Métodos estadístico-computacionales para la caracterización de patrones de expresión de proteínas en 2D-DIGE

El volumen de datos provenientes de experimentos basados en genómica y poteómica es grande y de estructura compleja. Solo a través de un análisis bioinformático/bioestadístico eficiente es posible identificar y caracterizar perfiles de expresión de genes y proteínas que se expresan en forma diferencial bajo distintas condiciones experimentales (CE). El objetivo principal es extender las capacidades computacionales y analíticos de los softwares disponibles de análisis de este tipo de datos, en especial para aquellos aplicables a datos de electroforésis bidimensional diferencial (2D-DIGE). En DIGE el método estadístico más usado es la prueba t de Student cuya aplicación presupone una única fuente de variación y el cumplimiento de ciertos supuestos distribucionales de los datos (como independencia y homogeneidad de varianzas), los cuales no siempre se cumplen en la práctica, pudiendo conllevar a errores en las estimaciones e inferencias de los efectos de interés. Los modelos Generalizados lineales mixtos (GLMM) permiten no solo incorporar los efectos que, se asume, afectan la variación de la respuesta sino que también modelan estructuras de covarianzas y de correlaciones más afines a las que se presentan en la realidad, liberando del supuesto de independencia y de normalidad. Estos modelos, más complejos en esencia, simplificará el análisis debido a la modelización directa de los datos crudos sin la aplicación de transformaciones para lograr distribuciones más simétricas. Produciendo también a una estimación estadísticamente más eficiente de los efectos presentes y por tanto a una detección más certera de los genes/ proteínas involucrados en procesos biológicos de interés. La característica relevante de esta tecnología es que no se conoce a priori cuáles son las proteínas presentes. Estas son identificadas mediante otras técnicas más costosas una vez que se detectó un conjunto de manchas diferenciales sobre los geles 2DE. Por ende disminuir los falsos positivos es fundamental en la identificación de tales manchas ya que inducen a resultados erróneas y asociaciones biológica ficticias. Esto no solo se logrará mediante el desarrollo de técnicas de normalización que incorporen explícitamente las CE, sino también con el desarrollo de métodos que permitan salirse del supuesto de gaussianidad y evaluar otros supuestos distribucionales más adecuados para este tipo de datos. También, se desarrollarán técnicas de aprendizaje automática que mediante optimización de funciones de costo específicas nos permitan identificar el subconjunto de proteínas con mayor potencialidad diagnóstica. Este proyecto tiene una alta componente estadístico/bioinformática, pero creemos que es el campo de aplicación, es decir la genómica y la proteómica, los que mas se beneficiarán con los resultados esperados. Para tal fin se utilizarán diversas bases de datos de distintos experimentos provistos por distintos centros de investigación nacionales e internacionales

Métodos de mecánica estadística en materia condensada

El proyecto de investigación propuesto tiene como principal objetivo profundizar en el estudio de la Mecánica Estadística y su aplicación a la resolución de problemas en esta área. Los temas de interés son los siguientes: 1. Estudio de la influencia del desorden en las propiedades dinámicas y termodinámicas de sistemas clásicos y cuánticos. 2. Reacciones controladas por difusión; influencia de campos externos aplicados. 3. Estudio de la influencia de la autocorrelación temporal finita sobre un sistema excitado por un ruido (ruido coloreado). 4. Resonancia Estocástica analizada a través de la función de Estructura Dinámica. 5. Estudio de procesos de quimiorrecepción de sistemas biológicos. 6. Cálculo del operador de evolución temporal para sistemas con Hamiltonianos dependientes del tiempo (Fase de Berry). 7. Influencia del desorden en la estadística del tiempo del primer pasaje en sistemas finitos. 8. Estudio del modelo de "Tight Binding" con desorden estático. Objetivos específicos * Se continuará con el estudio de la evolución temporal para sistemas Hamiltonianos dependientes del tiempo (Fase de Berry). * Se estudiará de las propiedades termodinámicas de sistemas Hamiltonianos clásicos y cuánticos con desorden estático. * Se estudiará la probabilidad de supervivencia y los momentos de desplazamientos para partículas que difunden en un sistema unidimensional con trampas estáticas. En particular se tratará el caso de campo fuerte, extendiendo los resultados ya obtenidos en el caso de campo débil; se analizará la conexión con la estadística del tiempo del primer pasaje. * Se continuará con el estudio analítico de los exponentes críticos para Modelos de la Mayoría. (...) * Se realizará un estudio detallado de las propiedades de la función de estructura dinámica asociada con el movimiento uni-dimensional de partículas sometidas a potenciales anarmónicos con múltiples pozos y fricción débil. Se estudiará el fenómeno de resonancia estocástica a través de la función de estructura dinámica. * Se estudiará la estadística del tiempo del primer pasaje en sistemas finitos homogéneos y desordenados con diversas condiciones de entorno.

Desarrollo y validación de métodos analíticos aplicables a estudios de Preformulación y Control de Calidad de Formas Farmacéuticas Multicomponentes

La etapa de optimización de una droga denominada "Preformulación" está dirigida a definir el perfil de una droga desde el punto de vista de su identidad, pureza y potencia. Mediante la determinación de las propiedades físico-químicas que son relevantes en la formulación de un agente terapéutico es posible realizar una evaluación preliminar sobre las características de absorción del principio activo, por parte del organismo. (...) En la actualidad se elaboran en la Oficina de Farmacia "Formas Farmacéuticas" de cierta complejidad, que no pueden ser analizadas por los clásicos métodos químicos, sino que requieren de técnicas de instrumental modernas altamente selectivas y sensibles. Este tipo de estudio no puede realizarse fuera de los laboratorios oficiales de Control o del ámbito universitario, en razón del costo del equipamiento y las condiciones necesarias para su correcto funcionamiento. El análisis de los principios activos y de los productos farmacéuticos con ellos elaborados es responsabilidad tanto de la autoridad reguladora como el propio farmacéuticas que serán administradas al paciente. Es por ello que esta propuesta involucra el desarrollo de metodologías analíticas específicas y sensibles que permitan, en forma rápida, determinar la composición de las formas farmacéuticas que se comercializan, para "garantizar", dentro de los límites admisibles, la "calidad", requisito previo para una terapéutica medicamentosa eficaz y racional. Estudios realizados en diferentes países, demuestran el desarrollo significativo que ha tenido la Cromatografía Líquida de Alta Presión (HPLC) y la Espectrofotometría de Derivadas en el campo farmacéutico, permitiendo el análisis de drogas en presencia de sus productos de degradación o bien en mezclas de multicomponentes, aplicando distintas técnicas Espectroscópicas, como IR, RMN y EM en la determinación de estructuras. Por tal motivo, este proyecto apunta a desarrollar metodologías analíticas aplicables al análisis y determinación simultánea de los principios activos contenidos en formulaciones farmacéuticas. En este caso particular se propone el estudio de preparaciones galénicas (comprimidos) utilizadas como complemento en regímenes alimenticios, debido a la acción farmacológica de los ingredientes activos, al uso intensivo de las mismas en la Provincia de Córdoba y a la falta de Control de Calidad.

Estudios funcionales del Sistema Nervioso Central del recién nacido (Aprendizaje No Asociativo): Nuevos métodos

Desde hace ya tres décadas se conoce que el neonato, aún desde los primeros minutos de vida, puede responder a una gran variedad de olores, entre los cuales se encuentra el alcohol, con reacciones comportamentales y neurovegetativas específicas y que es capaz también de diferenciarlo de otros estímulos, lo que se puso de manifiesto a través de un proceso de habituación. La habituación, que es un proceso de aprendizaje no asociativo, se ha transformado en un parámetro valioso en el estudio del desarrollo de la plasticidad neurocomportamental en distintas especies, tanto en períodos perinatales como prenatales. En la esfera humana, se ha comprobado que el recién nacido puede habituar o sensitizar una respuesta refleja y responder de manera compleja a estimulación sensorial específica. Estudios realizados con claves olfatorias, tanto nóveles como biológicas, demuestran que el neonato puede reconocer y distinguir distintos olores y que la manera en que éste responde varía de acuerdo ala experiencia previa con el estímulo, manifestando preferencia por el olor que le resulta familiar, sin que necesariamente sea éste un olor materno. Estas tempranas capacidades de aprendizaje han sido útiles para evaluar la integridad del SNC fetal y neonatal, utilizando, por ejemplo, índices de habituación hacia distintos estímulos. Basándose en los resultados de estas investigaciones surge el objetivo general del proyecto: realizar un relevamiento de las capacidades de aprendizaje y memoria neonatales utilizando paradigmas de aprendizaje no asociativo como la habituación a claves olfativas nóveles (alcohol y limón), analizando la respuesta a los olores a través de patrones comportamentales y neurovegetativos presentes en el neonato a término. Este objetivo se irá desarrollando a lo largo de etapas experimentales consecutivas. En la primera de ellas, actualmente en ejecución, el propósito es evaluar respuestas habituatorias y de recuperación espontánea frente a la presentación secuencial de los aromas. En las etapas subsiguientes se pretenderá detectar también deshabituación y habituación ala deshabituación. Este proyecto forma parte de un plan de actividades mayor referido a reconocimiento, retención y discriminación de claves olfativas a nivel neonatológico. A largo plazo se procura diseñar, valiéndose de las tempranas capacidades de aprendizaje presentes en neonatos normales, pruebas que se utilicen para evaluar el desempeño neurocomportamental de recién nacidos donde se sospeche un Sistema Nervioso Central dañado por efectos de la exposición prenatal de alcohol y/o por episodios hipóxicos pre o perinatales.

Métodos para el análisis de programas probabilistas y no-deterministas utilizando probadores de teoremas. Methods for the analysis of probabilistic and nondeterministic programs using theorem provers.

La verificación y el análisis de programas con características probabilistas es una tarea necesaria del quehacer científico y tecnológico actual. El éxito y su posterior masificación de las implementaciones de protocolos de comunicación a nivel hardware y soluciones probabilistas a problemas distribuidos hacen más que interesante el uso de agentes estocásticos como elementos de programación. En muchos de estos casos el uso de agentes aleatorios produce soluciones mejores y más eficientes; en otros proveen soluciones donde es imposible encontrarlas por métodos tradicionales. Estos algoritmos se encuentran generalmente embebidos en múltiples mecanismos de hardware, por lo que un error en los mismos puede llegar a producir una multiplicación no deseada de sus efectos nocivos.Actualmente el mayor esfuerzo en el análisis de programas probabilísticos se lleva a cabo en el estudio y desarrollo de herramientas denominadas chequeadores de modelos probabilísticos. Las mismas, dado un modelo finito del sistema estocástico, obtienen de forma automática varias medidas de performance del mismo. Aunque esto puede ser bastante útil a la hora de verificar programas, para sistemas de uso general se hace necesario poder chequear especificaciones más completas que hacen a la corrección del algoritmo. Incluso sería interesante poder obtener automáticamente las propiedades del sistema, en forma de invariantes y contraejemplos.En este proyecto se pretende abordar el problema de análisis estático de programas probabilísticos mediante el uso de herramientas deductivas como probadores de teoremas y SMT solvers. Las mismas han mostrado su madurez y eficacia en atacar problemas de la programación tradicional. Con el fin de no perder automaticidad en los métodos, trabajaremos dentro del marco de "Interpretación Abstracta" el cual nos brinda un delineamiento para nuestro desarrollo teórico. Al mismo tiempo pondremos en práctica estos fundamentos mediante implementaciones concretas que utilicen aquellas herramientas.

Estudio de la micobiota y sus micotoxinas en ingredientes y raciones de animales domésticos. Estrategias orientadas a la prevención de las micotoxicosis. Studies on mycobiota and incidence of mycotoxins in raw material and feedstuff for domestic animals. Different strategies for mycotoxicosis prevention.

Numerosas investigaciones han desarrollado estrategias para la remoción de micotoxinas en alimentos por diferentes métodos, aunque muchos de ellos no han llegado a ser utilizados debido a los elevados costos o a las dificultades prácticas involucradas en el proceso de detoxificación. Estos argumentos estimulan a los investigadores a desarrollar nuevas estrategias de decontaminación que eviten el uso de agentes químicos y que reduzcan las pérdidas en el valor nutritivo y la palatabilidad de los alimentos decontaminados. Una de las alternativas promisorias es la detoxificación biológica. Las levaduras capaces de adsorber micotoxinas y con habilidades probióticas o prebióticas son promisorias para reducir la exposición humana a las micotoxinas. En el tracto gastrointestinal se encuentra normalmente un gran número de especies de bacterias comensales y patógenas; sin embargo, cuando se incrementa la cantidad de microorganismos patógenos se pueden producir alteraciones de la salud y muerte. La industria argentina de alimentos destinados a animales necesita reducir los niveles de micotoxinas presentes en ingredientes o en insumos terminados. Si bien los resultados obtenidos en el mundo en la temática son preliminares y promisorios, en nuestro país aún no se han desarrollado estrategias biológicas de decontaminación de micotoxinas aplicadas a estos alimentos. Estudios de incidencia de micoflora y detección de micotoxinas en alimentos balanceados para aves, llevados a cabo por nuestro grupo de investigación en la región del sur de Córdoba demostraron la presencia de los principales géneros toxicogénicos (Aspergillus, Penicillium y Fusarium) y sus micotoxinas asociadas (aflatoxinas, zearalenona y fumonisinas). En relación a porcinotecnia, la zona sur de la provincia de Córdoba es considerada una de las tres zonas de mayor densidad porcina en Argentina. Sin embargo, la contaminación de los granos con micotoxinas representa un serio problema debido a que producen rechazo del alimento, disminución de la tasa de crecimiento y reducción inmunológica. Si consideramos la evolución en la producción lechera en los últimos años ha seguido una línea de intensificación que ha conllevado un cambio en la utilización de los alimentos, evolucionando del simple pastoreo a los sistemas de alimentación única, basados en la formulación de alimentos balanceados que constituyen la clave de la alimentación de los animales. Diferentes estudios epidemiológicos usando técnicas moleculares han demostrado que con frecuencia la infección por A. fumigatus ocurre como consecuencia de la adquisición exógena del hongo. La magnitud del problema se manifiesta en la continua búsqueda de medidas de prevención y control de estas micotoxicosis. Debido a este impacto negativo que ejercen las toxinas fúngicas lo cual, afecta los parámetros productivos como ganancia de peso y conversión alimenticia con graves pérdidas a la industria animal tanto en el mercado interno como externo.

Criterios y métodos para la enseñanza del diseño estructural en el contexto de la arquitectura actual. Compromiso para una arquitectura sustentable.

Las estrategias en el diseño de estructuras estuvieron históricamente limitadas por condicionantes como la eficiencia estructural, la lectura de la estructura explicitando su función, o la estructura planteada a partir de materiales o recursos disponibles. Actualmente, el desarrollo de nuevas tecnologías informáticas, nuevos materiales y la aparición de nuevos paradigmas en cuanto a tecnología sustentable, ha generando una situación de libertad arquitectónica prácticamente total en la que casi cualquier planteo formal puede ser resuelto y construido. Es consecuencia de este proceso la aparición de formas estructurales fracturadas, angulosas, grandes voladizos, y la utilización de materiales y sistemas tecnológicos no convencionales, que requieren de nuevas técnicas auxiliares de proyecto, ejecución y representación, y para las cuales es necesario un nuevo planteamiento y adecuación de estrategias de diseño estructural en relación a la propuesta arquitectónica. Este nuevo escenario proyectual, no está contemplado en los métodos de enseñanza del diseño de estructuras, produciendo un vacío conceptual sobre los futuros profesionales que deberán incursionar en el mundo actual. Es por ello que se propone indagar en diferentes estrategias de diseño para la elaboración de una metodología didáctica que permita descubrir el concepto del proyecto arquitectónico y generar un sistema estructural que se relacione adecuadamente con él, desde una visión integral de la arquitectura como producto cultural complejo.

Métodos estadístico-computacionales para la caracterización de patrones de expresión de proteínas en 2D-DIGE.

El volumen de datos provenientes de experimentos basados en genómica y poteómica es grande y de estructura compleja. Solo a través de un análisis bioinformático/bioestadístico eficiente es posible identificar y caracterizar perfiles de expresión de genes y proteínas que se expresan en forma diferencial bajo distintas condiciones experimentales (CE). El objetivo principal es extender las capacidades computacionales y analíticos de los softwares disponibles de análisis de este tipo de datos, en especial para aquellos aplicables a datos de electroforésis bidimensional diferencial (2D-DIGE). En DIGE el método estadístico más usado es la prueba t de Student cuya aplicación presupone una única fuente de variación y el cumplimiento de ciertos supuestos distribucionales de los datos (como independencia y homogeneidad de varianzas), los cuales no siempre se cumplen en la práctica, pudiendo conllevar a errores en las estimaciones e inferencias de los efectos de interés. Los modelos Generalizados lineales mixtos (GLMM) permiten no solo incorporar los efectos que, se asume, afectan la variación de la respuesta sino que también modelan estructuras de covarianzas y de correlaciones más afines a las que se presentan en la realidad, liberando del supuesto de independencia y de normalidad. Estos modelos, más complejos en esencia, simplificarán el análisis debido a la modelización directa de los datos crudos sin la aplicación de transformaciones para lograr distribuciones más simétricas,produciendo también a una estimación estadísticamente más eficiente de los efectos presentes y por tanto a una detección más certera de los genes/proteínas involucrados en procesos biológicos de interés. La característica relevante de esta tecnología es que no se conoce a priori cuáles son las proteínas presentes. Estas son identificadas mediante otras técnicas más costosas una vez que se detectó un conjunto de manchas diferenciales sobre los geles 2DE. Por ende disminuir los falsos positivos es fundamental en la identificación de tales manchas ya que inducen a resultados erróneas y asociaciones biológica ficticias. Esto no solo se logrará mediante el desarrollo de técnicas de normalización que incorporen explícitamente las CE, sino también con el desarrollo de métodos que permitan salirse del supuesto de gaussianidad y evaluar otros supuestos distribucionales más adecuados para este tipo de datos. También, se desarrollarán técnicas de aprendizaje automática que mediante optimización de funciones de costo específicas nos permitan identificar el subconjunto de proteínas con mayor potencialidad diagnóstica. Este proyecto tiene un alto componente estadístico/bioinformática, pero creemos que es el campo de aplicación, es decir la genómica y la proteómica, los que más se beneficiarán con los resultados esperados. Para tal fin se utilizarán diversas bases de datos de distintos experimentos provistos por distintos centros de investigación nacionales e internacionales.

Condicionantes de la calidad de vida relacionada con la salud en niños de 8 a 11 años asistentes a escuelas públicas de la ciudad de Córdoba en el año 2011

Problema. La calidad de vida relacionada con la salud (CVRS) es una medida de salud que permite captar la capacidad para realizar actividades y funciones importantes para el individuo a partir de su propia percepción y permiten estudiar el impacto de problemas de salud, tratamientos o determinantes socioeconómicos. Los instrumentos para medir CVRS en población infantil recientemente desarrollados tienen la característica de recolectar datos a partir de la declaración directa de los propios niños y niñas sobre dimensiones de la salud específicamente relevantes a esta edad. Entre los problemas epidemiológicos y clínicos emergentes en las últimas décadas, presente ya en la infancia, el exceso de peso es un importante factor de riesgo de enfermedades crónicas en la adultez y aún no ha sido suficientemente abordado en el ámbito local. Hipótesis. La CVRS declarada por niños y niñas escolares de la ciudad de Córdoba mostrará niveles más bajos que los valores internacionales de referencia. En la comparación por sexo, los niños mostrarán peor puntuación en la dimensión de entorno escolar, mientras que las niñas lo harán en la de bienestar físico. Se manifestarán desigualdades sociales en salud y efecto del exceso de peso en los cambios anuales de la CVRS. Objetivos generales. 1) Describir la CVRS en niños y niñas de 8 a 11 años asistentes a escuelas municipales de la ciudad de Córdoba y su asociación a factores socioeconómicos y sanitarios. 2) Estimar la frecuencia de sobrepeso y obesidad y su impacto en la CVRS, teniendo en cuenta la influencia de factores socioeconómicos, sanitarios y del ambiente escolar. Material y métodos. Diseño observacional longitudinal en el ámbito de las escuelas primarias municipales de la ciudad de Córdoba, entre agosto de 2011 (inicio 1ª medición) y noviembre de 2012 (fin 2ª medición). Se realizará un muestreo aleatorio bietápico de 20 escuelas y 60 cursos (uno por cada grado de 4º a 6º por escuela) alcanzando un tamaño muestral de 1.500 niños/as. La CVRS se medirá con el cuestionario KIDSCREEN que permite obtener datos para 10 dimensiones: bienestar físico, bienestar psicológico, estado de ánimo y emociones, autopercepción, autonomía, relación con los padres y vida familiar, relación con los amigos y apoyo social, entorno escolar, rechazo social (bullying) y recursos económicos. El cuestionario infantil incluirá también preguntas sobre actividad física, frecuencia de consumo de alimentos y recursos materiales de su hogar. Se medirá el peso y la talla para calcular el índice de masa corporal (IMC) y establecer las categorías de exceso de peso. Se pedirá a personas cuidadoras que informen su salud percibida, nivel de escolaridad y experiencia con la atención primaria de la salud infantil. También se relevarán datos ambientales mediante observación directa y solicitud a docentes. Se calcularán promedios y evolución anual de la CVRS y del IMC, por sexo y variables socioeconómicas y sanitarias, usando pruebas de asociación y modelos de medidas repetidas. Se estimará el impacto del sobrepeso y otras variables en la CVRS mediante la diferencia de medias estandarizadas (tamaño del efecto). La variabilidad dentro y entre grupos se controlará mediante modelos de análisis multinivel. Resultados esperados. Se obtendrán valores puntuales y de cambio en 10 dimensiones de la CVRS en niños de edad escolar y sus diferencias por sexo y factores socioeconómicos. Se conocerá la frecuencia del exceso de peso en esta población, factores asociados al problema y su impacto en la CVRS. Importancia del proyecto. Los valores de cambio de la CVRS no se han estudiado aún suficientemente en el concierto internacional y tienen gran utilidad como referencia para la evaluación longitudinal de intervenciones. A nivel local, se contará con un diagnóstico de situación de la CVRS y sus condicionantes en un sector importante de la población infantil que constituirán una base para el diseño de actividades preventivas.