Estudio de las modificaciones conformacionales y su influencia en la actividad inmunológica de péptidos derivados de las familias de las proteínas spect-1 y -2, siap-1 y -2 de plasmodium falciparum

SPECT-1 y -2 y SIAP-1 y -2 son proteínas pertenecientes al esporozoíto de Plasmodium falciparum causante de la malaria más agresiva en los humanos. Estas proteínas están involucradas en el paso del parásito a través de las células del hospedero humano y en la invasión del hepatocito, haciéndolas blancos atractivos para ser estudiadas. Péptidos conservados de alta capacidad de unión (cHABPs) a células HeLa y HepG2 derivados de estas moléculas son no inmunogénicos porque son incapaces de generar una respuesta inmunitaria, pero son claves para el parásito porque cumplen una función importante durante la infección del hospedero humano. En este trabajo se encontró que algunos cHABPs pertenecientes a las proteínas SPECT-1 y -2, están posiblemente involucrados con la unión y formación de poros sobre la membrana de las células hospederas, ayudando al esporozoíto a abrirse paso través de las células del hospedero. Por otro lado, con el fin de cambiar el comportamiento inmunológico de cHABPs derivados de SPECT-1 y -2 y SIAP-1 y -2, se obtuvieron nuevos péptidos mediante el reemplazo de aminoácidos críticos por otros residuos cuya masa molecular sea similar, pero diferente en su polaridad. En este trabajo se reporta que dichas modificaciones promovieron cambios en la estructura secundaria (determinada por DC o 1H-RMN) de los péptidos modificados (mHABPs) cuando se comparó con la estructura de los cHABPs nativos; adicionalmente, estos mHABPs invirtieron su comportamiento inmunológico convirtiéndose en péptidos inmunogénicos inductores de anticuerpos. Lo que permite establecer la existencia de una relación entre la estructura que adoptan estos mHABPs con su actividad inmunológica. Además, algunos de los mHABPs estudiados aquí, pueden ser candidatos a ser incluidos en la vacuna contra la malaria químicamente sintetizada multi-epitope y multi-estadio que se está desarrollando en la Fundación Instituto de Inmunología de Colombia (FIDIC).

Excreción de promastigotos de Leishmania pifanoi por Lutzomyia youngi experimentalmente infectada

Se describe el desarrollo poblacional promastigótico de Leishmania pifanoi en Lutzomyia youngi experimentalmente infectada y mantenida con sacarosa al 50% bajo condiciones constantes de temperatura y humedad. Se reconocen dos etapas para la diferenciación y el crecimiento de los parásitos entre las dos y ciento veinte horas postprandiales. Hasta 48 horas tiene lugar la diferenciación pleomórfica de amastigotos en promastigotos cortos, que se multiplican por división binaria hasta las 60 horas, cuando ocurre la ruptura de la membrana peritrófica. La segunda etapa tiene lugar entre las 72 y 96 horas cuando algunos parásitos migran hacia la válvula esofágica y los demás parásitos libres son excretados en gotitas fecales como promastigotos grandes y activos. Las primeras gotitas excretadas dan reacción positiva a glucosa o contienen cristales de urato. El exceso de promastigotos de la segunda fase de desarrollo es eliminado en las últimas excretas que dan reacción positiva con las pruebas Hemoscreen y Biuret para proteínas totales y también para glucosa, y constituyen el 82% del total de gotas excretadas. La excreción de parásitos por Lu. youngi es fase normal del desarrollo de L. pifanoi en un vector.

Anticuerpos anti-glicoesfingolípidos

Los glicoesfingolípidos (GSL) son moléculas anfipáticas, componentes de la membrana plasmática. La porción hidrofóbica, formada por un aminoalcohol de cadena larga N-acilado (ceramida), se inserta en la bicapa lipídica; mientras que la porción hidrofílica, muy variable y expuesta al medio extracelular, está compuesta por uno o varios azúcares. Como grupo son moléculas ubicuas, aunque existe especificidad en el contenido de GSL de ciertos tipos celulares y de tejidos. Estas características hicieron que estos compuestos fueran considerados como moléculas potencialmente claves en el reconocimiento celular. GSL han sido implicados en procesos de interacción célula-célula y de reconocimiento celular por toxinas y anticuerpos. GSL portando determinadas estructuras en el oligosacárido han sido identificados como antígenos de grupo sanguíneo y antígenos específicos de tumores. Más recientemente, GSL han sido propuestos como antígenos en neuropatías autoinmunes asociadas y no asociadas a gamopatías. Anticuerpos anti-GSL dirigidos contra heteroantígenos, tales como el antígeno de Forsmann y GSL de insectos o contra autoantígenos, como gangliósidos, son parte del repertorio normal de anticuerpos en el ser humano. Objetivos Generales: Nuestro laboratorio tiene como línea de investigación el estudio de anticuerpos anti-GSL en procesos patológicos. Estamos interesados tanto en aspectos básicos, como caracterización, origen y rol patológico en la enfermedad, como en aplicados: diagnóstico y monitoreo de terapias.

Regulación del transporte de iones a través de membranas biológicas: El transporte activo Na/K y el contratransporte Na/Ca

El contra-transporte Na-Ca presente en células excitables es un sistema que, reversiblemente, puede introducir Ca de las células en intercambio por Na. La energía requerida para el transporte de Ca en contra de su gradiente electroquímico es provista por el gradiente de Na generado por la actividad de la Na+, K+- ATPasa. Por ello, aunque estos dos mecanismos funcionan independientemente uno del otro, están íntimamente ligados en la gestión integradora de la homeostasis iónica celular. (...) El presente plan consiste en dos subproyectos que estudiarán dos sistemas de transporte de cationes a través de la membrana celular estrechamente ligados entre sí. Estos son el contratransporte Na/Ca y el transporte activo Na/K que a su vez provee de energías (el gradiente de Na) para el funcionamiento del primero. Los estudios enfatizarán la regulación metabólica, su relevancia en la maduración y diferenciación celular y los intermediarios en los ciclos de reacción. (I) Subproyecto de Intercambio Na/Ca: Los objetivos que se persiguen son: (i) avanzar en la propiedades del sitio activador externo para cationes monovalentes (SAECM); (ii) analizar el ciclo de reacción en base a las propiedades del ciclo único tratando de establecer la cinética del sistema de unión de ligandos transportados (secuencial o ping pong); (iii) analizar el/los mecanismos asociados a la estimulación por MgATP. Si la fosforilación por ATP es requerida, identificar las reacciones y estructuras involucradas. Las preparaciones a utilizar incluyen células nerviosas en cultivo, vesículas de esas células y vesículas de cerebro total y de miocardio. (II) Transporte activo Na/K: el propósito es proveer información relevante al debate respecto del mecanismo por el cual K estimula la reacción de intercambio fosforil entre ATP y ADP y revierte la inhibición por Na exterior de la actividad Na-ATPasa, de la deforilación de E2P y del intercambio ATP-ADP. La preparación a utilizar será la Na+, K+- ATPasa purificada; la ubicación topográfica de sitios de interacción se efectuará utilizando la enzima incorporada en liposomas.

Procesos de separación con membranas

El uso de membranas semipermeables representa una tecnología importante para resolver problemas de separación, concentración y/o purificación de distintas sustancias presentes en una mezcla, utilizada frecuentemente en naciones desarrolladas y no explotada convenientemente en nuestro país. El bajo costo energético y escasa agresividad térmica derivados de su utilización la convierte en una técnica de gran interés en procesos de separación ligados a la industria alimenticia y biotecnológica, tal como lo demuestra la variedad de aplicaciones en este campo generadas en la última década. En este proyecto se propone estudiar el proceso de separación de una manera integral, analizando a) la síntesis de membranas poliméricas; b) la simulación y caracterización de su funcionamiento y c) su aplicación a procesos de interés regional. Las membranas se sintetizarán a partir de polisulfonas por el método de inversión de fases. Se caracterizarán por medio de determinaciones morfológicas y de funcionamiento (permeabilidad, selectividad, MWCO). A partir de mosaicos generados en la computadora, se elaborará un modelo para simular el funcionamiento de la membrana y el proceso de ensuciamiento que la misma sufre durante su operación. Los resultados del modelo serán verificados con datos experimentales obtenidos a partir de las membranas sintetizadas y de algunas membranas inorgánicas disponibles en el mercado. Finalmente, tanto las membranas poliméricas obtenidas como una variedad de membranas inorgánicas comerciales, serán utilizadas para el tratamiento del efluente acuoso de una industria oleaginosa de la región. En estos ensayos se determinará la influencia de distintas variables operativas (presión, temperatura, caudal) sobre la capacidad de separación y la selectividad de las diferentes membranas, decidiendo las condiciones y características que optimicen el proceso de purificación.

Estudios de diferentes aspectos en reproducción de mamíferos

La fecundación involucra una secuencia de interacciones complejas entre los gametos masculino y femenino quienes se unen para crear un nuevo individuo con características diferentes a la de los padres. Este modo de reproducción surgió durante la evolución y se ha mantenido en los mamíferos. Los espermatozoides dejan el testículo y maduran en el epidídimo para poder fecundar el óvulo. El espermatozoide se adhiere y penetra la matriz extracelular del óvulo, la zona pelúcida, para luego fusionarse con la membrana plasmática del óvulo (oolema). En contraste con los bien conocidos mecanismos moleculares de la interacción entre el espermatozoide y la zona pelúcida, poco se conoce acerca de las moléculas implicadas en la fusión entre las membranas plasmáticas del espermatozoide y el óvulo. Este proyecto tiene como objetivo indagar los mecanismos involucrados en el proceso de fecundación. El trabajo pondrá particular énfasis en: 1) Estudiar la participación de los carbohidratos en el mecanismo de fusión entre las membranas plasmáticas del espermatozoide y el óvulo en diferentes especies de animales (sub-proyecto "A"). 2) Determinar las causas de las barreras reproductivas entre dos grupos de roedores silvestres de especiación muy reciente (sub-proyecto "B").

Manipulación acustica del orden y dinámica molecular en estructuras mesomorficas de organización lamelar. Acoustic manipulation of molecular order and dynamics in mesomorphic structures of lamellar organization.

El control de propiedades hidrodinámicas capaces de influir en la mecánica de ruptura y poración de sistemas lamelares o membranas es de fundamental interés para diferentes aplicaciones biotecnológicas. Resulta de particular interés la conexión entre los procesos microscópicos relacionados al tipo de moléculas o unidades básicas, el orden determinado en el auto-ensamblado de las mismas y la dinámica local del sistema, con las propiedades físicas que determinan el comportamiento macroscópico bajo estimulación acústica. Resultados logrados recientemente sugieren la existencia de resonancias hidrodinámicas que podrian ser utilizadas para lograr la inestabilidad del sistema a baja potencia acústica. Se realizaran estudios experimentales utilizando principalmente técnicas que combinan resonancia magnética nuclear (RMN) y la sonicación de la muestra. También se realizarán estudios teóricos y simulaciones numéricas que permitan modelar los sistemas bajo estudio. Se propone dar continuidad al desarrollo de una técnica de relaxometría magnética nuclear en la cual se estimula acústicamente a la muestra durante el proceso de relajación magnética nuclear, y continuar la implementación de técnicas de RMN con resolución espacial que permitan complementar los estudios mencionados. Se espera comprender los mecanismos físicos que determinan la estabilidad de fases lamelares, logrando un modelo verificable y consistente que permita relacionar las propiedades mecánicas e hidrodinámicas con las propiedades de orden y dinámica molecular. Asimismo, se espera lograr avances en el desarrollo de las técnicas experimentales involucradas. La importancia del proyecto radica en el enfoque del problema. A diferencia de casi la totalidad de los estudios reportados, nuestro interés se enfoca en mecanismos de interacción entre la membrana y el campo acústico que sean eficientes a baja potencia acústica, en un régimen donde los gradientes térmicos y la cavitación sean despreciables.

Interacciones Transitorias de Proteínas Solubles con Membranas Lipídicas. Transient interactions of soluble proteins with lipid membranes.

La transferencia de proteínas solubles a la interfase de la membrana lipídica es un paso clave en varios procesos celulares. Esta traslocación resulta en un importante cambio en el ambiente de la proteína con consecuencias sobre su conformación, estabilidad y actividad biológica. En este proyecto estudiamos las condiciones que determinan la unión a la membrana, particularmente el balance entre interacciones electrostáticas e hidrofóbicas, y los factores que determinan la conformación, estabilidad y dinámica de la proteína en interfaces. Particularmente, estudiaremos la interacción con membranas de la proteína transportadora de ácido cólico de hígado de ave L-BABP, la proteína beta-2 glicoproteína humana y la proteína asociada a microtúbulos SL21. Hemos encontrado que el estado de fase del lípido determina la conformación y estabilidad de L-BABP unida periféricamente. En este proyecto estudiaremos la naturaleza de las interacciones que determinan esta dependencia. beta-2 glicoproteína humana se une a membranas aniónicas e induce cambios estructurales en el lípido cuando ocurre la transición al estado desplegado de la proteína. El proyecto contempla estudiar comparativamente las interacciones del estado nativo y parcialmente desplegado de beta-2 glicoproteína con membranas. Estudiaremos los cambios conformacionales de proteínas y lípidos utilizando espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de emisión de fluorescencia y espectroscopia de dicroísmo circular (CD). Utilizaremos calorimetría diferencial de barrido (DSC) para estudios de estabilidad y espectroscopia de fosforescencia para estudiar dinámica rotacional de proteínas en la membrana.

Implicacions del factor tissular en l'activació plaquetària: mecanismes d'acció

La formació de trombus està mediada per dos sistemes paral•lels: el sistema de la coagulació i agregació plaquetària. El prinicipal inciador de la cascada de la coagulació in vivo és el factor tissular (FT). La hipòtesi del present treball és que el FT és capaç d’induir agregació i activació plaquetària independentment del seu paper en la coagulació. Mitjançant estudis d’agregació hem vist que el FT indueix activació i agregació plaquetària. A més també hem pogut veure que en un sistema que simula el flux sanguini, les plaquetes són capaces d’adherir-se a una superfície coberta per FT, de manera similar al que s’espera en una placa ateroscleròtica trencada. Hem trobat que el FT indueix activació plaquetària per vies de senyalització que involucren la PKC, PI3K, tirosin quinases i Ser/Tre fosfatases. Per últim hem generat una línia cel•lular que expressa FT a la membrana. Aquesta línia cel•lular permetrà futurs estudis de la funció del FT en la seva forma nativa, és a dir, com a proteïna transmembrana enlloc de proteïna soluble purificada. En resum, aquests estudis han permès veure com el FT és capaç d’activar directament les plaquetes i induir la seva agregació jugant així un doble paper en els mecanismes de trombosi i hemostàsia.

Anàlisi del metabolisme lipídic de saccharomyces cerevisiae en fermentacions a baixes temperatures

El objetivo de este trabajo se centró en mejorar el comienzo de las fermentaciones a bajas temperaturas (13ºC ) por parte de Saccharomyces cerevisiae. Generalmente las bajas temperaturas ocasionan largas fases de latencia, fermentaciones lentas e incluso paradas. Primeramente se evaluaron las consecuencias de la conservación en condiciones inadecuadas de la levadura seca activa; analizando las alteraciones de los lípidos de la membrana y la repepercusión sobre la viabilidad i vitalidad. La fluidez de la membrana se determinó por ansinotropía y también se estudió la composición lipídica. En análisis estadísticos se vió una correlación alta y positiva entre ácidos grasos insaturados y la vitalidad de las levaduras a 13ºC por lo que se decidió utilizar la adición de diferentes ácidos grasos en precultivos. Seguidamente se determinó la viabilidad, capacidad fermentativa a 13ºC y la composición lipídica. Posteriormente se trabajó con la mejora de la tolerancia al estrés por bajas temperaturas seleccionando entre diferentes cepas vínicas comerciales del género Saccharoyces la especie con mejor capacidad fermentativa a 13ºC. Se estudiaron los efectos de un precultivo a bajas temperaturas comparándolo con una temperatura control sobre diferentes parámetros cinéticos y correlacionando con la composición lipídica. Finalmente, se estudió la mejora por deleción de genes del metabolismo de los fosfolípidos. La supresión de determinados genes tiene resultados favorables o desfavorables sobre la vitalidad de las células a 25ºC y a 13ºC. Se determinaron los tiempos de generación y se realizaron goteos sobre medio sólido. Por último se analizó el efecto de la supresión de los genes sobre la síntesis de las diferentes familias de fosfolípidos.

Recidiva de distrofias estromales corneales tras queratoplastia

Objectiu: valorar l'índex de recidiva simple o recidiva clínicament significativa dels diferents tipus de distròfies estromals anteriors en empelts corneals després cirurgia de queratoplàstia. Material i mètodes: S'ha realitzat una revisió retrospectiva del 1954 al 2008 al Centre d'Oftalmologia Barraquer, identificant a tots els pacients diagnosticats de distròfia corneal estromal anterior i de la membrana de Bowman (Distròfia de Reis Bücklers, Distròfia Granular, Distròfia reticular, distròfia macular) que han estat intervinguts de queratoplàstia penetrant (QP) o queratoplàstia laminar (QL). S'han utilitzat estadístics descriptius i la funció de supervivència amb les corbes de Kaplan Meier per dur a terme l'anàlisi de la mostra. Resultats: La mostra total del nostre estudi ha estat de 109 ulls de 66 pacients amb distròfies estromals anteriors operats de queratoplàstia: 8 casos de distròfies de la capa de Bowman (6 ulls amb CDRB o CDB-I (distròfia de Reis Bücklers), i 2 ulls amb CDTB o CDB-I (distròfia de Thiel Behnke)), 19 casos de distròfies granulars (CDG), 53 casos de distròfia de lattice (CDL) i 29 casos de distròfia macular (CDM). Amb un llarg de temps de seguiment (75-180 mesos de mitjana), la recurrència simple ha estat del 33% dels casos de CDRB amb 46 mesos de temps mitjà de supervivència, del 58, 8% dels casos de CDG amb 74.6 mesos de supervivència, el 41'5% de les CDL amb 106 mesos de supervivència i en el 10% dels casos amb CDM amb 96 mesos de temps mitjà de supervivència. La recurrència clínicament significativa es va manifestar en la seva majoria en els casos de CDL i CDG amb un temps mitjà de supervivència de 127.6 mesos i 124.1 mesos respectivament. El símptoma principal d'aquestes manifestacions clíniques va ser la disminució de la AV. Conclusió: La queratoplàstia penetrant és un tractament clàssic eficaç per als casos de distròfies estromals anteriors simptomàtics, amb opacitats profundes en l'estroma o fracàs previ d'altres teràpies menys invasives com la PTK. Com és d'esperar, per la seva origen genètic, l'aparició de recurrència de la distròfia després del trasplantament existeix i s'incrementa amb el major temps de seguiment. La tendència d'aquesta recidiva és a presentar inicialment en el pla cornial epitelial i requereix un llarg temps d'evolució per fer-se simptomàtica, especialment en els casos de CDG, CDL i CDM.

Desenvolupament d’un nou model murí humanitzat de pemfigoide ampul•lar obtingut a partir de cèl•lules mare humanes fol·liculars

Resum: El pemfigoid ampul•lar és una malaltia cutània autoimmune. La majoria dels pacients presenten autoanticossos contra proteïnes de la membrana basal de la pell, concretament en contra de la col·làgena XVII, específicament envers el epítop immunodominant, l’NC16A. La patogenicitat dels anticossos ha estat demostrada mitjançant experiments in vitro i in vivo. L’escassa homologia existent entre l’NC16A i el seu homòleg murí (NC14A), ha dificultat l’el·laboració de models animals d’aquesta malaltia. En aquest treball demostrem que el sèrum de pacients amb pemfigoid ampul•lar produeix separació dermo-epidèrmica en pell de ratolí humanitzada obtinguda a partir de cèl•lules mare humanes del provinents fol·licle pil·lós

Elaboració de membranes de fibra buida modificades amb nanopartícules metàl·liques per aplicacions catalítiques

Investigación producida a partir de una estancia en la Université Paul Sabatier, Toulouse III - CNRS, entre 2007 y 2009. Durante los últimos años la investigación centrada en nuevos materiales de tamaño nanoscòpico (nanopartículas, quantum dots, nanotubos de carbono,...) ha experimentado un crecimiento considerable debido a las especiales propiedades de los "nanoobjetos" con respecto a magnetismo, catálisis, conductividad eléctrica, etc ... Sin embargo, hoy en día todavía existen pocas aplicaciones de las nanopartículas en temas medioambientales. Uno de los motivos de esta situación es la posible toxicidad de los nanoobjetos, pero existe también una dificultad tecnológica dado que las nanopartículas tienden a agregarse y es muy difícil manipularlas sin que pierdan sus propiedades especiales. Así, aunque la preparación de materiales catalíticos nanoestructurados es muy interesante, es necesario definir nuevas estrategias para prepararlos. Este proyecto de investigación tiene como objetivo principal la preparación de nuevas membranas catalíticas con nanopartículas metálicas en el interior para aplicaciones de tratamiento de agua. La innovación principal de este proyecto consiste en que las nanopartículas no son introducidas en la matriz polimérica una vez preformadas sino que se hacen crecer en el interior de la matriz polimérica mediante una síntesis intermatricial. El único requisito es que la matriz polimérica contenga grupos funcionales capaces de interaccionar con los precursores de las nanopartículas. Una vez finalizado el proyecto se puede afirmar que se han logrado parte de los objetivos planteados inicialmente. Concreamente ha quedado demostrado que se pueden sintetizar nanopartículas metálicas de metales nobles (platino y paladio) en membranas de fibra hueca de micro- y ultrafiltración siguiendo dos metodologías diferentes: modificación fotoquímica de polímeros y deposición de multicapas de polielectrolitos. Los nuevos materiales son efectivos en la catálisis de reducción de un compuesto modelo (4-nitrofenol con borohidruro de sodio) y, en general, los resultados han sido satisfactorios. Sin embargo, se ha puesto de manifiesto que el uso de un reactivo que genera hidrógeno gas en contacto con la solución acuosa dificulta enormemente la implementación de la reacción catalítica al ser el medio de la membrana una matriz porosa. Así, como conclusión principal se puede decir que se han encontrado las limitaciones de esta aproximación y se sugieren dos posibilidades de continuidad: la utilización de las membranas sintetizadas en contactores gas-líquido o bien el estudio y optimización del sistema de membrana en configuración de membranas planas, un objetivo más asequible dada su menor complejidad. Esta investigación se ha realizado en el seno del “Laboratoire de Génie Chimique” de Toulouse y del Departamento de Química de la Michigan State University y ha sido posible gracias a un proyecto financiado por la “Agence National pour la Recherce” y al programa PERMEANT entre el CNRS y la NSF.

Role of fibronectin in the adhesion of Acinetobacter baumannii to host cells.

Adhesion to host cells is an initial and important step in Acinetobacter baumannii pathogenesis. However, there is relatively little information on the mechanisms by which A. baumannii binds to and interacts with host cells. Adherence to extracellular matrix proteins, such as fibronectin, affords pathogens with a mechanism to invade epithelial cells. Here, we found that A. baumannii adheres more avidly to immobilized fibronectin than to control protein. Free fibronectin used as a competitor resulted in dose-dependent decreased binding of A. baumannii to fibronectin. Three outer membrane preparations (OMPs) were identified as fibronectin binding proteins (FBPs): OMPA, TonB-dependent copper receptor, and 34 kDa OMP. Moreover, we demonstrated that fibronectin inhibition and neutralization by specific antibody prevented significantly the adhesion of A. baumannii to human lung epithelial cells (A549 cells). Similarly, A. baumannii OMPA neutralization by specific antibody decreased significantly the adhesion of A. baumannii to A549 cells. These data indicate that FBPs are key adhesins that mediate binding of A. baumannii to human lung epithelial cells through interaction with fibronectin on the surface of these host cells.

Keratotic Nodule on The Heel: A Quiz.

A 51-year-old man, with a medical history of medullary thyroid carcinoma excised under thyroxine treatment presented with a painful enlarging lesion on his right heel since one year. A 3-cm diameter, greyish, infiltrated nodule with spicules was seen on physical examination (Fig. 1a). A 5-mm surgical excision was made and a total skin graft was used for reconstruction. Histopathology of the total resected tumour revealed pseudoepitheliomatous hyperplasic epidermis and a proliferation located between rete ridges, dermis and superficial hypodermis (Fig. 1b). The proliferation was composed of nets and cordons of cells with granular and abundant PAS-positive cytoplasm. Immunostains showed cytoplasmic positivity for s100 and inhibin (Fig. 1c). Three years later the patient is asymptomatic.