Animal models of soft-tissue sarcoma.

Soft-tissue sarcomas (STSs) are rare mesenchymal tumors that arise from muscle, fat and connective tissue. Currently, over 75 subtypes of STS are recognized. The rarity and heterogeneity of patient samples complicate clinical investigations into sarcoma biology. Model organisms might provide traction to our understanding and treatment of the disease. Over the past 10 years, many successful animal models of STS have been developed, primarily genetically engineered mice and zebrafish. These models are useful for studying the relevant oncogenes, signaling pathways and other cell changes involved in generating STSs. Recently, these model systems have become preclinical platforms in which to evaluate new drugs and treatment regimens. Thus, animal models are useful surrogates for understanding STS disease susceptibility and pathogenesis as well as for testing potential therapeutic strategies.

Implant healing in experimental animal models of diabetes.

Diabetes mellitus is becoming increasingly prevalent worldwide. Additionally, there is an increasing number of patients receiving implantable devices such as glucose sensors and orthopedic implants. Thus, it is likely that the number of diabetic patients receiving these devices will also increase. Even though implantable medical devices are considered biocompatible by the Food and Drug Administration, the adverse tissue healing that occurs adjacent to these foreign objects is a leading cause of their failure. This foreign body response leads to fibrosis, encapsulation of the device, and a reduction or cessation of device performance. A second adverse event is microbial infection of implanted devices, which can lead to persistent local and systemic infections and also exacerbates the fibrotic response. Nearly half of all nosocomial infections are associated with the presence of an indwelling medical device. Events associated with both the foreign body response and implant infection can necessitate device removal and may lead to amputation, which is associated with significant morbidity and cost. Diabetes mellitus is generally indicated as a risk factor for the infection of a variety of implants such as prosthetic joints, pacemakers, implantable cardioverter defibrillators, penile implants, and urinary catheters. Implant infection rates in diabetic patients vary depending upon the implant and the microorganism, however, for example, diabetes was found to be a significant variable associated with a nearly 7.2% infection rate for implantable cardioverter defibrillators by the microorganism Candida albicans. While research has elucidated many of the altered mechanisms of diabetic cutaneous wound healing, the internal healing adjacent to indwelling medical devices in a diabetic model has rarely been studied. Understanding this healing process is crucial to facilitating improved device design. The purpose of this article is to summarize the physiologic factors that influence wound healing and infection in diabetic patients, to review research concerning diabetes and biomedical implants and device infection, and to critically analyze which diabetic animal model might be advantageous for assessing internal healing adjacent to implanted devices.

Long-duration animal tracking in difficult lighting conditions.

High-throughput analysis of animal behavior requires software to analyze videos. Such software typically depends on the experiments' being performed in good lighting conditions, but this ideal is difficult or impossible to achieve for certain classes of experiments. Here, we describe techniques that allow long-duration positional tracking in difficult lighting conditions with strong shadows or recurring "on"/"off" changes in lighting. The latter condition will likely become increasingly common, e.g., for Drosophila due to the advent of red-shifted channel rhodopsins. The techniques enabled tracking with good accuracy in three types of experiments with difficult lighting conditions in our lab. Our technique handling shadows relies on single-animal tracking and on shadows' and flies' being accurately distinguishable by distance to the center of the arena (or a similar geometric rule); the other techniques should be broadly applicable. We implemented the techniques as extensions of the widely-used tracking software Ctrax; however, they are relatively simple, not specific to Drosophila, and could be added to other trackers as well.

The role of GRK6 in animal models of Parkinson's disease and L-DOPA treatment.

G protein-coupled Receptor Kinase 6 (GRK6) belongs to a family of kinases that phosphorylate GPCRs. GRK6 levels were found to be altered in Parkinson's Disease (PD) and D(2) dopamine receptors are supersensitive in mice lacking GRK6 (GRK6-KO mice). To understand how GRK6 modulates the behavioral manifestations of dopamine deficiency and responses to L-DOPA, we used three approaches to model PD in GRK6-KO mice: 1) the cataleptic response to haloperidol; 2) introducing GRK6 mutation to an acute model of absolute dopamine deficiency, DDD mice; 3) hemiparkinsonian 6-OHDA model. Furthermore, dopamine-related striatal signaling was analyzed by assessing the phosphorylation of AKT/GSK3β and ERK1/2. GRK6 deficiency reduced cataleptic behavior, potentiated the acute effect of L-DOPA in DDD mice, reduced rotational behavior in hemi-parkinsonian mice, and reduced abnormal involuntary movements induced by chronic L-DOPA. These data indicate that approaches to regulate GRK6 activity could be useful in modulating both therapeutic and side-effects of L-DOPA.

In vivo small animal micro-CT using nanoparticle contrast agents.

Computed tomography (CT) is one of the most valuable modalities for in vivo imaging because it is fast, high-resolution, cost-effective, and non-invasive. Moreover, CT is heavily used not only in the clinic (for both diagnostics and treatment planning) but also in preclinical research as micro-CT. Although CT is inherently effective for lung and bone imaging, soft tissue imaging requires the use of contrast agents. For small animal micro-CT, nanoparticle contrast agents are used in order to avoid rapid renal clearance. A variety of nanoparticles have been used for micro-CT imaging, but the majority of research has focused on the use of iodine-containing nanoparticles and gold nanoparticles. Both nanoparticle types can act as highly effective blood pool contrast agents or can be targeted using a wide variety of targeting mechanisms. CT imaging can be further enhanced by adding spectral capabilities to separate multiple co-injected nanoparticles in vivo. Spectral CT, using both energy-integrating and energy-resolving detectors, has been used with multiple contrast agents to enable functional and molecular imaging. This review focuses on new developments for in vivo small animal micro-CT using novel nanoparticle probes applied in preclinical research.

High-Resolution CT for Small-Animal Imaging Research

Preclinical imaging has a critical role in phenotyping, in drug discovery, and in providing a basic understanding of mechanisms of disease. Translating imaging methods from humans to small animals is not an easy task. The purpose of this work is to review high-resolution computed tomography (CT) also known as micro-CT for small-animal imaging. We present the principles, the technologies, the image quality parameters, and the types of applications. We show that micro-CT can be used to provide not only morphological but also functional information such as cardiac function or vascular permeability. Another way in which micro-CT can be used in the study of both function and anatomy is by combining it with other imaging modalities, such as positron emission tomography or single-photon emission tomography. Compared to other modalities, micro-CT imaging is usually regarded as being able to provide higher throughput at lower cost and higher resolution. The limitations are usually associated with the relatively poor contrast mechanisms and the radiation damage, although the use of novel nanoparticle-based contrast agents and careful design of studies can address these limitations.

Cannibal Animal Games: A new variant of Tic-Tac-Toe

This paper presents a new partial two-player game, called the cannibal animal game, which is a variant of Tic-Tac-Toe. The game is played on the infinite grid, where in each round a player chooses and occupies free cells. The first player Alice can occupy a cell in each turn and wins if she occupies a set of cells, the union of a subset of which is a translated, reflected and/or rotated copy of a previously agreed upon polyomino P (called an animal). The objective of the second player Bob is to prevent Alice from creating her animal by occupying in each round a translated, reflected and/or rotated copy of P. An animal is a cannibal if Bob has a winning strategy, and a non-cannibal otherwise. This paper presents some new tools, such as the bounding strategy and the punching lemma, to classify animals into cannibals or non-cannibals. We also show that the pairing strategy works for this problem.

Establecimiento de sistemas silvopastoriles : efecto de la edad del material de multiplicación y manejo del pastoreo con bovinos

El establecimiento de un sistema silvopastoril (SSP) en plantaciones de álamo (Populus deltoides `Australiano 106/60´) requiere de nuevas estrategias de manejo. En este contexto, la combinación del tipo de material de multiplicación utilizado y su palatabilidad pueden resultar determinantes del éxito de la instalación del sistema. El objetivo general del estudio fue generar una nueva tecnología para la instalación de un SSP con álamos orientado a la producción de madera para múltiples destinos. El primer objetivo consistió en evaluar los cambios que se producen en diferentes distancias de plantación sobre la dimensión y características morfológicas de las guías de álamo, materiales de multiplicación potencialmente aptos para instalar un SSP, y el segundo, determinar el efecto del tamaño y/o edad de las guías sobre el crecimiento del componente arbóreo y la sensibilidad al daño de las mismas frente al pastoreo de ganado bovino en un SSP de álamo. Los resultados indican que los mayores distanciamientos ensayados produjeron las mejores guías de uno, dos y tres años de edad, con mayor DAP, altura total, biomasa aérea, rectitud, conicidad y estabilidad del fuste. Se determinó además que es posible acelerar el ingreso del ganado de cría al SSP utilizando guías con un DAP igual ó mayor a los 6 cm, con una respuesta positiva durante los primeros años de plantación. Las hojas y ramitas tiernas de álamo, productos de una poda de primavera, constituyeron por su buena disponibilidad de PB, P y K y su DE un buen complemento de la dieta animal. Se concluye finalmente que, utilizando guías de álamo como material de multiplicación, es posible producir anticipadamente madera de álamo para usos múltiples, pasturas naturales espontáneas y carne vacuna en los SSP del bajo Delta del Río Paraná.

Infiltración del agua en un suelo de un establecimiento de producción animal intensiva : factibilidad de predicción de la misma empleando el modelo de Green y Ampt y funciones de pedotransferencia

El objetivo de este trabajo fue evaluar la eficiencia del modelo de Green-Ampt en la predicción de la infiltración del agua en el suelo haciendo uso de funciones de pedotransferencia (FPT) de Saxton y Rawls (SR), Wösten y Nemes (WN) y las del programa Rosetta (ROS) y analizar el efecto de la carga animal sobre este proceso, por medio de los modelos empíricos de Mezencev (Mez) y el de Swarzendruber (SW), en un establecimiento de producción animal. El estudio se llevó a cabo en un establecimiento sito en la localidad de Marcos Paz, Pcia. de Bs.As. Se eligieron dentro del predio, cuatro grupos de sectores de acuerdo a la intensidad de carga (Ic) : nula (testigo), media, alta y muy alta. El proceso de infiltración se relevó por medio de anillos de Muntz hasta alcanzar la tasa de infiltración básica (TIB). Se tomaron muestras para determinar la densidad aparente (DA), carbono total (CT), humedad gravimétrica (H), conductividad hidráulica saturada (Ks) y se midió la resistencia a la penetración (Rp). Se llevaron a cabo en total 70 ensayos de infiltración y los resultados permitieron concluir que: 1) La carga animal produjo solamente efectos notorios de disminución de la TIB para muy alta Ic. 2) El modelo de SW resultó describir el fenómeno desde el punto de vista físico mejor que el de Mez. 3) La predicción del modelo de GA resultó satisfactoria utilizando las FPT de WN, pero no con las de SR o ROS. 4) Los valores de Ks medidos resultaron entre 5 y 10 veces mayores que los correspondientes de TIB. 5) La TIB dependió sólo de las variables Ic, DA y CT en un modelo de regresión lineal

Modelo de ecuaciones estructurales para la evaluación de la calidad de una vacuna bovina

Los modelos de ecuaciones estructurales fueron introducidos en el contexto de la genética y la econometría y han sido extensamente empleados en las ciencias sociales. Sin embargo han sido poco empleados en el área de salud animal. En este trabajo se propone la construcción de un modelo de ecuaciones estructurales para la validación de un sistema de evaluación de la calidad de una vacuna contra la Rinotraqueítis infecciosa bovina. La dificultad para encontrar rodeos de bovinos seronegativos libres del virus BoHV-1 plantea la necesidad de desarrollar pruebas estandarizadas y armonizadas en animales de laboratorio que permitan definir la consistencia de lote a lote de la potencia de la vacuna, de un modo rápido y menos costoso para asegurar la presencia de productos confiables en el mercado. En este sentido, es de interés verificar la concordancia de la respuesta serológica en el animal de laboratorio con la protección a la enfermedad y a la infección en bovinos. Este sistema involucra variables latentes y relaciones complejas entre variables. El modelo de ecuaciones estructurales demostró ser una técnica útil para la validación de un modelo que emplea mediciones serológicas. en animales de laboratorio como alternativa a las pruebas clásicas de desafío en bovinos para la evaluación de la efectividad de las vacunas empleadas en el control y prevención de la enfermedad causada por un herpesvirus. En este trabajo se pudo comprobar que las variables que representaban los conceptos de interés - protección a la infección, protección a la enfermedad y calidad determinada por el modelo animal en el laboratorio (medición alternativa de la efectividad de la vacuna) explicaron adecuadamente la variabilidad de las variables observables. Se destacaron las variables área bajo las curvas de excreción y área bajo la curva de severidad para representar las variables protección a la infección y protección a la enfermedad, respectivamente, y las variables serológicas medidas por ELISA en bovinos y cobayos representando la calidad por laboratorio. Por otra parte, el modelo permitió la incorporación de correlación de errores de las variables serológicas, que hubiese sido imposible con otras técnicas multivariadas. Asimismo, la técnica de análisis permitió explorar por partes las relaciones entre variables para detectar la fuente de falta de ajuste. Se pudo comprobar el buen ajuste de las relaciones de las variables latentes protección a la infección y calidad por laboratorio, obteniéndose una alta correlación entre ambos conceptos. Teniendo en cuenta la alta fiabilidad de las variables serológicas medidas por ELISA tanto en bovinos como en cobayos, se puede inferir que la medición de estas variables de laboratorio puede ser útil en la predicción de la protección de la vacuna. El efecto de la protección a la infección sobre la protección a la enfermedad fue significativo pero débil. La parte estructural del modelo presentó un ajuste adecuado, validando así la teoría inicial de interrelaciones entre las variables latentes. Se plantea la posibilidad de extender los modelos de ecuaciones estructurales para la evaluación de vacunas que involucran otros virus que afectan el ganado bovino.

Beneficios para el productor ganadero generados por la coordinación de la cadena vacuna argentina a través de la formación de grupos de productores : Estudio de Caso Agrupación de Productores ULSA

La ganadería vacuna fue el principal sector de la economía nacional durante muchos años, y por lo tanto, forma parte esencial de la costumbre y cultura de todos los argentinos. Su cadena presenta una fase inicial caracterizada por una enorme heterogeneidad de productores ganaderos de diferente escala, zona y sistemas de producción, los cuales disponen de distintos caminos para la venta de su ganado bovino. Esta heterogeneidad de alternativas, sumado a la falta de un sistema claro de formación de precios, a la existencia de irregularidades e informalidades y a la constante intervención gubernamental, aumentan la incertidumbre, resultando ser el productor el principal económicamente perjudicado por medio de prácticas oportunistas basadas en información asimétrica e/o incompleta por parte de otros actores. La posibilidad de acceder a una porción de la Cuota Hilton a emprendimientos conjuntos entre frigoríficos exportadores y asociaciones de criadores y/o grupos de productores, incentivó a la Consignataria de Hacienda Urien-Loza S.A., a integrarse y coordinarse vertical y horizontalmente para formar la Agrupación de Productores ULSA. En el estudio de caso realizado sobre dicho grupo (Urien, 2010), se concluye que el subsistema ULSA mejora la rentabilidad del productor ganadero a través de un incremento en el precio final por animal enviado a faena y de una reducción de los costos de transacción generado a través de una disminución en la incertidumbre del sistema. A través de una encuesta realizada a productores integrantes del grupo en cuestión, el objetivo del presente trabajo es, en primer lugar, describir el sistema de ganados y carnes vacunas de la Argentina, identificando posibles innovaciones organizacionales a partir del desarrollo de Grupos de Productores; y en segundo lugar, analizar los atributos de la transacción (frecuencia, incertidumbre, y activos específicos) y la estructura de gobernancia utilizada en dicho sistema. Se espera demostrar que la mejora en la rentabilidad del productor ganadero se debe principalmente a una reducción de los costos de transacción, y en segundo lugar a un beneficio económico generado por un precio diferencial y/o reducción en los costos de comercialización

Quimeras transitorias en la producción de embriones bovinos

La transmisión de genética superior y consecuente generación de numerosas crías idénticas de alto valor, permitiría aumentar rápidamente la cantidad y calidad del ganado vacuno. Con este fin, optimizamos la técnica de fecundación in vitro (FIV), la cual nos permitió obtener altas tasas de embriones y preñeces. La selección del toro y la realización de experimentos de FIV con semen sexado, consiguieron aumentar los rendimientos por pajuela y la producción de embriones del sexo deseado en nuestras condiciones. También exploramos un sistema eficiente de criopreservación de embriones libres de zona pelúcida (LZP) por vitrificación, con resultados de sobrevida similares al grupo control con ZP. En este sentido, mediante la desagregación de embriones en estadio de 2 y 4 células, y el posterior cultivo LZP, fue posible incrementar la cantidad inicial de embriones. Si bien la TO en presuntos cigotos de FIV permitió generar embriones de mayor tamaño, también afectó severamente tanto la competencia de los embriones como la de sus blastómeras individuales. Sin embargo, la complementación troboblástica de blastómeras más avanzadas desagregadas demostró ser una alternativa innovadora para la clonación embrionaria. Este procedimiento se realizó electrofusionando embirones producidos por FIV en estadío de 2 células, que luego se agregaron con una única blastómera transgénica, generando lo que llamamos quimeras transitorias. Al emplear los embriones aneuploides y más jóvenes fue posible dirigir el destino de cada tipo celular, orientándolos hacia los tejidos extrembrionarios (que se descartarían en el momento del nacimiento), y soportando el desarrollo de una blastómera individual destinada al macizo celular interno (MCI). Por lo tanto, durante el desarrollo de esta Tesis fue posible desarrollar un sistema completo y original de clonación embrionaria, basado en la producción, multiplicación y criopreservación de embriones bovinos LZP.

Lactancias extendidas en sistemas de producción lechera argentinos

En la Argentina los sistemas de producción de leche utilizan animales mejorados genéticamente para producir en condiciones de dietas muy suplementadas en planteos productivos de base pastoril con suplementación. En estos sistemas el objetivo es obtener un parto por vaca por año pero son muy pocos los tambos que llegan a cumplirlo porque se atrasa el momento de la concepción prolongando las lactancias. El objetivo del trabajo fue investigar los factores que influyen en la productividad de tambos ubicados en el centro de la provincia de Santa Fe y las razones que determinan la duración de las lactancias en estos tambos con el fin de analizar estrategias de manejo que consideren el uso de lactancias extendidas para lograr aumentos de productividad sostenibles. Adicionalmente se exploraron aquellos factores reproductivos asociados al largo de lactancia, como determinante de los litros totales producidos por vaca. Se analizó información de 1620 vacas de once tambos, recolectada en junio de 2008. Para cada tambo y para el conjunto de tambos se estimaron los valores promedio y desvío estándar del porcentaje de vacas secadas antes de los 365 días en lactancia (DEL), porcentaje de vacas vacías con más de 200 DEL y los servicios por vaca hasta confirmar preñez. En las vacas que cerraron su lactancia durante el periodo julio 2007 - junio 2008 (n igual a 892) se estimó la producción de leche acumulada al fin de la lactancia (PT), la producción de leche diaria (PD) y el valor de DEL. Además se estimó la producción de leche por hectárea y la carga animal. Los datos se analizaron por regresión lineal. Para explorar la relación entre PT con PD y DEL se hizo un análisis de regresión múltiple. En los casos analizados el aumento en la duración de la lactancia sería consecuencia de un atraso en el logro de preñez con un impacto relativamente bajo sobre la productividad de los sistemas.

Análisis de los componentes de la respuesta a la selección en un núcleo con generaciones superpuestas seleccionado mediante BLUP bajo un modelo animal

p.39-48

Quimeras transitorias en la producción de embriones bovinos

La transmisión de genética superior y consecuente generación de numerosas crías idénticas de alto valor, permitiría aumentar rápidamente la cantidad y calidad del ganado vacuno. Con este fin, optimizamos la técnica de fecundación in vitro (FIV), la cual nos permitió obtener altas tasas de embriones y preñeces. La selección del toro y la realización de experimentos de FIV con semen sexado, consiguieron aumentar los rendimientos por pajuela y la producción de embriones del sexo deseado en nuestras condiciones. También exploramos un sistema eficiente de criopreservación de embriones libres de zona pelúcida (LZP) por vitrificación, con resultados de sobrevida similares al grupo control con ZP. En este sentido, mediante la desagregación de embriones en estadio de 2 y 4 células, y el posterior cultivo LZP, fue posible incrementar la cantidad inicial de embriones. Si bien la TO en presuntos cigotos de FIV permitió generar embriones de mayor tamaño, también afectó severamente tanto la competencia de los embriones como la de sus blastómeras individuales. Sin embargo, la complementación troboblástica de blastómeras más avanzadas desagregadas demostró ser una alternativa innovadora para la clonación embrionaria. Este procedimiento se realizó electrofusionando embirones producidos por FIV en estadío de 2 células, que luego se agregaron con una única blastómera transgénica, generando lo que llamamos quimeras transitorias. Al emplear los embriones aneuploides y más jóvenes fue posible dirigir el destino de cada tipo celular, orientándolos hacia los tejidos extrembrionarios (que se descartarían en el momento del nacimiento), y soportando el desarrollo de una blastómera individual destinada al macizo celular interno (MCI). Por lo tanto, durante el desarrollo de esta Tesis fue posible desarrollar un sistema completo y original de clonación embrionaria, basado en la producción, multiplicación y criopreservación de embriones bovinos LZP.