Biospas proyecto 2: micorrizas, patógenos, meso-macro-fauna y biocontrol (Pae- pid-2007-0054).

El actual sistema agrícola de Argentina basa la mayor parte de su producción en la siembra directa y una limitada rotación de cultivos. En base a el paradigma de la sustentabilidad se pueden evaluar cambios en la asociación de Hongos Micorrícicos (HM) con raíces de diversos cultivos y las poblaciones presentes en el suelo; la incidencia de enfermedades en el cultivo y los niveles de inóculo presentes en los rastrojos y asimismo la supresividad de los suelos y por consiguiente la presencia de enfermedad de los cultivos y el efecto de control que pudieran proveer las Micorrizas Arbusculares (MA). El planteo de SD versus LT también plantea modificaciones tanto de la estructura del suelo como en el sistema y las comunidades de Meso y Macrofauna (MMF) que en él habitan. La hipótesis de trabajo plantea que la incidencia y severidad de las fitoenfermedades puede disminuirse por la rotación de cultivos y que las poblaciones de hongos micorrícicos se modifican según la secuencia de rotación. Esto a su vez implica que, incidencia y/o severidad de una enfermedad pueden ser modificadas por HM presentes en el suelo. Por otro lado, abundancia y atributos estructurales de la comunidad de MMF del suelo son afectados por los sistemas de manejo. En este proyecto se determinaran morfológica y molecularmente las especies integrantes de las poblaciones de HM en diferentes secuencias de cultivo. Se compararán las poblaciones de HM presentes en el suelo y las poblaciones en simbiosis activa con raíces de los diferentes cultivos. Se caracterizará y comparará cultivo, suelo y rastrojo desde el punto de vista fitopatológico en diferentes esquemas de rotación. Como resultado de esto se determinará la existencia de interacciones entre la incidencia de enfermedades y la presencia de determinadas micorrizas y evaluar el efecto de cada sistema de manejo sobre la abundancia y los atributos estructurales de la comunidad de MMF del suelo.

Análisis de componentes de la inmunidad innata en infecciones parasitarias. I. Apoptosis de polimorfonucleares (Programa: enfermedades transmisibles y emergentes).

La visión jerárquica de la respuesta inmune, en la cual las células no específicas de la respuesta innata son las primeras reclutadas al sitio del daño, antes que se desarrolle la respuesta inmune específica adaptativa, ha cambiado. Primero, la respuesta innata es mucho más específica que lo reconocido hasta ahora y segundo, las células del sistema innato de defensa constituyen un nexo con el sistema adaptativo, modulándola en el curso de una respuesta inmune. Este complejo patrón de interacciones se ha evidenciado recientemente con las funciones de los neutrófilos. La contribución de los neutrófilos a la respuesta inmunitaria antiparasitaria reside, fundamentalmente, en tres atributos. 1) su patrón de migración, 2) su capacidad fagocítica y 3) su arsenal de mecanismos microbicidas. El objetivo principal de este proyecto de investigación es investigar el efecto de antígenos parasitarios sobre la apoptosis, activación y producción de citocinas por neutrófilos y analizar las vías de activación de la muerte celular en neutrófilos cultivados con antígneos parasitarios. Para ello, en neutrófilos provenientes de individuos sanos se evaluará la apoptosis de estas células luego de su incubación con antígenos solubles y particulados de protozoos y helmintos. Además, se evaluará la expresión de distintos antígenos de superficie, se cuantificarán mediadores solubles pro-inflamatorios en los sobrenadantes de los cultivos y se evaluarán proteínas pro-apoptóticas y anti-apoptóticas en neutrófilos cultivados con antígenos parasitarios. En el contexto de la respuesta inmune innata frente a parásitos, sean protozoos o helmintos, intestinales o extraintestinales, es necesario evaluar el impacto de las infecciones parasitarias en la sobrevida de los neutrófilos y en la capacidad de estas células para liberar mediadores solubles lo que permitirá ampliar el conocimiento sobre su rol en procesos infecciosos.

Efecto de la infección con trypanosoma cruzi y nutrición sobre receptores de la inmunidad innata, adipocinas y otros mediadores de inflamación asociados a la obesidad en modelos experimentales.

Este proyecto pretende dilucidar el efecto de infección con Trypanosoma cruzi y dieta hipergrasa/fructosa en la génesis de obesidad e insulino-resistencia y su impacto sobre la aterosclerosis. Esto se abordará en modelos de obesidad in vivo e in vitro, estudiando receptores de inmunidad innata, citocinas/quimiocina, adipocinas y mediadores inflamatorios que participarían en la patogénesis de este proceso, focalizando en tejido graso visceral y adipositos en cultivo celular. Esta investigación avanzaría en el conocimiento de la patogénesis inflamatoria de ateroesclerosis y aportaría bases para sustentar nuevas estrategias terapéuticas destinadas a minimizar las complicaciones cardiovasculares de la obesidad y sus co-morbilidades, entre ellas, la aterosclerosis, una enfermedad devastadora. En el modelo in vivo en ratones machos C57BL/6 salvajes tratados con streptozotocina y alimentados con una dieta hipergrasa/fructosa se inducirá obesidad (IR) y DM2, para: 1- Investigar la influencia de la infección con Trypanosoma cruzi como un potencial factor sinérgico pro-aterogénico. Se evaluará a distintos tiempos post infección, tejido adiposo visceral y repercusiones en aorta y corazón, por histopatología. Se determinará el perfil de lípidos, lipoproteínas y parámetros metabólicos: glucosa/insulina e índice HOMA-IR. Asimismo, se evaluarán ácidos grasos libres y proteínas de fase aguda circulantes como respuesta al proceso inflamatorio. 2- Evaluar la expresión de receptores tipo Toll y scavenger (CD36) en el tejido adiposo visceral y aorta principalmente e identificar los tipos celulares que participan en las lesiones. 3- Determinar las citocinas inflamatorias: TNFalfa, IL1beta, IL12 e IL6 y la quimiocina atractante de monocitos y adipocinas (leptina y adiponectina) en plasma y mediadores inflamatorios:óxido nítrico, especies reactivas del oxígeno y metaloproteasas en adipositos viscerales y aorta. Se cuantificarán moléculas de adhesión intercelular ICAM-1 y VCAM-1. In vitro proponemos: 1- Investigar la influencia de infección con T. cruzi y ácidos grasos saturados/ monoinsaturado y el efecto de LDL oxidadas/agregadas frente a LDL nativas en una línea celular de adipositos. Se estudiará la expresión basal y post-estímulo de receptores innatos tipo Toll y CD 36. 2- Cuantificar adipocinas pro- inflamatorias y antiinflamatorias en sobrenadantes de cultivos frente a estímulos propuestos y la expresión de ICAM-1 y VCAM-1.

Linfocitos th 17: moduladores o reguladores de la infección por VIH (Programa: enfermedades transmisibles y emergentes).

Los linfocitos T-CD4+ llamados helper (LTH) o cooperadores, componen una población heterogénea de células constituidas por LTH naive y células efectoras: TH1, TH2, TH17, TH1/TH17 y células regulatorias LT reguladores (T-reg). Ellas desempeñan un rol central en la defensa inmune y adquieren distintas propiedades funcionales en respuesta a señales que genera el sistema inmune innato. Los TH17 cumplen un rol crítico en la interrelación entre la inmunidad innata y adaptativa, en la inflamación crónica y en el mantenimiento de la esterilidad de la mucosa gastrointestinal. La infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH-1) se caracteriza por una gradual y progresiva disfunción del sistema inmune, con su consecuencia final el Síndrome de Inmuno Deficiencia Adquirida (SIDA). La infección viral involucra la interacción de proteínas virales con la molécula de superficie celular CD4 y el receptor de quimiocinas CCR5 o CXCR4. Nuestro objetivo es evaluar cualitativamente y cuantitativamente los TH17 en relación con los subtipos de LTH en pacientes con infección por VIH-1 en distintos estadios de la infección y correlacionarlos con la clínica del paciente. Para ello se estudiarán individuos con infección por VIH-1 en distintos estadios de la infección sin tratamiento antirretroviral a los que se evaluarán cuantitativamente los niveles de LTH y las subpoblaciones TH17, TH1 y Treg. Además, se estudiarán las características funcionales de los TH17 cuantificando los niveles de IL-17, IL-10 e INF-γ en suero y sobrenadante de cultivos celulares y los niveles de granulocitos. La evaluación de los TH17, en relación con la etapa inmune, virológica y con la clínica del paciente nos permitirá detectar subgrupos de pacientes y nuevos marcadores de progresión de la enfermedad.

Desarrollo de Sistemas Innovadores de Transporte y Liberación Destinados a la Optimización de la Actividad Terapéutica de Fármacos

Existen numerosos fármacos con atributos terapéuticos relevantes que presentan propiedades físicoquímicas o biológicas desfavorables, las que comprometen su eficacia o seguridad y en consecuencia requieren nuevas estrategias de formulación para superar tales deficiencias. Debido a lo expuesto, el objetivo general de este proyecto es diseñar, desarrollar y evaluar nuevos sistemas de transporte y liberación de fármacos que presentan baja biodisponibilidad cuando son administrados por vía oral, 4 debido a su escasa solubilidad y/o permeación a través del epitelio gastrointestinal. Como objetivos específicos se proponen: - Obtención de nuevos sistemas portadores que incidan sobre la efectividad del proceso de absorción de fármacos modelos, facilitando su disolución y/o permeación en el tracto gastrointesinal. - Evaluación de la eficacia de los sistemas obtenidos, en el transporte y pasaje de los fármacos a través de las mucosas del tracto gastrointestinal, mediante metodologías in situ e in vitro, que contribuyan a la determinación de los parámetros biofarmacéuticos de relevancia. La metodología de trabajo propuesta contempla la formación de complejos ternarios utilizando ciclodextrinas (ß-ciclodextrina, hidroxipropil-ß-ciclodextrina y metil- ß-ciclodextrina) y etanolaminas, aminoácidos o meglumina; la incorporación en microemulsiones de los complejos con ciclodextrina obtenidos; así como la obtención de pellets por extrusión-esferonización. Para los estudios biofarmacéuticos, de los principios activos en los sistemas de transporte y liberación desarrollados, se diseñarán estudios de permeación, in situ, a través del método de perfusión de paso simple en ratas e in vitro, utilizando membranas artificiales y cultivos de células Caco-2. Se desarrollarán y validarán procedimientos analíticos adecuado para las determinaciones de los fármacos en todos los estudios implementados.

DOMESTICACIÓN, CULTIVO Y EVALUACIÓN DE PRINCIPIOS ACTIVOS DE PLANTAS AROMÁTICAS Y MEDICINALES NATIVAS DE ARGENTINA

Estudios etnobotánicos demuestran que varios géneros de plantas de la región central de Argentina pueden ser seleccionados por su uso en la medicina tradicional para resolver problemas de distintas enfermedades, como las oncológicas, gastrointestinales, las provocadas por virus, entre muchas otras. Por otra parte resulta de marcado interés encontrar, a partir de especies vegetales, drogas que como tales o por sus derivados semisintéticos puedan tener aplicación en tratamientos curativos o quimiopreventivos de diferentes patologías incluyendo infecciones microbianas, diversos tipos de cáncer, alteraciones del sistema inmune, como así mismo que presente actividad contra insectos que actúan como reservorios y vectores de patógenos de importancia sanitaria para el hombre y/o animales. Frente a estos descubrimientos aumenta la demanda de grandes volúmenes de plantas fuente de principios activos, lo que se cubre con la recolección directa de plantas silvestres. La práctica extractiva, a veces destructiva, puede llevar a las especies en cuestión a su potencial peligro de extinción. Se vuelve imperioso generar el conocimiento necesario para poner en cultivo a las especies amenazadas. El posterior mejoramiento genético llevará a lograr productos de calidad y productividad, que aseguren su inserción en un mercado competitivo. Además, por ser cultivos alternativos a desarrollarse en pequeñas superficies, es posible asegurar el desarrollo de regiones tradicionalmente postergadas que poseen escasos recursos genuinos para generar ingresos. El presente proyecto se desarrollará estudiando tres especies aromáticas nativas: carqueja (Baccharis crispa), peperina (Mintostachys verticillata) y suico (Tagetes minuta). Se plantea que: 1) Existe variabilidad dentro y entre poblaciones carqueja y estas diferencias están relacionadas al ambiente; 2) Existen genotipos de peperina y de suico con características agronómicas y bioquímicas distinguibles, a partir de los cuales es posible generar variedades selectas por rendimiento y calidad; 3) La puesta a punto de metodologías de multiplicación y de prácticas culturales adecuadas para las especies en estudio permite preservar germoplasma proveniente de poblaciones nativas y llevar a cabo la producción en cultivo de las mismas; 4) Las especies en estudio son fuente de compuestos con bioactividad de interés médico-veterinario, entre los que existe gran variabilidad. Por lo tanto se pretende conservar el germoplasma de especies nativas de importancia por sus bioactividades, buscar variabilidad para caracteres morfológicos y de principios activos, profundizar estudios que avancen en la domesticación de estas especies para generar cultivos sustentables e identificar genotipos superiores por sus principios activos que expresen alta bioactividad. En este contexto se tendrá en cuenta los distintos grados de avance de cada una de las especies en estudio. Se realizarán muestreos in situ y ex situ (cultivo a campo), donde se evaluarán caracteres morfológicos y fenológicos para determinar la variabilidad poblacional y orientar el proceso de selección y domesticación. Se destilará material para la obtención del aceite esencial que será cuantificado y analizado en su composición química por GC/MS. A su vez se realizarán extractos acuosos y orgánicos que, junto con los aceites esenciales, serán utilizados en ensayos de bioactividad sobre larvas de mosquitos, virus y cultivos celulares donde se evaluará si el efecto de cada muestra varía según su composición química. La evaluación del germoplasma disponible de las especies en estudio permitirá avanzar sobre varios problemas relacionados con su conservación, la domesticación y la selección por rendimiento y producción de principios activos. De esta manera se realizarán avances significativos en los estudios de plantas medicinales nativas, generando resultados de gran aplicación y propuestas productivas para regiones que resultan marginales para otros cultivos.

Especies nativas del Centro de Argentina: potencial agroindustrial y perspectivas para la producción de energía y biocombustibles

La región centro de Argentina posee una elevada riqueza de especies nativas y endémicas, con potencial valor agroindustrial. Flourensia campestris y F. oolepis (Asteraceae), conforman comunidades denominadas "chilcales". Son reconocidas por sus usos tradicionales como aromática, tintórea, medicinal y para leña -en especial raíz- y presentan potencial aplicación en la agroindustria como insecticida, antimicrobiana, antifúngica y aleloquímica. Trabajos realizados en nuestro laboratorio con extractos acuosos de hojas secas de F. campestris demostraron un potente efecto herbicida sobre semillas de Lactuca sativa. Mediante el fraccionamiento biodirigido por CC y técnicas espectrales (GC-MS, IR, 1H-RMN, 13C-RMN, 2D-RMN) se pudo identificar la estructura molecular del ácido hamanásico ((4S, 8S)–7–carboxi–8–hidroxi- 1(2), 12(13)-dien-bisaboleno). Su presencia en F. campestris, y su actividad biológica, no habían sido descriptos con anterioridad y sugieren un potencial herbicida natural. En ambas especies se puede apreciar a simple vista su alto contenido en resinas, compuestos propuestos para reemplazar a los hidrocarburos en la fabricación de pinturas, pegamentos y adhesivos. Estudios preliminares en nuestro laboratorio señalan un contenido de entre un 20-40 % de resinas en la biomasa aérea de Flourensia, sin embargo, no existen al presente estudios sobre su composición química ni sobre su potencial aplicación industrial. Por otro lado, el desarrollo de cultivos energéticos, para la generación de electricidad por combustión de biomasa, constituye uno de los objetivos principales dentro de las políticas de energías renovables a nivel nacional (programa GENREN) y mundial. Las especies con mayor aptitud deben poseer altas tasas de crecimiento y un alto grado de tolerancia de adversidades bióticas y abióticas, lo que permitiría cultivarlos en áreas marginales para la agricultura tradicional, hechos que coinciden con las especies de Flourensia en estudio. Asimismo, el tratamiento térmico o pirólisis de biomasa proveniente de la agricultura es una de las alternativas de reutilización de la misma con distintos fines. Este pasivo ecológico puede ser transformado en productos de alto valor agregado. En base a lo expuesto, el objetivo general de este proyecto es investigar en las dos especies vegetales endémicas de Argentina y abundantes en la provincia de Córdoba, las características de los metabolitos secundarios en relación a su potencial aplicación agroquímica (herbicidas naturales), la composición de sus resinas para uso industrial y su rendimiento como materia prima de alta densidad energética para la cogeneración de electricidad y producción de biocombustible, en función del desarrollo de una agricultura sustentable. Para ello, el proyecto propone incrementar el rendimiento de la purificación de ácido hamanásico e identificar y cuantificar su presencia en otros órganos de F. campestris y en F.oolepis, con el objetivo de evaluar su efecto herbicida, mediante bioensayos en cápsulas de Petri, en especies cultivables y malezas. Los usos potenciales de las resinas se estudiarán en base a la identificación de sus compuestos químicos mediante su extracción y análisis espectrales (CG-MS). A través de la determinación del poder calorífico, contenido de cenizas y de nitrógeno de la biomasa aérea de las especies, se evaluará su rendimiento energético para emplear como biocombustible sólido en la cogeneración eléctrica, mientras que con la aplicación del método fast pyrolysis y análisis por CG-MS, se determinará su aplicación o su posterior modificación de acuerdo a las características del bio-oil deseado. El destino energético de las especies propuestas permitiría iniciar de manera rápida la etapa de domesticación y puesta en cultivo, y avanzar en el desarrollo de aplicaciones industriales más sofisticadas, como el aprovechamiento de sus propiedades bioactivas o el desarrollo de productos industriales basados en sus metabolitos secundarios.

Especies nativas del Centro de Argentina: potencial agroindustrial y perspectivas para la producción de energía y biocombustibles

La región centro de Argentina posee una elevada riqueza de especies nativas y endémicas, con potencial valor agroindustrial. Flourensia campestris y F. oolepis (Asteraceae), conforman comunidades denominadas "chilcales". Son reconocidas por sus usos tradicionales como aromática, tintórea, medicinal y para leña -en especial raíz- y presentan potencial aplicación en la agroindustria como insecticida, antimicrobiana, antifúngica y aleloquímica. Trabajos realizados en nuestro laboratorio con extractos acuosos de hojas secas de F. campestris demostraron un potente efecto herbicida sobre semillas de Lactuca sativa. Mediante el fraccionamiento biodirigido por CC y técnicas espectrales (GC-MS, IR, 1H-RMN, 13C-RMN, 2D-RMN) se pudo identificar la estructura molecular del ácido hamanásico ((4S, 8S)–7–carboxi–8–hidroxi- 1(2), 12(13)-dien-bisaboleno). Su presencia en F. campestris, y su actividad biológica, no habían sido descriptos con anterioridad y sugieren un potencial herbicida natural. En ambas especies se puede apreciar a simple vista su alto contenido en resinas, compuestos propuestos para reemplazar a los hidrocarburos en la fabricación de pinturas, pegamentos y adhesivos. Estudios preliminares en nuestro laboratorio señalan un contenido de entre un 20-40 % de resinas en la biomasa aérea de Flourensia, sin embargo, no existen al presente estudios sobre su composición química ni sobre su potencial aplicación industrial. Por otro lado, el desarrollo de cultivos energéticos, para la generación de electricidad por combustión de biomasa, constituye uno de los objetivos principales dentro de las políticas de energías renovables a nivel nacional (programa GENREN) y mundial. Las especies con mayor aptitud deben poseer altas tasas de crecimiento y un alto grado de tolerancia de adversidades bióticas y abióticas, lo que permitiría cultivarlos en áreas marginales para la agricultura tradicional, hechos que coinciden con las especies de Flourensia en estudio. Asimismo, el tratamiento térmico o pirólisis de biomasa proveniente de la agricultura es una de las alternativas de reutilización de la misma con distintos fines. Este pasivo ecológico puede ser transformado en productos de alto valor agregado. En base a lo expuesto, el objetivo general de este proyecto es investigar en las dos especies vegetales endémicas de Argentina y abundantes en la provincia de Córdoba, las características de los metabolitos secundarios en relación a su potencial aplicación agroquímica (herbicidas naturales), la composición de sus resinas para uso industrial y su rendimiento como materia prima de alta densidad energética para la cogeneración de electricidad y producción de biocombustible, en función del desarrollo de una agricultura sustentable. Para ello, el proyecto propone incrementar el rendimiento de la purificación de ácido hamanásico e identificar y cuantificar su presencia en otros órganos de F. campestris y en F.oolepis, con el objetivo de evaluar su efecto herbicida, mediante bioensayos en cápsulas de Petri, en especies cultivables y malezas. Los usos potenciales de las resinas se estudiarán en base a la identificación de sus compuestos químicos mediante su extracción y análisis espectrales (CG-MS). A través de la determinación del poder calorífico, contenido de cenizas y de nitrógeno de la biomasa aérea de las especies, se evaluará su rendimiento energético para emplear como biocombustible sólido en la cogeneración eléctrica, mientras que con la aplicación del método fast pyrolysis y análisis por CG-MS, se determinará su aplicación o su posterior modificación de acuerdo a las características del bio-oil deseado. El destino energético de las especies propuestas permitiría iniciar de manera rápida la etapa de domesticación y puesta en cultivo, y avanzar en el desarrollo de aplicaciones industriales más sofisticadas, como el aprovechamiento de sus propiedades bioactivas o el desarrollo de productos industriales basados en sus metabolitos secundarios.

Infección de macrófagos con el Virus Encefalitis Saint Louis: efecto sobre el fenotipo celular y la apoptosis.

El virus Encefalitis Saint Louis (VESL) (género Flavivirus) experimenta una re-emergencia en la región central del país, con la ocurrencia de un brote en Córdoba y el aislamiento de cepas de distintos genotipos. Está demostrado que los Flavivirus neurotrópicos, como VESL, replican en macrófagos y células dendríticas, tanto en el tejido local como en nódulos linfáticos satélites, para luego llegar a torrente sanguíneo y ser transportados a sistema nervioso central. Es así que el nivel de viremia inicial es regulado por la depuración del virus que realizan los macrófagos. Estas células reconocen a los virus por medio de receptores de reconocimiento de patrones moleculares asociados a patógenos, que incluyen a los receptores Toll-like (TLR). La relación entre los TLR y los virus, se fundamenta en tres aspectos: 1) los TLR al ser estimulados por moléculas derivadas de virus activan vías de señalización que inducen la producción de citoquinas pro-inflamatorias, como TNF- , IL-1, 6, 8 y 18, INF-  y , que median la respuesta inmune antiviral; 2) las señales que dependen de los TLR median efectos inmunopatogénicos, como la apoptosis y la patogénesis del virus; 3) algunas estrategias terapéuticas o profilácticas antivirales se basan en la estimulación de los TLR mediante los respectivos agonistas. Como parte de la respuesta del macrófago a la infección viral, hay proliferación, diferenciación y muerte celular. A la hora de morir, estas células pueden seguir el camino que lleva a la necrosis o el de la apoptosis. Durante la activación de la respuesta inmune frente a antígenos extraños, la apoptosis es requerida para eliminar las células efectoras, una vez que han ejecutado su función y así evitar el desarrollo de procesos deletéreos para el huésped. Estudios realizados con distintos Flavivirus documentan el incremento de apoptosis de macrófagos durante la progresión de la infección y también su relación con la severidad de la patología. De acuerdo a los antecedentes expuestos, se formulan las siguientes hipótesis de estudio: 1-El fenotipo de activación del macrófago infectado con VESL está relacionado con el genotipo viral. 2-La clase de inmunomoduladores liberados y el grado de apoptosis de los macrófagos infectados con el VESL dependen del receptor de reconocimiento utilizado por el virus.El objetivo principal es caracterizar la respuesta inmune inducida en macrófagos infectados in vitro con diferentes genotipos de VESL. Para ello se plantean los siguientes objetivos específicos: 1-Determinar la capacidad de replicación de VESL en macrófagos.2-Evaluar la expresión de molécula de superficie, receptores y la producción de inmunomoduladores en macrófagos infectados con VESL.3-Analizar el impacto de la infección con VESL sobre la apoptosis de macrófagos.4-Correlacionar la expresión de antígenos de superficie, receptores, producción de inmunomoduladores, apoptosis y carga viral con el genotipo viral que infecta al macrófago.Se utilizará una línea línea celular mieloide U937 y cepas del VESL genotipo III, V y VII. Se estudiará la infección de las mismas y determinará la expresión de: CD14, CD16, CD54/ICAM-1, HLA-DR, Fas, R-TNF, CD86, IL4R, TLR2, TLR3, TLR4 y TLR7 por Citometría de Flujo. En el sobrenadante de los cultivos infectados se cuantificarán las concentraciones de IFN-, IFN-, TNF-, IL-1, IL-6, IL-8, IL-10, IL-12, IL-18 y TGF- por técnica de ELISA.Se determinará la apoptosis en los macrófagos infectados mediante marcación con Anexina V-Ficoeritrina y análisis de fragmentación del ADN.La emergencia de esta virosis en nuestro medio amerita abordar distintos aspectos de la respuesta inmune en esta infección. El conocimiento de las características de la activación del macrófago cuando se infecta con VESL, los inmunomoduladores liberados y el impacto de la infección sobre la apoptosis de ésta célula, aportaría posibles blancos para el diseño futuro de estrategias terapéuticas o profilácticas contra esta infección.

Evaluación de la interacción virus-hospedante-vector- endosimbiontes y su influencia en la transmisión del Mal de Río Cuarto en infecciones simples y mixtas con el Cereal Rhabdovirus.

El “Mal de Río Cuarto” es la enfermedad más importante del maíz en la Argentina. El agente causal es un fijivirus denominado Mal de Río Cuarto virus (MRCV). Se transmite únicamente a través de delfácidos (Hemiptera-Delphacidae) de forma persistente propagativa. Se han descripto diversas especies con demostrada capacidad vectora, entre ellos Delphacodes kuscheli Fennah y Toya propinqua Fieber. La primera es de gran importancia tanto por su abundancia en las zonas maiceras de nuestro país como por su eficiencia de transmisión mientras que T. propinqua es una especie cosmopolita que se encuentra ampliamente distribuida en toda el área productiva. Ambas especies poseen una demostrada capacidad de transmisión a cereales de grano fino, importantes epidemiológicamente por su rol como reservorios del virus y el vector en época invernal. Un aspecto que requiere especial atención es la aparición de una nueva virosis, un Cytorhabdovirus, en infecciones mixtas con MRCV en cereales de invierno en el sur de la provincia de Córdoba (región endémica del Mal de Río Cuarto). Al igual que este último el rhabdovirus se transmite por insectos delfácidos, por lo que sería relevante estudiar las posibles interacciones entre la coinfección por ambos patógenos y sus consecuencias en la transmisión del MRCV. La capacidad vectora puede estar afectada por diversos aspectos biológicos, entre los que se pueden mencionar el estadío del insecto al momento de la adquisición del virus, los niveles de concentración viral alcanzados en el organismo del vector, la existencia de barreras morfofisiológicas (como las membranas basales del intestino medio y glándulas salivales, y mecanismos de inmunidad innata) y la presencia de endosimbiontes. Se conoce que existen diferencias en la transmisión según el MRCV se adquiera como ninfa de primer o tercer estadío, por lo que se propone realizar estudios comparativos entre ambos grupos. Se plantea además evaluar el efecto de diferencias de concentración del MRCV en el organismo del insecto en la transmisión mediante RT-qPCR, en infecciones simples y mixtas. Se analizará la posible existencia de barreras morfofisiológicas observando el tropismo de las partículas virales en los tejidos del vector a través de inmunomicroscopía confocal y la activación diferencial de genes de inmunidad innata con RT-qPCR. Dado que existen antecedentes de la presencia de endosimbiontes, como Wolbachia pipientis en este grupo de insectos, se propone además estudiar la prevalencia de esta bacteria y analizar las cepas existentes en poblaciones de delfácidos del área maicera. Este objetivo es importante por dos razones. En primer lugar, W pipientis es ampliamente estudiada como potencial biocontrolador de vectores debido al fenómeno de incompatibilidad citoplasmática que expresa en sus hospedantes. En segundo lugar, esta bacteria influye en la eficiencia de transmisión de enfermedades ya que se conoce que los endosimbiontes producen proteínas denominadas simbioninas que protegen las partículas virales de la degradación enzimática durante su circulación por la hemolinfa. De este modo, la presencia de Wolbachia podría condicionar la replicación, estabilidad y persistencia de las partículas virales en insectos vectores, fenómenos comprobados para otros patosistemas. Este proyecto tiene como objetivo final profundizar los conocimientos acerca del fenómeno de la transmisión viral y establecer bases para el manejo integrado del vector y la enfermedad.

Caracterización biológica y molecular de un rhabdovirus causal de mosaico estriado amarillo, en maíz (Zea mays L.) en la provincia de Córdoba.

La familia Rhabdoviridae incluye varios patógenos económicamente importantes de cultivos, entre los más de 70 virus que afectan plantas. Estos últimos se clasifican en los géneros Cytorhabdovirus y Nucleorhabdovirus, dependiendo de si producen inclusiones en el espacio perinuclear, o si desarrollan viriones citoplasmáticos. Los integrantes de esta familia infectan gran cantidad de monocotiledóneas y dicotiledóneas y la mayoría son dependientes de transmisión por insectos. Las interacciones virus-vector son altamente específicas, y se ha registrado la replicación en insectos, del rhabdovirus que transmiten a las plantas. Cada especie de rhabdovirus induce un amplio espectro de síntomas en sus plantas huéspedes, y estos van desde la falta de efectos discernibles hasta la muerte total de la planta. El maíz (Zea mays L.) es el cultivo más ampliamente distribuido a nivel mundial y uno de los principales cultivos de cereales, ubicándose tercero en el ranking de producción en el mundo. En maíz se ha citado la presencia de varios rhabdovirus, entre estos American wheat striate mosaic virus (AWSMV), Cereal chlorotic mottle virus (CCMV), Maize mosaic virus (MMV), Maize sterile stunt virus (strains of Barley yellow striate virus), Northern cereal mosaic virus (NCMV) y Maize fine streak virus (MFSV). Ninguno de ellos reportado en Argentina. Desde 2001 un rhabdovirus es observado, por sintomatología y microscopía electrónica, en plantas de maíz de diferentes localidades de la provincia de Córdoba. Esta virosis pudo ser transmitida en dos oportunidades a plantas de maíz sanas mediante Peregrinus maidis y logró amplificarse mediante RT-PCR con iniciadores degenerados, el gen de la polimerasa L. Nuestra hipótesis es que el agente causal de la sintomatología de mosaico estriado amarillo en maíz sería un rhabdovirus emergente en Argentina, diferente de Maize mosaic virus (MMV), transmitido por delfácidos, que puede aislarse y mantenerse en condiciones controladas. El objetivo del presente trabajo es generar conocimientos biológicos, moleculares y epidemiológicos sobre el agente causal de la sintomatología en maíz de mosaico estriado amarillo. Para ello se colectarán plantas de maíz con sintomatología de mosaico estriado amarillo, en distintas localidades donde se presente la sintomatología. Las muestras se observarán al microscopio electrónico en cortes ultrafinos y en “leaf dip". Los viriones se purificarán, extraerá el RNA de los mismos, y obtendrá la secuencia de nucleótidos, para compararla con otras publicadas de virosis vegetales y se obtendrán homologías. Se realizarán transmisiones experimentales de esta virosis, por incisiones vasculares y mediante el empleo de diferentes especies de insectos vectores. Importancia del proyecto El avance de patógenos tropicales hacia zonas templadas es una de las causas de la aparición de las virosis emergentes, que se caracterizan por producir epifítias al ingresar a nuevos ecosistemas. El Maize mosaic virus (MMV) es un rhabdovirus que produce una de las virosis más importantes del maíz en el continente americano. Determinar la identidad del agente etiológico del mosaico estriado amarillo y establecer su relación con MMV es fundamental para desarrollar medidas proactivas y diseñar estrategias de manejo de esta nueva enfermedad.

Riego por goteo con efluentes urbanos, uso de biosolidos y cobertura del suelo en la produción de ajo

En el mercado mundial del ajo, China participa con 78%, mientras que Argentina se ubica en segundo lugar, con 7 %. El agua dulce es un recurso cada vez más escaso. El riego por goteo tiene una eficiencia del 85 - 95 %. Los efluentes urbanos ofrecen agua para riego, son fuente de nutrientes y de materia orgánica para los cultivos. Los biosólidos son materiales orgánicos ricos en nutrimentos derivados del tratamiento de las aguas negras y pueden ser reutilizados en agricultura. El uso de coberturas del suelo, mejoran la infiltración, aumentan la retención de humedad y evitan la acción directa del sol sobre el mismo. Los ensayos se realizarán en el campo de la Planta Piloto de tratamiento de efluentes urbanos, ubicada en la Universidad Nacional de Río Cuarto durante dos ciclos. El ajo se plantará a principios de Abril, en plano, distanciados 0.30 m entre hileras y 0.10 m sobre la hilera, a una densidad de 33 plantas m-2 y será regado por goteo con efluentes tratados. El diseño experimental será en bloques completos al azar con cinco tratamientos y cuatro repeticiones: 1) Biosólidos (7 tha-1) + herbicida; 2) Biosólido (14 tha-1) + herbicida; 3) Suelo con cobertura de 2 Kgm2 de paja de trigo + herbicida, 4) Suelo con cobertura de 2 Kgm2 de paja de trigo, sin herbicida y 5) Testigo (suelo desnudo + herbicida). A cosecha se evaluará materia seca acumulada y presencia-ausencia de Escherichia coli y Salmonella sp. Posterior a los 60 días de almacenamiento se procesarán los bulbos para evaluar rendimiento y calidad comercial. Los datos se analizarán estadísticamente aplicando ANAVA y test Duncan ( = 0,05) si existen diferencia entre medias. El presente trabajo tiene por objetivo evaluar el efecto sobre el rendimiento, la calidad comercial y sanitaria del cultivo de ajo regado con efluentes y verificar el comportamiento de la cobertura del suelo. Se pretende una utilización racional del recurso hídrico y una producción aceptable de ajo atendiendo parámetros agronómicos y calidad alimentaria.

CREACIÓN DE RECURSOS INFORMÁTICOS PARA LAS LENGUAS MINORITARIAS MOCOVÍ Y QUECHUA

El contacto lingüístico entre diferentes comunidades en la Argentina produce una situación de diglosia que desplaza a las lenguas dominadas a favor de la dominante, en este caso, el castellano. Esta situación ha llevado a la extinción de muchas lenguas, y otras varias se encuentran en proceso de desaparición [http://www.ethnologue.com/show_country.asp?name=AR]. Con la muerte de estas lenguas no sólo se pierde un vasto bagaje cultural, sino que las comunidades indígenas se ven privadas de un elemento esencial para reafirmar su identidad y adaptarse a su medio socio-cultural. El objetivo último de este proyecto es contribuir a detener y, en lo posible, revertir estos procesos de extinción de las lenguas. Para ello, nos proponemos formalizar algunas lenguas indígenas de la Argentina para su tratamiento automático en aplicaciones computacionales que faciliten la producción lingüística, como por ejemplo la traducción automática de y hacia el castellano, ayudas a la redacción o facilitación translingüística. Este tipo de aplicaciones, además de contribuir a la preservación y multiplicación de usos de las lenguas aborígenes, facilitará que las comunidades se apropien de los procesos de inclusión digital, cuando éstos se implementen en su lengua materna. Por lo ambicioso de sus objetivos, este es un proyecto a largo plazo y con este subsidio que estamos solicitando abordaríamos el desarrollo de su fase inicial. Trabajaremos inicialmente con dos lenguas indígenas del territorio argentino que han sido bien descriptas a nivel lingüístico: el mocoví y el quechua, con la intención de extenderlo al mapundungun. A partir de las descripciones lingüísticas, propondremos una formalización computacional para cada una de estas lenguas, tratando de crear un núcleo común que facilite la adaptación de las aplicaciones computacionales a las diferentes lenguas. En una fase posterior del proyecto, la metodología y núcleo común consolidados para estas lenguas y dominios facilitarán el traslado de las aplicaciones a otras lenguas indígenas y a otros dominios semánticos. En esta fase inicial trabajaremos con aplicaciones de dominios semánticos restringidos, ya que se requiere mucho tiempo y esfuerzo para lograr un buen funcionamiento en aplicaciones de dominio general. Dos dominios en que consideramos sería beneficioso trabajar son la salud (concentrándonos por ejemplo en la información escrita sobre la prevención e higiene) y la agricultura (concentrándonos en información escrita relacionarse con el riego, la rotación de cultivos, etc). Sin embargo, planeamos hacer la elección final de dominios conjuntamente con organizaciones activas en la problemática abordada. Se trabajará a partir de datos recolectados por los propios investigadores implicados, así como datos producidos por otros proyectos, como por ejemplo los del DILA [http://www.caicyt.gov.ar/DILA], o los del proyecto Avenue [http://www.cs.cmu.edu/~avenue/].

PARTICIPACIÓN DEL RECONOCIMIENTO INMUNE INNATO EN LA RESPUESTA DE CARDIOMIOCITOS DURANTE LA INFECCIÓN EXPERIMENTAL CON TRYPANOSOMA CRUZI. Characterization of the cardiac innate immune response during Trypanosoma cruzi experimental infection.

La enfermedad de Chagas, causada por Trypanosoma cruzi, constituye la principal miocarditis infecciosa a nivel mundial. Crecientes evidencias revelan que la respuesta inmune innata tendría un rol determinante en la fisiopatología de las enfermedades cardiovasculares. La inmunidad innata es la primera línea de defensa, no específica, preprogramada para combatir agentes infecciosos. Este sistema censa la presencia de antígenos extraños a través de los receptores tipo toll (TLR) produciendo citoquinas y activando mecanismos microbicidas. Sin embargo, los TLRs también se hayan distribuidos en las células parenquimales no inmunes, jugando un importante rol tanto en la defensa como en la homeostasis de cada tejido. Durante la etapa aguda de la infección, el T. cruzi invade y se replica dentro de una amplia variedad de células y tejidos. Pero posteriormente, los parásitos son efectivamente eliminados de la mayoría de los tejidos persistiendo durante toda la vida en las células del músculo cardíaco y esquelético de los pacientes infectados. Debido a que el mantenimiento de la célula cardíaca infectada es crítica para la patogénesis de la enfermedad, los mecanismos que participan en la sobrevida de los cardiomiocitos están siendo foco de nuestro estudio. Hemos demostrado, que la infección ejerce efectos antiapoptóticos sobre células cardíacas aisladas. Nuestra hipótesis es que la inmunidad innata cardíaca estaría involucrada en el mantenimiento de la sobrevida de los miocitos así como en la defensa contra el parásito. Objetivo general: determinar la participación de la respuesta inmune innata cardíaca en el desarrollo de la enfermedad de Chagas experimental murina. Objetivos específicos: 1) Analizar el compromiso de TLRs en la respuesta anti-apoptótica y de autofagia de cardiomiocitos aislados de ratones salvajes y de ratones deficientes en TLR4, TLR2 y en MyD88, molécula adaptadora de la señalización por TLRs, sometidos a la infección con el parásito. 2) Determinar la importancia de la actividad cisteín proteasa parasitaria en el grado de infectividad y la sobrevida de cultivos primarios de ratones salvajes infectados con parásitos transgénicos que poseen disminuída o nula actividad cisteín proteasa. 3) Establecer la cinética de expresión de TLR2/TLR6, TLR4 y TLR9, factores antiapoptóticos (Bcl-2, Bcl-xL, etc.), daño cardíaco y la carga parasitaria en el tejido cardíaco de ratones infectados salvajes y/o deficientes antes mencionados. Materiales y Métodos: Los animales serán infectados i.p. con 5x103 parásitos y se determinará la cinética de expresión de los mediadores mencionados por western blot e inmunofluorescencia, la carga parasitaria será determinada por qRT-PCR. Como controles se procesarán animales inyectados con solución salina. En cultivos primarios de cardiomiocitos de ratones neonatos salvajes y deficientes infectados se estudiará la carga parasitaria, la activación de los mecanismos microbicidas (producción de óxido nítrico, metabolitos reactivos del oxígeno y del nitrógeno, ciclooxigenasa, etc.), producción de citoquinas y expresión de moléculas anti-apoptóticas (Bcl-2, Bcl-xL, Bax, etc.). Se explorará la tasa de apoptosis en cultivos deprivados de suero. La autofagia se analizará por microscopia electrónica. Cultivos controles serán mantenidos en medio o tratados con ligandos de los diferentes TLRs. Resultados preliminares sugieren que tanto TLR2 como Bcl-2 se incrementan en tejido cardíaco infectado. Esto nos lleva a profundizar en los mecanismos observados en cultivos y estudiarlos en un modelo in vivo, analizando la posible importancia que tiene la inmunidad innata cardíaca en el control del establecimiento de la infección. La comprensión de los mecanismos que mantienen la sobrevida de los cardiomiocitos y su respuesta a la infección es importante ya que el conocimiento de las bases moleculares es fundamental para el desarrollo de nuevos agentes quimioterapéuticos. Chagas disease is endemic in Central and South America and causes the most common myocarditis worldwide. We have previously reported that the cardiotrophic parasite Trypanosoma cruzi, its etiological agent, protects cardiomyocytes against apoptosis induced by growth factor deprivation activating the PI3K/Akt and MEK1/ERK signaling pathways. Recent studies have shown that local innate immunity plays a key role in initiating and coordinating homeostatic as well as defense responses in the heart. One of the mechanisms by which the innate immune system senses the presence of foreign antigens is through TLRs. The stimulation of these receptors leads to the activation and nuclear translocation of NF-kB transcription factor and the production of cytokines. Proinflammatory cytokines, in turn, appear to play a central role in the orchestration and timing of the intrinsic cardiac stress response providing, under different situations, instantaneous anti-apoptotic cytoprotective signals, which allow tissue repair and/or remodeling. The aim of the present project is to study the cardiomyocyte innate immune responses to T. cruzi infection and its role in target cell protection from apoptosis. Specific objectives: 1) Study the mechanism triggered by TLR in the anti-apoptotic response and parasite load of infected cardiomyocyte primary cultures from wild type and mice deficient in TLR2, TLR4 or MyD88. 2) Determine the effect of parasite cisteín protease activity on primary cultures from wild type mice. 3) Determine the TLR signaling-involvement in parasite load and survival indicators in deficient mice. Preliminary results showed us that cardiac-TLR2 may be involved in the anti-apoptotic effect elicited by the parasite and prompted us to establish the mechanisms triggered by the innate immunity that mediate parasite persistence within the host cell.

DESARROLLO DE APLICACIONES ESTADÍSTICAS PARA LA AGRICULTURA DE PRECISIÓN. STATISTICAL APPLICATIONS FOR PRECISION AGRICULTURE

A partir de las últimas décadas se ha impulsado el desarrollo y la utilización de los Sistemas de Información Geográficos (SIG) y los Sistemas de Posicionamiento Satelital (GPS) orientados a mejorar la eficiencia productiva de distintos sistemas de cultivos extensivos en términos agronómicos, económicos y ambientales. Estas nuevas tecnologías permiten medir variabilidad espacial de propiedades del sitio como conductividad eléctrica aparente y otros atributos del terreno así como el efecto de las mismas sobre la distribución espacial de los rendimientos. Luego, es posible aplicar el manejo sitio-específico en los lotes para mejorar la eficiencia en el uso de los insumos agroquímicos, la protección del medio ambiente y la sustentabilidad de la vida rural. En la actualidad, existe una oferta amplia de recursos tecnológicos propios de la agricultura de precisión para capturar variación espacial a través de los sitios dentro del terreno. El óptimo uso del gran volumen de datos derivado de maquinarias de agricultura de precisión depende fuertemente de las capacidades para explorar la información relativa a las complejas interacciones que subyacen los resultados productivos. La covariación espacial de las propiedades del sitio y el rendimiento de los cultivos ha sido estudiada a través de modelos geoestadísticos clásicos que se basan en la teoría de variables regionalizadas. Nuevos desarrollos de modelos estadísticos contemporáneos, entre los que se destacan los modelos lineales mixtos, constituyen herramientas prometedoras para el tratamiento de datos correlacionados espacialmente. Más aún, debido a la naturaleza multivariada de las múltiples variables registradas en cada sitio, las técnicas de análisis multivariado podrían aportar valiosa información para la visualización y explotación de datos georreferenciados. La comprensión de las bases agronómicas de las complejas interacciones que se producen a la escala de lotes en producción, es hoy posible con el uso de éstas nuevas tecnologías. Los objetivos del presente proyecto son: (l) desarrollar estrategias metodológicas basadas en la complementación de técnicas de análisis multivariados y geoestadísticas, para la clasificación de sitios intralotes y el estudio de interdependencias entre variables de sitio y rendimiento; (ll) proponer modelos mixtos alternativos, basados en funciones de correlación espacial de los términos de error que permitan explorar patrones de correlación espacial de los rendimientos intralotes y las propiedades del suelo en los sitios delimitados. From the last decades the use and development of Geographical Information Systems (GIS) and Satellite Positioning Systems (GPS) is highly promoted in cropping systems. Such technologies allow measuring spatial variability of site properties including electrical conductivity and others soil features as well as their impact on the spatial variability of yields. Therefore, site-specific management could be applied to improve the efficiency in the use of agrochemicals, the environmental protection, and the sustainability of the rural life. Currently, there is a wide offer of technological resources to capture spatial variation across sites within field. However, the optimum use of data coming from the precision agriculture machineries strongly depends on the capabilities to explore the information about the complex interactions underlying the productive outputs. The covariation between spatial soil properties and yields from georeferenced data has been treated in a graphical manner or with standard geostatistical approaches. New statistical modeling capabilities from the Mixed Linear Model framework are promising to deal with correlated data such those produced by the precision agriculture. Moreover, rescuing the multivariate nature of the multiple data collected at each site, several multivariate statistical approaches could be crucial tools for data analysis with georeferenced data. Understanding the basis of complex interactions at the scale of production field is now within reach the use of these new techniques. Our main objectives are: (1) to develop new statistical strategies, based on the complementarities of geostatistics and multivariate methods, useful to classify sites within field grown with grain crops and analyze the interrelationships of several soil and yield variables, (2) to propose mixed linear models to predict yield according spatial soil variability and to build contour maps to promote a more sustainable agriculture.