Caracterización de la exposición ocupacional a formaldehído en trabajadores del sector salud y educación en Colombia 2004-2013.

El Formaldehído es una sustancia química de amplio uso a nivel mundial con efectos documentados en personas expuestas entre los cuales se destacan irritación de la piel, mucosas, tracto respiratorio y ojos. Según la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer (IARC) el formaldehido se encuentra clasificado en el grupo 1 como agente cancerígeno con suficiente evidencia de producir neoplasias en humanos. Los sectores industriales en Colombia que utilizan de forma frecuente el formaldehído incluyen los fabricantes de maderas, los servicios funerarios, y los sectores de salud y educación. El presente estudio de corte transversal pretende, con base en mediciones históricas (2004-2013) construir un perfil de exposición a formaldehído en trabajadores vinculados al sector de salud y educación en Colombia, divididos y analizados según actividades de trabajo similares (Patólogos, Histotecnólogos, Auxiliares de laboratorio, Docentes y Estudiantes), con el fin de establecer una línea base de diagnóstico para la orientación acciones dirigidas al control del riesgo. Con base en los hallazgos y soportados en estimadores estadísticos aplicables a los grupos de exposición, en general existe un tendencia de no conformidad al comparar los resultados aplicables con valores de referencia de larga duración definidos para el agente por autoridades internacionales. De forma complementaria se encontraron brechas significativas respecto a la implementación de controles administrativos y técnicos que sugieren circunstancias de exposición no controladas en los colectivos de interés.

Efectividad del tratamiento inmunomodulador con leucocitos alogénicos, en aborto involuntario recurrente. Revisión sistemática y metaanálisis

Dentro del marco del aborto involuntario recurrente (AIR), se han propuesto causas autoinmunes y alogénicas, e implementación de terapias como la inmunización activa con leucocitos alogénicos de la pareja o de donantes. La evidencia disponible en cuanto a la efectividad de estos tratamientos es contradictoria, por lo que se desea realizar una revisión sistemática para evaluar la efectividad de la inmunización activa con leucocitos alogénicos de la pareja o de donantes para esta condición. Se realizó un estudio tipo revisión sistemática de la literatura, usando las siguientes bases de datos: Medline, Embase, Cochrane Library y Scielo. Se realizó una búsqueda a través del registro de ensayos clínicos del Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos (www.clinicaltrials.gov) y, una búsqueda manual a través de las referencias de los estudios seleccionados siguiendo la estrategia de bola de nieve. Se seleccionaron ensayos clínicos y estudios de cohorte analítica, en idioma inglés y español. Se realizó un análisis cuantitativo de la información por medio de un metaanálisis. El tratamiento inmunomodulador con linfocitos puede considerarse como una terapia efectiva para mantener la gestación y lograr recién nacido vivo según resultados estadísticos; sin embargo la calidad de los estudios incluidos es baja, por lo que no se aconseja para la práctica rutinaria. Se sugiere la realización de estudios con metodologías robustas y que apoyen los resultados presentados en esta investigación.

Development of a decision support system for the integrated control of membrane bioreactors

The work presented in this PhD thesis includes various partial studies aimed at developing a decision support system for membrane bioreactor integrated control. The decision support systems (DSS) have as a main goal to facilitate the operation of complex processes due to the multiple variables that are processed. For this reason, the research used has focused on aspects related to nutrient removal, and on the development of indicators or sensors capable of facilitating, automating and controlling the filtration process in an integrated way with the biological processes that taking place. Work has also been done on the design, development, implementation and validation of tools based on the knowledge made available by the automatic control and the supervision of the MBRs

Development of an air-scour control system for membrane bioreactors

The thesis involves the development and implementation of a new and robust control system based on permeability trends but at the same time capable of reducing aeration proportionally to permeate flux. Permeability was made a key parameter for directly comparing temporary changes in membrane performance. Transmembrane pressure and flux were gathered every 10 seconds and permeability values were automatically calculated; different mathematical algorithms were applied for the signal filtering of on-line data. Short term and long term permeability trends were compared once a day, and a control action was applied proportionally to the short term/long term permeability ratio without exceeding the aeration flow recommended by the membrane suppliers.

Les sHsps en surera: Estudis de funcionalitat

Aquesta tesi es centra en la caracterització funcional d'una proteïna de xoc de calor de baix pes molecular (Small Heat Shock Protein - sHSP) de classe I de surera pel que fa a la seva capacitat per protegir les cèl·lules de l'estrès i per estabilitzar les membranes. Les sHsps són proteïnes que s'expressen en condicions d'estrès cel·lular. Encara que certs aspectes funcionals de les sHsps són ben coneguts, el nostre treball aporta informacions noves sobre el paper de les diferents regions de la proteïna, especialment de la regió N-terminal. L'objectiu concret d'aquest treball és determinar la funció termoprotectora de QsHsp17.4-CI, una sHsp de classe I oobtinguda a partir de les cèl·lules de fel·lema d'alzina surera, en un model bacterià i analitzar la importància de les diferents regions de la proteïna en aquesta funció. Amb aquesta finalitat s'han dissenyat dues proteïnes parcials derivades de QsHsp17.4-CI: una a la que li falta la regió N-terminal (C105) i una altra amb pràcticament tot el domini -cristal·lí deleccionat (N61), i una tercera, derivada de QsHs10-CI, a la que li falta la meitat del domini -cristal·lí (Hsp10). També s'estudia la possible capacitat estabilitzadora de membranes i la capacitat de modificar l'expressió d'altres Hsps quan s'expressa de forma heteròloga. Els nostres resultats demostren que l'expressió de QsHsp17.4-CI protegeix a les cèl·lules d'E.coli de l'estrès tèrmic alhora que la regió N-terminal i la regió consens II del domini -cristal·lí són imprescindibles per aquesta funció de protecció. En relació a un possible paper en les membranes, els estudis de localització subcel·lular mostren que QsHsp17.4-CI colocalitza amb la fracció membranes i que la regió N-terminal de la proteïna és responsable d'aquesta colocalització. No s'ha pogut demostrar, però, que la localització amb la membrana estigui associada a un efecte protector d'aquesta: en cap cas la sobrexpressió de les proteïnes modifica la composició d'àcids grassos i només N61, que no té acció termoprotectora, altera l'estat fisico-químic de la membrana. En estudis d'expressió de novo en E.coli s'ha observat que, a diferència de les altres proteïnes heteròlogues, N61 activa l'expressió de la majoria de Hsps d'E.coli fent pensar en una possible relació entre l'estat físic de la membrana i l'activació de la resposta a l'estrès. En resum, en aquest treball hem provat la capacitat protectora de QsHsp17.4 i aportem noves dades sobre la importància de la regió N-terminal i la regió consens II del domini -cristal·lí en aquesta funció. Per altra banda, es suggereix que QsHsp17.4 podria interaccionar amb la membrana d'E.coli i que la regió N-terminal seria imprescindible per aquesta interacció. Finalment hem determinat que les proteïnes que provoquen variacions en l'estat de fluïdesa de la membrana poden activar la resposta al xoc de calor per part de la cèl·lula bacteriana.

Desenvolupament de mètodes de preconcentració emprant membranes líquides suportades i extracció en fase sòlida per a la determinació de l'herbicida glifosat i el seu metabòlit AMPA en aigües naturals

El glifosat, N-(fosfonometil) glicina, és un dels herbicides més utilitzats arreu del món a causa de la seva baixa toxicitat i al seu ampli espectre d'aplicació. A conseqüència del gran ús que se'n fa, és necessari monitoritzar aquest compost i el seu principal metabòlit, l'àcid aminometilfosfònic (AMPA), en el medi ambient. S'han descrit diversos mètodes instrumentals basats en cromatografia de gasos (GC) i de líquids (HPLC), sent aquesta darrera l'opció més favorable a causa del caràcter polar dels anàlits. Per assolir nivells de concentració baixos cal, però, la preconcentració dels anàlits. En aquest treball s'estudien diferents alternatives amb aquest objectiu. S'ha avaluat la tècnica de membrana líquida suportada (SLM) on la membrana consisteix en una dissolució orgànica, que conté un transportador (en el nostre cas, un bescanviador d'anions comercial, Aliquat 336), que impregna un suport polimèric microporós que se situa entre dues solucions aquoses: la de càrrega, que conté els anàlits inicialment, i la receptora, on es retenen els anàlits després del seu transport a través de la membrana. Les condicions d'extracció més adequades s'obtenen treballant en medi bàsic amb NaOH on els anàlits estan en forma aniònica i les majors recuperacions s'obtenen amb HCl 0,1 M o NaCl 0,5 M, la qual cosa indica que l'ió clorur és la força impulsora del transport. Un cop dissenyat el sistema, es duen a terme experiments de preconcentració amb dues geometries diferents: un sistema de membrana laminar (LSLM) on recircula la fase receptora i un sistema de fibra buida (HFSLM). Els millors resultats s'obtenen amb el mòdul de fibra buida, amb factors de concentració de 25 i 3 per a glifosat i AMPA, respectivament, fent recircular durant 24 hores 100 ml de solució de càrrega i 4 ml de solució receptora. També s'aplica una tècnica més selectiva, la cromatografia d'afinitat amb ió metàl·lic immobilitzat (IMAC), basada en la interacció entre els anàlits i un metall immobilitzat en una resina a través d'un grup funcional d'aquesta. En aquest estudi s'immobilitza pal·ladi al grup funcional 8-hidroxiquinoleïna de la resina amb matriu acrílica Spheron Oxine 1000 i s'avalua per a l'extracció i preconcentració de glifosat i AMPA. Per a ambdós anàlits l'adsorció és del 100 % i les recuperacions són superiors al 80 % i al 60 % per a glifosat i AMPA, respectivament, utilitzant HCl 0,1 M + NaCl 1 M com a eluent. Aquests resultats es comparen amb els obtinguts amb dues resines més, també carregades amb pal·ladi: Iontosorb Oxin 100, que té el mateix grup funcional però matriu de cel·lulosa, i Spheron Thiol 1000, on el grup funcional és un tiol i la matriu també és acrílica. Per al glifosat els resultats són similars amb totes les resines, però per a l'AMPA la resina Spheron Thiol és la única que proporciona recuperacions superiors al 93 %. Finalment, una altra opció estudiada és l'acoblament de dues columnes de cromatografia líquida (LC-LC). En l'estudi l'objectiu és millorar el mètode existent per a glifosat i AMPA en aigües naturals on el LOD era de 0,25 ug/l. El mètode consisteix en la derivatització precolumna amb el reactiu fluorescent FMOC i l'anàlisi amb l'acoblament LC-LC-fluorescència. Variant lleugerament les condicions de derivatització s'aconsegueix quantificar 0,1 ug/l de glifosat i AMPA. Es fortifiquen aigües naturals amb 0,1, 1 i 10 ug/l dels anàlits per validar el mètode. S'obtenen recuperacions d'entre el 85 % i el 100 %, amb desviacions estàndard relatives inferiors al 8 %. Aplicant una tècnica de preconcentració prèvia a la derivatització i anàlisi utilitzant una resina de bescanvi aniònic, Amberlite IRA-900, es millora la sensibilitat del mètode i s'assoleix un LOD per al glifosat de 0,02 ug/l.

The variation in transparency of amniotic membrane used in ocular surface regeneration

Background/aims: Scant consideration has been given to the variation in structure of the human amniotic membrane (AM) at source or to the significance such differences might have on its clinical transparency. Therefore, we applied our experience of quantifying corneal transparency to AM. Methods: Following elective caesarean, AM from areas of the fetal sac distal and proximal (ie, adjacent) to the placenta was compared with freeze-dried AM. The transmission of light through the AM samples was quantified spectrophotometrically; also, tissue thickness was measured by light microscopy and refractive index by refractometry. Results: Freeze-dried and freeze-thawed AM samples distal and proximal to the placenta differed significantly in thickness, percentage transmission of visible light and refractive index. The thinnest tissue (freeze-dried AM) had the highest transmission spectra. The thickest tissue (freeze-thawed AM proximal to the placenta) had the highest refractive index. Using the direct summation of fields method to predict transparency from an equivalent thickness of corneal tissue, AM was found to be up to 85% as transparent as human cornea. Conclusion: When preparing AM for ocular surface reconstruction within the visual field, consideration should be given to its original location from within the fetal sac and its method of preservation, as either can influence corneal transparency.

The relationship between membrane damage, release of protein and loss of viability in Escherichia coli exposed to high hydrostatic pressure

The aim of this work was to examine a possible association between resistance of two Escherichia coli strains to high hydrostatic pressure and the susceptibility of their cell membranes to pressure-induced damage. Cells were exposed to pressures between 100 and 700 MPa at room temperature (~20C) in phosphate-buffered-saline. In the more pressure-sensitive strain E. coli 8164, loss of viability occurred at pressures between 100 MPa and 300 MPa and coincided with irreversible loss of membrane integrity as indicated by uptake of propidium iodide (PI) and leakage of protein of molecular mass between 9 and 78 kDa from the cells. Protein release increased to a maximum at 400 MPa then decreased, possibly due to intracellular aggregation at the higher pressures. In the pressure-resistant strain E. coli J1, PI was taken up during pressure treatment but not after decompression indicating that cells were able to reseal their membranes. Loss of viability in strain J1 coincided with the transient loss of membrane integrity between approximately 200 MPa and 600 MPa. In E. coli J1 leakage of protein occurred before loss of viability and the released protein was of low molecular mass, between 8 and 11 kDa and may have been of periplasmic origin. In these two strains differences in pressure resistance appeared to be related to differences in the ability of their membranes to withstand disruption by pressure. However it appears that transient loss of membrane integrity during pressure can lead to cell death irrespective of whether cells can reseal their membranes afterwards.

Tissue engineering a fetal membrane

The aim of this study was to construct an artificial fetal membrane (FM) by combination of human amniotic epithelial stem cells (hAESCs) and a mechanically enhanced collagen scaffold containing encapsulated human amniotic stromal fibroblasts (hASFs). Such a tissue-engineered FM may have the potential to plug structural defects in the amniotic sac after antenatal interventions, or to prevent preterm premature rupture of the FM. The hAESCs and hASFs were isolated from human fetal amniotic membrane (AM). Magnetic cell sorting was used to enrich the hAESCs by positive ATP-binding cassette G2 selection. We investigated the use of a laminin/fibronectin (1:1)-coated compressed collagen gel as a novel scaffold to support the growth of hAESCs. A type I collagen gel was dehydrated to form a material mimicking the mechanical properties and ultra-structure of human AM. hAESCs successfully adhered to and formed a monolayer upon the biomimetic collagen scaffold. The resulting artificial membrane shared a high degree of similarity in cell morphology, protein expression profiles, and structure to normal fetal AM. This study provides the first line of evidence that a compacted collagen gel containing hASFs could adequately support hAESCs adhesion and differentiation to a degree that is comparable to the normal human fetal AM in terms of structure and maintenance of cell phenotype.

Arabidopsis annexin1 mediates the radical-activated plasma membrane Ca2+ - and K+ -permeable conductance in root cells

Plant cell growth and stress signaling require Ca2+ influx through plasma membrane transport proteins that are regulated by reactive oxygen species. In root cell growth, adaptation to salinity stress, and stomatal closure, such proteins operate downstream of the plasma membrane NADPH oxidases that produce extracellular superoxide anion, a reactive oxygen species that is readily converted to extracellular hydrogen peroxide and hydroxyl radicals, OH_. In root cells, extracellular OH_ activates a plasma membrane Ca2+-permeable conductance that permits Ca2+ influx. In Arabidopsis thaliana, distribution of this conductance resembles that of annexin1 (ANN1). Annexins are membrane binding proteins that can form Ca2+-permeable conductances in vitro. Here, the Arabidopsis loss-of-function mutant for annexin1 (Atann1) was found to lack the root hair and epidermal OH_-activated Ca2+- and K+-permeable conductance. This manifests in both impaired root cell growth and ability to elevate root cell cytosolic free Ca2+ in response to OH_. An OH_-activated Ca2+ conductance is reconstituted by recombinant ANN1 in planar lipid bilayers. ANN1 therefore presents as a novel Ca2+-permeable transporter providing a molecular link between reactive oxygen species and cytosolic Ca2+ in plants.

The mechanical properties of amniotic membrane influence its effect as a biomaterial for ocular surface repair

The human amniotic membrane (AM) is a tissue of fetal origin and has proven to be clinically useful as a biomaterial in the management of various ocular surface disorders including corneal stem cell transplantation. However, its success rate displays a degree of clinical unpredictability. We suggest that the measured variability inAMstiffness offers an explanation for the poor clinical reproducibility when it is used as a substrate for stem cell expansion and transplantation. Corneal epithelial stem cells were expanded upon AM samples possessing different mechanical stiffness. To investigate further the importance of biological substrate stiffness on cell phenotype we replaced AM with type I collagen gels of known stiffness. Substrate stiffness was measured using shear rheometry and surface topography was characterized using scanning electron microscopy and atomic force microscopy. The differentiation status of epithelial cells was examined using RT-PCR, immunohistochemistry and Western blotting. The level of corneal stem cell differentiation was increased in cells expanded upon AM with a high dynamic elastic shear modulus and cell expansion on type I collagen gels confirmed that the level of corneal epithelial stem cell differentiation was related to the substrate’s mechanical properties. In this paper we provide evidence to show that the preparatory method of AM for clinical use can affect its mechanical properties and that these measured differences can influence the level of differentiation within expanded corneal epithelial stem cells.

Direct observation of membrane insertion by enveloped virus matrix proteins by phosphate displacement

Enveloped virus release is driven by poorly understood proteins that are functional analogs of the coat protein assemblies that mediate intracellular vesicle trafficking. We used differential electron density mapping to detect membrane integration by membrane-bending proteins from five virus families. This demonstrates that virus matrix proteins replace an unexpectedly large portion of the lipid content of the inner membrane face, a generalized feature likely to play a role in reshaping cellular membranes.

Severe acute respiratory syndrome coronavirus nonstructural proteins 3, 4, and 6 induce double-membrane vesicles

Coronaviruses (CoV), like other positive-stranded RNA viruses, redirect and rearrange host cell membranes for use as part of the viral genome replication and transcription machinery. Specifically, coronaviruses induce the formation of double-membrane vesicles in infected cells. Although these double-membrane vesicles have been well characterized, the mechanism behind their formation remains unclear, including which viral proteins are responsible. Here, we use transfection of plasmid constructs encoding full-length versions of the three transmembrane-containing nonstructural proteins (nsps) of the severe acute respiratory syndrome (SARS) coronavirus to examine the ability of each to induce double-membrane vesicles in tissue culture. nsp3 has membrane disordering and proliferation ability, both in its full-length form and in a C-terminal-truncated form. nsp3 and nsp4 working together have the ability to pair membranes. nsp6 has membrane proliferation ability as well, inducing perinuclear vesicles localized around the microtubule organizing center. Together, nsp3, nsp4, and nsp6 have the ability to induce double-membrane vesicles that are similar to those observed in SARS coronavirus-infected cells. This activity appears to require the full-length form of nsp3 for action, as double-membrane vesicles were not seen in cells coexpressing the C-terminal truncation nsp3 with nsp4 and nsp6. IMPORTANCE Although the majority of infections caused by coronaviruses in humans are relatively mild, the SARS outbreak of 2002 to 2003 and the emergence of the human coronavirus Middle Eastern respiratory syndrome (MERS-CoV) in 2012 highlight the ability of these viruses to cause severe pathology and fatality. Insight into the molecular biology of how coronaviruses take over the host cell is critical for a full understanding of any known and possible future outbreaks caused by these viruses. Additionally, since membrane rearrangement is a tactic used by all known positive-sense single-stranded RNA viruses, this work adds to that body of knowledge and may prove beneficial in the development of future therapies not only for human coronavirus infections but for other pathogens as well.

Arenavirus budding resulting from viral-protein-associated cell membrane curvature

Viral replication occurs within cells, with release (and onward infection) primarily achieved through two alternative mechanisms: lysis, in which virions emerge as the infected cell dies and bursts open; or budding, in which virions emerge gradually from a still living cell by appropriating a small part of the cell membrane. Virus budding is a poorly understood process that challenges current models of vesicle formation. Here, a plausible mechanism for arenavirus budding is presented, building on recent evidence that viral proteins embed in the inner lipid layer of the cell membrane. Experimental results confirm that viral protein is associated with increased membrane curvature, whereas a mathematical model is used to show that localized increases in curvature alone are sufficient to generate viral buds. The magnitude of the protein-induced curvature is calculated from the size of the amphipathic region hypothetically removed from the inner membrane as a result of translation, with a change in membrane stiffness estimated from observed differences in virion deformation as a result of protein depletion. Numerical results are based on experimental data and estimates for three arenaviruses, but the mechanisms described are more broadly applicable. The hypothesized mechanism is shown to be sufficient to generate spontaneous budding that matches well both qualitatively and quantitatively with experimental observations.

The role of plasma membrane STIM1 and Ca(2+)entry in platelet aggregation. STIM1 binds to novel proteins in human platelets.

Ca(2+) elevation is essential to platelet activation. STIM1 senses Ca(2+) in the endoplasmic reticulum and activates Orai channels allowing store-operated Ca(2+) entry (SOCE). STIM1 has also been reported to be present in the plasma membrane (PM) with its N-terminal region exposed to the outside medium but its role is not fully understood. We have examined the effects of the antibody GOK/STIM1, which recognises the N-terminal region of STIM1, on SOCE, agonist-stimulated Ca(2+) entry, surface exposure, in vitro thrombus formation and aggregation in human platelets. We also determined novel binding partners of STIM1 using proteomics. The dialysed GOK/STIM1 antibody failed to reduced thapsigargin- and agonist-mediated Ca(2+) entry in Fura2-labelled cells. Using flow cytometry we detect a portion of STIM1 to be surface-exposed. The dialysed GOK/STIM1 antibody reduced thrombus formation by whole blood on collagen-coated capillaries under flow and platelet aggregation induced by collagen. In immunoprecipitation experiments followed by proteomic analysis, STIM1 was found to extract a number of proteins including myosin, DOCK10, thrombospondin-1 and actin. These studies suggest that PM STIM1 may facilitate platelet activation by collagen through novel interactions at the plasma membrane while the essential Ca(2+)-sensing role of STIM1 is served by the protein in the ER.