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.

Evaluación de características biológicas, productivas y ambientales que condicionan el establecimiento y el rendimiento de marcela y poleo en condiciones silvestres y de cultivo

La vegetación silvestre de la provincia de Córdoba incluye plantas medicinales y aromáticas con valor ecológico, económico, social y cultural de donde surge la importancia de su uso sustentable. La demanda de las empresas es cubierta exclusivamente por la recolección silvestre, en su mayor parte proveniente de zonas marginales para la producción agrícola-ganadera. “marcela” [Achyrocline satureioides (Lam.) DC.] y “poleo” (Lippia turbinata Griseb.) son especies nativas y crecen en sierras y llanura de Córdoba con valor medicinal y aromatizante. Hoy en día la droga cruda de marcela y poleo que se comercializa es heterogénea, condicionando la calidad y cantidad del material con uso farmacológico e industrial. Ello depende en parte del genoma de la especie, de su interacción con el ambiente, y también de las prácticas de recolección. Es por ello que la industria demanda material cultivado, genéticamente homogéneo y de establecimientos donde se apliquen buenas practicas de manejo. Nuestra hipótesis es que el resultado de la interacción del genoma de marcela y de poleo con el ambiente, el disturbio y las practicas de manejo condiciona su establecimiento y rendimiento. Ello nos permite predecir que: las variables dependientes del genoma se expresarán al crecer distintas poblaciones en un mismo ambiente, y practicas de manejo que semegen condiciones ambientales de las poblaciones silvestres de mejor rendimiento permitirán obtener mayor rendimiento en cultivo. Nuestro objetivo general es evaluar en marcela y poleo las características biológicas, productivas y ambientales que condicionan su establecimiento y rendimiento en condiciones silvestres y de cultivo. Y los específicos para marcela y poleo son: Identificar las principales variables ambientales y de disturbio asociadas a su establecimiento y rendimiento en condiciones silvestres. Establecer buenas prácticas de recolección y rendimientos de referencia en condiciones silvestres. Identificar y evaluar de poblaciones silvestres con mayor establecimiento y sobrevivencia, y menor variabilidad de rendimento en condiciones de cultivo. Caracterizar el desarrollo y la arquitectura de las poblaciones en condiciones de cultivo. Se realizarán de censos de vegetación y la caracterización del ambiente abiótico, régimen de disturbio en sierras de Comechingones y Las Peñas (Córdoba). Caracterización de poblaciones de marcela y poleo: recuento de individuos, y registro del estado fenológico, altura y cobertura, y evaluación de biomasa y fitoquímica. Mantenimiento e instalación de experimentos factoriales (origen y densidad), y caracterización del desarrollo y arquitectura de marcela y poleo. Elaboración de protocolo de recolección y propagación. Los datos serán analizados mediante técnicas uni y multivariadas. En áreas de vegetación silvestre de la serranía se espera obtener: la distribución y abundancia de estas poblaciones; rendimientos de referencia para al menos 7 poblaciones de marcela y poleo; condiciones ambientales y de disturbio relacionados con la distribución, crecimiento y rendimiento; un protocolo de buenas prácticas de recolección; y un listado, distribución y abundancia de otras especies con uso medicinal y aromático. En cultivo se espera obtener: condiciones ambientales y de manejo asociadas al establecimiento y rendimiento de referencia de al menos 5 poblaciones de marcela y 3 poblaciones de poleo; y características del desarrollo y arquitectura de las poblaciones. Los organismos públicos y privados contaran con información sobre la distribución de marcela y poleo, y de las principales variables ambientales, de disturbio, recolección y manejo que condicionan su establecimiento y rendimiento en condiciones silvestres y en cultivo. Tanto recolectores como profesionales relacionados con la domesticación, comercialización o industrialización, dispondrán de criterios biológicos y productivos de referencia para evaluar la calidad y cantidad del material y así mejorar su valor comercial.

Procesos oxidativos en matrices alimentarias complejas. Oxidative processes in complex food matrices.

Las reacciones bioquímicas que ocurren como consecuencia del tratamiento y almacenamiento de los alimentos, mejoran la seguridad alimentaria, las propiedades sensoriales y la vida útil. Sin embargo, el tratamiento térmico, la exposición a la luz y el oxígeno pueden causar daño oxidativo a los lípidos y proteínas. Los procesos oxidativos de matrices complejas tienen características distintivas que no se manifiestan cuando los componentes son sometidos a oxidación individualmente. La hipótesis de trabajo es que la oxidación de proteínas en matrices alimentarias complejas altera la estructura y las propiedades funcionales de las proteínas y, que las modificaciones que se producen varían según las condiciones de procesamiento y de la composición química del alimento. Nuestros estudios intentan demostrar que el estado oxidativo de las proteínas de un alimento es un parámetro importante para la evaluación de las propiedades funcionales, sensoriales y nutricionales de un producto lácteo. El objetivo general del proyecto es el estudio de los procesos de oxidación de matrices alimentarias complejas (la leche, miel) y su relación con distintos procesos y materiales utilizados en la industria. Es decir, nos proponemos estudiar las consecuencias funcionales y biológicas (calidad nutricional, coagulación) de la oxidación proteica en modelos experimentales “in vitro” y en productos comerciales. 1. Estudiar los fenómenos de peroxidación proteica en leche entera y descremada sometida a los distintos procesos tecnológicos de la producción de leche y queso a escala laboratorio. Se realizarán las mismas experiencias con albúmina sérica y con proteínas aisladas de suero de leche para comparar diferencias entre una matriz compleja y una simple. 2. Determinar la relación entre oxidación y composición proteica de la leche, y los cambios en las fracciones proteicas aisladas (caseínas y beta-lactoglobulina). 3. Analizar el impacto de los procesos tecnológicos a nivel de producción primaria (composición proteica y estado de oxidación) en los indicadores de inflamación (contenido de células somáticas y proteína C Reactiva) y de estado redox (capacidad antioxidante de los productos lácteos y nivel de carbonilos de proteinas). 4. Comparar las características de composición química y el estado de oxidación de leche provenientes de las tres regiones (Buenos Aires, Santa Fe y Córdoba) que conforman la cuenca láctea Argentina. Este objetivo se realizará conjuntamente con los integrantes de nuestro grupo de investigación que trabajan en el Laboratorio de Control de Calidad de la Escuela Superior de Lechería. 5. Determinar los metabolitos secundarios de mieles uniflorales propuestos como responsables de la capacidad antioxidante de estas (polifenoles) y como indicadores de su origen botánico. 6. Valorar la capacidad antioxidante total de mieles uniflorales. 7. Validar los métodos analíticos y semicuantitativos utilizados y a utilizar en el presente proyecto teniendo en cuenta lo efectos de matrices típico de los fluidos biológicos y las mezclas. El estudio de las modificaciones oxidativas de matrices complejas es un tema que es importante tanto desde el punto de vista del conocimiento básico como del aplicado. Nosotros creemos que el presente proyecto aportará conocimiento sobre las características de las vías oxidativas de proteínas en matrices complejas y que podrá ser utilizado para diseñar estrategias productivas tendientes a disminuir el deterioro de la calidad de la leche debido a la exposición a energía radiante. Parte de la experiencia ganada por el grupo ha sido ya volcada a subsanar dificultades y problemas de oxidación y deterioro de la calidad de alimentos. Además, se contribuirá a discernir la paradoja que existe en el área sobre las propiedades oxidantes/antioxidantes de los polifenoles y la relación entre estas y el estado oxidativo de un alimento. The biochemical reactions that occur as a result of food treatment and storage, improve food security, sensory properties and shelf life. Heat treatment, exposure to light and oxygen can cause oxidative damage to lipids and proteins. Oxidative processes in complex matrices display distinctive features that do not appear when the components are individually subjected to oxidation. The hypothesis is that protein oxidation in complex food matrices alters the structure and functional properties of proteins and that the modifications vary according to process conditions and food composition. The main goal is to study oxidation of complex food matrices (milk, honey) with different processes and materials used in the industry. The specific aims are: 1. To study protein oxidation in whole milk and skim subject to various technological processes. The same experiences will be done with serum albumin and isolated whey proteins to compare complex and simple matrices. 2. To determine the relationship between oxidation and milk protein composition, and changes in casein and beta-lactoglobulin. 3. Analyze the impact of technological processes at the level of primary production on markers of inflammation and redox (antioxidant capacity and protein carbonyls). 4. Compare characteristics of chemical composition and oxidation state of milk. 5. Determine secondary metabolites of honey responsible for the antioxidant capacity of these. 6. To evaluate the total antioxidant capacity unifloral honey. This project will provide knowledge about characteristics of oxidative pathways of proteins in complex matrices that can be used to design production strategies aimed at reduce the deterioration of milk quality. Also, it would help to discern the paradox that exists on the oxidants/antioxidants properties of polyphenols and the relationship between these and the oxidative status of a food.

Toxocariosis: niveles de citoquinas y óxido nítrico en suero de niños provenientes de poblaciones con diferentes características socioambientales.

Toxocara canis es un nematode ascárido con importante potencial zoonótico. El hombre puede infectarse accidentalmente al ingerir huevos que contaminan el ambiente y al actuar como hospedador paraténico, el parásito permanece en él durante largos períodos en estado larval provocando daños y síntomas de acuerdo al tejido donde se encuentre. Respecto a las manifestaciones clínicas se reconocen formas viscerales: síndrome de Larva Migrans Visceral, Toxocariosis encubierta y Toxocariosis asintomática. El síndrome de Larva Migrans Ocular y Neurotoxocariosis son formas compartimentadas. La respuesta inmune en el hombre es compleja, en pacientes susceptibles se ha observado asociación de la infección por T. canis con la ocurrencia de asma bronquial, atopía y urticaria crónica. La evolución de la respuesta inmune a la resolución o a la etapa crónica de la infección depende en gran parte del balance de citoquinas y mediadores inflamatorios como el ON producidos durante la estimulación antigénica. El incremento de Inmunoglobulina E específica anti T. canis y la eosinofilia en la Toxocariosis podrían contribuir a la exacerbación del asma y posiblemente al eczema atópico. El objetivo general del presente proyecto es determinar el perfil de citoquinas y óxido nítrico en suero de niños y adolescentes con anticuerpos específicos anti T. canis provenientes de poblaciones con diferentes características socioambientales. Con los resultados obtenidos se pretende aportar información sobre el patrón de respuesta inmune característico en esta infección y transmitir al equipo de salud la importancia de esta zoonosis como probable agente asociado a enfermedades atópicas.

Toxocariosis: niveles de citoquinas y óxido nítrico en suero de niños provenientes de poblaciones con diferentes características socioambientales.

Toxocara canis es un nematode ascárido con importante potencial zoonótico. El hombre puede infectarse accidentalmente al ingerir huevos que contaminan el ambiente y al actuar como hospedador paraténico, el parásito permanece en él durante largos períodos en estado larval provocando daños y síntomas de acuerdo al tejido donde se encuentre. Respecto a las manifestaciones clínicas se reconocen formas viscerales: síndrome de Larva Migrans Visceral, Toxocariosis encubierta y Toxocariosis asintomática. El síndrome de Larva Migrans Ocular y Neurotoxocariosis son formas compartimentadas. La respuesta inmune en el hombre es compleja, en pacientes susceptibles se ha observado asociación de la infección por T. canis con la ocurrencia de asma bronquial, atopía y urticaria crónica. La evolución de la respuesta inmune a la resolución o a la etapa crónica de la infección depende en gran parte del balance de citoquinas y mediadores inflamatorios como el ON producidos durante la estimulación antigénica. El incremento de Inmunoglobulina E específica anti T. canis y la eosinofilia en la Toxocariosis podrían contribuir a la exacerbación del asma y posiblemente al eczema atópico. El objetivo general del presente proyecto es determinar el perfil de citoquinas y óxido nítrico en suero de niños y adolescentes con anticuerpos específicos anti T. canis provenientes de poblaciones con diferentes características socioambientales. Con los resultados obtenidos se pretende aportar información sobre el patrón de respuesta inmune característico en esta infección y transmitir al equipo de salud la importancia de esta zoonosis como probable agente asociado a enfermedades atópicas.

¿Pueden los cultivos de cobertura, que presentan características alelopáticas, ser una herramienta para el control de malezas y disminuir el uso de herbicidas, en la zona semiárida del centro de Argentina?

El incremento poblacional a nivel mundial y los intereses económicos, provoco en el sector agropecuario un aumento en la superficie destinada a la agricultura, principalmente en el cultivo de soja, desencadenando la incorporación de prácticas tecnológicas para mejorar la producción con mayor eficiencia. La herramienta que presento un fuerte impacto fue la adquisición de sojas con tecnología resistente a Glifosato, que por su uso desmedido surgieron las malezas resistentes; conjuntamente con la escasez de las precipitaciones y la falta de cultivos de invierno, provoco dificultades en el control de aquellas, y por consiguiente un aumento en los costos productivos. Se plantea de este modo la incógnita de pensar si los cultivos de cobertura que presentan características alelopáticas ¿Pueden ser una herramienta para el control de malezas y disminuir el uso de herbicidas, en la zona semiárida del centro de Argentina? Como respuesta presentamos en el presente proyecto, el análisis de los beneficios de la incorporación de prácticas agropecuarias, como el desarrollo de cultivos de cobertura con propiedades alelopáticas, con el fin de mejorar el control y manejo de malezas y lograr de este modo menores costos y contaminación ambiental. Este desafío comprende dos etapas, la primera consiste en la siembra de tres cultivos de invierno Cebada, Centeno y Avena (15 variedades) y la consiguiente selección de aquellos que presenten mejores propiedades alelopáticas para el control de malezas. En una segunda etapa, del cultivo seleccionado se estudian variedades comerciales y la posterior elección de aquel con mejor competitividad, evaluando las características optimas de densidad de siembra, a la cual se alcanzan la mayor captación de agua de lluvia y menor consumo de agua y además la fecha optima en la que debemos interferir en el desarrollo del cultivo (secado o destrucción). La investigación nos ayudara a contar con mayor información, para lograr mejores niveles productivos, preservando el suelo, ambiente y cuidado de todo el sistema productivo.