Especies nativas del Centro de Argentina: potencial agroindustrial y perspectivas para la producción de energía y biocombustibles

La región centro de Argentina posee una elevada riqueza de especies nativas y endémicas, con potencial valor agroindustrial. Flourensia campestris y F. oolepis (Asteraceae), conforman comunidades denominadas "chilcales". Son reconocidas por sus usos tradicionales como aromática, tintórea, medicinal y para leña -en especial raíz- y presentan potencial aplicación en la agroindustria como insecticida, antimicrobiana, antifúngica y aleloquímica. Trabajos realizados en nuestro laboratorio con extractos acuosos de hojas secas de F. campestris demostraron un potente efecto herbicida sobre semillas de Lactuca sativa. Mediante el fraccionamiento biodirigido por CC y técnicas espectrales (GC-MS, IR, 1H-RMN, 13C-RMN, 2D-RMN) se pudo identificar la estructura molecular del ácido hamanásico ((4S, 8S)–7–carboxi–8–hidroxi- 1(2), 12(13)-dien-bisaboleno). Su presencia en F. campestris, y su actividad biológica, no habían sido descriptos con anterioridad y sugieren un potencial herbicida natural. En ambas especies se puede apreciar a simple vista su alto contenido en resinas, compuestos propuestos para reemplazar a los hidrocarburos en la fabricación de pinturas, pegamentos y adhesivos. Estudios preliminares en nuestro laboratorio señalan un contenido de entre un 20-40 % de resinas en la biomasa aérea de Flourensia, sin embargo, no existen al presente estudios sobre su composición química ni sobre su potencial aplicación industrial. Por otro lado, el desarrollo de cultivos energéticos, para la generación de electricidad por combustión de biomasa, constituye uno de los objetivos principales dentro de las políticas de energías renovables a nivel nacional (programa GENREN) y mundial. Las especies con mayor aptitud deben poseer altas tasas de crecimiento y un alto grado de tolerancia de adversidades bióticas y abióticas, lo que permitiría cultivarlos en áreas marginales para la agricultura tradicional, hechos que coinciden con las especies de Flourensia en estudio. Asimismo, el tratamiento térmico o pirólisis de biomasa proveniente de la agricultura es una de las alternativas de reutilización de la misma con distintos fines. Este pasivo ecológico puede ser transformado en productos de alto valor agregado. En base a lo expuesto, el objetivo general de este proyecto es investigar en las dos especies vegetales endémicas de Argentina y abundantes en la provincia de Córdoba, las características de los metabolitos secundarios en relación a su potencial aplicación agroquímica (herbicidas naturales), la composición de sus resinas para uso industrial y su rendimiento como materia prima de alta densidad energética para la cogeneración de electricidad y producción de biocombustible, en función del desarrollo de una agricultura sustentable. Para ello, el proyecto propone incrementar el rendimiento de la purificación de ácido hamanásico e identificar y cuantificar su presencia en otros órganos de F. campestris y en F.oolepis, con el objetivo de evaluar su efecto herbicida, mediante bioensayos en cápsulas de Petri, en especies cultivables y malezas. Los usos potenciales de las resinas se estudiarán en base a la identificación de sus compuestos químicos mediante su extracción y análisis espectrales (CG-MS). A través de la determinación del poder calorífico, contenido de cenizas y de nitrógeno de la biomasa aérea de las especies, se evaluará su rendimiento energético para emplear como biocombustible sólido en la cogeneración eléctrica, mientras que con la aplicación del método fast pyrolysis y análisis por CG-MS, se determinará su aplicación o su posterior modificación de acuerdo a las características del bio-oil deseado. El destino energético de las especies propuestas permitiría iniciar de manera rápida la etapa de domesticación y puesta en cultivo, y avanzar en el desarrollo de aplicaciones industriales más sofisticadas, como el aprovechamiento de sus propiedades bioactivas o el desarrollo de productos industriales basados en sus metabolitos secundarios.

Especies nativas del Centro de Argentina: potencial agroindustrial y perspectivas para la producción de energía y biocombustibles

La región centro de Argentina posee una elevada riqueza de especies nativas y endémicas, con potencial valor agroindustrial. Flourensia campestris y F. oolepis (Asteraceae), conforman comunidades denominadas "chilcales". Son reconocidas por sus usos tradicionales como aromática, tintórea, medicinal y para leña -en especial raíz- y presentan potencial aplicación en la agroindustria como insecticida, antimicrobiana, antifúngica y aleloquímica. Trabajos realizados en nuestro laboratorio con extractos acuosos de hojas secas de F. campestris demostraron un potente efecto herbicida sobre semillas de Lactuca sativa. Mediante el fraccionamiento biodirigido por CC y técnicas espectrales (GC-MS, IR, 1H-RMN, 13C-RMN, 2D-RMN) se pudo identificar la estructura molecular del ácido hamanásico ((4S, 8S)–7–carboxi–8–hidroxi- 1(2), 12(13)-dien-bisaboleno). Su presencia en F. campestris, y su actividad biológica, no habían sido descriptos con anterioridad y sugieren un potencial herbicida natural. En ambas especies se puede apreciar a simple vista su alto contenido en resinas, compuestos propuestos para reemplazar a los hidrocarburos en la fabricación de pinturas, pegamentos y adhesivos. Estudios preliminares en nuestro laboratorio señalan un contenido de entre un 20-40 % de resinas en la biomasa aérea de Flourensia, sin embargo, no existen al presente estudios sobre su composición química ni sobre su potencial aplicación industrial. Por otro lado, el desarrollo de cultivos energéticos, para la generación de electricidad por combustión de biomasa, constituye uno de los objetivos principales dentro de las políticas de energías renovables a nivel nacional (programa GENREN) y mundial. Las especies con mayor aptitud deben poseer altas tasas de crecimiento y un alto grado de tolerancia de adversidades bióticas y abióticas, lo que permitiría cultivarlos en áreas marginales para la agricultura tradicional, hechos que coinciden con las especies de Flourensia en estudio. Asimismo, el tratamiento térmico o pirólisis de biomasa proveniente de la agricultura es una de las alternativas de reutilización de la misma con distintos fines. Este pasivo ecológico puede ser transformado en productos de alto valor agregado. En base a lo expuesto, el objetivo general de este proyecto es investigar en las dos especies vegetales endémicas de Argentina y abundantes en la provincia de Córdoba, las características de los metabolitos secundarios en relación a su potencial aplicación agroquímica (herbicidas naturales), la composición de sus resinas para uso industrial y su rendimiento como materia prima de alta densidad energética para la cogeneración de electricidad y producción de biocombustible, en función del desarrollo de una agricultura sustentable. Para ello, el proyecto propone incrementar el rendimiento de la purificación de ácido hamanásico e identificar y cuantificar su presencia en otros órganos de F. campestris y en F.oolepis, con el objetivo de evaluar su efecto herbicida, mediante bioensayos en cápsulas de Petri, en especies cultivables y malezas. Los usos potenciales de las resinas se estudiarán en base a la identificación de sus compuestos químicos mediante su extracción y análisis espectrales (CG-MS). A través de la determinación del poder calorífico, contenido de cenizas y de nitrógeno de la biomasa aérea de las especies, se evaluará su rendimiento energético para emplear como biocombustible sólido en la cogeneración eléctrica, mientras que con la aplicación del método fast pyrolysis y análisis por CG-MS, se determinará su aplicación o su posterior modificación de acuerdo a las características del bio-oil deseado. El destino energético de las especies propuestas permitiría iniciar de manera rápida la etapa de domesticación y puesta en cultivo, y avanzar en el desarrollo de aplicaciones industriales más sofisticadas, como el aprovechamiento de sus propiedades bioactivas o el desarrollo de productos industriales basados en sus metabolitos secundarios.

CONSERVACIÓN DE GERMOPLASMA DE ESPECIES FORESTALES NATIVAS DEL CHACO SERRANO DE CÓRDOBA

Los bosques nativos cumplen diversas funciones en el desarrollo de las poblaciones humanas, la protección de cuencas hídricas y suelos, reservorio de biodiversidad y recursos genéticos. Ante la destrucción del bosque nativo de Córdoba, resulta imperiosa la aplicación de programas integrados de conservación de los recursos genéticos a través de la creación de bancos de germoplasma y programas de restauración por medio de técnicas de reforestación de áreas degradadas. El objetivo del proyecto es Conservar in y ex situ especies leñosas nativas del Bosque Serrano de Córdoba: Polylepis Australis, Maytenus boaria, Schinopsis marginata, Zanthoxilus coco, Celtis erhembergiana, Kageneckia lanceolata, Ruprechtia apetala, Lithrea molleoides, Myrcianthes cisplatensis, Escallonia cordobensis. A campo, se identificarán y georreferenciarán los árboles semilleros de diez especies forestales nativas del Chaco Serrano de la provincia de Córdoba, como fuente de semillas. En el Laboratorio de Semillas de la FAV-UNRC se realizará el acondicionamiento de las semillas, se determinará el peso de 100 y el contenido de humedad para definirlas entre ortodoxa, intermedia, recalcitrante. Los tratamientos pre-germinativos para quebrar dormancia serán: Escarificación mecánica y/o húmeda; Estratificación fría; Lavado previo; Inmersión en agua. Se utilizarán papel como sustrato y 20 semillas por repetición. En la prueba de germinación se evaluarán distintas condiciones de luz (fotoperíodo con 12 horas y oscuridad) y temperaturas (fija de 20 y 25 °C y variable de 20-30 °C). Se obtendrá la siguiente información: Caracterización de las plántulas; Porcentaje de germinación; Tiempo medio y total de germinación. La producción de plantines se realizará en la Unidad de Vivero de la FAV-UNRC. A las semillas de aquellas especies que presentan dormancia se les aplicará el tratamiento pre-germinativo correspondiente según resultados de laboratorio. Se evaluará el número de plántulas emergidas y parámetros de calidad de los plantines (diámetro a la altura del cuello y la altura total) hasta que éstos alcancen 30 a 35 cm y 4 a 5 mm de diámetro. La etapa de reforestación se llevará a cabo en parcelas georreferenciadas y clausuradas. Se registrará la sobrevivencia y el desarrollo aéreo de las plantas al final de la estación de crecimiento. El proyecto permitirá definir las estrategias de germinación de las especies en estudio y las condiciones de almacenamiento de semillas para iniciar un banco de germoplasma de especies leñosas del Bosque Serrano de la provincia de Córdoba. Los datos obtenidos en la etapa de vivero permitirán conocer las características de los plantines adecuadas para la etapa de reforestación. En esta última se conocerá la capacidad de adaptación a campo y las estrategias de sobrevivencia de plantas de cada una de las especies que fueron cultivadas en vivero a partir de semillas de árboles seleccionados. A partir de los resultados del proyecto se obtendrá información del ciclo completo de la conservación in y ex situ de la biodiversidad del Chaco Serrano. Se generará información valiosa para la conservación en Banco de germoplasma de especies que aún no han sido estudiadas ni conservadas. La información obtenida contribuirá al conocimiento sobre la reforestación como técnica de restauración de áreas de distinto grado de degradación utilizando las especies leñosas nativas. El proyecto permitirá generar nuevas áreas de conservación in situ (rodales semilleros y parcelas reforestadas) determinando un primer ciclo de mejoramiento genético de especies nativas estudiadas. El proyecto ofrecerá un espacio de estudio y de trabajo en un área incipiente que favorecerá la generación de conocimientos y el crecimiento académico de los integrantes. Permitirá establecer vínculos concretos entre los grupos de trabajo de las instituciones participantes. La sociedad dispondrá de técnicas para la conservación y producción de las especies vegetales estudiadas.

Investigación, domesticación y educación para el uso sustentable y conservación de la flora nativa del centro de Argentina

Los bosques nativos del Centro Argentino disminuyen rápidamente debido a talas, incendios y expansión agrícola y urbana. Se pierden especies vegetales, entre ellas muchas con valor de uso tradicional o potencial. Se plantea como objetivo global, continuar y profundizar las actividades iniciadas en el Jardín Botánico Gaspar Xuárez sj (JBGXsj), con respecto a conservar, recuperar y domesticar recursos fitogenéticos autóctonos para el uso sustentable, a través de la investigación y la educación. Los sitios naturales en áreas urbanas son valiosos espacios educativos donde muchos ciudadanos toman contacto directo con la naturaleza; tienen un potencial interesante en la formación de líderes ambientales. Se dará continuidad al programa de conservación y enriquecimiento del remanente de Espinal del JBGXsj, valorado como aula verde y como parte integrante del Banco de Germoplasma del JBGXsj. Esta forma de conservación, in situ, permite mantener especies, interacciones y arreglos espaciales típicos. A su vez se conservará ex situ en el Banco, nuevas semillas y plantas vivas de especies del centro del país, priorizando las de valor etnobotánico tradicional o potencial. El material y la información servirán para investigación, propagación y educación. El material se evaluará y caracterizará por peso de 1000 semillas, poder germinativo y viabilidad de semillas almacenadas. Se estudiará la domesticación de especies ecológicamente vulnerables que presenten potencial de uso múltiple, y que además permitan promover sinergia con otros proyectos de investigación en la UCC. Se estudiarán características agronómicas y biológicas para el cultivo intensivo. Se formarán recursos humanos en investigación y técnica, a través de pasantías y talleres. Se desarrollará un programa educativo enfocado a conservación, interpretación ambiental y cambios actitudinales para el desarrollo sustentable. Se motivará y dará conocimiento a docentes y alumnos de instituciones educativas y público en general. Se realizarán visitas guiadas por senderos interpretativos de contenido ecológico, etnobotánico y evolutivo.

Caracterización de variedades y portainjertos de duraznero (Prunus persica (L) Batsch), mediante compuestos bioquímicos

El duraznero (Prunus persica (L) Batsch) presenta un gran número de cultivares y éste se acrecienta constantemente debido al intenso trabajo de mejoramiento genético al que es sometido. La metodología para la caracterización e identificación de los cultivares desde el punto de vista legal, es la basada en el estudio de los caracteres pomológicos (morfológicos y agronómicos). La UPOV ha elaborado una serie de descriptores para la mayoría de los frutales. Dicha metodología a veces presenta problemas debido a la gran similitud de los tipos estudiados por su cercanía genética y a la variación que tales caracteres pueden presentar debido a la influencia de las condiciones del medio. Por ello existe un gran interés en métodos alternativos o complementarios para la caracterización. Entre ellos el estudio de ciertos compuestos bioquímicos (proteínas e isoenzimas), han demostrado ser muy interesante para tal objetivo. Se propone el estudio de distintas isoenzimas en diferentes órganos de la planta, con el fin de lograr su caracterización. Objetivos: El objetivo general del presente trabajo es la caracterización bioquímica de las variedades y portainjertos del duraznero. Los objetivos específicos son: Objetivo 1. Caracterización de cultivares de duraznero mediante extracto de tallos. Subobjetivo 1.A. Distintas fechas de muestreo. 1.B. Distintas isoenzimas. 1.C. Elaboración de datos. Objetivo 2. Caracterización de cultivares de duraznero mediante extractos de hojas. Subobjetivo 2.A. Distintas fechas de muestreo. 2.B. Distintas isoenzimas. 2.C. Elaboración de datos. Objetivo 3. Caracterización de portainjertos para el duraznero mediante extractos de tallos y hojas. Subobjetivo 3.A. Distintas fechas de muestreo. 3.B. Distintas isoenzimas. 3.C. Elaboración de datos. El presente proyecto se inserta dentro de las investigaciones más avanzadas en la búsqueda de métodos alternativos a la caracterización morfológica para la taxonomía de las distintas especies vegetales por parte de numerosos laboratorios internacionales. La importancia práctica de un método de identificación bioquímica es la posibilidad de disponer de una metodología sencilla y al mismo tiempo fiable que nos permite certificar el material viverístico.

Transformación de terpenos (a-pineno) por procesos de catálisis heterogénea tendientes a la obtención de derivados con posible actividad biológica

La situación de la pequeña industria química nacional (...) a pesar de contar con una importante capacidad en cuanto a instalaciones y mano de obra especializada, le resulta extremadamente difícil encontrar nichos de producción. Una reactivación del sector podría encontrarse en la producción de Productos Químicos Finos de alto valor agregado y cuyo volumen de producción puede lograrse con pequeñas plantas multifuncionales que no resultan de interés para las grandes industrias químicas. Entre estos productos químicos finos incluyen los derivados de productos naturales, entre ellos los Terpenos obtenibles de especies vegetales muy difundidas en nuestro país. Entre los derivados de terpenos pueden mencionarse productos utilizados por las industrias farmacéutica, de cosméticos y alimenticias. (...) Objetivos generales y específicos El substrato a utilizar es el a-pineno, muy abundante en especies de pinos y citrus. El a-pineno será sometido a transformaciones químicas en las cuales se hará una amplia aplicación de la catálisis heterogénea en reemplazo de los procesos clásicos de síntesis orgánica. (...) Atendiendo a las ventajas que desde el punto de vista operativo reporta el uso de catalizadores heterogéneos, en la medida de lo posible, se intentará un amplio uso de este tipo de catálisis. El doble enlace cíclico del a-pineno puede ser oxidado catalíticamente al epóxido correspondiente y luego isomerizado a canforeno aldehido. La oxidación también puede conducirse de manera tal de producir verbenol y verbenona cuyas estructuras contienen restos de alcohol crotílico y crotonaldehido, que por sus reactividades permiten realizar un numeroso conjunto de reacciones a partir de las cuales se derivan productos de aplicación en las industrias farmacéuticas y de perfumería. También sobre el doble enlace endocíclico es posible realizar una reacción de ciclopropanación que conduce a la producción de derivados con estructura similar a las piretrinas, con probable actividad insecticida.

Desarrollos estadísticos para el procesamiento de información genómica masiva en agro-biotecnología. Statistical developments for processing massive genomic information in agro-biotechnology.

Nuevas biotecnologías, como los marcadores de la molécula de ADN, permiten caracterizar el genoma vegetal. El uso de la información genómica producida para cientos o miles de posiciones cromosómicas permite identificar genotipos superiores en menos tiempo que el requerido por la selección fenotípica tradicional. La mayoría de los caracteres de las especies vegetales cultivadas de importancia agronómica y económica, son controlados por poli-genes causantes de un fenotipo con variación continua, altamente afectados por el ambiente. Su herencia es compleja ya que resulta de la interacción entre genes, del mismo o distinto cromosoma, y de la interacción del genotipo con el ambiente, dificultando la selección. Estas biotecnologías producen bases de datos con gran cantidad de información y estructuras complejas de correlación que requieren de métodos y modelos biométricos específicos para su procesamiento. Los modelos estadísticos focalizados en explicar el fenotipo a partir de información genómica masiva requieren la estimación de un gran número de parámetros. No existen métodos, dentro de la estadística paramétrica capaces de abordar este problema eficientemente. Además los modelos deben contemplar no-aditividades (interacciones) entre efectos génicos y de éstos con el ambiente que son también dificiles de manejar desde la concepción paramétrica. Se hipotetiza que el análisis de la asociación entre caracteres fenotípicos y genotipos moleculares, caracterizados por abundante información genómica, podría realizarse eficientemente en el contexto de los modelos mixtos semiparamétricos y/o de métodos no-paramétricos basados en técnicas de aprendizaje automático. El objetivo de este proyecto es desarrollar nuevos métodos para análisis de datos que permitan el uso eficiente de información genómica masiva en evaluaciones genéticas de interés agro-biotecnológico. Los objetivos específicos incluyen la comparación, respecto a propiedades estadísticas y computacionales, de estrategias analíticas paramétricas con estrategias semiparamétricas y no-paramétricas. Se trabajará con aproximaciones por regresión del análisis de loci de caracteres cuantitativos bajo distintas estrategias y escenarios (reales y simulados) con distinto volúmenes de datos de marcadores moleculares. En el área paramétrica se pondrá especial énfasis en modelos mixtos, mientras que en el área no paramétrica se evaluarán algoritmos de redes neuronales, máquinas de soporte vectorial, filtros multivariados, suavizados del tipo LOESS y métodos basados en núcleos de reciente aparición. La propuesta semiparamétrica se basará en una estrategia de análisis en dos etapas orientadas a: 1) reducir la dimensionalidad de los datos genómicos y 2) modelar el fenotipo introduciendo sólo las señales moleculares más significativas. Con este trabajo se espera poner a disposición de investigadores de nuestro medio, nuevas herramientas y procedimientos de análisis que permitan maximizar la eficiencia en el uso de los recursos asignados a la masiva captura de datos genómicos y su aplicación en desarrollos agro-biotecnológicos.

Búsqueda de potenciales agentes antivirales a partir de plantas nativas argentinas. Search for potential antiviral compounds from native argentinians plants.

A pesar de de la gran oferta de fármacos, existen aún patologías que no cuentan con un tratamiento farmacológico efectivo o que su terapéutica provoca efectos indeseables. Según la OMS, la mayoría de las enfermedades nuevas, son patologías emergentes y re-emergentes causadas por virus. Además, existen enfermedades virales endémicas que siguen afectando a nuestro país, como el virus Junín (VJ) y el virus Encefalitis San Luis (ESL). Los problemas que plantean las infecciones virales endemo-epidémicas emergentes y re-emergentes con la aparición de brotes de enfermedades sistémicas y/o neurológicas de diferente magnitud, forman parte de nuestra realidad cotidiana y constituyen una constante amenaza, no sólo para nuestro país sino para el resto del mundo. Para la mayoría de estas enfermedades regionales, no existe un tratamiento adecuado, ya que las actuales drogas sintéticas antivirales muchas veces no resultan exitosas y hasta algunos virus se vuelven resistentes a las mismas. Por lo que se hace necesaria la búsqueda de nuevos agentes terapéuticos.La OMS promueve fuertemente la investigación de plantas nativas, utilizadas en la medicina folclórica, para la obtención de nuevos agentes medicinales. Asimismo, existen estudios etnobotánicos que demuestran que varias plantas de nuestro país, pueden ser seleccionadas de acuerdo a su uso en la medicina tradicional para el tratamiento de distintas infecciones virales. Otra fuente de estudio son las especies reconocidas como tóxicas, ya que contienen sustancias activas que pueden constituirse en posibles agentes terapéuticos, dado que está ampliamente demostrado que regulando la dosis, un principio activo (PA) puede producir un efecto tóxico o beneficioso.Por lo que se plantea como hipótesis que las plantas nativas tóxicas y las utilizadas en la medicina tradicional del centro-norte de Argentina poseen compuestos con potencial efecto antiviral.Este proyecto constituye un trabajo interdisciplinario que tiene como objeto de estudio la evaluación química de diferentes especies autóctonas con el fin de obtener compuestos naturales con potencial actividad antiviral.Los objetivos específicos son: a) Evaluar la actividad citotóxica, virucida y antiviral in vitro de diferentes extractos de plantas autóctonas.b) Aislar, purificar e identificar los metabolitos secundarios mayoritarios de los extractos activos.c) Estudiar la citotoxicidad y actividad virucida y antiviral in vitro de los compuestos purificados químicamente.d) Establecer sus posibles mecanismos de acción.El estudio abarca especies vegetales que habitan la región centro y norte del país. Y se han elegido distintos modelos virales (ADN y ARN), que están asociados a infecciones emergentes, re-emergentes y endémicas que afectan a nuestro país. Los extractos que resulten activos frente a algunos de los virus ensayados, serán seleccionados para el aislamiento, purificación e identificación de sus PA. Para ello se recurrirá a técnicas cromatográficas, aplicando para su identificación técnicas analíticas espectroscópicas (UV-V, IR, EIMS, RMN-1H y 13C). La actividad virucida y antiviral "in vitro" de los compuestos puros se evaluará mediante el ensayo de reducción de placas y mediante el método de captación rojo neutro (RN) y la prueba de reducción del MTT. Para ello, se ensayarán los compuestos a las concentraciones no citotóxicas, determinadas sobre células Vero, mediante la evaluación de la viabilidad celular. Se realizarán transformaciones químicas a los fines de mejorar la actividad biológica en relación a la citotoxicidad exhibida, realizando estudios de estructura - actividad. Se espera obtener compuestos de origen natural con actividad antiviral y con baja o nula toxicidad, estableciendo sus posibles mecanismos de acción. De manera de plantear soluciones terapéuticas y/o preventivas a los problemas derivados de las infecciones virales emergentes, re-emergentes y endémicas que afectan a países en desarrollo.

Estudios in vitro e in vivo de agentes fotosensibilizadores y su aplicación en terapia fotodinámica. In vitro and in vivo studies of photosensitizer agents and its application in photodynamic therapy.

Muchos esfuerzos se están realizando en el diseño de nuevos métodos para la eliminación de las células tumorales y así inhibir el crecimiento neoplásico. Entre los métodos no convencionales se encuentran la Terapia Fotodinámica.La Terapia Fotodinámica (TFD) es un tratamiento experimental de algunos tipos de cáncer, basado en el efecto citotóxico inducido en el tejido tumoral, por la acción combinada de una droga (fotosensibilizador) y la luz visible. El fotosensibilizador posee la propiedad de absorber la luz y reaccionar con el oxígeno molecular, produciendo una forma activa del oxígeno: el oxígeno singlete (1O2) que oxida diversas moléculas biológicas, induciendo un efecto citotóxico que se traduce en la regresión tumoral. Los nuevos avances en la dosimetría de la luz, así como la búsqueda de una segunda generación de nuevos fotosensibilizadores más eficaces que los actualmente utilizados, han permitido incluir protocolos de Terapia Fotodinámica en numerosos centros hospitalarios principalmente para el tratamiento de cánceres de pulmón, vejiga, esófago y piel. Plantas fototóxicas, sus metabolitos fotosensibilizantes y sus posibles usos; En general, dentro de las especies vegetales tóxicas existen aquellas denominadas plantas alergénicas, que son las que pueden producir sus efectos indeseables por vía dérmica. También existen aquellas que pueden producir efectos tóxicos por vía sistémica. Sin embargo, coexiste en la naturaleza otro grupo de plantas tóxicas que desencadenan sus efectos nocivos bajo la acción de la luz, por lo que son llamadas plantas fototóxicas, cuyos principios activos son comúnmente denominados agentes fotosensibilizantes La apoptosis como blanco terapéutico contra el cáncer: Los conocimientos moleculares sobre la apoptosis adquiridos en los últimos años están siendo aplicados al desarrollo de nuevos fármacos que puedan modular selectivamente las señales involucradas en la muerte de las células. Una de las razones que justifica el interés en el estudio de este tipo de moléculas, es que una de las características más tempranas en la transformación de la células neoplásicas esta relacionada con la incapacidad de responder a los estímulos de muerte. Esto lleva a una desregulación del proceso de apoptosis desencadenando una proliferación descontrolada. Los otros eventos que desencadenan el cáncer son, la invasión vascular y la metástasis a distanciaLa adquisición de resistencia a los efectos citotóxicos de los tratamientos anticancerígenos ha emergido como un significante impedimento para el efectivo tratamiento de la enfermedad. Por ello, en el presente proyecto se investigará si la adquisición de resistencia a TFD inducida en la línea celular estudiada es conferida por el aumento de la proteína MDRP1 a través de la vía de señalización PI3K/Akt. Además, se estudiará la correlación entre la posible resistencia a drogas y la inducción de apoptosis, analizando los mecanismos involucrados. Los resultados obtenidos contribuirán a dilucidar y entender los mecanismos moleculares implicados en la resistencia y sensibilidad tumoral a la TFD, y de esta manera mejorar la eficacia de dicha terapia antitumoral para sensibilizar a las células a la apoptosis. OBJETIVOS Estudiar el efecto de agentes fotosensibilizadores de origen sintético (ftalocianinas), comercialmente ya aprobadas por la FDA (Me-ALA), de origen natural (antraquinonas), y obtenidas en procesos nanotecnologicos (nanofibras) respecto a su capacidad de inducir la muerte celular en sistemas experimentales in vivo, para el desarrollo de nuevas drogas de aplicación en Terapia Fotodinámica (PDT). Estudiar las señales de apoptosis que se desencadenan, combinando la PDT con iRNA (antisurvivina) con la finalidad de aumentar la eficiencia de la muerte tumoral. Estudiar los mecanismos de resistencia a la Terapia Fotodinámica en carcinoma de células escamosas con fotosensibilizadores permitidos (Me-ALA).

Investigación, domesticación y educación para el uso sustentable y conservación de la flora nativa del centro de Argentina.

Los bosques nativos del Centro de Argentina disminuyen rápidamente debido a talas, incendios y expansión agrícola y urbana. Se pierden especies vegetales, entre ellas muchas con valor de uso tradicional o potencial. Se plantea como objetivo global, continuar y profundizar las actividades iniciadas en el Jardín Botánico Gaspar Xuárez sj, con respecto a conservar, recuperar y domesticar recursos fitogenéticos nativos para el uso sustentable; a través de la investigación y la educación. Se conservará ex situ en el Banco de Germoplasma del JBGXsj, nuevas semillas y plantas vivas de especies nativas del centro del país, priorizando las de valor etnobotánico tradicional o potencial. El material y la información servirán para investigación, propagación y educación. El material se evaluará y caracterizará por peso de 1000 semillas, poder germinativo y viabilidad de semillas almacenadas. Se estudiará la domesticación de especies ecológicamente vulnerables que presenten potencial de uso múltiple y que, además, permitan promover sinergia con otros proyectos de investigación en la UCC. Se estudiarán características agronómicas y biológicas para su cultivo intensivo. Se formarán recursos humanos en investigación y técnica, a través de pasantías y talleres. Se desarrollará un programa educativo enfocado a conservación, interpretación ambiental y cambios actitudinales para el desarrollo sustentable. Se motivará y dará conocimiento a docentes y alumnos de instituciones educativas y público en general. Se realizarán visitas guiadas por senderos interpretativos de contenido ecológico, etnobotánico y evolutivo.

DOMESTICACIÓN, CULTIVO Y EVALUACIÓN DE PRINCIPIOS ACTIVOS DE PLANTAS AROMÁTICAS Y MEDICINALES NATIVAS DE ARGENTINA

Estudios etnobotánicos demuestran que varios géneros de plantas de la región central de Argentina pueden ser seleccionados por su uso en la medicina tradicional para resolver problemas de distintas enfermedades, como las oncológicas, gastrointestinales, las provocadas por virus, entre muchas otras. Por otra parte resulta de marcado interés encontrar, a partir de especies vegetales, drogas que como tales o por sus derivados semisintéticos puedan tener aplicación en tratamientos curativos o quimiopreventivos de diferentes patologías incluyendo infecciones microbianas, diversos tipos de cáncer, alteraciones del sistema inmune, como así mismo que presente actividad contra insectos que actúan como reservorios y vectores de patógenos de importancia sanitaria para el hombre y/o animales. Frente a estos descubrimientos aumenta la demanda de grandes volúmenes de plantas fuente de principios activos, lo que se cubre con la recolección directa de plantas silvestres. La práctica extractiva, a veces destructiva, puede llevar a las especies en cuestión a su potencial peligro de extinción. Se vuelve imperioso generar el conocimiento necesario para poner en cultivo a las especies amenazadas. El posterior mejoramiento genético llevará a lograr productos de calidad y productividad, que aseguren su inserción en un mercado competitivo. Además, por ser cultivos alternativos a desarrollarse en pequeñas superficies, es posible asegurar el desarrollo de regiones tradicionalmente postergadas que poseen escasos recursos genuinos para generar ingresos. El presente proyecto se desarrollará estudiando tres especies aromáticas nativas: carqueja (Baccharis crispa), peperina (Mintostachys verticillata) y suico (Tagetes minuta). Se plantea que: 1) Existe variabilidad dentro y entre poblaciones carqueja y estas diferencias están relacionadas al ambiente; 2) Existen genotipos de peperina y de suico con características agronómicas y bioquímicas distinguibles, a partir de los cuales es posible generar variedades selectas por rendimiento y calidad; 3) La puesta a punto de metodologías de multiplicación y de prácticas culturales adecuadas para las especies en estudio permite preservar germoplasma proveniente de poblaciones nativas y llevar a cabo la producción en cultivo de las mismas; 4) Las especies en estudio son fuente de compuestos con bioactividad de interés médico-veterinario, entre los que existe gran variabilidad. Por lo tanto se pretende conservar el germoplasma de especies nativas de importancia por sus bioactividades, buscar variabilidad para caracteres morfológicos y de principios activos, profundizar estudios que avancen en la domesticación de estas especies para generar cultivos sustentables e identificar genotipos superiores por sus principios activos que expresen alta bioactividad. En este contexto se tendrá en cuenta los distintos grados de avance de cada una de las especies en estudio. Se realizarán muestreos in situ y ex situ (cultivo a campo), donde se evaluarán caracteres morfológicos y fenológicos para determinar la variabilidad poblacional y orientar el proceso de selección y domesticación. Se destilará material para la obtención del aceite esencial que será cuantificado y analizado en su composición química por GC/MS. A su vez se realizarán extractos acuosos y orgánicos que, junto con los aceites esenciales, serán utilizados en ensayos de bioactividad sobre larvas de mosquitos, virus y cultivos celulares donde se evaluará si el efecto de cada muestra varía según su composición química. La evaluación del germoplasma disponible de las especies en estudio permitirá avanzar sobre varios problemas relacionados con su conservación, la domesticación y la selección por rendimiento y producción de principios activos. De esta manera se realizarán avances significativos en los estudios de plantas medicinales nativas, generando resultados de gran aplicación y propuestas productivas para regiones que resultan marginales para otros cultivos.

Fragmentos de bosque nativo como nodo para la restauración, conservación dinámica de la biodiversidad y educación para el desarrollo sostenible de la región centro.

El proyecto se asienta en la Estrategia Mundial para la Conservación de las Especies Vegetales (GSPC), asumido por el gobierno como un programa más dentro del Convenio de Diversidad Biológica (CDB); la cual incluye 5 objetivos y 16 metas para lograr la conservación vegetal hacia el 2020. En este contexto se propone trabajar en los objetivos II, IV y V referentes al % de conservación in-situ de flora nativa y al % de material disponible para restauración y recuperación. En la faz educativa re refiere a las acciones para promover la educación y la concienciación sobre la diversidad de las especies vegetales, su papel en los medios de vida sostenible y su importancia para el mantenimiento de la vida en la Tierra; así como el último objetivo apunta a incrementar la cantidad de personas dedicadas al estudio y conservación de la flora regional. En este contexto se realizará investigación, restauración, valorización y cuidado de fragmentos de bosque nativo, ubicados en el Campus universitarios, entendidos como nodos de conservación dinámica de la biodiversidad tanto como al intercambio y utilización de nuevos conocimientos, basados en la educación ambiental. Con respecto a los fragmentos se realizarán acciones tendientes a unificarlos para estabilizar el sistema. Se relevará la presencia de avifauna a fin de determinar la importancia de la preservación de estos relictos en el mantenimiento de la biodiversidad y se estudiará la expansión del bosque en el área de clausura. Por otra parte se relevará el efecto del fuego en una forestación de algarrobos de 7 años vecino a los fragmentos. Por último, el diálogo sobre la ciencia y la tecnología se plantea hoy como una necesidad ligada a los procesos de democratización, la ciencia no tiene sentido si no llega a los ciudadanos por lo que se realizarán visitas educativas destinadas a alumnos de nivel primario y medio. Por otra parte, el proyecto se basa en el trabajo de los educadores extraescolares, cuyo papel resulta esencial para vitalizar a unas sociedades necesitadas de permanente reflexión acerca de los objetivos que persiguen, la sustentabilidad de las estrategias que utilizan para conseguirlos, y la equidad en su reparto y utilización.

Quimiotaxonomía en especies de la Tribu Heliantheae y la Familia Umbeliferas: Probable actividad biológica

La conjugación interdisciplinaria entre la Química y la Taxonomía Vegetal ha dado origen a una nueva disciplina, la Quimiotaxonomía. Esta nueva forma de estudio consiste en aplicar a la clasificación de las plantas los resultados de su análisis químico. Así, la información derivada de los compuestos presentes en los vegetales aporta evidencias que permiten ubicar o reubicar distintos taxones críticos. La evolución de los compuestos químicos y de los aspectos morfológicos está interrelacionada y muchos metabolitos secundarios sirven para confirmar las clasificaciones morfológicas. Sin embargo, en los casos en que las relaciones morfológicas son poco claras, los metabolitos secundarios o marcadores a menudo son pruebas de considerable valor. (...) Para que un compuesto pueda ser utilizado como marcador quimiotaxonómico debe estar presente en el taxón bajo estudio, como así también debe quedar claro su ausencia fuera del mismo. (...) El proyecto tiene dos objetivos fundamentales: a) El aislamiento e identificación de los metabolitos secundarios de especies de la tribu Heliantheae (Asteraceae) con énfasis en los géneros Helianthus y Viguiera y en especies de la familia Umbeliferas , género Eryngium . En ambas familias se ha demostrado que las relaciones morfológicas son poco claras, por lo que la información derivada de los compuestos presentes en los vegetales pueden aportarnos evidencias que permitan ubicar o reubicar distintos taxones críticos. (...) b) La determinación de la bioactividad de los metabolitos secundarios presentes en las especies mencionadas precedentemente. En trabajos anteriores hemos determinado que algunos compuestos obtenidos e identificados pueden ser repelentes de insectos o inhibir el crecimiento de plantas. Por esta razón, se proseguirá con el ensayo sobre los extractos completos y sobre compuestos puros. En algunos casos la purificación será guiada por la mayor o menor actividad biológica de los extractos y fracciones obtenidas. También se recurrirá a su modificación estructural con el objetivo de establecer una relación estructura-actividad.

Manejo de enfermedades y mejora de la salud de las plantas mediante la utilización de microorganismos. Caso 2:Relevamiento de las especies de hongos micorrícicos presentes en el suelo y asociadas a raíces de cebollas en diferentes rotaciones de cultivos y su efecto como agentes de bioprotección frente a enfermedades

La diversidad de los microorganismos del suelo es esencial para la sustentabilidad de los sistemas productivos además de ser un indicador integral de la condición de los ecosistemas. Entre estos microorganismos los hongos micorrícicos (HMA) cumplen un papel fundamental, al incrementar la tolerancia de las plantas a estreses bióticos y abióticos. Los sistemas de labranza tradicionales y el monocultivo tienden a disminuir su diversidad y su población, mientras que las rotaciones de cultivos y el establecimiento de praderas hacen incrementar esta diversidad. Phoma terrestris es un hongo patógeno de suelo, agente causal de la “raíz rosada de la cebolla”, enfermedad limitante para dicho cultivo. Su control es muy dificultoso dado que el patógeno sobrevive en el suelo varias campañas agrícolas, tiene un amplio rango de hospedantes y no existen variedades con buen comportamiento frente a los aislamientos argentinos. El presente proyecto propone la determinación biomolecular de los HMA presentes en el suelo y en asociación a las raíces de la cebolla, el estudio de la variaciones producidas en la flora micorríca bajo diferentes rotaciones, la determinación en la sanidad de la cebolla en las diferentes secuencias de cultivo y la evaluación de la capacidad de los mismos para atenuar los efectos deletéreos de P. terrestris.

Desarrollo tecnológico en germoplasma de plantas nativas. I. Géneros de interés ornamental: Glandularia spp., Solidago spp. II. Incorporación de clones selectos provenientes de especies nativas al mercado ornamental de la provincia de Córdoba

Un importante número de especies ornamentales que se cultivan en el mundo derivan de germoplasma sudamericano. El uso de recursos genéticos nativos para el desarrollo de plantas ornamentales ha sido escasamente explotado en Argentina. Sin embargo, dichos recursos han tenido escasa participación en el desarrollo de variedades comerciales por parte de empresas internacionales. Es por ello que el objetivo del presente trabajo es lograr avances en la obtención de variedades ornamentales o clones selectos a partir de especies nativas a través de la selección de genotipos superiores e hibridaciones interespecíficas en el género Glandularia y la domesticación, caracterización y elección de los mejores clones en el género Solidago. Entre las principales actividades para lograr dicho objetivo podemos mencionar: recolección, identificación taxonómica, domesticación, caracterización y mejoramiento genético clásico. La concreción del objetivo planteado permitirá disponer de material con distintos grados de desarrollo: colección de especies del género Glandularia y Solidago, materiales domesticados y avanzados en el mejoramiento. Esto no culmina si no se logra la incorporación de los clones selectos provenientes de especies nativas al sector productivo ornamental. Este último se caracteriza por ser dinámico y cambiante, donde los consumidores varían patrones de consumo, están abiertos a nuevas especies con características que mejoren las opciones actuales y están dispuestos a pagar por ello. La provincia de Córdoba posee recursos y condiciones ambientales para la producción de ornamentales, como así también un mercado actual y potencial muy promisorio. Con el fin de ampliar la oferta de especies herbáceas y/o variedades, la incorporación de especies nativas al mercado ornamental suma ventajas y oportunidades cada vez más buscadas, es por ello que la transferencia de material genético impactará en cada uno de los eslabones de este sector productivo.