Actividad biológica de bacteriocinas sobre el enquistamiento de Entamoeba histolytica HM1-IMSS y características nanomecánicas de la superficie celular al microscopio de fuerza atómica

La amibiasis es una infección parasitaria causada por Entamoeba histolytica. Representa una de las tres primeras causas de muerte por parásitos a nivel mundial. En México representa un problema de salud pública por su frecuencia, morbilidad, mortalidad y fácil dispersión. Muchos individuos infectados son portadores asintomáticos, lo que representa un reservorio para la diseminación a otros sujetos. Los pacientes infectados por E. histolytica eliminan trofozoítos no infecciosos y quistes infecciosos en sus heces. Los trofozoítos no pueden sobrevivir en el ambiente externo ni ser transportados a través del estómago si son ingeridos. La contaminación de alimentos y agua es la principal fuente para la transmisión de los quistes. La droga de elección para el tratamiento de la amibiasis y sus múltiples manifestaciones clínicas es el metronidazol, sin embargo presenta efectos secundarios indeseables en el humano y además existen reportes que indican que algunas cepas de E. histolytica presentan resistencia a esta droga, aunado a otros reportes que muestran actividad mutagénica y carcinogénica. Por esta razón se buscan alternativas terapéuticas para el tratamiento de esta enfermedad que no presenten efectos secundarios indeseables. Microorganismos producen sustancias antagónicas, por ejemplo, un amplio espectro de antibióticos y productos del metabolismo como ácidos orgánicos, moléculas quelantes de hierro (sideróforos) y bacteriocinas. Las bacteriocinas poseen espectros particulares de inhibición sobre el crecimiento de bacterias y protozoarios pero en enquistamiento tiene pocas investigaciones. En este proyecto se determinó la actividad biológica de bacteriocinas sobre el enquistamiento de E. histolytica HM1-IMSS bajo condiciones axénicas in vitro y se determinaron los cambios morfológicos tales como rugosidad, altura, ancho, volumen y longitud a través del microscopio de fuerza atómica (MFA) bajo el modo semi-contacto (tapping). Los datos se sometieron a un Análisis de Varianza (ANOVA) para determinar la significancia de los resultados.

Actividad bactericida, antifúngica y antiviral de nanopartículas de bismuto contra patógenos orales

De acuerdo con un anuncio publicado por el NIH (National Institute of Health, EUA), los biofilms o biocapas son un problema de salud pública muy importante en el área médica, ya que representan más del 80% de las infecciones microbianas en el cuerpo humano. Los tratamientos antimicrobianos estándar, típicamente fallan para erradicarlos. Por tanto, existe una creciente necesidad de desarrollo de nuevos fármacos con nuevas y mejores capacidades que puedan controlar a los biofilms. Hoy en día, la nanoterapeútica ofrece opciones innovadoras para controlar enfermedades infecciosas incluyendo la cavidad oral, contrarrestando el crecimiento de microorganismos patógenos tales como, Streptococcus mutans, Candida albicans y herpesvirus. En el área médica, algunos derivados del bismuto, como el subsalicilato, han sido empleados en el área médica para contrarrestar el vómito, náuseas, diarrea y dolor de estómago. En esta investigación determinamos la actividad antimicrobiana de nanopartículas de bismuto (BiNPs) contra patógenos orales. La actividad antibacteriana y antifúngica lo evaluamos por el ensayo de MTT y microscopía de fluorescencia. Demostramos que las BiNPs inhibieron el crecimiento de Streptococcus mutans con un 69% de efectividad así mismo obtuvimos un 85% de inhibición con Candida albicans, además fueron capaces de inhibir la formación del biofilm de ambas cepas. Por otra parte, determinamos la actividad antiviral en un modelo de rotavirus mediante el ensayo de inmunoperoxidasa presentando 90% de control de infección con el tratamiento de BiNPs. Finalmente, se evaluó la posible citotoxicidad de BiNPs en células epiteliales de riñón de mono mediante microscopía de fluorescencia y no mostró evidencias de citotoxicidad a 24 horas de exposición.

Detección de proteínas urinarias por iTRAQ asociadas a complicaciones del trasplante renal y su modificación con la terapia

Propósito y Método del Estudio: Determinar los perfiles de expresión de proteínas en orina en pacientes agrupados de acuerdo a las complicaciones presentadas post trasplante (TR) y detectar su variación al modificar la terapia. Fue un estudio observacional, longitudinal, analítico y retrospectivo. Se incluyeron pacientes que fueron sometidos a trasplante y estuvieron de acuerdo en participar en el protocolo. Se recolectaron muestras de orina pretrasplante y cada tercer día desde el momento del trasplante. Las muestras fueron almacenadas a -70ºC hasta el momento de su análisis por marcaje peptídico mediante isótopos isobáricos para la cuantificación relativa (iTRAQ). Se agrupó a los pacientes con complicaciones por infección confirmado por cultivos y rechazo agudo confirmado por biopsia. Se establecieron 4 fases de estudio: pre trasplante, post TR previo a complicación, post TR con complicación en curso y post TR complicación tratada. Contribuciones y Conclusiones: De Enero de 2009 a Mayo de 2013 se incluyeron a 22 pacientes: 10 mujeres (45%) y 12 hombres (55%) con una edad promedio de 45+ 15 años. Solo 12 pacientes presentaron complicaciones en el post TR: 2 pacientes con rechazo agudo al injerto (GR) (1hombre, 1 mujer); y 10 pacientes (6 hombres, 4 mujeres) en el grupo de infecciones (GI). Para el análisis por iTRAQ se hizo la cuantificación relativa comparando la presencia de las proteínas en las diferentes fases de estudio. Para el grupo de rechazo agudo, se encontraron 345 proteínas, de las cuales solo 15 cumplieron los criterios de aceptación de la técnica (score >30, > 2 péptidos identificados con el 95% de confianza). Para el grupo de infecciones se encontraron 113 de las cuales 28 cumplieron los criterios de aceptación de la técnica. Conclusiones: La albúmina fue la única proteína encontrada en ambos grupos de estudio, el resto de las proteínas 14 en el GR y 27 en GI fueron diferentes. Las 5 proteínas con mayor scores en GR fueron alfa 1 microglobulina, 5' nucleosidasa citosólica, Proteína 4 de unión a retinol, proteína de membrana 4 palmitolada y serin carboxipeptidasa mientras que en GI: acetil coenzima A sintetasa mitocondrial, adenosil homocisteinasa 2, proteína de dedo de zinc GLIS1isoforma X1, proteína putativa de la isoforma FAM157B, proteína de dedo de zinc 615 isoforma X6. Queda por dilucidar la participación de cada una de éstas en los pacientes con trasplante renal.

Expresión, purificación y caracterización de proteínas quiméricas de RsbP con el dominio sensorial Per‐ARNT‐Sim y dominios de respuesta histidina quinasa y fosfatasa

Los organismos monitorean una serie de señales internas y externas para ajustar su comportamiento frente a diferentes entornos. Las proteínas encargadas de la transducción de señales son llamadas proteínas sensoriales, y éstas contienen dominios sensoriales que son sensibles a las señales tales como la absorción de la luz o la unión de una sustancia química o ligando; y dominios de respuesta que poseen actividad biológica. Algunas proteínas sensoriales contienen dominios Per-­‐ARNT-­‐Sim(PAS), estos dominios son relativamente pequeños, de aproximadamente 110 aminoácidos y han sido reportados en todos los reinos de la vida. En proteínas, un dominio se caracteriza por una secuencia de aminoácidos específica, sin embargo, los dominios PAS difieren de esta definición, pero sí se caracterizan por poseer una estructura definida que consta de cinco plegamientos beta antiparalelos flanqueados por varias alfa hélices cuya estructura les permite detectar cambios físicos y químicos. Estos dominios pueden activar diferentes dominios de respuesta, que en bacterias incluyen a fosfatasa e histidina quinasa. Se planteó la siguiente hipótesis: El dominio Per-­‐ARNT-­‐Sim(PAS) de RsbP es capaz de interactuar con distintos dominios derespuesta, ya sea fosfatasa o histidina quinasa formando estructuras cuaternarias definidas. El objetivo general es: Establecer la relación estructura-­‐función de dominios PAS bacterianos determinando interacciones específicas con distintos dominios de respuesta. La metodología incluye las técnicas de clonación tradicionales, expresión y purificación de proteínas por medio de cromatografía por afinidad y por intercambio aniónico y finalmente el estudio del estado oligomérico por medio de cromatografía de exclusión. Contribuciones y Conclusiones: en el presente estudio se expresó, purificó y caracterizó el dominio sensorial PAS de RsbP (RsbP-­‐PAS) y la proteína completa RsbP de B. subtilis. Estas proteínas seexpresaron y purificaron utilizando la proteína glutatión S-­‐transferasa (GST) como proteína de fusión. Mediante cromatografía de exclusión por tamaño se determinó la estructura cuaternaria del dominio sensorial PAS de RsbP siendo un monómero y la proteína completa RsbP como tetrámero. Además en este estudio se llevó a cabo la construcción de dos proteínas quiméricas de RsbP. La primera esta compuesta de la siguiente manera, (RsbP-­‐PAS) como domino sensorial, bucle enrollado, el cual conecta al domino sensorial con el dominio de respuesta, e histidina quinasa (PAS-­‐HPK) como dominio de respuesta; y la segunda, (RsbP-­‐PAS) como domino sensorial, el primer dominio PAS del fitocromo A que conecta ambos dominios y fosfatasa como dominio de respuesta (PAS-­‐PASalt-­‐PPM). Estas proteínas se expresaron utilizando la proteína glutatión S-­‐transferasa como proteína de fusión la cual permite la purificación por afinidad. En el caso de PAS-­‐HPK se obtuvo suficiente proteína soluble, sin embargo,PAS-­‐PASalt-­‐HPK mostró la presencia de cuerpos de inclusión los cuales disminuyen el rendimiento de proteína soluble y dificultansu purificación. Es importante señalar que en estudios posteriores se mejorará la obtención de proteína soluble de las proteínas quiméricas, para mejorar sus rendimientos de purificación y su caracterización y de esta manera conocer el estado oligomérico que éstas presentan; para corroborar la teoría que el dominio PAS puede activar diferentes dominios de respuesta ya sea con la presencia del bucle enrollado y/o la presencia de dominios PAS alternos; y posteriormente determinar los mecanismos de transducción de señales que estos dominios presentan.

Producción y caracterización de la superóxido dismutasa a (SodA) de nocardia brasiliensis en pichia pastoris

Introducción: A mediados de los años 70’s del siglo pasado el descubrimiento de la tecnología del ADN recombinante marca el inicio de la era de la biotecnología moderna. La implementación de estas tecnologías permitió la utilización de organismos como sistemas de expresión que a lo largo de los años ha generado la producción de una gran variedad de productos biológicos. Dentro de estos sistemas Pichia pastoris es un sistema de expresión ampliamente utilizado debido a sus características tales como la producción de proteínas en grandes cantidades, la liberación de los productos al medio de cultivo, la obtención de productos complejos que requieren modificaciones postraduccionales típicas de los eucariotas o que contienen puentes disulfuro, entre otras. Nocardia brasiliensis es una bacteria parcialmente ácido-alcohol resistente la cual forma colonias granulares, con hifas aéreas escasas, sus colonias exhiben un color anaranjado pardo con bordes en blanco. N. brasiliensis es patógena para el ser humano y es el agente causal del actinomicetoma. El actinomicetoma es una enfermedad crónica generalmente localizada en las extremidades. Se caracteriza por ser un proceso lento de tumefacción con nódulos, abscesos y fístulas.La Superóxido Dismutasa (SOD) es una enzima reductora polimérica que cataliza la conversión del ión superóxido a peróxido de hidrógeno y oxígeno molecular. La SOD ha sido propuesta como un factor de virulencia de microorganismos patógenos, cuya acción consiste en bloquear los efectores oxidativos del estallido respiratorio iniciado por los fagocítos en el fagolisosoma. Este mecanismo ha sido descrito para bacterias de los géneros Mycobacterium, Rhodococcus y Nocardia. Objetivo: producir y caracterizar la Superóxido Dismutasa A (SODA) de Nocardia brasiliensis en Pichia pastoris. Metodología: se realizó el diseño de primers adicionando secuencias de sitios de corte para las enzimas XhoI y AvrII, así como una cola de histidinas en el extremo 5’ para la amplificación del gen sodA de N. brasiliensis a partir del ADN genómico de Nocardia brasiliensis. El amplicón se clonó en el vector de expresión pPIC9. Se llevó a cabo la transformación por electroporación de levaduras Pichia pastoris GS115. La producción de SOD se llevó a cabo en inducciones de 96 h con metanol como agente inductor. Los sobrenadantes se dializaron con membranas de celulosa. Los dializados se observaron por SDS-PAGE y western blot. Se analizó la actividad funcional de la enzima con el SOD Assay kit de Sigma Aldrich. Resultados: Por reacción en cadena de la polimerasa se obtuvo una secuencia de 625 pb correspondiente al gen sodA. El fragmento se ligó al vector de expresión pPIC9 y fue caracterizado con las enzimas de restricción XhoI y AvrII. Las cepas trasformadas de P. pastoris GS115 se caracterizaron con el gen aox1 obteniendo cepas Mut+ y Muts. Los análisis por SDSPAGE mostraron bandas no observadas en el control negativo de expresión mientras en los western blot solo una de las clonas mostró señal. Los análisis de actividad funcional sugieren inhibición de la reacción enzimática infiriendo presencia de la proteína SOD en el medio dializado. Conclusiones: Se logró la construcción del sistema de expresión Pichia pastoris con el casete de expresión de la SOD de N. brasiliensis. Así como la generación de cepas Mut+y Muts. En los ensayos de actividad funcional se observó inhibición de la reacción enzimática.

Estudio del efecto antimicrobiano del catdex sobre el desarrollo de Enterococcus faecalis

Las bacterias en infecciones endodónticas juegan un papel crucial para el éxito del tratamiento, a pesar de los avances en instrumentos y el gran efecto antimicrobiano del NaOCl existe evidencia científica que no se logra erradicar al 100% la carga bacteriana del sistema de conductos, debido a las condiciones anatómicas e irregularidades del conducto en ocasiones resulta imposible acceder a dichas zonas aunado a la patogenicidad de las bacterias. Actualmente en endodoncia se tiene la necesidad de investigar nuevos materiales irrigantes que se puedan utilizar para la irrigación del sistema de conductos, que sean capaces de brindarnos un mejor efecto antimicrobiano. El NaOCl es el irrigante por excelencia utilizado en endodoncia, desde los años XIX que se introdujo para su uso en la terapia pulpar. A pesar de su efecto antimicrobiano eliminando bacterias, hongos, esporas, virus y que además tiene la capacidad de disolver tejido orgánico y necrótico, sin embargo, también se caracteriza por ser una sustancia químicamente inestable, irritante y además caustico para las células. Una desventaja que tiene su uso durante el tratamiento de endodoncia, es el riesgo que se extruya a los tejidos periapicales y genere una reacción inflamatoria severa. El Cat Dex es un potente agente antimicrobiano para las bacterias patógenas que regularmente encontramos dentro de los conductos y con la ventaja que no resulta ser citotóxico ya que ha sido empleado anteriormente contra células tumorales.

Impacto de la microbiota intestinal de plodia interpunctella en su respuesta inmune y susceptibilidad a bacillus thuringiensis

El aumento en las poblaciones de insectos plaga genera fuertes pérdidas en la producción agrícola. El control de plagas inicialmente se enfocó al empleo de insecticidas químicos; sin embargo, estos han causado un considerable daño al medio ambiente y a la salud humana, por lo que dentro de las alternativas de control se están empleando biopesticidas como la bacteria Bacillus thuringiensis (Bt). El empleo de esta bacteria se ha dificultado por el potencial desarrollo de insectos resistentes, lo cual está relacionado en general con cambios en la actividad enzimática y en los receptores de toxinas Cry en el intestino. Recientes estudios sugieren que se requiere de la microbiota intestinal para la actividad insecticida de Bt y que la respuesta inmune de los insectos podría verse afectada por el bioinsecticida. Por ello, en este trabajo se analizó el efecto de las bacterias intestinales en la respuesta inmune y en la susceptibilidad a Bt en el lepidóptero Plodia interpunctella, una de las plagas de granos almacenados de mayor importancia a nivel mundial. Así mismo, se realizó una descripción de los géneros bacterianos de dicho ecosistema mediante el análisis de secuencias del ARNr 16S bacteriano del intestino de larvas del insecto. Nuestros resultados demuestran la importancia de las bacterias intestinales de P. interpunctella en la susceptibilidad a Bt, teniendo una mortalidad de un 21% al erradicar la microbiota respecto a un 60% de mortalidad en su estado normal (con microbiota). La ausencia de microorganismos en el intestino modificó la respuesta inmune basal, aumentando el número de hemocitos y disminuyendo la expresión de hemolina, lo cual retardó el proceso de metamorfosis del insecto. Las larvas expuestas a Bt presentaron una disminución en los siguientes factores de inmunidad evaluados: número de hemocitos, actividad fenol oxidasa y expresión de hemolina. En cuanto a la diversidad bacteriana del intestino, los principales géneros de bacterias encontrados fueron Pseudomonas con un 26%, Achromobacter 14%, Methylobacterium 11% y un 9% de Propionibacterium, que al igual que los hábitos alimenticios del insecto, su microbioma fue diferente al reportado para otros lepidópteros. Estos resultados nos permiten concluir que la microbiota de P. interpunctella es fundamental para mantener una respuesta inmune basal y ayuda a modular la expresión de la hemolina, la cual se requiere para la metamorfosis del insecto. Así también, Bt puede disminuir dicha respuesta y matar al insecto sin la presencia de otras bacterias; sin embargo, éstas aumentan su actividad insecticida.