La machinerie transcriptionnelle basale : étude de son organisation moléculaire au promoteur génique et de ses interactions avec les régulateurs XAB1 et DDX5

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

La machinerie transcriptionnelle basale : étude de son organisation moléculaire au promoteur génique et de ses interactions avec les régulateurs XAB1 et DDX5

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

CONOCIMIENTO SOBRE EL VIRUS PAPILOMA HUMANO (VPH): SU IMPLICANCIA EN LA PREVENCIÓN DEL CÁNCER ORAL.

El virus del papiloma humano (VPH) es una de las de infecciones de transmisión sexual (ITS) más frecuentes [1]. Varios genotipos de VPH pueden generar verrugas genitales, y otros están fuertemente asociados a displasia cervical, cáncer de cuello uterino, de vulva, ano, pene y de orofaringe. La alta prevalencia de la infección por este virus en caso de lesiones bucal premalignas indica que la infección podría ser un evento temprano en el proceso de transformación maligna de las c. Epitelial de la cavidad bucal. La asociación epidemiológica del VPH con Carcinoma de Células escamosa, así como la evidencia biológica dado por la transformación de las células epitelial por oncogenes del virus sugiere que los VPH específicos son importantes para el proceso de malignización, sin que este determine el tamaño ni el estado del tumor. Objetivos 1) Analizar el grado de conocimiento de la población incluida en una encuesta, respecto de las vías de transmisión del VPH, los métodos de prevención, los factores de riesgo y su asociación con las verrugas genitales y el cáncer de cuello de útero, ano, pene y de orofaringe. 2) Determinar la prevalencia y genotipos del VPH en lesiones preneoplásicas y neoplásicas de las vías aerodigestivas superiores de pacientes adultos que acuden a la Fac de Odontología y evaluar los factores de riesgo asociados (sexuales, hhábito de fumar, etc) 3) Determinar la prevalencia y genotipos del VPH en mucosa sana y que presenten lesiones de pacientes pediátricos que acuden a la Facultad de Odontología de la U.N.C.; Servicio del Hospital de Niños de la Pcia de Córdoba y evaluar los factores de riesgo asociados (sexuales, otras ITS por ej: C.trachomatis, M.genital) MATERIALES Y METODOS: Objetivo 1: Se entregará un cuestionario de 28 ítems, con carácter anónimo no vinculante, a estudiantes (mayores de 18 años de edad) universitarios de primer año de las carreras de Medicina, Odontología, FAMAF, Psicopedagogía del Inst Sup Dr. D.Cabred, de la catedra Bacteriologia y Virologia de la F.C.M., pacientes que asisten a los servicios de: Infectología y Ginecología del H.N.C., Ginecología e Infectología del Hospital Italiano, Urología del Hospital San Roque, Ginecología del H.M.N., Lab de Andrología y Reproducción y Lab de Chlamydias y HPV del Instituto de Virología y a empleados y afiliados que asisten a APROSS. Objetivo 2/3: Las muestras con PAP, serán receptadas en 500µl de PBS, luego se extraerá ADN, utilizando un equipo comercial (Bioneer). Se amplificará por PCR, un segmento (450 pb), correspondientes a la región L1 del genoma viral, utilizando los llamados “primer” degenerados MY09 y MY11. La amplificación del gen de la beta-globina se utilizará para comprobar la presencia de un templado; a partir de los productos VPH positivos se realizará digestión enzimática (BamHI, HaeIII, HinfI, PstI, RsaI, DdeI y Sau3A1) lo que permitirá la identificación del genotipo a por RFLP en gel de agarosa al 2%. Se utilizará para el análisis estadístico el programa Epi Info versión 3.5.1 2008 (http://www.cdc.gov/epiinfo/). Se alinearán las secuencias de ADN empleando el programa Clustal X (23). Las secuencias serán utilizadas para genotipificación por métodos filogenético [o utilizando la herramienta de genotipificación viral del NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/projects/genotyping/formpage.cgi)] El análisis filogenético se realizará empleando el Programa MEGA 3 (11) empleando la metodología de Neighbor Joining y se evaluarán por Bootstrap. Resultados esperados:La encuesta brindará datos que se podrán aprovechar para los programas de prevención de la infección con VPH. Se podrá determinar cuáles son los genotipos circulantes en nuestra población y cuáles son los factores de riesgo asociados. Se podrá establecer cuáles son los genotipos asociados a las lesiones preneoplásicas y neoplásicas de la mucosa oral, y determinar la probabilidad de que la vacunación contra los VPH 6, 11, 16 y 18 pueda prevenir la aparición de estas lesiones.

Detección de genotixicidad en cerdos inducida por la ingesta de Aflatoxina B1

En cerdos la micotoxicosis representa uno de los problemas de contaminación ambiental más frecuente. La aflatoxina B1 (AFB1) producida por ciertas cepas de A. flavus y A. parasiticus, es un agente genotóxico, ya que al ingerir alimento contaminado, los metabolitos de AFB1 inducen daño cromosómico. En función de este problema se plantean las siguientes hipótesis de trabajo: 1. La ingesta de alimentos contaminados con AFB1 inducen daño cromosómico en cerdos. 2. La inducción, frecuencia y tipo de daño cromosómico es dependiente del tiempo de ingesta de AFB1. En este trabajo se evalúa el potencial genotóxico in vivo de la AFB1, mediante tres métodos distintos: Análisis de aberraciones cromosómicas, Ensayo de micronúcleos y Electroforesis en gel de células individuales. Se evaluarán dos grupos de cerdos en etapa postdestete, uno control y otro alimentado con pienso ad líbitum, con AFB1 a una determinada concentración. Se tomarán muestras de sangre a los 15, 30, 45 y 60 días. En concordancia con los antecedentes bibliográficos, se espera detectar la ocurrencia de daño cromosómico inducido por la ingesta de AFB1 a una determinada dosis. El efecto genotóxico debería ser detectado desde las tres técnicas elegidas para su estudio. Se espera poder establecer el tipo preponderante de daño inducido por la ingesta de AFB1 en cerdos posdestete, la sensibilidad de las diferentes técnicas empleadas para su detección y determinar si existe relación entre el tipo e intensidad de daño cromosómico y el tiempo de ingesta de AFB1. En virtud que Río Cuarto y la región es una zona agrícola-ganadera, donde la explotación porcina es de interés económico y la ocurrencia reiterada de brotes de micotoxicosis, plantea la necesidad de evaluar el potencial genotóxico de las micotoxinas. Considerando que gran parte de la información publicada sobre la toxicidad se refiere a estudios en animales experimentales de laboratorio, que pueden no reflejar sus efectos en seres humanos y en animales de granja, se considera relevante evaluar la toxicidad, particularmente la genotoxicidad en animales a campo y sus posibles consecuencias para la salud y producción porcina. El abordaje de la evaluación del daño genotóxico inducido por AFB1 desde tres ensayos distintos permitirá establecer cuál de éstos métodos reúne las condiciones más ventajosas en cuento a: sensibilidad, tiempo requerido, validez estadística, sencillez y economía, para ser el método de elección en posteriores estudios.

Diversidad genética y persistencia ambiental de "Listeria Monocytogenes" en dos plantas de procesado de carne de cerdo ibérico: influencia de la resistencia a desinfectantes de amonio cuaternario

La clasificación en subtipos moleculares de los aislados de L. monocytogenes procedentes de productos cárnicos y del ambiente de las plantas de procesado donde se elaboran, habitualmente muestra la presencia de un reducido número de cepas y la persistencia durante largos periodos de tiempo de cepas específicas que sobreviven a la limpieza y la desinfección. Entre los mecanismos que facilitan la supervivencia de L. monocytogenes en el ambiente de las plantas de procesado de alimentos se incluyen la formación de biofilm, la adquisición de resistencia a antimicrobianos y la resistencia al estrés. El objetivo inicial de esta tesis fue analizar los diferentes subtipos de L. monocytogenes que se encontraban contaminando el ambiente y los productos de una planta de sacrificio y elaboración de productos de cerdo ibérico (Planta A) durante un periodo de tres años, con el fin de identificar las rutas de contaminación y posibles patrones de persistencia. Mediante electroforesis en gel en campo pulsante (PFGE) se identificaron 29 pulsotipos diferentes, ocho de los cuales se consideraron persistentes. La distribución en el ambiente y en los productos de tres pulsotipos predominantes generó patrones de contaminación específicos de cada uno de ellos, que mostraron respuestas diferentes ante las medidas correctoras que se adoptaron en la planta. Estos resultados destacan la importancia de la caracterización molecular de los subtipos de L. monocytogenes para identificar las rutas de contaminación específicas de la planta, que permitieron mejorar las estrategias de control de la contaminación...

Modelización, argumentación, enunciados científicos, comunicación virtual y redes sociales a través de las Tecnologías de la Información y la Comunicación en Ciencias Naturales

El presente proyecto tiene por finalidad investigar los diferentes procesos de aprendizaje e interacciones que tienen lugar través del desarrollo y aplicaciones de estrategias innovadoras en ambientes mediados por las TIC en el ámbito de la Biología, la Física y la Química. Esta propuesta se llevará a cabo a través de cuatro componentes articuladas que se integran a través de su marco teórico y en su utilización en la práctica áulica. El primero de ellos se refiere al desarrollo, aplicación y evaluación de materiales que involucran diferentes procesos centrados en la modelización. Proponemos identificar, adaptar y aplicar una serie de recursos tecnológicos usados en la modelización. Se investigarán distintos aspectos generando dimensiones y categorías de análisis que permitan caracterizarlos. Dentro de ellos se usarán las simulaciones para la enseñanza la Física, específicamente se tratará de identificar las dificultades que presentan los estudiantes al resolver problemas aplicando las Leyes de Newton y generar una propuesta didáctica que incluya una simulación Applet Java para el aprendizaje de este contenido con su correspondiente evaluación. Otro recurso tecnológico que se estudiará tiene que ver con las animaciones llevadas a cabo por computadora. Se utilizará la estrategia Stopmotion para el aprendizaje de diferentes aspectos de la división celular en Biología, con alumnos de escuelas secundaria, investigando los aprendizajes y las producciones realizadas por estudiantes que trabajan de manera no tradicional. También se propone el uso de dos laboratorios virtuales con alumnos del profesorado en Biología, lo que permite comprender conceptos que habitualmente requieren experimentación fáctica, uno para la identificación de ADN a través de electroforesis en gel y el otro para la contaminación del agua. Se propone generar las guías de laboratorio basada en resolución de problemas a investigar la innovación a través de encuestas y entrevistas. Se investigarán el impacto de este recurso, las actitudes de los estudiantes frente a esta estrategia y sus aprendizajes. También se investigará la aplicación de un video juego educativo Kokori en 3D, de distribución gratuita, libre cuyo objetivo es poner en evidencia la comprensión de los procesos metabólicos de las células. Se aplicará a docentes de formación inicial analizando la interacción con los saberes de los estudiantes a través de situaciones en un escenario lúdico. Toda la investigación de esta componente estará centrada en la caracterización de los materiales, su evaluación, los aprendizajes con procesos de modelización. La segunda componente investiga las características que presentan las argumentaciones que se abordan en los procesos de lectura y escritura que se promueven cuando se trabaja con las TIC. Se analizarán las producciones escritas realizadas por docentes y estudiantes en las redes sociales y otros materiales desarrollados y aplicados en la componente anterior. El tercer componente se refiere al estudio de la interacción y comunicación que se promueva entre los participantes de los trabajos virtuales y de las redes sociales que intervienen, tales como Facebook y Twiter. Se considerará las dimensiones, categorías e indicadores que dan cuanta de los proceso de comunicación en estos entornos. El último componente, es el análisis de los procesos y negociaciones respecto de los enunciados, como las premisas que representan el conocimiento, que se ponen en juego en distintas propuestas elaboradas por los futuros profesores de biología en recursos como la Webquest. El enfoque metodológico usado integra técnicas y procedimientos cuantitativos y cualitativos. La contribución teórica permitirá caracterizar diferentes aspectos de la enseñanza de las ciencias naturales introduciendo TIC y como aporte novedoso se espera consolidar una red de comunicaciones entre los docentes, los estudiantes y los investigadores involucrados en el proyecto.

Caracterización molecular por patrones electroforéticos de isoenzimas esterasas en Lemna aequinoctialis y Lemna valdiviana (lemnaceae) de Costa Rica (ING)

The Lemnaceae family lacks morphologic and anatomical characteristics with comparative aims and for that reason the molecular studies has been necessary a differentiation. In Costa Rica there are two species of Lemna: Lemna aequinoctialis and Lemna valdiviana. With the objective of a molecular characterization and differentiation of both species were extracted isoenzymes esterases. The study was carried out in the Molecular Genetics Laboratory of the School of Biological Sciences at Universidad Nacional, Heredia, Costa Rica. The technical electrophoresis in gel of polyacrylamida SDS-PAGE was used. It was difference in the pattern of isoenzymes between both species. According to previous molecular studies based on morphology and anatomy, flavonoides, isoenzymes, and DNA sequences of certain genes both species are very different; in addition they belong to different monophyletics groups. On the other hand, the importance of this molecular characterization is its possible use in water treatment, because the esterases have had important in the bioremediation. Also, species of the Lemnaceae family are used in the water treatment like bioremediation.

Gut Microbiota Composition in Male Rat Models under Different Nutritional Status and Physical Activity and Its Association with Serum Leptin and Ghrelin Levels.

BACKGROUND Several evidences indicate that gut microbiota is involved in the control of host energy metabolism. OBJECTIVE To evaluate the differences in the composition of gut microbiota in rat models under different nutritional status and physical activity and to identify their associations with serum leptin and ghrelin levels. METHODS IN A CASE CONTROL STUDY, FORTY MALE RATS WERE RANDOMLY ASSIGNED TO ONE OF THESE FOUR EXPERIMENTAL GROUPS: ABA group with food restriction and free access to exercise; control ABA group with food restriction and no access to exercise; exercise group with free access to exercise and feed ad libitum and ad libitum group without access to exercise and feed ad libitum. The fecal bacteria composition was investigated by PCR-denaturing gradient gel electrophoresis and real-time qPCR. RESULTS In restricted eaters, we have found a significant increase in the number of Proteobacteria, Bacteroides, Clostridium, Enterococcus, Prevotella and M. smithii and a significant decrease in the quantities of Actinobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes, B. coccoides-E. rectale group, Lactobacillus and Bifidobacterium with respect to unrestricted eaters. Moreover, a significant increase in the number of Lactobacillus, Bifidobacterium and B. coccoides-E. rectale group was observed in exercise group with respect to the rest of groups. We also found a significant positive correlation between the quantity of Bifidobacterium and Lactobacillus and serum leptin levels, and a significant and negative correlation among the number of Clostridium, Bacteroides and Prevotella and serum leptin levels in all experimental groups. Furthermore, serum ghrelin levels were negatively correlated with the quantity of Bifidobacterium, Lactobacillus and B. coccoides-Eubacterium rectale group and positively correlated with the number of Bacteroides and Prevotella. CONCLUSIONS Nutritional status and physical activity alter gut microbiota composition affecting the diversity and similarity. This study highlights the associations between gut microbiota and appetite-regulating hormones that may be important in terms of satiety and host metabolism.

Antigenic proteins involved in occupational rhinitis and asthma caused by obeche wood (Triplochiton scleroxylon).

BACKGROUND Obeche wood dust is a known cause of occupational asthma where an IgE-mediated mechanism has been demonstrated. OBJECTIVE To characterize the allergenic profile of obeche wood dust and evaluate the reactivity of the proteins by in vitro, ex vivo and in vivo assays in carpenters with confirmed rhinitis and/or asthma MATERIALS AND METHODS An in-house obeche extract was obtained, and two IgE binding bands were purified (24 and 12 kDa) and sequenced by N-terminal identity. Specific IgE and IgG, basophil activation tests and skin prick tests (SPTs) were performed with whole extract and purified proteins. CCD binding was analyzed by ELISA inhibition studies. RESULTS Sixty-two subjects participated: 12 with confirmed occupational asthma/rhinitis (ORA+), 40 asymptomatic exposed (ORA-), and 10 controls. Of the confirmed subjects, 83% had a positive SPT to obeche. There was a 100% recognition by ELISA in symptomatic subjects vs. 30% and 10% in asymptomatic exposed subjects and controls respectively (p<0.05). Two new proteins were purified, a 24 kDa protein identified as a putative thaumatin-like protein and a 12 kDa gamma-expansin. Both showed allergenic activity in vitro, with the putative thaumatin being the most active, with 92% recognition by ELISA and 100% by basophil activation test in ORA+ subjects. Cross-reactivity due to CCD was ruled out in 82% of cases. CONCLUSIONS Two proteins of obeche wood were identified and were recognized by a high percentage of symptomatic subjects and by a small proportion of asymptomatic exposed subjects. Further studies are required to evaluate cross reactivity with other plant allergens.

Preparation of bacterial DNA template by boiling and effect of immunoglobulin G as an inhibitor in real-time PCR for serum samples from patients with brucellosis.

Real-time PCR is a widely used tool for the diagnosis of many infectious diseases. However, little information exists about the influences of the different factors involved in PCR on the amplification efficiency. The aim of this study was to analyze the effect of boiling as the DNA preparation method on the efficiency of the amplification process of real-time PCR for the diagnosis of human brucellosis with serum samples. Serum samples from 10 brucellosis patients were analyzed by a SYBR green I LightCycler-based real-time PCR and by using boiling to obtain the DNA. DNA prepared by boiling lysis of the bacteria isolated from serum did not prevent the presence of inhibitors, such as immunoglobulin G (IgG), which were extracted with the template DNA. To identify and confirm the presence of IgG, serum was precipitated to separate and concentrate the IgG and was analyzed by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis and Western blotting. The use of serum volumes above 0.6 ml completely inhibited the amplification process. The inhibitory effect of IgG in serum samples was not concentration dependent, and it could be eliminated by diluting the samples 1/10 and 1/20 in water. Despite the lack of the complete elimination of the IgG from the template DNA, boiling does not require any special equipment and it provides a rapid, reproducible, and cost-effective method for the preparation of DNA from serum samples for the diagnosis of brucellosis.

Strategy for optimizing DNA amplification in a peripheral blood PCR assay used for diagnosis of human brucellosis.

We studied two of the possible factors which can interfere with specific DNA amplification in a peripheral-blood PCR assay used for the diagnosis of human brucellosis. We found that high concentrations of leukocyte DNA and heme compounds inhibit PCR. These inhibitors can be efficiently suppressed by increasing the number of washings to four or five and decreasing the amount of total DNA to 2 to 4 microg, thereby avoiding false-negative results.

Transmisión experimental del virus del mal de Río Cuarto por Delphacodes kuscheli

Entre las enfermedades que afectan al cultivo de maíz (Zea mays) en Argentina, la producida por el virus del mal de Río Cuarto (MRCV) es la más importante. El MRCV pertenece a la familia Reoviridae, género Fijivirus, y su propagación en la naturaleza es realizada por Delphacodes kuscheli (Hemiptera: Delphacidae). La modalidad de transmisión para los miembros de este género de virus es persistente propagativa. Se estableció la necesidad de ajustar un sistema de transmisión eficiente del virus para estudios de caracterización, partiendo de poblaciones libres de virus criadas en laboratorio, para lo cual se ensayaron distintos períodos de adquisición, latencia e inoculación, evaluándose además un rango de hospedantes diferenciales. Se lograron obtener insectos libres de virus en cantidad suficiente para llevar a cabo los trabajos, mediante su cría en fitotrones y cámaras aclimatadas. La transmisión experimental del MRCV se efectuó exitosamente, bajo idénticas condiciones, empleando períodos de adquisición, latencia e inoculación de dos, 10 y uno día respectivamente para los cereales de grano fino y de dos, 10 y dos días para el maíz. Se infectaron de este modo las siguientes especies: maíz, cebada (Hordeum vulgare), avena (Avena sativa), trigo (Triticum aestivum), centeno (Secale cereale), grama rhodes (Chloris gayana) y alpiste (Phalaris canariensis). La detección del virus en las plantas inoculadas se efectuó mediante pruebas serológicas, análisis de dsRNA en electroforesis en gel de poliacrilamida (obteniéndose las 10 bandas típicas de los fijivirus) y microscopía electrónica, detectándose las partículas isométricas de entre 60 y 70 nm de diámetro.

Marquage fluorescent des protéines pour étudier les enzymes protéolytiques solubles et immobilisées par la cartographie peptidique électrophorétique

La cartographie peptidique est une méthode qui permet entre autre d’identifier les modifications post-traductionnelles des protéines. Elle comprend trois étapes : 1) la protéolyse enzymatique, 2) la séparation par électrophorèse capillaire (CE) ou chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC) des fragments peptidiques et 3) l’identification de ces derniers. Cette dernière étape peut se faire par des méthodes photométriques ou par spectrométrie de masse (MS). Au cours de la dernière décennie, les enzymes protéolytiques immobilisées ont acquis une grande popularité parce qu’elles peuvent être réutilisées et permettent une digestion rapide des protéines due à un rapport élevé d’enzyme/substrat. Pour étudier les nouvelles techniques d’immobilisation qui ont été développées dans le laboratoire du Professeur Waldron, la cartographie peptidique par CE est souvent utilisée pour déterminer le nombre total de peptides détectés et leurs abondances. La CE nous permet d’avoir des séparations très efficaces et lorsque couplée à la fluorescence induite par laser (LIF), elle donne des limites de détection qui sont 1000 fois plus basses que celles obtenues avec l’absorbance UV-Vis. Dans la méthode typique, les peptides venant de l’étape 1) sont marqués avec un fluorophore avant l’analyse par CE-LIF. Bien que la sensibilité de détection LIF puisse approcher 10-12 M pour un fluorophore, la réaction de marquage nécessite un analyte dont la concentration est d’au moins 10-7 M, ce qui représente son principal désavantage. Donc, il n’est pas facile d’étudier les enzymes des peptides dérivés après la protéolyse en utilisant la technique CE-LIF si la concentration du substrat protéique initial est inférieure à 10-7 M. Ceci est attribué à la dilution supplémentaire lors de la protéolyse. Alors, afin d’utiliser le CE-LIF pour évaluer l’efficacité de la digestion par enzyme immobilisée à faible concentration de substrat,nous proposons d’utiliser des substrats protéiques marqués de fluorophores pouvant être purifiés et dilués. Trois méthodes de marquage fluorescent de protéine sont décrites dans ce mémoire pour étudier les enzymes solubles et immobilisées. Les fluorophores étudiés pour le marquage de protéine standard incluent le naphtalène-2,3-dicarboxaldéhyde (NDA), la fluorescéine-5-isothiocyanate (FITC) et l’ester de 6-carboxyfluorescéine N-succinimidyl (FAMSE). Le FAMSE est un excellent réactif puisqu’il se conjugue rapidement avec les amines primaires des peptides. Aussi, le substrat marqué est stable dans le temps. Les protéines étudiées étaient l’-lactalbumine (LACT), l’anhydrase carbonique (CA) et l’insuline chaîne B (INB). Les protéines sont digérées à l’aide de la trypsine (T), la chymotrypsine (CT) ou la pepsine (PEP) dans leurs formes solubles ou insolubles. La forme soluble est plus active que celle immobilisée. Cela nous a permis de vérifier que les protéines marquées sont encore reconnues par chaque enzyme. Nous avons comparé les digestions des protéines par différentes enzymes telles la chymotrypsine libre (i.e., soluble), la chymotrypsine immobilisée (i.e., insoluble) par réticulation avec le glutaraldéhyde (GACT) et la chymotrypsine immobilisée sur billes d’agarose en gel (GELCT). Cette dernière était disponible sur le marché. Selon la chymotrypsine utilisée, nos études ont démontré que les cartes peptidiques avaient des différences significatives selon le nombre de pics et leurs intensités correspondantes. De plus, ces études nous ont permis de constater que les digestions effectuées avec l’enzyme immobilisée avaient une bonne reproductibilité. Plusieurs paramètres quantitatifs ont été étudiés afin d’évaluer l’efficacité des méthodes développées. La limite de détection par CE-LIF obtenue était de 3,010-10 M (S/N = 2,7) pour la CA-FAM digérée par GACT et de 2,010-10 M (S/N = 4,3) pour la CA-FAM digérée par la chymotrypsine libre. Nos études ont aussi démontrées que la courbe d’étalonnage était linéaire dans la région de travail (1,0×10-9-1,0×10-6 M) avec un coefficient de corrélation (R2) de 0,9991.

L’étude des stratégies de séparations préparatrices de protéines par électrophorèse capillaire

La protéomique est un sujet d'intérêt puisque l'étude des fonctions et des structures de protéines est essentiel à la compréhension du fonctionnement d'un organisme donné. Ce projet se situe dans la catégorie des études structurales, ou plus précisément, la séquence primaire en acides aminés pour l’identification d’une protéine. La détermination des protéines commence par l'extraction d'un mélange protéique issu d'un tissu ou d'un fluide biologique pouvant contenir plus de 1000 protéines différentes. Ensuite, des techniques analytiques comme l’électrophorèse en gel polyacrylamide en deux dimensions (2D-SDS-PAGE), qui visent à séparer ce mélange en fonction du point isoélectrique et de la masse molaire des protéines, sont utilisées pour isoler les protéines et pour permettre leur identification par chromatographie liquide and spectrométrie de masse (MS), typiquement. Ce projet s'inspire de ce processus et propose que l'étape de fractionnement de l'extrait protéique avec la 2D-SDS-PAGE soit remplacé ou supporté par de multiples fractionnements en parallèle par électrophorèse capillaire (CE) quasi-multidimensionnelle. Les fractions obtenues, contenant une protéine seule ou un mélange de protéines moins complexe que l’extrait du départ, pourraient ensuite être soumises à des identifications de protéines par cartographie peptidique et cartographie protéique à l’aide des techniques de séparations analytiques et de la MS. Pour obtenir la carte peptidique d'un échantillon, il est nécessaire de procéder à la protéolyse enzymatique ou chimique des protéines purifiées et de séparer les fragments peptidiques issus de cette digestion. Les cartes peptidiques ainsi générées peuvent ensuite être comparées à des échantillons témoins ou les masses exactes des peptides enzymatiques sont soumises à des moteurs de recherche comme MASCOT™, ce qui permet l’identification des protéines en interrogeant les bases de données génomiques. Les avantages exploitables de la CE, par rapport à la 2D-SDS-PAGE, sont sa haute efficacité de séparation, sa rapidité d'analyse et sa facilité d'automatisation. L’un des défis à surmonter est la faible quantité de masse de protéines disponible après analyses en CE, due partiellement à l'adsorption des protéines sur la paroi du capillaire, mais due majoritairement au faible volume d'échantillon en CE. Pour augmenter ce volume, un capillaire de 75 µm était utilisé. Aussi, le volume de la fraction collectée était diminué de 1000 à 100 µL et les fractions étaient accumulées 10 fois; c’est-à-dire que 10 produits de séparations étaient contenu dans chaque fraction. D'un autre côté, l'adsorption de protéines se traduit par la variation de l'aire d'un pic et du temps de migration d'une protéine donnée ce qui influence la reproductibilité de la séparation, un aspect très important puisque 10 séparations cumulatives sont nécessaires pour la collecte de fractions. De nombreuses approches existent pour diminuer ce problème (e.g. les extrêmes de pH de l’électrolyte de fond, les revêtements dynamique ou permanent du capillaire, etc.), mais dans ce mémoire, les études de revêtement portaient sur le bromure de N,N-didodecyl-N,N-dimethylammonium (DDAB), un surfactant qui forme un revêtement semi-permanent sur la paroi du capillaire. La grande majorité du mémoire visait à obtenir une séparation reproductible d'un mélange protéique standard préparé en laboratoire (contenant l’albumine de sérum de bovin, l'anhydrase carbonique, l’α-lactalbumine et la β-lactoglobulin) par CE avec le revêtement DDAB. Les études portées sur le revêtement montraient qu'il était nécessaire de régénérer le revêtement entre chaque injection du mélange de protéines dans les conditions étudiées : la collecte de 5 fractions de 6 min chacune à travers une séparation de 30 min, suivant le processus de régénération du DDAB, et tout ça répété 10 fois. Cependant, l’analyse en CE-UV et en HPLC-MS des fractions collectées ne montraient pas les protéines attendues puisqu'elles semblaient être en-dessous de la limite de détection. De plus, une analyse en MS montrait que le DDAB s’accumule dans les fractions collectées dû à sa désorption de la paroi du capillaire. Pour confirmer que les efforts pour recueillir une quantité de masse de protéine étaient suffisants, la méthode de CE avec détection par fluorescence induite par laser (CE-LIF) était utilisée pour séparer et collecter la protéine, albumine marquée de fluorescéine isothiocyanate (FITC), sans l'utilisation du revêtement DDAB. Ces analyses montraient que l'albumine-FITC était, en fait, présente dans la fraction collecté. La cartographie peptidique a été ensuite réalisée avec succès en employant l’enzyme chymotrypsine pour la digestion et CE-LIF pour obtenir la carte peptidique.

Síntesi, caracterització química i estudi de l'activitat biològica de nous complexos de Pt(II) amb lligands de tipus diaminocarboxílic i els respectius ésters i derivats peptídics

El cisplatí, PtCl2(NH3)2, ha estat una de les drogues més utilitzades en la quimioteràpia del càncer des del descobriment de la seva activitat. Però degut a la seva alta toxicitat i greus efectes secundaris, s'han sintetitzat nous compostos amb la finalitat de reduir aquests inconvenients. En aquest sentit, el treball desenvolupat en aquesta tesi doctoral ha estat la síntesi i caracterització de tretze complexos de Pt(II) amb la finalitat d'estudiar llur activitat antitumoral. Aquests complexos presenten unes característiques estructurals comunes: geometria cis, dos lligands làbils de tipus clorur i un lligand diaminoquelatant derivat dels àcids d,l-2,3-diaminopropiònic (Hdap) i d,l-2,4-diaminobutíric (Hdab). S'han dissenyat unes estratègies sintètiques a partir de les quals els lligands han estat funcionalitzats amb diferents grups de tipus éster, aminoàcid i peptídic: Etdap·2HCl, Etdab·2HCl, [(dap-Metala)·2CF3COOH], [(dab-Metala)·2CF3COOH], [(dap-phe)·2CF3COOH], [(dab-phe)·2CF3COOH], [(dap-Mettrp)·2CF3COOH], [(dab-Mettrp)·2CF3COOH], [(dap-ASTTTNYT-NH2)·2CF3COOH], essent Metala= éster metílic de L-alanina, phe= L-fenilalanina, Mettrp= éster metílic del L-triptofà. Aquests lligands diaminoquelatants s'han utilitzat per sintetitzar els corresponents complexos de Pt(II): PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab), PtCl2(Etdap), PtCl2(Etdab), PtCl2(dap-Metala), PtCl2(dab-Metala), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-phe), PtCl2(dab-phe), PtCl2(dap-Mettrp), PtCl2(dab-Mettrp), PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2). A través de diferents tècniques i assaigs biològics (dicroisme circular, electroforesi en gel d'agarosa, microscopia de forces atòmiques, citometria de flux, assaigs de proliferació cel·lular) s'ha pogut demostrar l'activitat antitumoral d'aquests compostos. A través de la tècnica de dicroisme circular (DC) s'ha pogut demostrar que els lligands lliures no interaccionen covalentment amb el DNA de Calf Thymus i no modifiquen l'estructura secundària de la doble hèlix. En canvi, els respectius complexos han demostrat tenir capacitat per interaccionar amb el DNA i modificar la seva estructura secundària. Els complexos PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab) i PtCl2(dab-phe) mostren un comportament similar al cisplatí, generant adductes cis-bifuncionals que distorcionen la doble hèlix de forma no desnaturalitzant amb obertura de la doble cadena. Els complexos PtCl2(Etdap), PtCl2(Etdab), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-Metala), PtCl2(dab-Metala), PtCl2(dap-phe), PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2) quan interaccionen amb el DNA generen un canvi en la conformació del DNA de la forma B a la forma C, produint-se un augment de la curvatura de l'hèlix per rotació de les bases nitrogenades. En aquests estudis s'ha comprovat que l'estructura del complex influeix en l'efecte generat sobre l'estructura secundària de l'àcid nucleic. En primer lloc, existeix una diferència en el comportament en funció del tamany del lligand diaminoquelatant, de manera que els complexos amb el lligand (dab) provoquen un efecte més remarcable. També s'observa aquest canvi de comportament al passar dels complexos que tenen el grup funcional esterificat als que el tenen protonat. D'aquesta manera, s'observa un major efecte sobre l'estructura secundària del DNA en aquells complexos que tenen el lligand diaminoquelatant de tres metilens (dab) i amb el grup carboxilat terminal protonat. Per tal de modelitzar la interacció d'aquests complexos amb el DNA, s'ha estudiat la interacció d'aquests compostos de Pt(II) amb 5'-GMP a través de RMN-1H, observant la variació dels senyals corresponents al H8 de 5'-GMP. Així s'ha pogut demostrar que aquests compostos interaccionen amb la 5'-GMP a través d'un enllaç covalent Pt-N7, de la mateixa manera a com interacciona el cisplatí. A través d'electroforesi en gel d'agarosa i microscopia de forces atòmiques (AFM) s'ha pogut determinar l'efecte que generen els lligands lliures i els respectius complexos de Pt(II) sobre l'estructura terciària del plasmidi pBR322. Els lligands provoquen un augment de l'agregació de les molècules de DNA i un lleuger augment de la compactació de l'estructura terciària. Aquests resultats s'atribueixen a la capacitat d'aquests compostos a interaccionar per pont d'hidrogen amb el DNA. Els corresponents complexos de Pt(II) provoquen un augment de l'agregació i una important compactació, degut per una banda a la capacitat de l'àtom de Pt a interaccionar covalentment amb el DNA, i per altra banda, a la capacitat del lligand a interaccionar per pont d'hidrogen amb l'àcid nucleic. Finalment s'ha estudiat l'activitat citotòxica d'aquests complexos de Pt(II) en diferents línies cel·lulars: A431 (línia de carcinoma epidermoide), HeLa (línia de carcinoma de coll d'úter) i HL-60 (línia promielocítica de leucèmia). Els complexos moderadament solubles en aigua, PtCl2(Hdap), PtCl2(Hdab), PtCl2(dap-ala), PtCl2(dab-ala), PtCl2(dap-phe) i PtCl2(dab-phe), han demostrat ser actius. L'activitat depèn de la concentració de complex, del temps d'incubació i de la línia cel·lular. Per temps d'incubació alts i concentracions de complex elevades s'observa la màxima activitat. Els complexos de l'alanina, PtCl2(dap-ala) i PtCl2(dab-ala), són els que mostren més activitat, mentre que els compostos de la fenilalanina són els menys actius, degut probablement a la voluminositat del lligand, la qual pot impedir o dificultar el transport del compost a través de la membrana cel·lular. L'activitat citotòxica dels complexos insolubles en aigua, PtCl2(Etdap) i PtCl2(Etdab), queda bloquejada per l'elevada concentració de DMSO (12%) necessària per solubilitzar els compostos. Aquests resultats permeten deduir que la presència d'un 12% de DMSO anul·la l'activitat d'aquests complexos, ja que el DMSO pot coordinar-se amb el Pt ocupant les posicions làbils del complex i evitant que es pugui coordinar amb el DNA. Els assaigs de proliferació cel·lular del complex PtCl2(dap-ASTTTNYT-NH2) i del pèptid lliure ASTTTNYT-NH2 han demostrat que ambdós compostos són actius. Tot i això, l'activitat del complex és superior a la del pèptid lliure, ja que el Pt pot interaccionar covalentment amb el DNA i augmentar l'efecte citotòxic. Per tant, el complex presenta un lligand portador biològicament actiu que pot transportar el metall a través de la membrana cel·lular i facilitar així la seva interacció amb el DNA. A través de la tècnica de citometria de flux s'ha comprovat que en tots els casos la mort cel·lular produïda pels complexos ha estat per apoptosi. Per últim, s'ha sintetitzat i caracteritzat un complex trinuclear de Pt(II), {[Pt(Me2Bpy)2][PtCl2(Me2Bpy)]2}, essent Me2Bpy= 4,4'-dimetil-2,2'-dipiridil. La resolució de la seva estructura per difracció de Raig-X ha permès determinar l'existència d'una interacció intramolecular Pt-Pt de 3.474 Å.