Widespread environmental contamination with Mycobacterium tuberculosis complex revealed by a molecular detection protocol

Environmental contamination with Mycobacterium tuberculosis complex (MTC) has been considered crucial for bovine tuberculosis persistence in multi-host-pathogen systems. However, MTC contamination has been difficult to detect due to methodological issues. In an attempt to overcome this limitation we developed an improved protocol for the detection of MTC DNA. MTC DNA concentration was estimated by the Most Probable Number (MPN) method. Making use of this protocol we showed that MTC contamination is widespread in different types of environmental samples from the Iberian Peninsula, which supports indirect transmission as a contributing mechanism for the maintenance of bovine tuberculosis in this multi-host-pathogen system. The proportion of MTC DNA positive samples was higher in the bovine tuberculosis-infected than in presumed negative area (0.32 and 0.18, respectively). Detection varied with the type of environmental sample and was more frequent in sediment from dams and less frequent in water also from dams (0.22 and 0.05, respectively). The proportion of MTC-positive samples was significantly higher in spring (p<0.001), but MTC DNA concentration per sample was higher in autumn and lower in summer. The average MTC DNA concentration in positive samples was 0.82 MPN/g (CI95 0.70-0.98 MPN/g). We were further able to amplify a DNA sequence specific of Mycobacterium bovis/caprae in 4 environmental samples from the bTB-infected area.

Nanotechnological approaches using curcumin and Withania somnifera: neuroprotection and antimicrobial activities

Tese de Doutoramento em Biologia de Plantas

Propolis: A complex natural product with a plethora of biological activities that can be explored for drug development

The health industry has always used natural products as a rich, promising, and alternative source of drugs that are used in the health system. Propolis, a natural resinous product known for centuries, is a complex product obtained by honey bees from substances collected from parts of different plants, buds, and exudates in different geographic areas. Propolis has been attracting scientific attention since it has many biological and pharmacological properties, which are related to its chemical composition. Several in vitro and in vivo studies have been performed to characterize and understand the diverse bioactivities of propolis and its isolated compounds, as well as to evaluate and validate its potential. Yet, there is a lack of information concerning clinical effectiveness. The goal of this review is to discuss the potential of propolis for the development of new drugs by presenting published data concerning the chemical composition and the biological properties of this natural compound from different geographic origins.

Morphology and oxygen incorporation effect on antimicrobial activity of silver thin films

Ag and AgxO thin films were deposited by non-reactive and reactive pulsed DC magnetron sputtering, respectively, with the final propose of functionalizing the SS316L substrate with antibacterial properties. The coatings were characterized chemically, physically and structurally. The coatings nanostructure was assessed by X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), while the coatings morphology was determined by scanning electron microscopy (SEM). The XRD and XPS analyses suggested that Ag thin film is composed by metallic Ag, which crystallizes in fcc-Ag phase, while the AgxO thin film showed both metallic Ag and Ag-O bonds, which crystalize in fcc-Ag and silver oxide phases. The SEM results revealed that Ag thin film formed a continuous layer, while AgxO layer was composed of islands with hundreds of nanometers surrounded by small nanoparticles with tens of nanometers. The surface wettability and surface tension parameters were determined by contact angle measurements, being found that Ag and AgxO surfaces showed very similar behavior, with all the surfaces showing a hydrophobic character. In order to verify the antibacterial behavior of the coatings, halo inhibition zone tests were realized for Staphylococcus epidermidis and Staphylococcus aureus. Ag coatings did not show antibacterial behavior, contrarily to AgxO coating, which presented antibacterial properties against the studied bacteria. The presence of silver oxide phase along with the development of different morphology were pointed as the main factors in the origin of the antibacterial effect found in AgxO thin film. The present study demonstrated that AgxO coating presented antibacterial behavior and its application in cardiovascular stents is promising.

Silver nanoparticles to fight Candida coinfection in the oral cavity

[Exert] This chapter is focused on the activity of silver nanoparticles (SN) as an antifungal agent against Candida albicans and Candida glabrata biofilms, which are involved in oral candidosis. A discussion focusing on the influence of the stabilizing agent, diameter of SN on its antibiofilm activity, influence of chemical stability of SN on Candida biofilms, the effect of SN against adhered cells and biofilms, the effect on extracellular matrix composition and structure of Candida biofilms, the combination of SN with conventional antifungal drugs, and the incorporation of SN into denture acrylic resin is incorporated in the present chapter. Because of the resistance of Candida biofilms to conventional drugs and the positive effect of SN against them, these nanoparticles can be used as an alternative antifungal agent (...).

In-line rheo-optical microstructural characterization of complex polymer systems

Tese de Doutoramento em Ciência e Engenharia de Polímeros e Compósitos.

Técnicas Experimentales para Caracterizar Flujos Complejos. Experimental techniques for complex flows characterization.

En ambientes fluviales, la interacción del flujo con la geometría del cauce y con los sedimentos del lecho define una dinámica turbulenta compleja en permanente evolución. El nivel de complejidad del flujo aumenta ante la presencia de estructuras hidráulicas (pilas de puentes, protecciones contra erosión, etc.). La mayoría de los ríos, o canales naturales, presentan confluencias y bifurcaciones, en donde se genera una convergencia (o divergencia) del flujo con el resultado de un ambiente hidrodinámico complejo en la cercanía de las uniones (Kenworthy y Rhoads 1995). Bajo estas condiciones no es posible extrapolar las soluciones tradicionales básicas de las ecuaciones de gobierno desarrolladas para canales rectos y uniformes. Algunas investigaciones experimentales realizadas en estos sistemas son las de Best (1988), Rhoads y Sukhodolov (2001), Richardson et al. (1996); Richardson y Thorne (1998, 2001); Parsons et al. (2004); Szupiany et al. (2005).Por otro lado, la zona costera en ambientes marítimos se caracteriza por la existencia de diversos procesos dinámicos, entre los que se destacan la acción de olas, corrientes, interacción olas-corrientes, transporte de sedimentos y cambios batimétricos. Estos se manifiestan en una alteración morfodinámica de la playa generando superficies potenciales de erosión. Así, el diseño de las protecciones costeras (ya sean continuas, como escolleras o muros verticales; o discontinuas como espigones o diques externos) sometidas al clima marítimo bajo distintas condiciones de olas y mareas, alteran los patrones de circulación y de transporte afectando la morfodinámica en su zona de influencia y plantean, por ejemplo, la necesidad de ajustes de los coeficientes de estabilidad y pesos de los bloques de roca de las escolleras. Los problemas generados, son especialmente complejos ya que deben considerarse para su estudio, los niveles de turbulencia, la transmisión del oleaje sobre o a través de la estructura, difracción alrededor de la misma, refracción y shoaling sobre un fondo dinámico, reflexión en la estructura, etc. (Alsina et al., 2007) Revisiones bibliográficas previas muestran que, en ambos ambientes (fluvial y marítimo), es necesario optimizar las técnicas experimentales existentes para que ellas permitan caracterizar con precisión los flujos turbulentos complejos presentes. El objetivo general propuesto en esta investigación es contribuir a mejorar el conocimiento de los procesos hidrodinámicos de flujos turbulentos naturales con y sin la presencia de estructuras hidráulicas que den lugar a formaciones complejas (3D). Para alcanzar este objetivo se propone realizar una recopilación de antecedentes y un análisis crítico detallado de los equipos de ultima generación para mediciones de flujo con alta frecuencia y resolución disponibles en el Laboratorio de Hidráulica (LH) de la Universidad Nacional de Córdoba (UNC): ADV 3D (Acoustic Doppler Velocimeter de Sontek) y laser PIV 2D (Particle Image Velocimeter de Dantec). A estos equipamientos se le agrega un moderno equipo de generación bidimensional de oleaje con absorción dinámica (adquiridos a HR Ltd. en 2007 por el CAI 085 del FONTAR). Finalmente se prevé utilizar este equipamiento durante el desarrollo de experimentos y mediciones los cuales se realizarán sobre modelos físicos fluviales y costeros diseñados y construidos con y sin estructuras que interactúen con flujo turbulentos complejos. Los resultados obtenidos en este proyecto permitirá alcanzar una mejor comprensión de los procesos hidrodinámicos de los flujos turbulentos complejos, lo cual es necesario y de gran utilidad para realizar un manejo apropiado de los ambientes fluviales y marítimos, teniendo como campo directo de aplicación el correcto diseño de estructuras hidráulicas, asistiendo a la toma de medidas correctivas en sistemas naturales sometidos a procesos erosivos o de sedimentación, y contribuyendo de esta forma al manejo ambientalmente sustentable de los recursos.

Dinámica Cuántica de Sistemas Complejos: Fundamentos y Aplicaciones. Quantum Dynamics in Complex Systems: Fundamentals and Aplications.

El procedimiento de revertir la dinámica colectiva (diablillo de Loschmidt apresurado) mediante un pulso de radio frecuencia, permite generar un Eco de Loschmidt, es decir la refocalización de una excitación localizada. Alternativamente, en acústica es posible implementar un Espejo de Reversión Temporal, que consiste en la progresiva inyección de una débil excitación ultrasónica en la periferia de un sistema, para construir una excitación que se propaga "hacia atrás". Así, podemos afirmar que es posible revertir y controlar la dinámica. Sin embargo, aún no se posee una comprensión detallada de los mecanismos que gobiernan estos procedimientos. Este proyecto busca responder las preguntas que posibilitan esta comprensión.

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

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

Development of sensing systems for environmental monitoring

This project focused on the investigation and the development of a chemical sensing system for the determination of chromium Cr6+ and a bio-reactor followed by electrochemical detection at a glassy carbon electrode, for the determination of organochlorine compounds. The conjugation of Cr6+ with 1,5-diphenylcarbazide was studied at various types of electrodes such as glassy carbon, ultra-trace epoxy-graphite, chemically or un-modified carbon-paste and dropping-mercury. The cyclic voltammetric behaviour of the complex was also investigated. In addition, the possibility of developing a chemical sensor, Le. an electrochemical probe capable of sensing Cr6+ through its complexation with 1,5-diphenylacarbazide was studied. The conjugations of l-chloro-2,4-dinitrobenzene, 2,4-dichloronitrobenzene and ethacrynic, which are electrophilic organochlorine compounds, with reduced glutathione, were studied in order to test the bioreactor developed, based on the immobilisation of glutathione s-transferase. This was carried out at different types of electrodes such as glassy-carbon, gold, silver, platinum, epoxy-graphite, hangingmercury, and ferrocene-modified rotating-disc electrodes.

Debranching Solutions in Endografting for Complex Thoracic Aortic Dissections

Background: Conventional surgical repair of thoracic aortic dissections is a challenge due to mortality and morbidity risks. Objectives: We analyzed our experience in hybrid aortic arch repair for complex dissections of the aortic arch. Methods: Between 2009 and 2013, 18 patients (the mean age of 67 ± 8 years-old) underwent hybrid aortic arch repair. The procedural strategy was determined on the individual patient. Results: Thirteen patients had type I repair using trifurcation and another patient with bifurcation graft. Two patients had type II repair with replacement of the ascending aorta. Two patients received extra-anatomic bypass grafting to left carotid artery allowing covering of zone 1. Stent graft deployment rate was 100%. No patients experienced stroke. One patient with total debranching of the aortic arch following an acute dissection of the proximal arch expired 3 months after TEVAR due to heart failure. There were no early to midterm endoleaks. The median follow-up was 20 ± 8 months with patency rate of 100%. Conclusion: Various debranching solutions for different complex scenarios of the aortic arch serve as less invasive procedures than conventional open surgery enabling safe and effective treatment of this highly selected subgroup of patients with complex aortic pathologies.

Convex and toric geometry to analyze complex dynamics in chemical reaction systems

Convex cone, toric variety, graph theory, electrochemical catalysis, oxidation of formic acid, feedback-loopsbifurcations, enzymatic catalysis, Peroxidase reaction, Shil'nikov chaos

Analysis of complex microwave structures using suitable computational electromagnetic techniques

Complex Microwave Structures Wake Field Computatation PETRA III Generalized Multipole Technique Antenna Antennen Wakefelder Berechnung

Ricci-flat complex geometry and its applications

Magdeburg, Univ., Fak. für Mathematik, Habil.-Schr., 2010