Mejora de la eficacia de Penicillium oxalicum como agente de biocontrol en enfermedades de plantas hortícolas

Actualmente, la reducción de materias activas (UE) y la implantación de la nueva Directiva comunitaria 2009/128/ que establece el marco de actuación para conseguir un uso sostenible de los plaguicidas químicos y la preferencia de uso de métodos biológicos, físicos y otros no químicos, obliga a buscar métodos de control menos perjudiciales para el medio ambiente. El control biológico (CB) de enfermedades vegetales empleando agentes de control biológico (ACB) se percibe como una alternativa más segura y con menor impacto ambiental, bien solos o bien como parte de una estrategia de control integrado. El aislado 212 de Penicillium oxalicum (PO212) (ATCC 201888) fue aislado originalmente de la micoflora del suelo en España y ha demostrado ser un eficaz ACB frente a la marchitez vascular del tomate. Una vez identificado y caracterizado el ACB se inició el periodo de desarrollo del mismo poniendo a punto un método de producción en masa de sus conidias. Tras lo cual se inició el proceso de formulación del ACB deshidratando las conidias para su preservación durante un período de tiempo mayor mediante lecho fluido. Finalmente, se han desarrollado algunos formulados que contienen de forma individual diferentes aditivos que han alargado su viabilidad, estabilidad y facilitado su manejo y aplicación. Sin embargo, es necesario seguir trabajando en la mejora de su eficacia de biocontrol. El primer objetivo de esta Tesis se ha centrado en el estudio de la interacción ACB-patógeno-huésped que permita la actuación de P.oxalicum en diferentes patosistemas. Uno de los primeros puntos que se abordan dentro de este objetivo es el desarrollo de nuevas FORMULACIONES del ACB que incrementen su eficacia frente a la marchitez vascular del tomate. Las conidias formuladas de PO212 se obtuvieron por la adición conjunta de distintos aditivos (mojantes, adherentes o estabilizantes) en dos momentos diferentes del proceso de producción/secado: i) antes del proceso de producción (en la bolsa de fermentación) en el momento de la inoculación de las bolsas de fermentación con conidias de PO212 o ii) antes del secado en el momento de la resuspensión de las conidias tras su centrifugación. De las 22 nuevas formulaciones desarrolladas y evaluadas en plantas de tomate en ensayos en invernadero, seis de ellas (FOR22, FOR25, FOR32, FOR35, FOR36 y FOR37) mejoran significativamente (P=0,05) el control de la marchitez vascular del tomate con respecto al obtenido con las conidias secas de P.oxalicum sin aditivos (CSPO) o con el fungicida Bavistin. Los formulados que mejoran la eficacia de las conidias secas sin aditivos son aquellos que contienen como humectantes alginato sódico en fermentación, seguido de aquellos que contienen glicerol como estabilizante en fermentación, y metil celulosa y leche desnatada como adherentes antes del secado. Además, el control de la marchitez vascular del tomate por parte de los formulados de P. oxalicum está relacionado con la fecha de inicio de la enfermedad. Otra forma de continuar mejorando la eficacia de biocontrol es mejorar la materia activa mediante la SELECCIÓN DE NUEVAS CEPAS de P. oxalicum, las cuales podrían tener diferentes niveles de eficacia. De entre las 28 nuevas cepas de P. oxalicum ensayadas en cámara de cultivo, sólo el aislado PO15 muestra el mismo nivel de eficacia que PO212 (62-67% de control) frente a la marchitez vascular del tomate en casos de alta presión de enfermedad. Mientras que, en casos de baja presión de enfermedad todas las cepas de P. oxalicum y sus mezclas demuestran ser eficaces. Finalmente, se estudia ampliar el rango de actuación de este ACB a OTROS HUÉSPEDES Y OTROS PATÓGENOS Y DIFERENTES GRADOS DE VIRULENCIA. En ensayos de eficacia de P. oxalicum frente a aislados de diferente agresividad de Verticillium spp. y Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici en plantas de tomate en cámaras de cultivo, se demuestra que la eficacia de PO212 está negativamente correlacionada con el nivel de enfermedad causada por F. oxysporum f. sp. lycopersici pero que no hay ningún efecto diferencial en la reducción de la incidencia ni de la gravedad según la virulencia de los aislados. Sin embargo, en los ensayos realizados con V. dahliae, PO212 causa una mayor reducción de la enfermedad en las plantas inoculadas con aislados de virulencia media. La eficacia de PO212 también era mayor frente a aislados de virulencia media alta de F. oxysporum f. sp. melonis y F. oxysporum f. sp. niveum, en plantas de melón y sandía, respectivamente. En ambos huéspedes se demuestra que la dosis óptima de aplicación del ACB es de 107 conidias de PO212 g-1 de suelo de semillero, aplicada 7 días antes del trasplante. Además, entre 2 y 4 nuevas aplicaciones de PO212 a la raíces de las plantas mediante un riego al terreno de asiento mejoran la eficacia de biocontrol. La eficacia de PO212 no se limita a hongos patógenos vasculares como los citados anteriormente, sino también a otros patógenos como: Phytophthora cactorum, Globodera pallida y G. rostochiensis. PO212 reduce significativamente los síntomas (50%) causados por P. cactorum en plantas de vivero de fresa, tras la aplicación del ACB por inmersión de las raíces antes de su trasplante al suelo de viveros comerciales. Por otra parte, la exposición de los quistes de Globodera pallida y G. rostochiensis (nematodos del quiste de la patata) a las conidias de P. oxalicum, en ensayos in vitro o en microcosmos de suelo, reduce significativamente la capacidad de eclosión de los huevos. Para G. pallida esta reducción es mayor cuando se emplean exudados de raíz de patata del cv. 'Monalisa', que exudados de raíz del cv. 'Desirée'. No hay una reducción significativa en la tasa de eclosión con exudados de raíz de tomate del cv. 'San Pedro'. Para G. rostochiensis la reducción en la tasa de eclosión de los huevos se obtiene con exudados de la raíz de patata del cv. 'Desirée'. El tratamiento con P. oxalicum reduce también significativamente el número de quistes de G. pallida en macetas. Con el fin de optimizar la aplicación práctica de P. oxalicum cepa 212 como tratamiento biológico del suelo, es esencial entender cómo el entorno físico influye en la capacidad de colonización, crecimiento y supervivencia del mismo, así como el posible riesgo que puede suponer su aplicación sobre el resto de los microorganismos del ecosistema. Por ello en este segundo objetivo de esta tesis se estudia la interacción del ACB con el medio ambiente en el cual se aplica. Dentro de este objetivo se evalúa la INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA, DISPONIBILIDAD DE AGUA Y PROPIEDADES FÍSICO-QUÍMICAS DE LOS SUELOS (POROSIDAD, TEXTURA, DENSIDAD...) SOBRE LA SUPERVIVENCIA Y EL CRECIMIENTO DE PO212 en condiciones controladas elaborando modelos que permitan predecir el impacto de cada factor ambiental en la supervivencia y crecimiento de P. oxalicum y conocer su capacidad para crecer y sobrevivir en diferentes ambientes. En las muestras de suelo se cuantifica: i) la supervivencia de Penicillium spp. usando el recuento del número de unidades formadoras de colonias en un medio de cultivo semi-selectivo y ii) el crecimiento (biomasa) de PO212 mediante PCR en tiempo real. En los resultados obtenidos se demuestra que P. oxalicum crece y sobrevive mejor en condiciones de sequía independientemente de la temperatura y del tipo de suelo. Si comparamos tipos de suelo P. oxalicum crece y sobrevive en mayor medida en suelos areno-arcillosos con un bajo contenido en materia orgánica, un mayor pH y una menor disponibilidad de fósforo y nitrógeno. La supervivencia y el crecimiento de P. oxalicum se correlaciona de forma negativa con la disponibilidad de agua y de forma positiva con el contenido de materia orgánica. Sólo la supervivencia se correlaciona también positivamente con el pH. Por otro lado se realizan ensayos en suelos de huertos comerciales con diferentes propiedades físico-químicas y diferentes condiciones ambientales para ESTUDIAR EL ESTABLECIMIENTO, SUPERVIVENCIA Y DISPERSIÓN VERTICAL Y MOVILIDAD HORIZONTAL DE PO212. P. oxalicum 212 puede persistir y sobrevivir en esos suelos al menos un año después de su liberación pero a niveles similares a los de otras especies de Penicillium indígenas presentes en los mismos suelos naturales. Además, P. oxalicum 212 muestra una dispersión vertical y movilidad horizontal muy limitada en los diferentes tipos de suelo evaluados. La introducción de P. oxalicum en un ambiente natural no sólo implica su actuación sobre el microorganismo diana, el patógeno, si no también sobre otros microorganismos indígenas. Para EVALUAR EL EFECTO DE LA APLICACIÓN DE P. oxalicum SOBRE LAS POBLACIONES FÚNGICAS INDIGENAS PRESENTES EN EL SUELO de dos huertos comerciales, se analizan mediante electroforesis en gradiente desnaturalizante de poliacrilamida (DGGE) muestras de dichos suelos a dos profundidades (5 y 10 cm) y a cuatro fechas desde la aplicación de P. oxalicum 212 (0, 75, 180 y 365 días). El análisis de la DGGE muestra que las diferencias entre las poblaciones fúngicas se deben significativamente a la fecha de muestreo y son independientes del tratamiento aplicado y de la profundidad a la que se tomen las muestras. Luego, la aplicación del ACB no afecta a la población fúngica de los dos suelos analizados. El análisis de las secuencias de la DGGE confirma los resultados anteriores y permiten identificar la presencia del ACB en los suelos. La presencia de P. oxalicum en el suelo se encuentra especialmente relacionada con factores ambientales como la humedad. Por tanto, podemos concluir que Penicillium oxalicum cepa 212 puede considerarse un óptimo Agente de Control Biológico (ACB), puesto que es ecológicamente competitivo, eficaz para combatir un amplio espectro de enfermedades y no supone un riesgo para el resto de microorganismos fúngicos no diana presentes en el lugar de aplicación. ABSTRACT Currently, reduction of active (EU) and the implementation of the new EU Directive 2009/128 which establishing the framework for action to achieve the sustainable use of chemical pesticides and preference of use of biological, physical and other non-chemical methods, forces to look for control methods less harmful to the environment. Biological control (CB) of plant diseases using biological control agents (BCA) is perceived as a safer alternative and with less environmental impact, either alone or as part of an integrated control strategy. The isolate 212 of Penicillium oxalicum (PO212) (ATCC 201888) was originally isolated from the soil mycoflora in Spain. P. oxalicum is a promising biological control agent for Fusarium wilt and other tomato diseases. Once identified and characterized the BCA, was developed a mass production method of conidia by solid-state fermentation. After determined the process of obtaining a formulated product of the BCA by drying of product by fluid-bed drying, it enables the preservation of the inoculum over a long period of time. Finally, some formulations of dried P. oxalicum conidia have been developed which contain one different additive that have improved their viability, stability and facilitated its handling and application. However, further work is needed to improve biocontrol efficacy. The first objective of this thesis has focused on the study of the interaction BCA- pathogen-host, to allow P.oxalicum to work in different pathosystems. The first point to be addressed in this objective is the development of new FORMULATIONS of BCA which increase their effectiveness against vascular wilt of tomato. PO212 conidial formulations were obtained by the joint addition of various additives (wetting agents, adhesives or stabilizers) at two different points of the production-drying process: i) to substrate in the fermentation bags before the production process, and (ii) to conidial paste obtained after production but before drying. Of the 22 new formulations developed and evaluated in tomato plants in greenhouse tests, six of them (FOR22 , FOR25 , FOR32 , FOR35 , FOR36 and FOR3) improved significantly (P = 0.05) the biocontrol efficacy against tomato wilt with respect to that obtained with dried P.oxalicum conidia without additives (CSPO) or the fungicide Bavistin. The formulations that improve the efficiency of dried conidia without additives are those containing as humectants sodium alginate in the fermentation bags, followed by those containing glycerol as a stabilizer in the fermentation bags, and methylcellulose and skimmed milk as adherents before drying. Moreover, control of vascular wilt of tomatoes by PO212 conidial formulations is related to the date of disease onset. Another way to further improve the effectiveness of biocontrol is to improve the active substance by SELECTION OF NEW STRAINS of P. oxalicum, which may have different levels of effectiveness. Of the 28 new strains of P. oxalicum tested in a culture chamber, only PO15 isolate shows the same effectiveness that PO212 (62-67 % of control) against tomato vascular wilt in cases of high disease pressure. Whereas in cases of low disease pressure all strains of P. oxalicum and its mixtures effective. Finally, we study extend the range of action of this BCA TO OTHER GUESTS AND OTHER PATHOGENS AND DIFFERENT DEGREES OF VIRULENCE. In efficacy trials of P. oxalicum against isolates of different aggressiveness of Verticillium spp. and Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici in tomato plants in growth chambers, shows that the efficiency of PO212 is negatively correlated with the level of disease caused by F. oxysporum f. sp. lycopersici. There is not differential effect in reducing the incidence or severity depending on the virulence of isolates. However, PO212 cause a greater reduction of disease in plants inoculated with virulent isolates media of V. dahlia. PO212 efficacy was also higher against isolates of high and average virulence of F. oxysporum f. sp. melonis and F. oxysporum f. sp. niveum in melon and watermelon plants, respectively. In both hosts the optimum dose of the BCA application is 107 conidia PO212 g-1 soil, applied on seedlings 7 days before transplantation into the field. Moreover, the reapplication of PO212 (2-4 times) to the roots by irrigation into the field improve efficiency of biocontrol. The efficacy of PO212 is not limited to vascular pathogens as those mentioned above, but also other pathogens such as Oomycetes (Phytophthora cactorum) and nematodes (Globodera pallida and G. rostochiensis). PO212 significantly reduces symptoms (50 %) caused by P. cactorum in strawberry nursery plants after application of BCA by dipping the roots before transplanting to soil in commercial nurseries. Moreover, the exposure of G. pallida and G. rostochiensis cysts to the conidia of P. oxalicum, in in vitro assays or in soil microcosms significantly reduces hatchability of eggs. The reduction in the rate of G. pallida juveniles hatching was greatest when root diffusates from the `Monalisa´ potato cultivar were used, followed by root diffusates from the `Désirée´ potato cultivar. However, no significant reduction in the rate of G. pallida juveniles hatching was found when root diffusates from the ‘San Pedro” tomato cultivar were used. For G. rostochiensis reduction in the juveniles hatching is obtained from the root diffusates 'Desirée' potato cultivar. Treatment with P. oxalicum also significantly reduces the number of cysts of G. pallida in pots. In order to optimize the practical application of P. oxalicum strain 212 as a biological soil treatment, it is essential to understand how the physical environment influences the BCA colonization, survival and growth, and the possible risk that can cause its application on other microorganisms in the ecosystem of performance. Therefore, the second objective of this thesis is the interaction of the BCA with the environment in which it is applied. Within this objective is evaluated the INFLUENCE OF TEMPERATURE, WATER AVAILABILITY AND PHYSICAL-CHEMICAL PROPERTIES OF SOILS (POROSITY, TEXTURE, DENSITY...) ON SURVIVAL AND GROWTH OF PO212 under controlled conditions to develop models for predicting the environmental impact of each factor on survival and growth of P. oxalicum and to know their ability to grow and survive in different environments. Two parameters are evaluated in the soil samples: i) the survival of Penicillium spp. by counting the number of colony forming units in semi-selective medium and ii) growth (biomass) of PO212 by real-time PCR. P. oxalicum grows and survives better in drought conditions regardless of temperature and soil type. P. oxalicum grows and survives more in sandy loam soils with low organic matter content, higher pH and lower availability of phosphorus and nitrogen. Survival and growth of P. oxalicum negatively correlates with the availability of water and positively with the organic content. Only survival also correlated positively with pH. Moreover, trials are carried out into commercial orchards soils with different physic-chemical properties and different environmental conditions TO STUDY THE ESTABLISHMENT, SURVIVAL, VERTICAL DISPERSION AND HORIZONTAL SPREAD OF PO212. P. oxalicum 212 can persist and survive at very low levels in soil one year after its release. The size of the PO212 population after its release into the tested natural soils is similar to that of indigenous Penicillium spp. Furthermore, the vertical dispersion and horizontal spread of PO212 is limited in different soil types. The introduction of P. oxalicum in a natural environment not only involves their action on the target organism, the pathogen, but also on other indigenous microorganisms. TO ASSESS THE EFFECT OF P. oxalicum APPLICATION ON SOIL INDIGENOUS FUNGAL COMMUNITIES in two commercial orchards, soil samples are analyzed by Denaturing Gradient Gel Electrophoresis polyacrylamide (DGGE). Samples are taken from soil at two depths (5 and 10 cm) and four dates from the application of P. oxalicum 212 (0, 75, 180 and 365 days). DGGE analysis shows that differences are observed between sampling dates and are independent of the treatment of P. oxalicum applied and the depth. BCA application does not affect the fungal population of the two soil analyzed. Sequence analysis of the DGGE bands confirms previous findings and to identify the presence of BCA on soils. The presence of P. oxalicum in soil is especially related to environmental factors such as humidity. Therefore, we conclude that the 212 of strain Penicillium oxalicum can be considered an optimum BCA, since it is environmentally competitive and effective against a broad spectrum of diseases and does not have any negative effect on soil non-target fungi communities.

Bases para la estimación indirecta del coeficiente de difusión del radón en el hormigón

La exposición a altas concentraciones de radón supone un riesgo de desarrollar cáncer de pulmón. El radón de los edificios proviene principalmente del terreno. Por ello, es de gran importancia conocer las soluciones constructivas que supongan una barrera a la entrada de radón del terreno. Una envolvente de hormigón puede funcionar como barrera frente al radón, siempre y cuando reúna una serie de características de entre la que destaca su bajo coeficiente de difusión de radón, que se determina utilizando fuentes radiactivas, con lo que implica en cuanto a seguridad radiológica. En este artículo se presentan las bases para estimar el coeficiente de difusión del radón en el hormigón utilizando resultados empíricos de los coeficientes de difusión y de permeabilidad de gases no radioactivos como el oxígeno. También se presentan resultados de la correlación entre el coeficiente de permeabilidad y difusión del oxígeno.

Pulmonary Artery-Vein Segmentation in Real and Synthetic CT Images = Segmentación Arteria-Vena Pulmonares en Imágenes de CT Reales y Sintéticas

La tomografía axial computerizada (TAC) es la modalidad de imagen médica preferente para el estudio de enfermedades pulmonares y el análisis de su vasculatura. La segmentación general de vasos en pulmón ha sido abordada en profundidad a lo largo de los últimos años por la comunidad científica que trabaja en el campo de procesamiento de imagen; sin embargo, la diferenciación entre irrigaciones arterial y venosa es aún un problema abierto. De hecho, la separación automática de arterias y venas está considerado como uno de los grandes retos futuros del procesamiento de imágenes biomédicas. La segmentación arteria-vena (AV) permitiría el estudio de ambas irrigaciones por separado, lo cual tendría importantes consecuencias en diferentes escenarios médicos y múltiples enfermedades pulmonares o estados patológicos. Características como la densidad, geometría, topología y tamaño de los vasos sanguíneos podrían ser analizados en enfermedades que conllevan remodelación de la vasculatura pulmonar, haciendo incluso posible el descubrimiento de nuevos biomarcadores específicos que aún hoy en dípermanecen ocultos. Esta diferenciación entre arterias y venas también podría ayudar a la mejora y el desarrollo de métodos de procesamiento de las distintas estructuras pulmonares. Sin embargo, el estudio del efecto de las enfermedades en los árboles arterial y venoso ha sido inviable hasta ahora a pesar de su indudable utilidad. La extrema complejidad de los árboles vasculares del pulmón hace inabordable una separación manual de ambas estructuras en un tiempo realista, fomentando aún más la necesidad de diseñar herramientas automáticas o semiautomáticas para tal objetivo. Pero la ausencia de casos correctamente segmentados y etiquetados conlleva múltiples limitaciones en el desarrollo de sistemas de separación AV, en los cuales son necesarias imágenes de referencia tanto para entrenar como para validar los algoritmos. Por ello, el diseño de imágenes sintéticas de TAC pulmonar podría superar estas dificultades ofreciendo la posibilidad de acceso a una base de datos de casos pseudoreales bajo un entorno restringido y controlado donde cada parte de la imagen (incluyendo arterias y venas) está unívocamente diferenciada. En esta Tesis Doctoral abordamos ambos problemas, los cuales están fuertemente interrelacionados. Primero se describe el diseño de una estrategia para generar, automáticamente, fantomas computacionales de TAC de pulmón en humanos. Partiendo de conocimientos a priori, tanto biológicos como de características de imagen de CT, acerca de la topología y relación entre las distintas estructuras pulmonares, el sistema desarrollado es capaz de generar vías aéreas, arterias y venas pulmonares sintéticas usando métodos de crecimiento iterativo, que posteriormente se unen para formar un pulmón simulado con características realistas. Estos casos sintéticos, junto a imágenes reales de TAC sin contraste, han sido usados en el desarrollo de un método completamente automático de segmentación/separación AV. La estrategia comprende una primera extracción genérica de vasos pulmonares usando partículas espacio-escala, y una posterior clasificación AV de tales partículas mediante el uso de Graph-Cuts (GC) basados en la similitud con arteria o vena (obtenida con algoritmos de aprendizaje automático) y la inclusión de información de conectividad entre partículas. La validación de los fantomas pulmonares se ha llevado a cabo mediante inspección visual y medidas cuantitativas relacionadas con las distribuciones de intensidad, dispersión de estructuras y relación entre arterias y vías aéreas, los cuales muestran una buena correspondencia entre los pulmones reales y los generados sintéticamente. La evaluación del algoritmo de segmentación AV está basada en distintas estrategias de comprobación de la exactitud en la clasificación de vasos, las cuales revelan una adecuada diferenciación entre arterias y venas tanto en los casos reales como en los sintéticos, abriendo así un amplio abanico de posibilidades en el estudio clínico de enfermedades cardiopulmonares y en el desarrollo de metodologías y nuevos algoritmos para el análisis de imágenes pulmonares. ABSTRACT Computed tomography (CT) is the reference image modality for the study of lung diseases and pulmonary vasculature. Lung vessel segmentation has been widely explored by the biomedical image processing community, however, differentiation of arterial from venous irrigations is still an open problem. Indeed, automatic separation of arterial and venous trees has been considered during last years as one of the main future challenges in the field. Artery-Vein (AV) segmentation would be useful in different medical scenarios and multiple pulmonary diseases or pathological states, allowing the study of arterial and venous irrigations separately. Features such as density, geometry, topology and size of vessels could be analyzed in diseases that imply vasculature remodeling, making even possible the discovery of new specific biomarkers that remain hidden nowadays. Differentiation between arteries and veins could also enhance or improve methods processing pulmonary structures. Nevertheless, AV segmentation has been unfeasible until now in clinical routine despite its objective usefulness. The huge complexity of pulmonary vascular trees makes a manual segmentation of both structures unfeasible in realistic time, encouraging the design of automatic or semiautomatic tools to perform the task. However, this lack of proper labeled cases seriously limits in the development of AV segmentation systems, where reference standards are necessary in both algorithm training and validation stages. For that reason, the design of synthetic CT images of the lung could overcome these difficulties by providing a database of pseudorealistic cases in a constrained and controlled scenario where each part of the image (including arteries and veins) is differentiated unequivocally. In this Ph.D. Thesis we address both interrelated problems. First, the design of a complete framework to automatically generate computational CT phantoms of the human lung is described. Starting from biological and imagebased knowledge about the topology and relationships between structures, the system is able to generate synthetic pulmonary arteries, veins, and airways using iterative growth methods that can be merged into a final simulated lung with realistic features. These synthetic cases, together with labeled real CT datasets, have been used as reference for the development of a fully automatic pulmonary AV segmentation/separation method. The approach comprises a vessel extraction stage using scale-space particles and their posterior artery-vein classification using Graph-Cuts (GC) based on arterial/venous similarity scores obtained with a Machine Learning (ML) pre-classification step and particle connectivity information. Validation of pulmonary phantoms from visual examination and quantitative measurements of intensity distributions, dispersion of structures and relationships between pulmonary air and blood flow systems, show good correspondence between real and synthetic lungs. The evaluation of the Artery-Vein (AV) segmentation algorithm, based on different strategies to assess the accuracy of vessel particles classification, reveal accurate differentiation between arteries and vein in both real and synthetic cases that open a huge range of possibilities in the clinical study of cardiopulmonary diseases and the development of methodological approaches for the analysis of pulmonary images.

Asociación entre caracteres biométricos y calidad fisiológica en semillas de tomate (Solanum lycopersicum L.)

La clasificación de las semillas de especies olerícolas se realiza principalmente por peso y tamaño, con criterios similares a los aplicados en cereales y leguminosas, en que se asocia positivamente estos atributos físicos con la calidad fisiológica. No obstante lo anterior, en diversas especies de hortalizas la información es escasa y contradictoria al respecto, lo que motiva la realización de la presente investigación. En semillas de tomate (Solanum lycopersicum L.) se determinó el efecto del peso y tamaño sobre la calidad fisiológica expresada como germinación y vigor. Además, se correlacionaron los resultados de las pruebas de evaluación de calidad fisiológica y se describieron variables del crecimiento y desarrollo. Se utilizaron lotes de diferentes variedades de semillas híbridas de cuatro temporadas, producidas en un clima templado cálido con lluvias invernales y estación seca prolongada (32º 54’ y 34° 21´ latitud Sur). Se midió peso y tamaño de semillas, además en dos temporadas se evaluaron las características internas de área y peso de embrión y área de endospermo. Se determinó la calidad de las semillas con la prueba de germinación y según fuera el año de estudio se midió vigor con las pruebas de envejecimiento acelerado, de plantas útiles al trasplante y de plántulas emergidas. Con análisis de imágenes y rayos X se extrajeron datos del tamaño externo e interno de las semillas y plántulas. Los lotes se compararon mediante análisis de varianza y las medias con la prueba de Tukey, la asociación entre dos variables se determinó con correlaciones de Pearson, las variables de peso y tamaño de la semilla y su relación con las pruebas de calidad, se analizaron mediante regresiones múltiples. Se utilizó un nivel de significación de 0,05 de probabilidad. Los resultados indicaron que el tamaño y no el peso de las semillas de tomate, diferenciaron calidad entre lotes en las diversas variedades. La prueba de germinación tuvo una baja sensibilidad para discriminar lotes, además de una escasa correlación con las características físicas de las semillas, cuando hubo asociación, la relación fue débil y negativa. La prueba de vigor de envejecimiento acelerado diferenció lotes y presentó escasa asociación con las características físicas de las semillas. El número de semillas germinadas en la prueba de envejecimiento acelerado se explicó por el efecto del tamaño de las semillas, mientras que las fracciones de descarte se asociaron con el peso de las mismas. La prueba de vigor de plantas útiles al trasplante no discriminó entre lotes. Tuvo una asociación débil con el peso y tamaño de las semillas. El modelo asociado a esta relación explicó con un alto coeficiente de determinación que el peso de la semilla influyó sobre la emergencia temprana, mientras que la relación fue menor y negativa con plantas de mayor desarrollo. La prueba de vigor de plántulas emergidas discriminó lotes de semillas con plántulas de 3 a 5 días después de siembra. Hubo escasa y débil asociación entre esta prueba y las características de peso y tamaño las semillas. El modelo de predicción de plántulas emergidas fue particular en cada temporada, cuando hubo un coeficiente de determinación alto influyó negativamente el peso o tamaño de la semilla. Entre las pruebas de calidad fisiológica evaluadas en semillas de tomate hubo escasas correlaciones significativas. Entre germinación y vigor las correlaciones significativas fueron débiles y sólo se encontraron en algunas temporadas de evaluación. Entre las pruebas de vigor no hubo asociación. En las pruebas de vigor de plantas útiles al trasplante y de plántulas emergidas, los cotiledones alcanzaron el mayor porcentaje de materia seca y se correlacionaron fuertemente con la materia seca total. En la prueba de plántulas emergidas la materia seca de las radículas diferenció parcialmente lotes de semillas al igual que la longitud total y de las radículas. La longitud de la radícula se correlacionó fuertemente con la longitud total de plántulas. ABSTRACT Seed selection for olericultural species is mainly carried out considering weight and size with similar criteria to those applied in cereals and legumes where size and physiological quality are favorably associated. However, information about several species is limited and contradictory regarding the above, leading to the present research. In tomato (Solanum lycopersicum L.) seeds, the effect of weight and size on the physiological quality expressed as germination and vigor was determined. In addition, results of quality evaluation tests were correlated and variables of growth and development were described. Batches of hybrid seeds from four seasons were used. These seeds were produced in a mild warm climate with winter rainfalls and long dry season (32º 54’ and 34° 21´South Latitude). Seed weight and size were determined, additionally internal characteristics such as embryo area and weight as well as endosperm area were evaluated in two seasons. The quality of seeds was established using the germination test and, depending on the year of the study, vigor was measured through accelerated aging tests for plants useful for transplanting and emerged seedlings. Using imaging analysis and X rays, data regarding external and internal size of seeds and seedlings were obtained. Batches were compared through ANOVA and means using Tukey’s test; the association between both variables was determined with Pearson correlations, whereas variables of seed weight and size and their relation to quality tests were analyzed through multiple regressions. A significance level of 0.05 probability was used. Results showed that the size (but not the weight) of tomatoes differentiates quality between batches from several seasons. The germination test was not sensitive enough to discriminate batches in addition to having a limited correlation with the characteristics of seeds, when they were associated, the relation was weak and unfavorable. Vigor test for accelerated aging made the difference between batches and presented low association with physical characteristics of the seeds. The number of germinated seeds in the accelerated aging test was explained by the effect of the seed size, whereas cull fractions were associated with their weight. The vigor test of plants useful for transplanting did not discriminate between batches. The association with seed weight and size was weak. The model associated to this relation explained, with a high coefficient determination, that the seed weight had influence on early emergence, whereas the relation was minor and unfavorable with more developed plants. Vigor test of emerged seedlings discriminated batches of seeds with seedlings of 3 to 5 days after sowing. There was a limited and weak association between this test and the characteristics of seed weight and size. The prediction model for seedlings emerged was particular in each season, when the determination coefficient was high, seed weight and size influenced negatively. Among the physiological quality tests evaluated in tomato seeds, significant correlations were negligible. Between germination and vigor, significant correlations were poor, being only found in some evaluation seasons. There was no association in the vigor tests. In vigor tests for plants useful for transplanting and emerged seedlings, cotyledons reached the highest percentage of dry matter and were strongly correlated with total dry matter. In the test of emerged seedlings, dry matter of radicles partially differentiated batches of seeds as well as total length and radicles. Radicle length was strongly correlated with total seedlings length.

Terapia génica dirigida en una nuevo "sitio seguro" en células progenitoras hematopoyéticas humanas para su aplicación en anemia de Fanconi

La anemia de Fanconi es una enfermedad hereditaria de baja prevalencia, descrita por primera vez por el pediatra Guido Fanconi en 1927. Esta enfermedad se produce como consecuencia de mutaciones en cualquiera de los 19 genes de Fanconi descritos hasta la actualidad, y que participan en la ruta de Fanconi/BRCA. Esta ruta se encarga de la reparación de enlaces intercatenarios del ADN y de coordinar los distintos mecanismos de reparación de las dobles roturas en el ADN. La anemia de Fanconi está caracterizada por generar inestabilidad genómica, lo que da lugar a anomalías esqueléticas y predisposición al cáncer, si bien la principal causa de muerte de pacientes pediátricos es el fallo de médula ósea. Uno de los tratamientos alternativos al trasplante alogénico de progenitores hematopoyéticos de pacientes con anemia de Fanconi se basa en la reinfusión de células madre hematopoyéticas autólogas, tras su corrección con vectores lentivirales. Para limitar al máximo los riesgos de este tipo de terapias se están desarrollando nuevas tecnologías de edición génica basadas en la inserción dirigida de los genes terapéuticos. Esta nueva aproximación se fundamenta en la generación de dobles roturas en regiones específicas del genoma, cuya reparación por recombinación homóloga facilitaría la entrada de los genes terapéuticos aportados por ADNs donadores externos con homología por dicha región. En este trabajo se ha desarrollado una aproximación de edición génica en un nuevo “sitio seguro” del genoma denominado SH6. Para ello se ha trabajado con la línea celular HEK-293H, así como también con progenitores hematopoyéticos humanos purificados en base a la expresión del marcador CD34. Para su desarrollo se han utilizado nucleasas de edición, tales como meganucleasas y TALEN, en combinación con matrices donadoras portadoras del gen marcador EGFP (GM) o del gen terapéutico FANCA (TM). En todos los casos los genes marcadores y terapéuticos estaban regulados por el promotor EF1α, y flanqueados por dos brazos de homología para el sitio SH6. Estos plásmidos han servido como molde para realizar la terapia génica de edición en el sitio seguro SH6...

Respuesta inflamatoria local secundaria a la ventilación unipulmonar en un modelo experimental de cirugía torácica. Efecto modulador del sevoflurano

El daño pulmonar agudo secundario a la cirugía de resección pulmonar (CRP) afecta en torno al 3-4% de los pacientes sometidos a este procedimiento. A pesar de no resultar una entidad excesivamente frecuente, condiciona en gran medida el pronóstico de los pacientes sometidos a estas técnicas quirúrgicos, resultando la principal causa de mortalidad. En la etiopatogenia de esta entidad clínica intervienen distintos factores como son la ventilación mecánica, la ventilación unipulmonar (OLV), los procesos de isquemia-reperfusión y la manipulación quirúrgica asociada al procedimiento. Estos factores colaboran de forma intercurrente a desencadenar una respuesta inflamatoria secundaria que lesiona el epitelio y endotelio alveolar, ocasionando una alteración de la permeabilidad de la barrera alveolocapilar, y la consiguiente formación de edema en los espacios alveolares. Hace años que se conoce que la ventilación mecánica puede provocar lesiones tisulares y edema pulmonar no cardiogénico en pulmones sanos, derivado de una respuesta inflamatoria secundaria a los distintos estímulos que condiciona la ventilación mecánica. En los procedimientos de CRP, la OLV del pulmón declive (o dependiente) implica una especial agresión al pulmón, con mayor posibilidad de lesión por volumen y presión...

Efecto anestésico en el dispositivo de asistencia mecánica circulatoria: anestesia intravenosa frente a anestesia inhalatoria. Estudio experimental

Los dispositivos de asistencia mecánica circulatoria (AMC) son una opción terapéutica prometedora para los pacientes con insuficiencia cardíaca avanzada. Pueden actuar como puente al trasplante, como terapia de destino para los pacientes con contraindicaciones para el trasplante, o como un puente hacia un futuro de recuperación. En las últimas décadas, las AMC se han utilizado cada vez más en los pacientes con insuficiencia cardíaca terminal, ya que el trasplante cardiaco está limitado por una falta de donantes. El principal objetivo de una AMC es mantener la perfusión de los órganos vitales. Para mejorar la salida clínica de la AMC, es necesario optimizar las condiciones perioperatorias (AMC de flujo continuo, monitores hemodinámicos, y los fármacos anestésicos) en la implantación de estos dispositivos. Aunque varios estudios muestran los efectos de la AMC en el flujo de los órganos (corazón, cerebro, hígado y riñón), el efecto de los anestésicos en el flujo de los órganos en pacientes con una AMC no ha sido analizado hasta la fecha...

El cáncer: mi Maestro (I)

En este relato el autor, enfermero de profesión, describe de forma precisa e intensa las vivencias que le provocaron un enorme y significativo impacto en su vida: el diagnóstico de un cáncer de pulmón. Asimismo relata las experiencias tan emotivas que se desarrollaron en el transcurso de su proceso de tratamiento cargado de incertidumbres y, sobre todo, los apoyos emocionales, las amistades y la familia que tanto le ayudaron a superar esta nueva fase de la vida en la que, como él señala, tanto está aprendiendo gracias a su maestro: el cáncer.

Repercusiones xoonóticas de la "Dirofilaria immitis" en las Islas Canarias

Programa de doctorado: Clínica e investigación terapéutica. La fecha de publicación es la fecha de de lectura.

Documentación filmográfica de la ventilación mecánica en un modelo animal

Introducción: el aprendizaje de la ventilación mecánica (VM) pediátrica requiere de tiempo y diversas estrategias educativas. En los últimos años se han utilizado los videopodcast para la educación médica. Objetivos: documentación filmográfica de los elementos básicos de la mecánica respiratoria durante la VM en un modelo animal. Creación de un videopodcast para la formación de recursos humanos especializados en VM pediátrica. Metodología: se prepararon diferentes secuencias de VM con ventilador y en forma manual. Se realizó exposición pulmonar mediante toracotomía y VM convencional en un cerdo. Se grabó simultáneamente lo monitorizado por el ventilador y la visualización in vivo del pulmón expuesto ante cada secuencia. Dos especialistas en cuidados intensivos pediátricos analizaron durante la edición las grabaciones y confeccionaron un guión explicativo de lo observado. Resultados: se editó un video con las diferentes secuencias previstas: VM basal, VM sin presión positiva teleespiratoria (PEEP), VM con niveles incrementales de PEEP, VM con bolsa autoinflable, aspiración de sonda endotraqueal con circuito cerrado y abierto durante VM con ventilador y manual con operador. Se editó un videopodcast con leyendas explicativas. Discusión: la utilización de recursos digitales para la enseñanza y divulgación de diversas especialidades médicas es cada vez más frecuente. El videopodcast se ha expandido como una nueva herramienta educativa. Se construyó un modelo para la capacitación de los recursos humanos en VM mediante este formato. La experiencia servirá para construir una videoteca universitaria dirigida a la enseñanza de cuidados críticos del niño y para la divulgación de experimentos biomédicos.

Actualización de hepatitis autoinmune en pediatría: Reporte de un caso clínico y revisión de la literatura

La hepatitis autoinmune (HAI) es un proceso inflamatorio crónico y progresivo del hígado, de etiología desconocida. Se caracteriza por presentar niveles elevados de aminotransferasas e inmunoglobulina G (IgG), autoanticuerpos séricos y actividad necroinflamatoria en la histología; en ausencia de una patología conocida que pueda afectar al hígado. Predomina en el sexo femenino. Se describen dos tipos de acuerdo a los autoanticuerpos encontrados. El tratamiento se basa en la inmunosupresión, con el objetivo de evitar la progresión a cirrosis y falla hepática. Los pacientes no respondedores, o que debutan con falla hepática aguda pueden requerir de trasplante hepático. El objetivo es realizar una revisión del tema a partir de un caso clínico. Se presenta a una adolescente de 14 años, derivada para estudio por probable patología autoinmune. El diagnóstico inicial fue de probable HAI, que se presentó como una falla hepática grave-fulminante. Posteriormente al descartar otras etiologías (infecciosas y metabólicas), presentar autoanticuerpos antinucleares (ANA) positivos y evidenciar cirrosis en la punción biópsica hepática, se confirmó el diagnóstico de cirrosis autoinmune. Se inició tratamiento con prednisona y azatioprina, con buena respuesta clínica y de laboratorio. El diagnóstico oportuno de HAI y el inicio del tratamiento en forma temprana evitan en la mayoría de los casos la progresión de la enfermedad y el requerimiento de trasplante hepático.

Estado metabólico previo de los pacientes con infarto agudo del miocardio del Instituto Salvadoreño del Seguro Social

Las enfermedades crónico-metabólicas se han vuelto en la actualidad en epidemias que afectan la calidad de vida, aumentando la morbilidad y mortalidad, entre ellos el Infarto Agudo del Miocardio (IAM), lo que trae como consecuencia el incremento en los costos en salud que implica el manejo de esta complicación. El objetivo de éste estudio fue valorar el estado metabólico previo de los pacientes que se encontraban adscritos o no a las Clínicas Metabólicas y que ingresaron con diagnóstico de infarto agudo del miocardio al Hospital Médico Quirúrgico del Instituto Salvadoreño del Seguro Social. Se trata de un estudio de tipo observacional descriptivo de corte transversal. Se determinó el estado metabólico previo que tenían los pacientes con diagnóstico de infarto agudo del miocardio, ya sea que hubieran tenido o no controles subsecuentes en Unidades Periféricas. Se tomaron en cuenta aquellos que se presentaron al Hospital Médico Quirúrgico de junio a agosto 2014, y la posterior evaluación de los expedientes en las unidades médicas periféricas, correspondientes a Clínicas Metabólicas en donde llevaron sus controles de: indice de masa corporal, presión arterial, glicemia y valores de lípidos. En conclusión podemos determinar, que el 100% de los pacientes que consultaron con un IAM son una población que se encuentra arriba de los 30 años con una incidencia entre 61-75 años con un total del 43%, dentro de éstos el sexo masculino tiene una ligera predominancia con un 57%, del total de estudiados, solo 43% pertenecían a clínicas metabólicas; encontrando alteraciones metabólicas considerables en la mayoría de ellos que pueden ser consideradas como desencadenantes del evento, así como, respuestas al estrés agudo que la condición proporciona, entre ellas podemos mencionar que al momento del IAM el 86% de la población se documentaron valores de glucosa en ayuno > 100mg/dL, 57% con TAG > 150mg/dL, colesterol total con un 62% en valores por arriba a los 200mg/dL y para los pacientes según sexos en la fracción HDL tan solo el 5% en mujeres y un 19% en hombres con valores arriba de 50 y 40 mg/dL respectivamente, considerando este como una variable a favor e incluso protectora para riesgo cardiovascular; en la medición de LDL el 71% se encontró superior a 100 mg/dL siendo este un factor altamente nocivo en el aumento del riesgo cardiovascular. En cuanto al significado clínico de los valores de presión arterial, en el evento agudo, tenemos que éstos valores se presentan con extremos que varían desde la hipotensión asociada al choque cardiogènico, hasta la hipertensión del edema agudo de pulmón, siendo estas fluctuaciones poco valorables para determinar el control previo de dicho componente. Por otra parte podemos establecer que la circunferencia abdominal se encuentra con mayor frecuencia por arriba de los valores esperados según sexo con un 67% frente a un 34% para valores inferiores a los esperados; además de encontrarse que según el IMC el 67% que consultaron con IAM tienen sobre peso y un 19% con obesidad grado 1. Dentro de la variable que más tuvo impacto en cuanto a su modificación “positiva” podríamos referirnos a la presión arterial, aunque los cambios no fueron impactantes, se consideran significativos, tomando en cuenta el apoyo en medidas farmacológicas. En cuanto al perfil lipídico de estos pacientes podemos mencionar que se encuentran niveles altos de Colesterol total y TAG, con niveles bajos de HDL según el sexo y altos de LDL, por lo que el riesgo cardiovascular fue superior y finalizó en un evento cardiovascular que genera un impacto socioeconómico importante.

Contaminación ambiental y su relación con síntomas respiratorios en los pacientes que asisten a la consulta de pediatría de la Clínica El Carmelo, Soyapango, y consulta de neumología del Hospital Nacional Benjamín Bloom del 20 de Octubre al 14 de Noviembre de 2014

La evidencia de estudios alrededor del mundo relaciona altas concentraciones de contaminantes del aire con efectos agudos y crónicos en la salud. “Muertes por causas cardiovasculares, cáncer de pulmón e infecciones respiratorias en los niños se asoció a niveles de contaminantes que exceden las normas de calidad del aire exterior” (Cohen 2004). Marco teórico: la contaminación del aire se puede definir como “cualquier condición atmosférica en la que las sustancias presentes producen un efecto adverso medible, en la salud del humano, los animales y vegetales, o bien un daño físico en los materiales". Debido al tamaño fino de estas partículas (30 veces más pequeñas que el grosor de un cabello), estas pueden ingresar en las partes más profundas de los pulmones, como son los alvéolos, lo cual relaciona éstas partículas finas y varios problemas de salud incluyendo asma, bronquitis y síntomas respiratorios agudos y crónicos. Metodología: compuesta por 90 pacientes que provienen de dos centros asistenciales, residentes dentro de un radio de 4 km. alrededor de las torres de monitoreo. Método: análisis descriptivo basado en medidas de frecuencias medias y tendencias para caracterizar la población y la exposición a material particulado. Análisis de los datos mediante GRAPH PAD PRISM 6.0 usando las tablas de contingencia para la estimación de diferencia entre proporciones y el riesgo relativo. Se utilizó test de normalidad de D´Agostino Pearson para definir trato estadístico. Se utilizó test de KolmorogovSmirnov y Test de Fisher para encontrar la relación entre calidad de aire y aparecimiento de síntomas. Se aplicó regresión lineal de Deming para establecer relación en cuanto a los síntomas. Resultados: no hay relación estadísticamente significativa entre la calidad del aire y los síntomas respiratorios. La regresión lineal de Deming si encontró cambios estadísticos significativos para los síntomas: sibilancias, taquipnea y estornudos. Conclusiones: no se consideraron otros factores importantes como contaminación intradomiciliar y exposición a tabaco que pudo haber modificado el resultado del estudio. Se demostró que existe una tendencia a relacionar síntomas como la taquipnea, rinorrea, estornudos y sibilancias con niveles no satisfactorios de calidad del aire.

Histiocitosis X, diagnóstico por criobiopsia: a propósito de un caso

La Histiocitosis de células de Langerhans (HPCL) es una enfermedad de etiología incierta, que puede manifestarse como enfermedad sistémica o enfermedad localizada.Su forma de presentación limitada a pulmón, se denomina Histiocitosis X. Su incidencia es desconocida, siendo >90% de los casos fumadores, entre 20-40 años, y más frecuente en mujeres. El tabaco juega un papel fundamental en el desarrollo de la enfermedad, sin estar claro el mecanismo fisiopatológico. La presentación clínica de la enfermedad pulmonar es variable, desde síntomas larvados de tos, disnea dolor torácico, sudoración o pérdida de peso, a neumotórax en un 15%. El diagnóstico se basa en Pruebas de imagen(TACAR), Pruebas respiratorias, Histológicas e munohistoquímicas. Su confirmación histológica se realiza mediante biopsia transbronquial, en nuestro caso criobiopsia pulmonar, aumentando así el rendimiento diagnóstico y evitando complicaciones . El abandono del tabaco, evita la progresión de la enfermedad e incluso logra su regresión.

Moduladores de la ingesta y el gasto calórico en un grupo de pacientes pre-transplante hepático

Fundamento. Las alteraciones del estado nutricional son frecuentes en la cirrosis hepática. El presente estudio se ha llevado a cabo para establecer las relaciones existentes entre la función hepática, los niveles de IGF I/IGFBP-3, el estado nutricional y las concentraciones de leptina, ghrelina y glucagón en 21 pacientes en lista de espera de trasplante hepático (TH). Material y métodos. Se han estudiado 21 varones de 56±2,1 años de edad en lista de TH clasificados por estadio Child-Pugh (CP) de menor a mayor disfunción hepática en CPA (n=4), CPB (n=11) y CPC (n=6). Se determinó el índice de masa corporal (IMC), porcentaje de grasa corporal (%) mediante pletismografía de desplazamiento de aire, gasto energético mediante calorimetría indirecta, calculando su desviación respecto al valor calculado por Harris-Benedict (GER%), y determinaciones analíticas en ayunas de albúmina, glucosa, insulina, HbA1c, leptina, ghrelina total, glucagón, IGF-I e IGFBP3. Resultados. No hubo diferencias significativas entre % grasa corporal y leptinemia en los tres grupos clasificados por CP. El grupo CPC mostró valores de ghrelina superiores a los CPA y CPB (p<0,05). Los tres grupos mostraron un valor de GER% superior al 100% e hiperglucagonemia, sin mostrar diferencias entre ellos. La concentración de glucagón se correlacionó positivamente con el valor de GER% (r=0,56; p<0,01), y con la concentración de ghrelina (r=0,66; p<0,01). El valor de albúmina se correlacionó positivamente con IGF-I (r=0,52; p<0,05) e IGFBP3 (r=0,45; p<0,05), encontrándose ambos disminuidos por igual en los tres grupos. Conclusiones. Estos resultados muestran un aumento de ghrelina en pacientes con mayor afectación funcional hepática, así como un patrón hipermetabólico asociado a hiperglucagonemia, lo que sugiere a este factor como desequilibrador del balance energético y potencial diana terapéutica. El sistema IGF-1/IGFBP3 constituye un marcador de función hepática en la cirrosis.