteomas de membrana de estas líneas celulares en relación con los reticulocitos y los eritrocitos maduros. Este análisis reveló similitudes significativas entre los proteomas de membrana de JK-1, BEL-A2 y los reticulocitos. Adicionalmente, se identificaron potenciales candidatos a receptores, como SLC7A5, SLC7A1, SLC1A5, CD36, ITGB1, PHB2 y CNNM3, que podrían desempeñar un papel en la vía de invasión específica del parásito. Finalmente, se evaluó la utilidad de ensayos de captura por afinidad asociado a LC-MS/MS, realizando una prueba de concepto sobre la interacción entre PfRH5 y BSG. Esta técnica sentó las bases para identificar los receptores de PvRBP1a157-650, fusionada con TurboID en líneas celulares eritroides. Mediante esta técnica de etiquetado por proximidad, se biotinilaron los receptores en contacto con el ligando, permitiendo la identificación de interacciones específicas entre PvRBP1a157-650 con el receptor de transferrina 1 (CD71), basigina y prohibitina-2, confirmadas por monitoreo de reacciones paralelas y verificadas en su especificidad y constantes de afinidad mediante ELISA. Cabe resaltar que este es el primer reporte que describe a PHB2 como receptor en la interacción de P. vivax con su célula diana. Estos hallazgos enriquecen el conocimiento sobre las interacciones receptor-ligando de P. vivax y refuerzan la relevancia de las células JK-1 y BEL-A2 como modelos celulares alternativos en su estudio. (Texto tomado de la fuente).
Análisis proteómico de la abeja Apis mellifera expuesta al herbicida glifosato y al insecticida imidacloprid
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Maya Aguirre, Carlos Andrés; Arenas Suarez, Nelson Enrique; Torres Rodríguez, Ángela Graciela
En la actualidad se usan herbicidas como el glifosato e insecticidas como el imidacloprid con el fin de controlar plagas o malezas o flora arvense que interfieren en la producción de alimentos a nivel mundial para soportar el incremento poblacional. El uso no controlado de estos plaguicidas causa anualmente una reducción importante en el número de agentes polinizadores, entre ellos las abejas. Los estudios encaminados en el análisis de los efectos de plaguicidas sobre las abejas van en aumento y han reportado afecciones tanto a nivel metabólico como neurológico, asociándose estas afecciones a las pérdidas de estos polinizadores. En este trabajo se estudió mediante análisis proteómico, las variaciones en expresión diferencial de proteínas de cabeza y tórax-abdomen de abejas A. mellifera tratadas de manera aguda con dosis subletales del herbicida glifosato y del insecticida imidacloprid. Para la obtención de los extractos proteicos tanto de cabeza como de tórax-abdomen, se evaluaron dos buffers de extracción (buffer fosfatos/RIPA y bicarbonato de amonio) y cuatro estrategias de precipitación (ácido tricloroacético en dos concentraciones, acetona y acetonitrilo). A partir de los resultados obtenidos, se seleccionaron el buffer de extracción de fosfato/RIPA y la estrategia de precipitación con acetona, los cuales permitieron la obtención de un extracto con un alto contenido de proteína total. En el análisis proteómico de los extractos obtenidos, se detectaron 92 proteínas en total de las cuales 49 proteínas fueron diferencialmente detectadas respecto al grupo Control (47 proteínas en baja expresión y 2 proteínas en alta expresión). En análisis de estas proteínas se encontró que, en los extractos proteicos de las abejas tratadas con glifosato, 14 proteínas pertenecían a cabeza y 6 proteínas a tórax-abdomen. Adicionalmente, se encontró que, en los extractos proteicos de abejas tratadas con imidacloprid 18 proteínas pertenecían a cabeza y 11 proteínas a tórax-abdomen. En cabeza, el glifosato causa desbalances bioenergéticos y neurológicos debido a su similitud con el fosfoenolpiruvato, inhibiendo el ciclo de Krebs y la producción de ATP, además de dañar las mitocondrias. El imidacloprid afecta la transcripción de genes esenciales para el metabolismo y la estructura celular provocando fallos motores y cognitivos. En tórax y abdomen, las proteínas relacionadas con el estrés oxidativo y la detoxificación se encontraron en alta expresión, sugiriendo mecanismos de defensa específicos. Los resultados muestran que el glifosato y el imidacloprid, aunque con blancos de acción distintos, generan efectos adversos en la fisiología de las abejas africanizadas de A. mellifera. Este estudio destaca la necesidad de evaluar los efectos de pesticidas de uso común en la agricultura sobre las abejas, sugiriendo enfoques biotecnológicos para un desarrollo sostenible que proteja a estos importantes polinizadores (Texto tomado de la fuente).
Generation and evaluation of agbiogeneric glyphosate tolerant soybean plants
(Universidad Nacional de Colombia, 2024) Mora Oberlaender, Julián Oliverio; López Carrascal, Camilo Ernesto; Mora Oberlaender, Julián Oliverio [0001426306]; Mora Oberlaender, Julian; Mora Oberlaender, Julián Oliverio [0000-0003-0304-2380]; Mora-Oberlaender, Julian; Ingeniería Genética de Plantas; Mora Oberlaender, Julián Oliverio [55918882500]
Soybean is one of the main crops worldwide to which biotechnology has contributed greatly since the first genetically modified, herbicide-tolerant crops were introduced. In particular, glyphosate tolerance facilitates soybean production by reducing inputs, environmental impact and the need for tillage. First generation glyphosate tolerance technology is now in the public domain and therefore creates an opportunity for the development of agbiogeneric soybean. In Colombia, this can contribute in reducing the dependence on imported soybean by boosting competitiveness. This work contributes to the development of agbiogeneric glyphosate-tolerant soybeans by furthering the phenotypic and molecular evaluation and characterization of potential transgenic events. Colombian soybean varieties Brasilera 1, Brasilera 2 and FNS 01 were subjected to transformation, regeneration and selection, together with variety Soy-SK7 which had been included in previous work. Twenty-one potential primary transformants were obtained after adjusting in vitro selection and regeneration. A workflow was established for the obtention of subsequent generations derived from primary transformants and for their molecular evaluation via PCR and phenotypic selection using different doses of glyphosate. Tolerance to this herbicide was linked to the presence of an optimized version of the cp4epsps transgene in transformed plants. The results obtained here have helped identify bottlenecks in the generation of potentially transformed events and have highlighted the need for more efficient transformation protocols. Phenotypic and molecular selection requires a pool from which to identify those lines with more promising characteristics.
Péptidos modificados derivados de la secuencia RWQWRWQWR: evaluación de la actividad anticancerosa frente a líneas celulares derivadas de cáncer de mama
(Universidad Nacional de Colombia, 2024-01-29) Barragán Cárdenas, Andrea Carolina; García Castañeda, Javier Eduardo; Barragán Cárdenas, Andrea Carolina [0000011789]; Barragán Cárdenas, Andrea Carolina [000000075458129]; Barragán Cárdenas, Andrea Carolina [Andrea-Barragan-Cardenas]; Síntesis y Aplicación de Moléculas Peptídicas
El diseño, síntesis y evaluación de péptidos anticancerígenos es una estrategia utilizada para la búsqueda de nuevas moléculas con potencial terapéutico para el tratamiento del cáncer. El cáncer de mama es el más diagnosticado a nivel mundial, el cuarto con mayor mortalidad y, su amplia variación genética deriva en la necesidad de diferentes moléculas para su tratamiento. Los tratamientos utilizados para este tipo de cáncer no son selectivos por las células cancerosas y generan múltiples efectos secundarios que disminuyen la calidad de vida del paciente de forma drástica, el tumor puede presentar resistencia y derivar en recurrencia; razón por la cual la búsqueda de nuevos posibles agentes terapéuticos es imperativa. En este trabajo se diseñaron, sintetizaron y evaluaron péptidos derivados del péptido palindrómico con actividad anticancerosa LfcinB (21-25)Pal:H2N-RWQWRWQWR-CONH2. Se evaluaron péptidos con modificaciones en la estructura primaria del péptido palindrómico como la longitud y carga neta positiva, cambios puntuales de residuos por aminoácidos de la misma polaridad o por aminoácidos no naturales y, funcionalización con el motivo RGD en el extremo N-terminal y/o C-terminal. Se determinó que el aumento de la longitud y carga de la secuencia mediante adición de una Arg (R) y/o la unión al motivo RGD en el extremo N-terminal generaron péptidos con un mayor efecto citotóxico frente a células derivadas de cáncer de mama MCF-7, identificando cuatro péptidos promisorios: RRWQWRWQWR, RRWQWRWQWRR, RGD-Ahx-RRWQWRWQWR y RGD-Ahx-RWQWRWQWR, los cuales inducen disminución de la viabilidad celular dependiente de la concentración. Se evidenció que los residuos de Arg (R) ubicados en los extremos N y C-terminal de la secuencia palindrómica son relevantes para mantener la selectividad de los péptidos por células cancerosas, mientras que la Arg central de la secuencia es determinante para ejercer el efecto citotóxico. Los resultados sugieren que el aumento de la carga neta positiva del péptido que permite una interacción electrostática inespecífica con la célula no es el único parámetro que influye en el efecto citotóxico y su ubicación en la secuencia es clave. La inclusión de la Arg en el extremo N-terminal (RRWQWRWQWR) incrementó significativamente el efecto anticanceroso, lo cual puede estar asociado a que esta modificación hace que se complete el motivo mínimo de la LfcinB. Reemplazos puntuales en la secuencia por aminoácidos de la misma polaridad o por aminoácidos no naturales generaron disminución del efecto anticanceroso del péptido sugiriendo que es posible que esté involucrada una interacción específica péptido-célula. Los resultados respecto a la funcionalización con el motivo RGD en los extremos N y/o C-terminal muestran que cuando la adición se realiza en el extremo C-terminal el efecto citotóxico disminuye sugiriendo que los residuos ubicados en ese extremo son determinantes. El péptido RGD-Ahx-RWQWRWQWR, presentó mayor actividad citotóxica que la secuencia original, además indujo disminución de la viabilidad celular de líneas celulares derivadas de los cuatro subtipos moleculares de cáncer de mamá (Luminal A, Luminal B, Triple Negativo A y Triple Negativo B), la cual fue dependiente de la concentración, rápida y se mantuvo hasta por 48h. Se observó que en la línea MCF-7 indujo la citotoxicidad mediante la activación de la vía extrínseca e intrínseca de la apoptosis, acompañada de la disminución de la capacidad migratoria celular y disminuyendo también los procesos de invasión. Ensayos preliminares de toxicidad aguda en modelo in vivo muestran que este péptido se categoriza como ligera-moderadamente tóxico indicando que pues una molécula segura para proceder con ensayos de eficacia. Estos resultado sugieren que el péptido obtenido es una molécula que puede ser considerada como un potencial candidato para el desarrollo de agentes terapéuticos en el tratamiento de este tipo de cáncer. (Texto tomado de la fuente)
Indentificación de regiones de unión de proteínas de Babesia bovis a eritrocitos bovinos
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-12) Cuy Chaparro, Laura Esperanza; Patarroyo Gutiérrez, Manuel Alfonso; Moreno Pérez, Darwin Andrés; 0000-0002-2016-2117
RESUMEN La babesiosis es una de las enfermedades veterinarias más importantes transmitidas por garrapatas que afecta principalmente a animales salvajes y domésticos, y recientemente es considerada como una zoonosis emergente que se distribuye en regiones tropicales y subtropicales alrededor del mundo. Babesia bovis, uno de los hemoprotozoarios responsable de la babesiosis bovina, es el agente más patógeno del género Babesia que causa un impacto negativo en la industria ganadera dada las altas tasas de morbimortalidad que genera. Las principales estrategias de control y tratamiento de la babesiosis se han centrado en el uso de quimioterapéuticos dirigidos contra el parásito o de acaricidas contra el vector. Sin embargo, ante la aparición de resistencia a esta clase de productos químicos, la vacunación con organismos vivos atenuados de B. bovis se ha convertido en el principal método de control de la infección. Aunque el uso de este tipo de vacunas ha estado asociado con niveles parciales de protección, éstas tienen importantes limitaciones como una vida útil corta, riesgo de reversión de la virulencia, contaminación con otros patógenos transmitidos por sangre, falla en la inducción de inmunidad protectiva contra diferentes cepas y la pérdida de inmunogenicidad, lo que ha limitado la comercialización de la vacuna. Por lo tanto, se requieren otras estrategias alternas para mejorar las condiciones de sanidad animal bovina. El conocimiento de la biología básica del parásito en relación con la caracterización de las moléculas que éste usa para invadir a sus células diana es esencial para diseñar una medida de control eficaz contra la enfermedad, como es el caso de las vacunas. Por ende, este proyecto se encaminó a identificar proteínas de B. bovis o regiones derivadas de ellas que tengan capacidad de unirse a los eritrocitos bovinos como alternativa para contribuir al conocimiento de su biología en relación con la interacción parásito-célula. Para ello, se realizó la predicción de proteínas importantes para la invasión del parásito a sus células diana mediante la exploración in silico de los datos de transcriptoma y proteoma de B. bovis, obteniendo como resultado las proteínas BbMSA-1, BbAMA-1 y BbRON2. Posteriormente, varias regiones bajo restricción funcional y con presencia de codones seleccionados negativamente en BbMSA-1, BbAMA-1 y BbRON2 fueron inferidas a través de análisis de selección natural, con el objetivo de elegir fragmentos idóneos (regiones o péptidos de 20 residuos) y evaluar así su capacidad para unirse a los eritrocitos bovinos. Los ensayos altamente sensibles de interacción proteína-célula y péptido-célula permitieron identificar varias regiones con capacidad de unión a eritrocitos bovinos y diferentes péptidos con alta capacidad de unión (HABP, del inglés High Activity Binding Peptide) a sus células diana para BbMSA-1: 42422 (39PEGSFYDDMSKFYGAVGSFD58), 42424 (91NALIKNNPMIRPDLFNATIV110) y 42426 (150TDIVEEDREKAVEYFKKHVY169); BbAMA-1: 42437 (100YMQKFDIPRNHGSGIYVDLG119), 42438 (120GYESVGSKSYRMPVGKSPVV139) y 42443 (302SPMHPVRDAIFGKWSGGSSV321); y BbRON2: 42918 (1218SFIMVKPPALHCVLKPVETL1237). Además, los análisis de predicción de la estructura terciaria y secundaria de las moléculas permitieron evidenciar que los HABPs 42422 y 42426 de MSA-1, así como 42437 y 42438 de AMA-1, son altamente helicoidales y contienen epítopes de células B y T, mientras que los HABPs 42424 de MSA-1 y 42918 de RON2 son no estructurados estando este último, localizado en una región intrínsecamente desordenada flanqueada por dos regiones helicoidales. Este es el primer estudio que analiza y describe las regiones mínimas (definidas en este estudio por componerse de 20 aminoácidos) implicadas en la unión de las proteínas MSA-1, AMA-1 y RON2 de B. bovis a su célula diana. En estudios futuros, se explorará el potencial antigénico de dichos péptidos durante la inmunización in vivo, y se evaluará su eficacia como potenciales candidatos a vacuna. (Texto tomado de la fuente)
Reparación de grietas en materiales base cemento empleando cultivos bacterianos axénicos y mixtos
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-11-21) Tamayo Figueroa, Diana Paola; de Brito Brandão, Pedro Filipe; Lizarazo Marriaga, Juan Manuel; https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000005690; Grupo de Estudios para la Remediación y Mitigación de Impactos Negativos al Ambiente Germina; Análisis, Diseño y Materiales Gies
La reparación de grietas en estructuras de construcción es un desafío común, donde la precipitación de calcita inducida microbiológicamente es una técnica prometedora. Allí, se emplean bacterias ureolíticas que alcalinizan el microambiente celular generando precipitación de calcita en las grietas, sellándolas. Esta investigación evaluó la reparación de grietas en materiales base cemento empleando cultivos bacterianos ureolíticos axénicos y mixtos mediante el aislamiento y caracterización de 49 microorganismos, donde se seleccionaron 4 correspondientes a los géneros Arthrobacter, Psychrobacillus, Glutamicibacter y Rhodococcus por su capacidad de precipitar el 99.7% (25 mM) de calcio en menos de 24 horas. Estas 4 bacterias fueron evaluadas en diferentes mezclas para establecer cultivos mixtos, donde el cultivo mixto con mayor actividad correspondió a la mezcla R. qingshengii S1 + A. crystallopoietes M4C20 + P. psycrodurans S17. Se determinó la estrategia de aplicación sobre el concreto, frecuencia y componentes del medio de cultivo, evidenciando que a mayor frecuencia de aplicación del microorganismo de manera directa sobre las grietas y empleando un biopolímero de dextrano (BILAC) se mejoró la eficiencia de la reparación acortando los tiempos iniciales en más del 50%. Finalmente, comparado con dos tratamientos comerciales, las probetas de mortero reparadas biotecnológicamente alcanzaron 5 veces más resistencia demostrando el potencial de aplicación de esta biotecnología en este campo. Para este estudio, el cultivo axénico de G. arilaitiensis M3C3 presentó mayor eficiencia que los cultivos mixtos, siendo este el primer reporte del uso de este microorganismo para la reparación de grietas en materiales base cemento empleando un biopolímero de dextrano. (Texto tomado de la fuente).
Estudio de un sistema bio-electroquímico de fermentación para la producción de 1,3-propanodiol a partir de glicerina cruda
(Universidad Nacional de Colombia, 8-07-23) Aragón Caycedo, Oscar Leonardo; Montoya Castaño, Dolly; OSCAR LEONARDO ARAGON CAICEDO [0000000193632258]; https://www.researchgate.net/profile/Oscar-Aragon; Bioprocesos y Bioprospeccion
Los azúcares y el glicerol pueden servir como sustratos de bajo costo en aplicaciones biotecnológicas para obtener varios intermediarios químicos con un alto valor agregado. La electrofermentación es una reciente tecnología con la que es posible mejorar y controlar la fermentación microbiana, especialmente con cepas del género Clostridium, aumentando la especificidad de las vías metabólicas. En este contexto, cepas bacterianas aisladas de suelos colombianos, y estrechamente relacionadas con Clostridium butyricum, se han identificado como eficientes productoras de solventes y ácidos, incluidos ácido acético, ácido butírico, etanol, butanol, acetona e hidrógeno a partir de glucosa o 1,3-propanodiol a partir de glicerol. En este trabajo se evalúa el efecto del suministro externo de electrones en la producción de metabolitos de interés comercial con una red metabólica de C. butyricum. Los resultados obtenidos de un modelo de simulación señalan que la interacción con el electrodo catódico mejora los rendimientos de productos reducidos. En concreto, utilizando glicerol como sustrato, la simulación indicó que el rendimiento medio del producto podría aumentar con 1,3-propanodiol (23%) e hidrógeno (45%). Por último, se estableció experimentalmente que la cepa nativa IBUN 158B es electroactiva y tiene la capacidad de incrementar los valores de rendimiento producto / sustrato de 1,3-PD (7 – 9%) cuando es sometida a la alimentación de pequeñas cantidades de electrones desde un cátodo en un proceso electrofermentación catódica y que el uso de transportadores de electrones como el Rojo Neutral incrementa los efectos de la electrofermentación alcanzando mayores valores de rendimiento cuando está presente en el medio de cultivo. En conclusión, la electrofermentación de Clostridium butyricum como técnica de cultivo bioelectroquímico tiene potencial como proceso de producción alternativo a la fermentación tradicional para controlar el estado redox durante la síntesis de bioquímicos y aumentar la producción de metabolitos de interés comercial. Pero se necesita más investigación básica y aplicada para dilucidar los mecanismos de transferencia de electrones y revelar los mecanismos reguladores subyacentes. (Texto tomado de la fuente)
Biosíntesis de nanopartículas de plata a partir de hongos rizosféricos y su inmovilización en una fibra natural para el control in vitro de la bacteria fitopatógena (Pectobacterium carotovorum)
(Universidad Nacional de Colombia, 2023-06) Beltrán Pineda, Mayra Eleonora; Sierra Avila, Cesar Augusto; Lizarazo Forero, Luz Marina; Beltrán Pineda, Mayra Eleonora [https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000508136]; Beltrán Pineda, Mayra Eleonora [https://scholar.google.com/citations?user=ZRzS9t4AAAAJ&hl=es]; Beltrán Pineda, Mayra Eleonora [0000-0002-0451-2535]; Grupo de investigación en macromoléculas; Grupo de investigación Biología ambiental
En esta investigación inicialmente se realizó un estudio de bioprospección para seleccionar hongos rizosféricos de cultivos de papa, hongos promisorios para la síntesis de AgNp´s con acción antibacterial frente a Pectobacterium carotovorum, agente fitopatógeno de papa de difícil manejo por técnicas convencionales. Se aislaron cinco hongos de las especies Penicillium simplicissimum, Aspergillus niger y Fusarium oxysporum que produjeron AgNp´s esféricas de tamaños entre 15 y 45 nm, las cuales presentaron acción antibacterial frente al fitopatógeno. Empleándose a Fusarium oxysporum se encontró que al usar una solución de AgNO3 3mM, pH de 10, y 27 °C/24 h se obtiene el mayor rendimiento en la síntesis de AgNp´s. Posteriormente, estas nanopartículas fueron caracterizadas por TEM, FTIR, XRD, DLS. PI y potencial Z, tras lo cual su poder antibacterial frente al fitopatógeno Pectobacterium carotovorum fue estudiado, encontrándose zonas de inhibición de crecimiento de hasta 11,3 mm de diámetro cuando se emplea una dosis de 100 ppm y una MIC de 25 y 50 ppm, determinada por micro y macrodilución respectivamente. También se realizaron estudios a nivel del sustrato vegetal, evidenciándose un efecto protector sobre el tubérculo cuando se aplica una dosis de 100 ppm de AgNp´s sobre el tejido a manera de tratamiento preventivo. Posteriormente y para limitar la absorción de las nanopartículas en el tubérculo se realizaron pruebas de inmovilización de las AgNp´s sobre fibras de algodón quirúrgico por dos metodologías (cationización y reducción bioquímica in situ), obteniéndose dos tipos de fibras denominadas A-AgNp´s-C y A-AgNp´s-RBi. Fibras que mostraron zonas de inhibición de crecimiento del Pectobacterium carotovorum, con una disminución en los recuentos bacterianos a las 24 horas e inhibición de crecimiento a las 48 horas. Donde las pruebas de reuso de estas fibras con nanopartículas mostraron que los dos tipos fibras pueden tener hasta tres usos sucesivos sin perder su efectividad, independientemente del método de modificación empleado. Adicionalmente, es importante resaltar que las pruebas de retención de las AgNp´s indicaron que estas permanecen adheridas a las fibras A-AgNp´s-C y a las fibras A-AgNp´s-RBi después de dos y tres lavados sucesivos, respectivamente. Finalmente, las AgNp´s biosintetizadas se adhirieron a fibras de fique por cationización con el objetivo de obtener sacos antibacteriales de 10 x 12 cm, los cuales en pruebas in vivo presentaron tan solo un 7,8 % de afectación, mientras que tubérculos almacenados en un saco tradicional tuvieron una afectación del 25%. Por lo tanto, el empleo de hongos rizosféricos para la síntesis de AgNp´s con acción nanopesticida frente al fitopatógeno P. carotovorum y su inmovilización en fibras naturales, permitirá el desarrollo de una aplicación nanobiotecnológica en el campo de embalajes para el almacenamiento de papa, con posibilidades de escalamiento, lo que aunará en la implementación de prácticas de agricultura de precisión. (Texto tomado de la fuente)
Estudio de cepas de Mycobacterium leprae colombiano causantes de múltiples episodios sintomáticos de lepra post poliquimioterapia
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-07-26) Chavarro Portillo, Bibiana; Soto Ospina, Carlos Yesid; https://orcid.org/0000-0001-7186-2028; Guerrero Guerrero Martha Inirida; https://www.researchgate.net/profile/Bibiana-Chavarro-Portillo; Bioquímica y Biología Molecular de las Micobacterias
La lepra es una enfermedad dermato-neurológica crónica, causada por Mycobacterium leprae, que en Colombia causa cerca de 400 casos nuevos cada año. La lepra se trata con una poliquimioterapia (PQT) y su eficacia es establecida por el seguimiento de casos recurrentes de la enfermedad. Debido a que la recurrencia no puede ser diferenciada en recaída o reinfección clínicamente, en el presente estudio, usamos técnicas de secuenciación total de ADN (genoma) y ARN (transcriptoma), con el fin de conocer algunas características genómicas y transcriptómicas de cepas de M. leprae asociadas con múltiples episodios de lepra post-PQT en Colombia. A partir de biopsias provenientes del diagnóstico inicial y durante la recurrencia de la enfermedad, se aisló ADN y se realizó la secuenciación total de genomas de M. leprae causantes de cada evento y se analizaron in silico los conjuntos de secuencias resultantes. Los análisis de genómica comparativa de las cepas de M. leprae causantes de eventos recurrentes permitieron establecer tres hallazgos importantes: i) encontrar ciertas características genómicas que podrían diferenciar una recaída de una recaída y reinfección, ii) la relación genética entre cepas colombianas y cepas antiguas y modernas , además de cepas aisladas en otros hospederos, como el armadillo de nueve bandas y ardillas de cola roja y iii) establecer posibles efectos de las mutaciones identificadas en los genomas analizados. Por otra parte, también se pudo establecer la capacidad infectiva de cepas de M. leprae relacionadas con un evento inicial en comparación con cepas asociadas a eventos recurrentes en un modelo in vitro de infección de células de Schwann. Se pudo observar que la entrada inicial de M. leprae a las células de Schwann no depende de las características inherentes de las cepas (vivas o muertas, de pacientes de eventos recurrentes o nuevos) ni de la carga bacteriana usada para la infección; pero la capacidad de infectar más células a través del tiempo si depende de la viabilidad del bacilo. Los análisis transcripcionales muestran la actividad de genes involucrados en la virulencia y supervivencia, además de los genes codificantes de proteínas de choque térmico, los cuales favorecen la supervivencia de M. leprae en condiciones de estrés o durante el cultivo in vitro. Como un marcador de patogenicidad, mediante qPCR, se evaluaron los niveles de expresión de siete genes implicados en la síntesis de PGL-1 durante la infección de células de Schwann. Los resultados mostraron una expresión diferencial de ciertos genes que se sugieren una capacidad metabólica disminuida en el caso de M. leprae provenientes de pacientes con recaída. (Texto tomado de la fuente)
Evaluación de la comunidad microbiana en un sistema de biofiltración simultánea de H2S y NH3 basado en lechos orgánicos
(Universidad Nacional de Colombia, 2022-10) Vela Aparicio, Diana Gisset; de Brito Brandão, Pedro Filipe; Cabeza, Iván O.; Grupo de Estudios para la Remediación y Mitigación de Impactos Negativos al Ambiente Germina
La biofiltración es una biotecnología de alta eficiencia y bajo costo para la remoción de H2S y NH3 emitidos en plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR). Sin embargo, la influencia de condiciones transitorias durante la operación, frecuentes a nivel industrial, sobre la comunidad microbiana presente en el biofiltro no ha sido muy estudiada. Este trabajo evaluó los cambios de la comunidad microbiana de dos biofiltros de compost de pollinaza y bagazo de caña bajo condiciones que simulan las variaciones y rangos de concentraciones de H2S y NH3 encontradas en la PTAR El Salitre. Estos biofiltros se sometieron a cambios en la carga de los gases, mediante la disminución del tiempo de residencia (EBRT) y picos de concentración, y posteriormente, se redujo la humedad del lecho. En las condiciones donde disminuyó la eficiencia de remoción (ER), se analizaron los productos de oxidación de los gases y se determinó la composición de la comunidad microbiana, mediante secuenciación del gen ARNr 16S del metagenoma. Finalmente, se inoculó el lecho de uno de los biofiltros con un cultivo microbiano enriquecido en bacterias nitrificantes y oxidantes de azufre para evaluar su capacidad de recuperación bajo condiciones que simularon las variaciones estacionales y diarias de concentración en la PTAR. A un EBRT de 25 s, alta concentración de gases y 40% de humedad, el biofiltro alcanzó una capacidad de eliminación de 32,2±4,7 g H2S/m3h y 1,3±0,1 g NH3/m3h con una ER de 80% de H2S y 91% de NH3. La acumulación de subproductos (sulfato y amonio) provocó una alta proporción de bacterias heterótrofas halófilas en el lecho. Tras la reducción de la humedad a 20%, se redujo la eficiencia de remoción y la diversidad microbiana. Finalmente, ambos biofiltros, inoculado o no, pudieron recuperar la remoción de gases a más de 90%, bajo cambios diarios en la concentración de los gases y a alta concentración de sulfato y amonio. Este estudio demostró que la comunidad microbiana del biofiltro pudo adaptarse a cambios drásticos en la carga de gases, disminución en la humedad y acumulación de sulfato y amonio en el lecho hasta alcanzar una composición estable. Se concluye que el biofiltro desarrollado puede usarse para la eliminación de H2S y NH3 en diversas actividades industriales y bajo condiciones de operación variables mencionadas (Texto tomado de la fuente)
Estudio del potencial oncolítico del aislamiento rotaviral humano Wt1-5 en adenocarcinoma gástrico
(Universidad Nacional de Colombia, 2022-07-01) Sossa Rojas, Henry; Guerrero Fonseca, Carlos Arturo; 0000-0001-7854-0689; Biología Celular; Biología Molecular de Virus; Biotecnología Microbiana
A pesar de los avances en la investigación en ciencias biomédicas, el cáncer gástrico sigue siendo una de las principales causas de morbilidad y mortalidad en el mundo debido a la limitada eficacia de las terapias convencionales. El objetivo de este estudio fue examinar el potencial oncolítico del aislamiento rotaviral Wt1-5 en muestras de adenocarcinomas gástricos obtenidas de seis pacientes sometidos a gastrectomías radicales en el Hospital Universitario de la Samaritana. Para lograrlo, se evaluó la capacidad del rotavirus para propagarse en el tumor y la importancia de la expresión de las proteínas correceptoras de membrana citoplasmática αVβ3, PDI, Hsc70, Hsp90, Hsp70, Hsp60 y Hsp40 durante la infección de las células tumorales. Se encontró que estas proteínas se expresan de forma diferencial en las células tumorales en comparación con el tejido no tumoral adyacente y que las células neoplásicas se infectaron significativamente en comparación con el tejido no tumoral adyacente, lo que inicio un efecto oncolítico. A las 12 h.p.i, se observó que la apoptosis era uno de los tipos de muerte que se evidenciaba al evaluar la expresión de caspasa 3, caspasa 9, PARP, citocromo C, BAX, BID, p53 y Bcl-2, así como al observar cambios morfológicos, como la marginación de la cromatina, condensación y fragmentación nuclear. Finalmente, en las horas posteriores a la infección (60 h.p.i), se observó una oncólisis que comprometió todo el espesor del tumor. En consecuencia, los resultados de este trabajo sugieren que el RV Wt1-5 puede ser una terapia coadyuvante a las terapias convencionales y/o terapias dirigidas en el manejo del cáncer gástrico. Además, la infección ex vivo del modelo de tejido tumoral también mostró características de respuesta inmune que pueden explorarse en estudios futuros. (Texto tomado de la fuente)
Presencia de RgpA, anticuerpos anti-RgpA y su asociación con artritis reumatoide
(Universidad Nacional de Colombia, 2022-12-02) Castillo Perdomo, Diana Marcela; Castellanos Parra, Jaime Eduardo; Romero Sánchez, María Consuelo; Castillo Perdomo, Diana Marcela [https://scienti.minciencias.gov.co/cvlac/visualizador/generarCurriculoCv.do?cod_rh=0000293580]; Castillo, Diana Marcela [https://scholar.google.com/citations?user=_DyKomkAAAAJ&hl=es]; Castillo, Diana Marcela [0000-0002-1846-7448]; Castillo, Diana Marcela [https://www.researchgate.net/profile/Diana-Castillo-4]; Unidad de Investigación Básica Oral - UIBO; Castillo, Diana Marcela [16300829800]; Lafaurie Villamil Gloria Inés
Estudios clínicos y epidemiológicos han corroborado la asociación bidireccional entre la artritis reumatoide (AR) y la periodontitis. Esta asociación es atribuida a Porphyromonas gingivalis, por la presencia de la enzima peptidil arginina deiminasa (PPAD) y con la actividad de las Arg-gingipaínas en la citrulinación, vinculadas con el quiebre de la tolerancia inmunológica en la AR. Se ha confirmado que los anticuerpos anti-P. gingivalis acompañan el desarrollo de la AR. Sin embargo, pocos estudios indagan la asociación de factores de virulencia específicos de esta bacteria con la AR. En este estudio hemos producido la PPAD de manera recombinante y purificado la gingipaína RgpA nativa a partir de vesículas de membrana externa de P. gingivalis ATCC33277, la actividad enzimática se evaluó con sustratos fluorogénicos. La presencia de las proteínas se confirmó por SDS-PAGE y Western Blot y fueron usadas como antígenos en la detección de los anticuerpos contra estos factores de virulencia mediante ELISA en 143 pacientes con AR y 112 individuos sin AR. Se encontraron diferencias significativas en los títulos de anti-RgpA entre los dos grupos y se determinó asociación con el diagnóstico de AR (OR 4.09; IC 95% 1.2-13.9), mientras que los anti-PPAD no presentan diferencias. La interacción anti-RgpA/anti-PPAD se asoció con diagnósticos de AR (OR 6.63; IC 95% 1.61-27). Además, se purificaron con éxito los dos factores de virulencia de P. gingivalis y se desarrolló el ELISA, permitiendo la detección de los anticuerpos frente a estas proteínas. Los anticuerpos anti-RgpA y la doble positividad de los anticuerpos anti-RgpA/anti-PPAD pueden ser marcadores diagnósticos de la AR. (Texto tomado de la fuente)
Desarrollo de conductos bifásicos laminares de colágeno tipo I para usar en regeneración de nervio periférico
(Universidad Nacional de Colombia, 2022) Millán Cortés, Diana Milena; Fontanilla Duque, Martha Raquel; Grupo de Trabajo en Ingeniería de Tejidos
La carencia de nervios donantes ha conducido al desarrollo de conductos nerviosos para conectar los muñones nerviosos periféricos seccionados y ayudar a prevenir la formación de neuromas. A menudo, los diámetros estándar de estos dispositivos no se pueden adaptar en el momento de la cirugía al diámetro del nervio lesionado. En este trabajo, se desarrollaron soportes para formar conductos nerviosos rellenos con una matriz interna con canales unidireccionales cubiertos por una zona porosa multidireccional. Con tal fin, dos dispersiones de colágeno tipo I (5 mg/g y 8 mg/g) se congelaron secuencialmente utilizando diferentes métodos para obtener seis soportes laminares (NC, P1 a P5) formados por una zona con poros unidireccionales (U) adyacente a una zona de poros multidireccionales (M). Las propiedades fisicoquímicas y microestructurales de los soportes se determinaron y compararon, así como, su biodegradabilidad, el contenido de glutaraldehído residual y su citocompatibilidad. Adicionalmente, a los conductos obtenidos al enrollar los soportes desde la zona unidireccional a la multidireccional se les determinó el módulo de Young. Teniendo en cuenta los resultados de las evaluaciones mencionadas, se escogió el soporte P3 para determinar la proliferación y diferenciación de células mesenquimales de tejido adiposo humano (hASC). Las células sembradas en este soporte se adhirieron, alinearon en la misma dirección que las fibras unidireccionales del soporte, proliferaron y diferenciaron a células de Schwann. Los conductos P3 ajustables elaborados con el soporte P3 se implantaron en lesiones de nervio ciático de 10 mm en un modelo murino de lesión de nervio periférico. En estos ensayos se incluyeron lesiones injertadas con nervio ciático autólogo - considerado el tratamiento estándar - como control. Los resultados in vivo demostraron que el conducto P3 adaptado al diámetro de los muñones nerviosos sirve como guía del crecimiento axonal y promueve la regeneración nerviosa. (Texto tomado de la fuente)
Mejoramiento genético de una levadura Saccharomyces cerevisiae aislada en territorio colombiano para la fermentación de xilosa
(Universidad Nacional de Colombia, 2021-04-19) Patiño Lagos, Margareth Andrea; Velásquez Lozano, Mario Enrique; Ugarte Stambuk, Boris Juan Carlos; Grupo de Investigación en Procesos Químicos y Bioquímicos
Saccharomyces cerevisiae es la principal levadura utilizada en biotecnología en todo el mundo, gracias a que su metabolismo y fisiología son conocidos permitiendo su aprovechamiento en diversos procesos industriales. Este microorganismo es excelente en la fermentación de azúcares como las hexosas, sin embargo, ha sido considerado como incapaz de metabolizar pentosas como la arabinosa y la xilosa presentes en la biomasa lignocelulósica. Esta biomasa es una materia prima ampliamente disponible que contiene xilosa, el segundo azúcar más abundante de la naturaleza, en aproximadamente el 35% de los azúcares totales. Esta fracción de azúcar podría ser aprovechada para la obtención de productos químicos de alto valor agregado como el xilitol. Utilizando ingeniería genética algunos investigadores han obtenido cepas recombinantes de S. cerevisiae con capacidad reducida de fermentar xilosa. El Grupo de Investigación en Procesos Químicos y Bioquímicos de la Universidad Nacional de Colombia realizó el aislamiento de algunos microorganismos obtenidos en Colombia, donde se identificó una cepa de S. cerevisiae, denominada como 202-3, que en presencia de hidrolizados lignocelulósicos mostró un consumo de xilosa del 2 % al 5%, característica que no se encuentra asociada a la especie. En esta investigación se confirmó mediante tres enfoques distintos que la cepa 202-3 efectivamente corresponde a una S. cerevisiae: mediante observación morfológica de la cepa por microscopía óptica y de barrido, por amplificación de un fragmento de 150 pb con iniciadores específicos para la especie, y por secuenciación de la región ITS. Su secuencia consenso mostró una similitud superior al 99 % respecto a las secuencias de S. cerevisiae reportadas en la base de datos genómica Blastn del NCBI. Experimentalmente, la cepa 202-3 no mostró un mejor consumo de xilosa que otras especies de levaduras analizadas consumidoras de esa pentosa, pero sí una metabolización significativa con un consumo del 9,8 %, lo cual hasta ahora no había sido reportado para ninguna cepa de S. cerevisiae. Sin embargo, para mejorar esa capacidad e intentar producir etanol a partir de la xilosa, la cepa 202-3 fue sometida a ingeniería genética y evolutiva. Determinada la ploidía de la cepa, se procedió a silenciar el gen GAL80 implicado en la represión de los genes GAL para que sean expresados continuamente y mejorar la captación y asimilación de esa pentosa. Para las recombinantes obtenidas los consumos de xilosa fueron de hasta el 18% con rendimiento de xilitol de hasta 0,407 g/g y no se obtuvo valores significativos de etanol. Mediante ingeniería evolutiva a la cepa parental y a dos recombinantes se obtuvo cepas mejoradas después de ocho inóculos sucesivos de 144 horas cada uno. De la cepa parental 202-3 que consumió 7% de xilosa, se obtuvo otra cepa que consumió 14% de xilosa y la producción de xilitol aumentó en 345% desde 0,236 g en el inóculo inicial a 1,050 g en el final. Con la cepa obtenida de la recombinante R2-MAPL (202-3, GAL80/gal80Δ::KanMX) el consumo de xilosa fue de 20% y la producción de xilitol aumentó 196% de 0,996 g inicial a 2,951 g final. Con la cepa obtenida de la recombinante B2G-MAPL (202-3, gal80Δ::KanMX/gal80Δ::Bler) el consumo final de xilosa fue de 28% y la producción de xilitol pasó de 1,115 g inicial a 4,876 g final representando un incremento de 337%. Estos resultados muestran que las estrategias utilizadas mejoraron el fenotipo de la cepa nativa 202-3 frente al consumo de xilosa y la producción de xilitol. (Texto tomado de la fuente)
Posibles uniones entre proteínas relacionadas con la vía PPARγ – NFκB y proteínas no estructurales de rotavirus
(Universidad Nacional de Colombia, 2019) Gómez Moreno, Dory Lineth; Guerrero Fonseca, Carlos Arturo; Biología Molecular de Virus
Rotavirus es un virus perteneciente a la familia Reoviridae, icosaédrico sin envoltura; su cápside está constituida por tres capas: externa, media e interna. Mide aproximadamente 70 nm de diámetro, su genoma de 11 segmentos de ARN de doble-cadena codifica para seis proteínas estructurales (VP) y seis proteínas no estructurales (NSP). OBJETIVO GENERAL: Determinar la unión de las proteínas no estructurales de Rotavirus (NSP1-6) con proteínas de la vía PPARγ – NFκB. METODOLOGÍA: Se evaluó la expresión de proteínas celulares relacionadas con las vías NFκB y PPARγ, mediante las técnicas de ELISA, luminiscencia, citometría de flujo y Western blot, en células MA104 infectadas con Rotavirus y/o transfectadas con cada uno de los plásmidos que expresan para proteínas NSPs. La unión entre proteínas celulares y virales (NSPs) se examinó por las técnicas de ELISA, Epi-fluorescencia y microscopia confocal. RESULTADOS: La expresión de las proteínas p-IKKα/β, NFκB, p-NFκB, PPARγ, RXR y PGC1α aumentaron en células infectadas con rotavirus RRV y en células transfectadas con plásmidos que expresan para cada una de las NSPs se observó que la expresión de p-IKKα/β aumento en presencia de NSP3,4,5 y 6; NFκB aumento en presencia de NSP1, 3 y 4, p-NFκB aumento en presencia de NSP1, 2, 3, 4, 5 y 6; PPARγ aumento en presencia de NSP1, 3, 5 6; RXR aumentó en presencia de NSP4, 6 y PGC1α aumento en presencia de NSP1 y 5. Al analizar por ELISA la unión in-vitro con proteínas recombinantes se observó unión entre rPPARγ y rNSP 1, 2, 3, 4 y RXR con rNSP1; cuando se estudió la unión por ELISA in-vivo en células infectadas y/o transfectadas con cada uno de los plásmidos que expresan proteínas celulares con las proteínas virales, se evidenció unión entre PPARγ con NSP1, 2, 3, 4; RXR con NSP1,6; p-IKKα/β con NSP1, NSP2, NSP3, NSP4, NSP5, NSP6 y p-NFκB con NSP 5, 6. Posteriormente, por microscopia confocal, se observó colocalización de RXR con NSP1; PPARγ con NSP1 y NSP3; p-IKKα/β con NSP2 y NFκB con NSP5. Finalmente, cuando se analizó si la infección por rotavirus RRV afecta la activación de la vía inflamatoria; se estudió la expresión de PPARγ a nivel citoplasmático y nuclear por Western blot, identificándose la presencia de p- PPARγ. Adicionalmente, por ELISA in-vivo en células, se evaluó la unión entre PPARγ y PGC1α, encontrándose que solo a nivel nuclear hay unión de estas dos proteínas celulares en células infectadas con rotavirus RRV y en células transfectadas con los plásmidos que expresan para NSP2 y 4. Además, al activar la vía PPARγ con un agonista como Tiazolinediona o inhibirla con un antagonista como GW-9662, tratando células infectadas o no y/o transfectadas con plásmidos que expresan para cada una de las proteínas NSPs, se observó que la expresión de PPARγ disminuía en células infectadas y tratadas con Tiazolinediona y aumentaba en células infectadas y tratadas con el inhibidor GW-9662, pero cuando las células eran transfectadas con plásmidos que expresan para cada una de las proteínas NSPs y tratadas con el inhibidor GW-9662 se observó aumento de la expresión de PPARγ en presencia de NSP1, 5 y 6. Por otra parte, cuando se inhibió la vía NFκB con un inhibidor como curcumina, se observó que la expresión de NFκB disminuía en células infectadas y tratadas con curcumina y en células transfectadas con plásmidos que expresan para cada una de las proteínas NSPs y tratadas con curcumina se observó disminución de la expresión de NFκB en presencia de NSP2 y 4. CONCLUSIÓN: Durante la infección por Rotavirus, la expresión de NFκB y su actividad transcripcional aumentan, se observa que RXR colocaliza con NSP1, PPARγ colocaliza con NSP1 y NSP3, p-IKKα/β colocaliza con NSP2 y NFκB colocaliza con NSP5. Adicionalmente, a nivel citoplasmático se detectó que a las 12 h.p.i. PPARγ está siendo fosforilado. Por otra parte, en el núcleo, PPARγ se encuentra unido a PGC1α, sin embargo, la actividad transcripcional disminuye. (Texto tomado de la fuente)
Modelamiento de la productividad agrícola: correlación con la diversidad microbiana rizosférica, sus procesos metabólicos y las propiedades fisicoquímicas del suelo
(Universidad Nacional de Colombia, 2021) Rubio Fernández, Diego; Barreto Hernández, Emiliano; Bioinformática
El modelamiento de suelos agrícolas ha evolucionado de acuerdo con las cuestiones asociadas a problemas específicos como su productividad, en términos de la biodisponibilidad de nutrientes así como de las variables climáticas y de los parámetros de manejo; sin embargo, la microbiota edáfica ha sido establecida en la mayoría de los casos, como una fracción de la materia orgánica y la redundancia funcional se definió como característica predominante en suelos, cuya representación se hace a través de ecuaciones matemáticas que definen la cinética del crecimiento microbiano evitando los aspectos relacionados con la estructura de las comunidades . Nuevas propuestas de modelos de suelos agrícolas, en los que la microbiota es un elemento fundamental, pueden contribuir al entendimiento de los procesos microbiológicos asociados al metabolismo de sustratos y como estos procesos influyen por otra parte en el crecimiento de las plantas. En este trabajo se propone el modelamiento de suelos agrícolas, considerando de manera explícita la diversidad microbiana en términos funcionales y su asociación a procesos concretos como el metabolismo de la celulosa y del nitrógeno orgánico. Se ha considerado como objetivo del trabajo, diseñar e implementar un modelo de la productividad agrícola del suelo basado en la correlación de la diversidad funcional y taxonómica de las comunidades microbianas a nivel rizosférico, sus procesos metabólicos relacionados con el carbono y nitrógeno, y las características fisicoquímicas del suelo. Se han obtenido como resultados, de acuerdo con el objetivo propuesto, la construcción de un sistema con diferentes componentes en los que el suelo se explica desde la diversidad funcional de la microbiota y el procesamiento de dos elementos estructurales (carbono y el nitrógeno), y cuya representación está basada en conceptos de Dinámica de Sistemas. Por otra parte, la implementación del sistema, es decir, el modelo de simulación se construye con base en el concepto de Modelamiento Basado en Agentes en la plataforma de modelamiento Netlogo. La simulación ha permitido definir la dinámica de la microbiota bajo diferentes condiciones en función de su relación con el crecimiento de la planta. (Texto tomado de la fuente)

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