Resonancia Magnética Nuclear aplicada al estudio de nuevos sistemas farmacéuticos y biológicos, complejos poliméricos y conjuntos de espines modelo. Nuclear Magnetic Resonance applied to the study of new pharmaceutical and biological systems, polymeric complexes and model spin clusters.

El presente proyecto plantea utilizar integralmente la técnica de Resonancia Magnética Nuclear en sólidos como un medio experimental que permite entender fenómenos de la física fundamental, como así también realizar aplicaciones de interés en el campo de la química, los desarrollos farmacéuticos y la biología. Novedosas técnicas experimentales serán empleadas, en conjunción con otras más tradicionales, en la caracterización de nuevas estructuras poliméricas acomplejadas a metales, membranas biológicas y compuestos de interés farmacéutico en vías de desarrollo, los cuales presentan el fenómeno de polimorfismo . Esto se llevará a cabo complementando los resultados de RMN en sólidos con técnicas tanto espectroscópicas como analíticas (Infrarrojo, Difracción de Rayos X, Calorimetría, RMN en solución) y trabajo interdisciplinario. Paralelamente al desarrollo de estos temas, profundizaremos mediante investigación básica, en la compresión de la dinámica cuántica y el surgimiento de la irreversibilidad en sistemas de espines nucleares. Observaremos en particular la generación, evolución y control de las coherencias cuánticas múltiples en sistemas cuánticos abiertos, lo cual nos da información sobre tamaño de clusters de espines. Esto permitirá la correcta implementación de secuencias de pulsos sofisticadas, como así también desarrollar nuevos métodos de medición aplicados a la caracterización estructural y a la dinámica molecular de sólidos complejos. Debemos resaltar que este proyecto está conectado con aspectos tanto básicos como aplicados de la RMN en sólidos como técnica experimental, la cual se desarrolla en el país únicamente en FaMAF-UNC. Se nutre además de trabajo multidisciplinario promoviendo la colaboración con investigadores y becarios de distintas áreas (física, química, farmacia, biología) provenientes de distintos puntos del país. Finalmente podemos afirmar que este plan impulsa la aplicación de la física básica proyectada a diferentes áreas del conocimiento, en el ámbito de la provincia de Córdoba. The aim of the present proyect is to use Nuclear Magnetic Resonance (NMR) as a complete techique that allows the understanding of fundamental physics phenomena and, at the same time, it leads to important applications in the fields of chemistry, pharmaceutical developments and biology. New experiments will be used together with traditional ones, in the characterization of new metal-polymer complexes, biological membranes and pharmaceutical compounds, some of them presenting polymorfism. NMR experiments will be complemented with diverse spectroscopic and analytical techniques: Infrared, X ray Diffraction, Thermal Analysis, solution NMR, as well as multidisciplinary investigation. Additionally, the present proyect plans to study in depth several aspects of quantum dynamics phenomena and decoherence in nuclear spin systems. The present proyect is connected with basic and applied aspects of the solid state NMR technique, developed in our country, only at FaMAF-UNC. It is is composed by multidisciplinary work and it promotes the collaboration with researchers and students coming from different fields (physics, chemistry, pharmaceutical developments, biology) and different points of our country.

Estrategias reproductivas de lagartos del género tupinambis en distintos contextos ecológicos de la Provincia de Córdoba. Reproductive strategies of lizards of genus tupinambis in different ecological contexts of the Cordoba province.

Los caracteres de historia de vida son sensibles a la variación histórica o actual de los factores ambientales. Estudiar dicha variabilidad mediante la realización de estudios comparativos permite obtener evidencias sobre las causas de la evolución de ciertos caracteres. Los lagartos son excelentes modelos para el estudio de selección sexual y evolución del comportamiento social y reproductivo debido a que su relativa baja dispersión podría tener consecuencias evolutivas profundas en el desarrollo de distintas estrategias, ya que las poblaciones, al encontrarse más aisladas, podrían verse influenciadas por las fuerzas selectivas locales, mostrando una alta heterogeneidad espacial y temporal. Por eso nos propusimos realizar este trabajo para evaluar si existen diferentes estrategias reproductivas en los lagartos del género Tupinambis en distintos contextos ecológicos de la provincia de Córdoba. Para ello analizaremos distintas características de la historia de vida en poblaciones de estas especies tales como estructura de tamaño, sexo operativo, frecuencia reproductiva, tamaño de camada, condición corporal reproductiva, tamaño de madurez sexual, características espermáticas, elección de sitios de nidificación, etc. Además analizaremos la estructura genética de las poblaciones para inferir procesos demográficos históricos y patrones actuales de flujo génico y conectividad. The life history traits are sensitive to historical or current variation of environmental factors. Studying this variability by performing comparative studies allows obtaining evidence on the causes of the evolution of certain characters. Lizards are excellent models for studying sexual selection and evolution of social and reproductive behavior because their relatively low dispersal capabilities could have profound evolutionary consequences in the development of different strategies, since isolated populations may be stronger influenced by local selective forces, showing a high spatial and temporal heterogeneity. We decided to perform this study to assess whether there are different reproductive strategies in lizards of the genus Tupinambis in different ecological contexts of the Cordoba province. We will analyze different life history traits in populations of these species such as size structure, operational sex ratio, reproductive frequency, litter size, body condition, size at sexual maturity, sperm characteristics, choice of nesting sites, etc.. We also analyzed the genetic structure of populations to infer historical demographic processes and current patterns of gene flow and connectivity.

Participación del tráfico y la distribución de proteínas en la polaridad y el desarrollo de procesos neuronales. Protein sorting and trafficking participation in neuronal processes polarity and development.

El estudio del tráfico intracelular en neuronas ha despertado gran interés en los últimos años, debido a que un gran número de enfermedades neurodegenerativas y neuropsiquiátricas parecen tener origen en en el transporte defectuoso de proteínas en estos tipos celulares. Mediante el uso de técnicas de biología celular y molecular, fuimos capaces de describir una de las vías que regula la fisión de las vesículas que llevan su cargo desde la última cisterna del Aparato de Golgi hacia la superficie celular en células epiteliales no polarizadas. Uno de los componentes clave de esa vía resultó ser la Proteina Kinasa D1 (PKD1), cuya actividad en el Aparato de Golgi es esencial para un normal transporte intracelular. Sorprendentemente, observamos que la PKD1 en neuronas con polaridad establecida no regula la fisión en el Golgi, pero si estaría involucrada en la selectividad y distribución (sorting) de vesículas cuyo cargo debe ser específicamente dirigido a las membranas dendríticas. El bloqueo de la actividad de la PKD1 no solamente cambia el destino final de estos cargos, que son enviados de esta forma a la membrana terminal del axón, sino que también es capaz de inducir defectos en el desarrollo y crecimiento de los procesos dendríticos a largo plazo. En este proyecto estudiaremos de que manera influye la perturbación del sorting, en ausencia de PKD1 activa y de otros componentes que la regulan, en la distribución de receptores de factores neurotróficos y de neurotransmisores glutamatérgicos, y cómo estos cambios en su distribución afectan el número, tamaño, y funcionalidad de los procesos neuronales (axones y dendritas). Estos resultados contribuirán a adquirir mayores conocimientos de los mecanismos dependientes del transporte y sorting de proteínas de membrana que participan en la regulación del crecimiento neuronal, los cuales a su vez aportarán información valiosa en la comprensión de un gran número de enfermedades neurológicas. The study of intracellular trafficking in neurons has arisen a great deal of interest in the last years, since a great number of neurodegenerative and neuropsychiatric disorders seem to be originated in abnormal protein transport in these type of cells. Using cell and molecular biology methodologies, we have been capable of describe one of the pathways that regulate the fission of vesicles that carry their cargo from the last Golgi Apparatus cisternae to the cell surface in non-polarized epithelial cells. One of the key components in this pathway is the Protein Kinase D1 (PKD1), whose activity in the Golgi Apparatus is essential for a normal intracelular transport. Surprisingly, we have observed that PKD1 does not regulate fission in neurons with established polarity, but it would be involved in vesicles' sorting at Golgi, particularly of those that carry specific dendritic cargo. Blocking PKD1 activity changes the final destination of these cargoes, which is now sent to the axons' terminal membranes, and also produces late dendritic development and growing defects. In this project we will study how sorting perturbation in absence of PKD1 and its regulators activities influences selectivity and distribution of neurotrophic and neurotransmitter receptors, and how these sorting changes affect number, size and functionality of neuronal processes (axons and dendrites). These results will help to acquire greater knowledge about transport and sorting mechanisms of neuronal growth regulatory membrane proteins. In addition, these studies will contribute with new valuable information necessary to understand numerous neurological diseases.

Aceleración de Algoritmos en Procesadores Multicore, GPGPU y FPGA. Algorithm Acceleration with Multicore, GPGPU and FPGA Processors.

El avance en la potencia de cómputo en nuestros días viene dado por la paralelización del procesamiento, dadas las características que disponen las nuevas arquitecturas de hardware. Utilizar convenientemente este hardware impacta en la aceleración de los algoritmos en ejecución (programas). Sin embargo, convertir de forma adecuada el algoritmo en su forma paralela es complejo, y a su vez, esta forma, es específica para cada tipo de hardware paralelo. En la actualidad los procesadores de uso general más comunes son los multicore, procesadores paralelos, también denominados Symmetric Multi-Processors (SMP). Hoy en día es difícil hallar un procesador para computadoras de escritorio que no tengan algún tipo de paralelismo del caracterizado por los SMP, siendo la tendencia de desarrollo, que cada día nos encontremos con procesadores con mayor numero de cores disponibles. Por otro lado, los dispositivos de procesamiento de video (Graphics Processor Units - GPU), a su vez, han ido desarrollando su potencia de cómputo por medio de disponer de múltiples unidades de procesamiento dentro de su composición electrónica, a tal punto que en la actualidad no es difícil encontrar placas de GPU con capacidad de 200 a 400 hilos de procesamiento paralelo. Estos procesadores son muy veloces y específicos para la tarea que fueron desarrollados, principalmente el procesamiento de video. Sin embargo, como este tipo de procesadores tiene muchos puntos en común con el procesamiento científico, estos dispositivos han ido reorientándose con el nombre de General Processing Graphics Processor Unit (GPGPU). A diferencia de los procesadores SMP señalados anteriormente, las GPGPU no son de propósito general y tienen sus complicaciones para uso general debido al límite en la cantidad de memoria que cada placa puede disponer y al tipo de procesamiento paralelo que debe realizar para poder ser productiva su utilización. Los dispositivos de lógica programable, FPGA, son dispositivos capaces de realizar grandes cantidades de operaciones en paralelo, por lo que pueden ser usados para la implementación de algoritmos específicos, aprovechando el paralelismo que estas ofrecen. Su inconveniente viene derivado de la complejidad para la programación y el testing del algoritmo instanciado en el dispositivo. Ante esta diversidad de procesadores paralelos, el objetivo de nuestro trabajo está enfocado en analizar las características especificas que cada uno de estos tienen, y su impacto en la estructura de los algoritmos para que su utilización pueda obtener rendimientos de procesamiento acordes al número de recursos utilizados y combinarlos de forma tal que su complementación sea benéfica. Específicamente, partiendo desde las características del hardware, determinar las propiedades que el algoritmo paralelo debe tener para poder ser acelerado. Las características de los algoritmos paralelos determinará a su vez cuál de estos nuevos tipos de hardware son los mas adecuados para su instanciación. En particular serán tenidos en cuenta el nivel de dependencia de datos, la necesidad de realizar sincronizaciones durante el procesamiento paralelo, el tamaño de datos a procesar y la complejidad de la programación paralela en cada tipo de hardware. Today´s advances in high-performance computing are driven by parallel processing capabilities of available hardware architectures. These architectures enable the acceleration of algorithms when thes ealgorithms are properly parallelized and exploit the specific processing power of the underneath architecture. Most current processors are targeted for general pruposes and integrate several processor cores on a single chip, resulting in what is known as a Symmetric Multiprocessing (SMP) unit. Nowadays even desktop computers make use of multicore processors. Meanwhile, the industry trend is to increase the number of integrated rocessor cores as technology matures. On the other hand, Graphics Processor Units (GPU), originally designed to handle only video processing, have emerged as interesting alternatives to implement algorithm acceleration. Current available GPUs are able to implement from 200 to 400 threads for parallel processing. Scientific computing can be implemented in these hardware thanks to the programability of new GPUs that have been denoted as General Processing Graphics Processor Units (GPGPU).However, GPGPU offer little memory with respect to that available for general-prupose processors; thus, the implementation of algorithms need to be addressed carefully. Finally, Field Programmable Gate Arrays (FPGA) are programmable devices which can implement hardware logic with low latency, high parallelism and deep pipelines. Thes devices can be used to implement specific algorithms that need to run at very high speeds. However, their programmability is harder that software approaches and debugging is typically time-consuming. In this context where several alternatives for speeding up algorithms are available, our work aims at determining the main features of thes architectures and developing the required know-how to accelerate algorithm execution on them. We look at identifying those algorithms that may fit better on a given architecture as well as compleme

Evaluación de la enfermedad alérgica respiratoria: el concepto de unidad de la vía aérea.

Introducción: Existen evidencias epidemiológicas, funcionales y patológicas que vinculan las vías aéreas superior e inferior, reconocidas clínicamente como una vía aérea única. Objetivos: 1.Estudiar la enfermedad alérgica en la vía aérea. 2. Investigar el impacto pulmonar de la enfermedad de la vía aérea superior. 3. Comparar el efecto bronquial de la enfermedad de la vía aérea superior de etiología alérgica y no alérgica. Población y métodos: Estudio prospectivo, observacional, descriptivo y analítico. Se incluirán niños y adolescentes entre 6 y 18 años con síntomas de rinitis alérgica y no alérgica de diferentes grados de gravedad clínica, sin asma. Se establecerá por historia clínica, edad, sexo, índice de masa corporal y duración de la rinitis. Se realizarán pruebas cutáneas con aeroalergenos, espirometría por curva flujo-volumen y estudio de citología nasal, dosaje de inmunoglobulinas. Se calculará un tamaño muestral mínimo con un poder de 80%, una confianza de 95% y una precisión de 10%, para una prevalencia estimada de rinitis pura de 30% en 150 sujetos, aplicando la fórmula n=Zα2 p(1-p)/i2. Se realizará un muestreo no aleatorio sucesivo. Resultados esperados: La rinitis produciría alteraciones subclínicas en los parámetros de funcionalidad pulmonar. Dicho impacto podría variar de acuerdo al grado clínico de rinitis y su etiología. Utilidad potencial de los resultados: Profundizar el conocimiento de la fisiología de la vía aérea como una unidad y detectar el posible impacto funcional de la rinitis sobre la vía aérea inferior y sus potenciales implicancias terapéuticas.

Transferencia inmunológica en el binomio madre - cría. Estudio comparativo entre especies.

Introducción: El recién nacido necesita una adecuada asistencia materna para lograr la competencia inmunológica inicial. Objetivos: • Demostrar la conformación del sistema inmune en las crías de diferentes especies en nuestra región en los primeros meses de vida. • Comparar las diferencias biológicas de la estructuración del sistema inmune en diferentes especies. Material y método: Diseño del estudio: de cohorte, observacional, descriptivo, análitico. Especies a estudiar: equinos, caprinos, camélidos sudamericanos y caninos. Se realizará dosaje de inmunoglobulinas en suero y calostro de la madre y suero de la cría mediante una cinética preestablecida. Se medirá la producción de anticuerpos específicos y su transferencia a través de calostro. Las muestras son almacenadas en freezer -80°C hasta su procesamiento en el Laboratorio de Enfermedades Infecciosas y Zoonosis e Inmunología (UCC). La medición de inmunoglobulinas se realizará mediante inmunodifusión radial según la técnica de Mancini. La lectura de los halos se realizará mediante toma de imágenes y medición de los diámetros correspondientes, empleando a través del software Philips CamSuite Capture V. 2.0.15.0. También se comparara el dosaje cuantitativo con la medición cualitativa de las Inmunoglobulinas mediante el Test de coagulación con glutaraldehído. Se evaluara la estructura celular del sistema inmune a través del recuento y fórmula leucocitaria del hemograma. Tamaño muestral y análisis estadístico. El tamaño muestral se calcula según el criterio de Freeman y cols, que propone diez eventos de interés por variable analizada. Se determina 30 animales por especie. Para realizar comparaciones de medias se utilizará prueba t apareada (para 2 muestras dependientes) o prueba t de diferencia de medias (para muestras independientes), según correspondiera. En todos los casos el nivel de significación será menor a 0,05. Se realizará un análisis de los componentes principales, correlacionando de manera lineal las distintas variables en las diferentes especies estudiadas. Resultados esperados y utilidad de los mismos: La originalidad del trabajo tiene dos aspectos fundamentales. El primero se basa en el material utilizado, diseño y comparación entre especies. El segundo, es la importancia productiva que tiene el reconocer un mecanismo fisiológico fundamental para el desarrollo de las crías y establecer la dinámica de la transferencia de la inmunidad con datos regionales de las especies estudiadas.