Biosynthesis, detection and toxicology of ochratoxins - optimisation of production

Ochratoxin A (OTA) is a very well known mycotoxin found in several food commodities for which maximum limits are being discussed in EC in other to produce appropriate regulations. OTA is one of several ochratoxins produced by Aspergillus and Penicillium species. All the compounds in this group have a molecular structure very similar to OTA and some were already isolated from natural substrates. Several of these compounds such as ochratoxin , methyl and ethyl ester of ochratoxin A, 4-R and S-hydroxyochratoxin A, 10-hydroxyochratoxin A and ochratoxin A open lactone are commercially unavailable. However, they can be easily synthesized through OTA modification. With the main objective of its application on further research works, OTA production, isolation and purification has been optimised from an A. alliaceus strain grown on wheat medium. Synthesis and purification of some OTA derivatives has been achieved and an HPLC method for their detection was optimised. Data about their production by several species of Aspergillus will be presented. The toxicological properties of ochratoxins are still not very clear and a future EC safety limit for OTA will depend on e.g., a better clarification of its carcinogenity. Could OTA derivatives play a role here?

Bio-detoxification of mycotoxins by lactic acid bacteria from different food matrices

Lactic acid bacteria (LAB) play a key role in the biopreservation of a wide range of fermented food products, such as yogurt, cheese, fermented milks, meat, fish, vegetables (sauerkraut, olives and pickles), certain beer brands, wines and silage, allowing their safe consumption, which gave to these bacteria a GRAS (Generally Recognised as Safe) status. Besides that, the use of LAB in food and feed is a promising strategy to reduce the exposure to dietary mycotoxins, improving their shelf life and reducing health risks, given the unique mycotoxin decontaminating characteristic of some LAB. Mycotoxins present carcinogenic, mutagenic, teratogenic, neurotoxic and immunosuppressive effects over animals and Humans, being the most important ochratoxin A (OTA), aflatoxins (AFB1), trichothecenes, zearalenone (ZEA), fumonisin (FUM) and patulin. In a previous work of our group it was observed OTA biodegradation by some strains of Pediococcus parvulus isolated from Douro wines. So, the aim of this study was to enlarge the screening of the biodetoxification over more mycotoxins besides OTA, including AFB1, and ZEA. This ability was checked in a collection of LAB isolated from vegetable (wine, olives, fruits and silage) and animal (milk and dairy products, sausages) sources. All LAB strains were characterized phenotypically (Gram, catalase) and genotypically. Molecular characterisation of all LAB strains was performed using genomic fingerprinting by MSP- PCR with (GTG)5 and csM13 primers. The identification of the isolates was confirmed by 16S rDNA sequencing. To study the ability of LAB strains to degrade OTA, AFB1 and ZEA, a MRS broth medium was supplemented with 2.0 g/mL of each mycotoxin. For each strain, 2 mL of MRS supplemented with the mycotoxins was inoculated in triplicate with 109 CFU/mL. The culture media and bacterial cells were extracted by the addition of an equal volume of acetonitrile/methanol/acetic acid (78:20:2 v/v/v) to the culture tubes. A 2 mL sample was then collected and filtered into a clean 2 mL vial using PP filters with 0.45 m pores. The samples were preserved at 4 °C until HPLC analysis. Among LAB tested, 10 strains isolated from milk were able to eliminate AFB1, belonging to Lactobacillus casei (7), Lb. paracasei (1), Lb. plantarum (1) and 1 to Leuconostoc mesenteroides. Two strains of Enterococcus faecium and one of Ec. faecalis from sausage eliminated ZEA. Concerning to strains of vegetal origin, one Lb. plantarum isolated from elderberry fruit, one Lb. buchnerii and one Lb. parafarraginis both isolated from silage eliminated ZEA. Other 2 strains of Lb. plantarum from silage were able to degrade both ZEA and OTA, and 1 Lb. buchnerii showed activity over AFB1. These enzymatic activities were also verified genotypically through specific gene PCR and posteriorly confirmed by sequencing analysis. In conclusion, due the ability of some strains of LAB isolated from different sources to eliminate OTA, AFB1 and ZEA one can recognize their potential biotechnological application to reduce the health hazards associated with these mycotoxins. They may be suitable as silage inoculants or as feed additives or even in food industry.

Food safety in wine: removal of ochratoxin A in contaminated white wine using commercial fining agents

The presence of mycotoxins in foodstuff is a matter of concern for food safety. Mycotoxins are toxic secondary metabolites produced by certain molds, being ochratoxin A (OTA) one of the most relevant. Wines can also be contaminated with these toxicants. Several authors have demonstrated the presence of mycotoxins in wine, especially ochratoxin A (OTA) [1]. Its chemical structure is a dihydro-isocoumarin connected at the 7-carboxy group to a molecule of L--phenylalanine via an amide bond. As these toxicants can never be completely removed from the food chain, many countries have defined levels in food in order to attend health concerns. OTA contamination of wines might be a risk to consumer health, thus requiring treatments to achieve acceptable standards for human consumption [2]. The maximum acceptable level of OTA in wines is 2.0 g/kg according to the Commission regulation No. 1881/2006 [3]. Therefore, the aim of this work was to reduce OTA to safer levels using different fining agents, as well as their impact on white wine physicochemical characteristics. To evaluate their efficiency, 11 commercial fining agents (mineral, synthetic, animal and vegetable proteins) were used to get new approaches on OTA removal from white wine. Trials (including a control without addition of a fining agent) were performed in white wine artificially supplemented with OTA (10 µg/L). OTA analysis were performed after wine fining. Wine was centrifuged at 4000 rpm for 10 min and 1 mL of the supernatant was collected and added of an equal volume of acetonitrile/methanol/acetic acid (78:20:2 v/v/v). Also, the solid fractions obtained after fining, were centrifuged (4000 rpm, 15 min), the resulting supernatant discarded, and the pellet extracted with 1 mL of the above solution and 1 mL of H2O. OTA analysis was performed by HPLC with fluorescence detection according to Abrunhosa and Venâncio [4]. The most effective fining agent in removing OTA (80%) from white wine was a commercial formulation that contains gelatine, bentonite and activated carbon. Removals between 10-30% were obtained with potassium caseinate, yeast cell walls and pea protein. With bentonites, carboxymethylcellulose, polyvinylpolypyrrolidone and chitosan no considerable OTA removal was verified. Following, the effectiveness of seven commercial activated carbons was also evaluated and compared with the commercial formulation that contains gelatine, bentonite and activated carbon. The different activated carbons were applied at the concentration recommended by the manufacturer in order to evaluate their efficiency in reducing OTA levels. Trial and OTA analysis were performed as explained previously. The results showed that in white wine all activated carbons except one reduced 100% of OTA. The commercial formulation that contains gelatine, bentonite and activated carbon (C8) reduced only 73% of OTA concentration. These results may provide useful information for winemakers, namely for the selection of the most appropriate oenological product for OTA removal, reducing wine toxicity and simultaneously enhancing food safety and wine quality.

Aromatic amines sources, environmental impact and remediation

Aromatic amines are widely used industrial chemicals as their major sources in the environment include several chemical industry sectors such as oil refining, synthetic polymers, dyes, adhesives, rubbers, perfume, pharmaceuticals, pesticides and explosives. They result also from diesel exhaust, combustion of wood chips and rubber and tobacco smoke. Some types of aromatic amines are generated during cooking, special grilled meat and fish, as well. The intensive use and production of these compounds explains its occurrence in the environment such as in air, water and soil, thereby creating a potential for human exposure. Since aromatic amines are potential carcinogenic and toxic agents, they constitute an important class of environmental pollutants of enormous concern, which efficient removal is a crucial task for researchers, so several methods have been investigated and applied. In this chapter the types and general properties of aromatic amine compounds are reviewed. As aromatic amines are continuously entering the environment from various sources and have been designated as high priority pollutants, their presence in the environment must be monitored at concentration levels lower than 30 mg L1, compatible with the limits allowed by the regulations. Consequently, most relevant analytical methods to detect the aromatic amines composition in environmental matrices, and for monitoring their degradation, are essential and will be presented. Those include Spectroscopy, namely UV/visible and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR); Chromatography, in particular Thin Layer (TLC), High Performance Liquid (HPLC) and Gas chromatography (GC); Capillary electrophoresis (CE); Mass spectrometry (MS) and combination of different methods including GC-MS, HPLC-MS and CE-MS. Choosing the best methods depend on their availability, costs, detection limit and sample concentration, which sometimes need to be concentrate or pretreated. However, combined methods may give more complete results based on the complementary information. The environmental impact, toxicity and carcinogenicity of many aromatic amines have been reported and are emphasized in this chapter too. Lately, the conventional aromatic amines degradation and the alternative biodegradation processes are highlighted. Parameters affecting biodegradation, role of different electron acceptors in aerobic and anaerobic biodegradation and kinetics are discussed. Conventional processes including extraction, adsorption onto activated carbon, chemical oxidation, advanced oxidation, electrochemical techniques and irradiation suffer from drawbacks including high costs, formation of hazardous by-products and low efficiency. Biological processes, taking advantage of the naturally processes occurring in environment, have been developed and tested, proved as an economic, energy efficient and environmentally feasible alternative. Aerobic biodegradation is one of the most promising techniques for aromatic amines remediation, but has the drawback of aromatic amines autooxidation once they are exposed to oxygen, instead of their degradation. Higher costs, especially due to power consumption for aeration, can also limit its application. Anaerobic degradation technology is the novel path for treatment of a wide variety of aromatic amines, including industrial wastewater, and will be discussed. However, some are difficult to degrade under anaerobic conditions and, thus, other electron acceptors such as nitrate, iron, sulphate, manganese and carbonate have, alternatively, been tested.

Chemical functionalization in bionanoparticles

Dissertação de mestrado em Biofísica e Bionanossistemas

Lipid peroxidation and nitric oxide inactivation in postmenopausal women

OBJECTIVE: To assess the effect of endogenous estrogens on the bioavailability of nitric oxide (·NO) and in the formation of lipid peroxidation products in pre- and postmenopausal women. METHODS: NOx and S-nitrosothiols were determined by gaseous phase chemiluminescence, nitrotyrosine was determined by ELISA, COx (cholesterol oxides) by gas chromatography, and cholesteryl linoleate hydroperoxides (CE18:2-OOH), trilinolein (TG18:2-OOH), and phospholipids (PC-OOH) by HPLC in samples of plasma. RESULTS: The concentrations of NOx, nitrotyrosine, COx, CE18:2-OOH, and PC-OOH were higher in the postmenopausal period (33.8±22.3 mM; 230±130 nM; 55±19 ng/mL; 17±8.7 nM; 2775±460 nM, respectively) as compared with those in the premenopausal period (21.1±7.3 mM; 114±41 nM; 31±13 ng/mL; 6±1.4 nM; 1635±373 nM). In contrast, the concentration of S-nitrosothiols was lower in the postmenopausal period (91±55 nM) as compared with that in the premenopausal p in the premenopausal period (237±197 nM). CONCLUSION: In the postmenopausal period, an increase in nitrotyrosine and a reduction of S-nitrosothiol formation, as well as an increase of COx, CE18:2-OOH and PC-OOH formation occurs. Therefore, •NO inactivation and the increase in lipid peroxidation may contribute to endothelial dysfunction and to the greater risk for atherosclerosis in postmenopausal women.

Aislamiento, selección y genotoxicidad de fumonisinas (Micotoxinas) en alimentos

Conocer los efectos de la toxicicdad de un alimento frente a una determinada exposición humana es de gran importancia en la protección de la salud pública. A partir de esta premisa es que se lleva a cabo esta investigación. En una etapa preliminar se realizó el estudio del consumo del mercado de la ciudad de Córdoba y posteriormente se tomaron muestras y analizaron. Las mismas fueron de polenta, fécula, arroz, miel y bananas, a los efectos de determinar fumonisinas B1 y B2 (FB1 y FB2) utilizando la metodología de ELISA y cromatografía líquida de alta performance (HPLC). Los resultados hallados fueron, en polenta ocho muestras con concentraciones de fumonisinas totales que van de 1,6 a 2,9 mg% (ppm), y en arroz tres muestras presentaron valores de 0,9 mg% (ppm). En los demás alimentos se detectaron valores por debajo de 0,1 mg% (ppm). La cantidad normal permitida en alimento y que no daña la salud en humanos de 2 mg% (ppm). Las determinaciones con ELISA tuvieron una buena correlación con los resultados HPLC. También se evaluó el proceso tecnológico de elaboración de estos productos y como esta tecnología puede afectar a la contaminación de la toxina, desde la materia prima al producto elaborado. De acuerdo a estos resultados preliminares de este estudio, podemos decir que es necesario realizar el monitoreo de la materia prima (granos) utilizados en la preparación de alimentos, dado que en el temprano desarrollo de la planta es cuando ocurre la infección natural en el hongo y el proceso térmico no destruye la toxina. Este trabajo continuará con el análisis de fumonisinas en granos (maíz y trigo) de la zona sudeste del departamento de Marcos Juárez

Desarrollo de metodología e instrumentación para el análisis de compuestos de interés biológico en sistemas de flujo continuo

La cromatogafía líquida de alta perfomance (HPLC) se ha transformado en una de las herramientas analíticas preferidas en el ámbito académico, tecnológico e industrial. Aunque la técnica data de fin de la década del ´60, no ha sido hasta mediado de los años '70 que la misma ganó popularidad, fundamentalmente por los avances logrados en la reproducibilidad de la fabricación de fases estacionarias, mejores bombas de alta presión y el desarrollo de detectores más sensibles. La cromatografía líquida de alta performance es en la actualidad una técnica de gran utilidad en la química clínica y en la bioquímica. Esta técnica resulta muy útil para el análisis de compuestos a nivel de trazas dentro de las complejas matrices biológicas. El objetivo principal del presente proyecto es realizar investigaciones en el área de la Química Analítica, específicamente química bioanalítica, a fin de desarrollar metodologías y detectores electroquímicos altamente sensibles y selectivos para el análisis de compuestos de interés biológico mediante cromatografía líquida de alta presión. El proyecto comprende tres líneas íntimamente relacionadas: A) Análisis de metabolitos de catecolaminas por HPLC con apareamiento iónico, en orina de ratas cuyas madres han sido sometidas a estrés por inmovilización; esto permitirá correlacionar el efecto del estrés prenatal en los niveles de catecolaminas presentes en las crías. Esta línea está comprendida en un objetivo más amplio que es correlacionar el efecto del estrés prenatal sobre la madurez sexual de las crías. B) Análisis de antibióticos del grupo de las fluoroquinolonas mediante técnicas electroquímicas y de HPLC. Se pretenden elucidar los procesos de electrodo que ocurren durante la electrorreducción de antibióticos del grupo de las fluoroquinolonas, para de esta manera desarrollar detectores electroquímicos para sistemas de flujo continuo. C) Desarrollo de un micropotenciostato computarizado para la detección en sistemas de flujo continuo. (...) También se pretende implementar el uso de un microelectrodo anular desarrollado en la Comisión Nacional de Energía Atómica.

Fitohormonas como intermediarios entre señal ambiental y morfogénesis, y en la relación planta/microorganismo

Se estudia el rol de las hormonas como intermediarios en los procesos de dormición de yemas florales y crecimiento caulinar de especies arbóreas frutales ( Prunus spp., Pyrus malus normal y mutante enana) y herbáceas (lechuga, cebada, Arabidopsis ) por parte de factores ambientales y en el efecto benéfico de rizobacterias sobre el crecimiento de cereales. Abarca tres subproyectos: Subproyecto 1. Dormición en yemas florales de duraznero. Estudia el efecto de diferentes giberelinas en aplicaciones exógenas en laboratorio y a campo, sobre la fenología y morfología ( al microscopio) de yemas florales de duraznero. Se intenta establecer el papel de GAs como mediadores entre señal ambiental y los procesos de diferenciación de los verticilos florales. Objetivos: Estudiar el efecto de aplicaciones exógenas de GA3, GA5, dihidro-GA5 y dihidro-GA4 sobre la fenología y morfología de yemas florales de: i) plantas a campo y ii) estacas aisladas. Subproyecto 2. Fitohormonas como intermediarios entre calidad de luz y alargamiento caulinar en Prunus spp. Estudia cuali-cuantitativamente IAA, ABA y giberelinas de especies arbóreas frutales ( Prunus spp., Pyrus malus normal y mutante enana) y herbáceas (lechuga, cebada, Arabidopsis ) sometidas a diferentes calidades de luz (sistema fito y criptocromo). Las hormonas se analizan por HPLC, bioensayo y GC-SIMILAR. Intenta establecer la posible correlación entre señal ambiental, sistema fotorreceptor, metabolismo de hormonas y respuesta morfogénica. Objetivos: Determinar el efecto de luz azul (sistema criptocromo) y rojo/rojo lejano (sistema fitocromo) sobre los niveles de giberelinas, ABA y AIA en plantas de Prunus avium, Pyrus malus (normal y enano), Latuca sativa, Hordeum vulgare (normal y enano) y Arabidopsis thaliana . Subproyecto 3. Producción de GAs por Azospirillum spp. Estudia la producción de giberelinas y su metabolismo por Azospirillum spp. y sus efectos sobre crecimiento y desarrollo de cereales. La identificación y cuantificación de giberelinas se realiza como en el Subproyecto 2. Estudios de metabolismo incluyen alimentación con giberelinas deuteradas o sus conjugados. Semillas pre-germinadas de cereales se inoculan con distintas cepas y/o concentraciones de GA3, evaluándose diversos parámetros de crecimiento radical. Los resultados de laboratorio se probarán a campo. Objetivos: Estudiar la producción de GAs o factores que regulan su metabolismo (relación C/N, calidad de luz, pH y tiempo de incubación) por A. spp., en cultivo aislado y con la asociación diazotrofo/sistema radical de gramíneas y los efectos de la batería sobre el crecimiento de dichas especies.

Sustancias lipídicas y proteicas en semillas de dicotiledóneas Americanas

Se estudian mediante métodos clásicos y modernos las características físicas y químicas cuali y cuantitativas de semillas oleaginosas y potencialmente oleaginosas silvestres y cultivadas del centro y noreste de Argentina, como así también materiales de Bolivia, Perú y Ecuador. Las familias de plantas que se indagan son Apocináceas, Cactáseas, Curcubitáceas y Solanáceas. Se enfatizará en contenido de aceite, composiciones acídicas, esteroles, hidrocarburos, proteínas solubles y totales. Se estudian además algunos procesos oxidativos en los lípidos semiales. Para la resolución de los problemas se recurre a diferentes técnicas tales como extracción sólido-líquido, líquido-líquido, cromatografía CCD, CGL y HPLC, espectroscopía visible, UV, IR, RMN y EM. Los objetivos son realizar aportes a la fitoquímica y quimiotaxonomía utilizando componentes lipídicos y proteicos semiales. Los trabajos son continuación de una de nuestras líneas de investigación. Objetivos generales: Conocer las características de las fracciones saponificable e insaponificable de los aceites semiales, como así como también las proteínas totales y solubles de semillas de especies silvestres y cultivadas que crecen en Argentina y otros países de América. Objetivos específicos: -Conocer las características de los ácidos grasos enoicos y sus productos de oxidación. - Establecer mediante técnicas numéricas los balances y asociaciones que pueden originarse entre las muestras, utilizando como parámetros los acilglicéridos, composición acídica, esteroles, hidrocarburos, terpenoides, fracciones proteicas, características físicas de las semillas, etc., con finalidades fitoquímicas, quimiotaxonómicas y eventualmente su proyección como semillas potencialmente oleaginosas.

Desarrollo y validación de métodos analíticos aplicables a estudios de Preformulación y Control de Calidad de Formas Farmacéuticas Multicomponentes

La etapa de optimización de una droga denominada "Preformulación" está dirigida a definir el perfil de una droga desde el punto de vista de su identidad, pureza y potencia. Mediante la determinación de las propiedades físico-químicas que son relevantes en la formulación de un agente terapéutico es posible realizar una evaluación preliminar sobre las características de absorción del principio activo, por parte del organismo. (...) En la actualidad se elaboran en la Oficina de Farmacia "Formas Farmacéuticas" de cierta complejidad, que no pueden ser analizadas por los clásicos métodos químicos, sino que requieren de técnicas de instrumental modernas altamente selectivas y sensibles. Este tipo de estudio no puede realizarse fuera de los laboratorios oficiales de Control o del ámbito universitario, en razón del costo del equipamiento y las condiciones necesarias para su correcto funcionamiento. El análisis de los principios activos y de los productos farmacéuticos con ellos elaborados es responsabilidad tanto de la autoridad reguladora como el propio farmacéuticas que serán administradas al paciente. Es por ello que esta propuesta involucra el desarrollo de metodologías analíticas específicas y sensibles que permitan, en forma rápida, determinar la composición de las formas farmacéuticas que se comercializan, para "garantizar", dentro de los límites admisibles, la "calidad", requisito previo para una terapéutica medicamentosa eficaz y racional. Estudios realizados en diferentes países, demuestran el desarrollo significativo que ha tenido la Cromatografía Líquida de Alta Presión (HPLC) y la Espectrofotometría de Derivadas en el campo farmacéutico, permitiendo el análisis de drogas en presencia de sus productos de degradación o bien en mezclas de multicomponentes, aplicando distintas técnicas Espectroscópicas, como IR, RMN y EM en la determinación de estructuras. Por tal motivo, este proyecto apunta a desarrollar metodologías analíticas aplicables al análisis y determinación simultánea de los principios activos contenidos en formulaciones farmacéuticas. En este caso particular se propone el estudio de preparaciones galénicas (comprimidos) utilizadas como complemento en regímenes alimenticios, debido a la acción farmacológica de los ingredientes activos, al uso intensivo de las mismas en la Provincia de Córdoba y a la falta de Control de Calidad.

Las ciclodextrinas y su utilización en Química Farmacéutica

Se conocen una serie de derivados naftoquinónicos los cuales poseen propiedades tripanosidas, bactericidas y antineoplásicas. Desafortunadamente estos compuestos presentan una muy baja solubilidad en agua, la cual es de 3-4 órdenes de magnitud inferior a la concentración mínima necesaria para la formulación de soluciones parentales utilizadas en estudios clínicos. Además este es también un factor limitante para la realización de estudios in vitro a algunos de estos derivados. Para revertir esta situación se intentará la la formación de complejos de inclusión con ciclodextrinas, ya que en la literatura se encuentra una gran cantidad de antecedentes respecto al aumento de la solubilidad en agua de diversas drogas mediante la utilización de ciclodextrinas. Los estudios comprenderán: 1. Formación de complejos de inclusión. a. En solución. Se intentará la formación de complejos entre la 2-hidroxi-N-(3,4-dimetil-5-isoxazolil) -1, 4-naftoquinona-4-imina con la 2-hidroxi-N-(5-metil-3-isoxazolil)-1,4- naftoquinona-4-imina con la 2-hidroxipropil-b-ciclodextrina. Se analizará el efecto que produce la encapsulación molecular sobre la solubilidad acuosa y la estabilidad. b. En estado sólido. Se prepararán complejos de inclusión sólidos, los cuales se caracterizarán por métodos de análisis térmicos y por IR. 2. HPLC utilizando soluciones acuosas de Ciclodextrinas como fase móvil. Se analizará el efecto que ejerce, sobre la separación de ácido acetilsalicílico y ácido salicílico, la adición de ciclodextrinas a la fase móvil de un sistema de HPLC, con el objeto de encontrar un método de análisis rápido y sencillo para muestras comerciales de AAs.

Efecto de los ácidos grasos poliinsaturados y sus metabolitos en la modulación de factores de transcripción sobre la carcinogénesis. Effects of Polyunsaturatd fatty acids and their metabolites on transcriptional factors modulation in carcinogenesis.

El cáncer se origina por mutaciones, competición y selección natural en células somáticas de tejidos de diferentes órganos,siendo un proceso complejo y multifactorial que ocurre en una secuencia de etapas: iniciación, promoción y progresión (1). Factores hereditarios,genéticos y epigenéticos como los lípidos dietarios, estrés oxidativo, hormonas, pesticidas y otros, influyen tanto en el desarrollo como en la inhibición de esta enfermedad (2). Datos epidemiológicos y experimentales tanto nuestros como de otros laboratorios han demostrado que el consumo de dietas ricas en ácidos grasos de la familia n-3, n-6 o n-9 cambian la fluidez, la actividad de enzimas, el nivel de proteínas y favorecen la formación de moléculas bioactivas derivadas de los lípidos como los eicosanoides y endocanabinoides que modulan el proceso carcinogénico (3-15). Estos derivados lípídicos activan vias de señalización produciendo cambios especificos en la expresión génica, un proceso fundamental durante la transformación neoplásica (1-2).También ha sido demostrado que estos cambios en la expresión génica inducidos por derivados lipídicos modulan funciones en células cancerosas como proliferación y muerte celular, migración y producción de matriz extracelular (16-17). A pesar de estos conocimientos, la identidad de los derivados lipídicos implicados en la modulación de la expresión génica durante la transformación neoplásica asi como los mecanismos utilizados por estas moléculas permanecen aun poco conocidos. HIPOTESIS: En los modelos a utilizar en el presente proyecto, la variación lipídica de las membranas que se induzca por manipulación dietaria deberán generar también variaciones en los eicosanoides . endocanabinoides y otros peróxidos que afecten factores de transcripción nucleares como el p53 y GLI incidiendo en los mecanismos responsables de la muerte y proliferación de células cancerosas. OBJETIVOS: Nos proponemos establecer el impacto de dietas enriquecidas con ácidos grasos de las familias n-3, n-6 o n-9 sobre modelos experimentales in-vivo e in-vitro. Se estudiarán los ácidos grasos de membrana plasmática, la generación de eicosanoides y endocanabinoides derivados de las vias COX y LOX Además se determinará el efecto de los peróxidos en la expresión y actividad de los factores nucleares de transcripción p53 y GLI como mecanismos responsables de la muerte y proliferación celular. MATERIALES Y MÉTODO: Se utilizará un modelo in-vivo de cáncer de mama empleando ratones C57BL6J inducidos con DMBA que se alimentarán con una dieta base semi-sintética suplemetada con diferentes PUFAs (Chia: n-3, Maíz: n-6 y Oleico: n-9 , empleada en estudios previos (8).Modelos in vitro: se utilizarán lineas celulares cancerígenas humanas de mama MCF-7 y MDA, las cuales se tratarán exógenamente con diferentes PUFAS (GLA:n-6,EPA:n-3, Oleico n-9)(9). Se determinarán ácidos grasos de membranas por Cromatografía de gas (CG)(10-11). El análisis de eicosanoides en células tumorales se realizará por HPLC (9-11). Los endocanabinoides por GC-Espectometría de Masa (18).La formación de peróxidos intracelulares se determinará por análisis de Glutation reducido (GSH)(16).La apoptosis se medirá por actividad caspasas y por Citometria de flujo usando Annexina V FICT (19).La expresión celular de Tp53 y GLI se realizará por Western Blot, PCR e inmunohistoquímica (20-21).RESULTADOS ESPERADOS: Se espera que los lípidos añadidos en las dietas de ratones inyectados con DMBA o al medio de cultivo de células tumorales de mama o páncreas modifiquen los ácidos grasos de membrana y sus derivados lipídicos los eicosanoides y endocanabionoides que suponemos afectarán la activación y expresión de factores de transcripción regulando la carcinogénesis. IMPORTANCIA: Diseñar nuevos modelos experimentales para implementar en terapias génicas y aplicar los resultados sobre factores nutricionales que pudieran actuar como inhibidores o promotores del desarrollo del cáncer en humanos.

Defectos genéticos de la glicosilación proteica: estudio progresivo de la variabilidad genómica/fenómica e impacto médico transduccional en argentina.

Los glicanos constituyen compuestos formados por residuos de carbohidratos que otorgan propiedades específicas a las macromoléculas a las cuales se unen, permitiendo su normal funcionamiento. La alteración en su formación ocasiona un fenotipo muy variable, de clínica multisistémica y afectación neurológica severa. Los Desórdenes Congénitos de Glicosilación (CDG) son defectos en la síntesis de N- u O-glicanos unidos a proteínas, glicoesfingolípidos o glicofosfatidilinositoles. La caracterización de más de 49 clases de CDG ha contribuido enormemente a comprender mecanismos de glicosilación humanos. El objetivo principal es profundizar en el conocimiento de la glicobiología humana, orientado a responder hipótesis de biología molecular en estas patologías. A partir de la sospecha clínica, por manifestaciones fenotípicas frecuentes (convulsiones, retraso psicomotor, hipoplasia cerebelo, coagulopatías), la metodología diagnóstica se basa en detectar cambios bioquímicos en las glicoproteínas. La más utilizada, es el análisis de transferrina, mediante diferentes metodologías (Western blot, IEF, HPLC y MALDI-TOFF MS). Sin embargo, actualmente existe un número creciente de pacientes con alteraciones de glicosilación aún por dilucidar (CDG-x). Hemos detectado alteraciones de N-glicosilación (n: 7) en pacientes con PMM2-CDG y CDG-IIx y alteraciones de O-glicosilación (n: 41) denominada EXT1/EXT2-CDG u Osteocondromatosis Múltiple (MO). MO está ocasionada por alteración en la biosíntesis del heparán sulfato proteoglicano, debido a mutaciones en los genes que codifican glicosiltranferasas responsables de su elongación. Nuestro programa interdisciplinario de CDG en Argentina, se espera contribuya a la formación y consolidación de la red “CDGnet América Latina” fomentando el intercambio científico, las capacidades tecnológicas y el conocimiento de los últimos avances en Desórdenes Congénitos de Glicosilación.

Desarrollo de sistemas nano/micro-particulados con aplicación en la fotodegradación selectiva de contaminantes orgánicos en solución. Development of nano / micro-particles systems with application to selective photodegradation of organic pollutants in solution.

IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA DE ESTUDIO. Las sustancias orgánicas solubles en agua no biodegradables tales como ciertos herbicidas, colorantes industriales y metabolitos de fármacos de uso masivo son una de las principales fuentes de contaminación en aguas subterráneas de zonas agrícolas y en efluentes industriales y domésticos. Las reacciones fotocatalizadas por irradiación UV-visible y sensitizadores orgánicos e inorgánicos son uno de los métodos más económicos y convenientes para la descomposición de contaminantes en subproductos inocuos y/o biodegradables. En muchas aplicaciones es deseable un alto grado de especificidad, efectividad y velocidad de degradación de un dado agente contaminante que se encuentra presente en una mezcla compleja de sustancias orgánicas en solución. En particular son altamente deseables sistemas nano/micro -particulados que formen suspensiones acuosas estables debido a que estas permiten una fácil aplicación y una eficaz acción descontaminante en grandes volúmenes de fluidos. HIPÓTESIS Y PLANTEO DE LOS OBJETIVOS. El objetivo general de este proyecto es desarrollar sistemas nano/micro particulados formados por polímeros de impresión molecular (PIMs) y foto-sensibilizadores (FS). Un PIMs es un polímero especialmente sintetizado para que sea capaz de reconocer específicamente un analito (molécula plantilla) determinado. La actividad de unión específica de los PIMs en conjunto con la capacidad fotocatalizadora de los sensibilizadores pueden ser usadas para lograr la fotodescomposición específica de moléculas “plantilla” (en este caso un dado contaminante) en soluciones conteniendo mezclas complejas de sustancias orgánicas. MATERIALES Y MÉTODOS A UTILIZAR. Se utilizaran técnicas de polimerización en mini-emulsión para sintetizar los sistemas nano/micro PIM-FS para buscar la degradación de ciertos compuestos de interés. Para caracterizar eficiencias, mecanismos y especificidad de foto-degradación en dichos sistemas se utilizan diversas técnicas espectroscópicas (estacionarias y resueltas en el tiempo) y de cromatografía (HPLC y GC). Así mismo, para medir directamente distribuciones de afinidades de unión y eficiencia de foto-degradación se utilizaran técnicas de fluorescencia de molécula/partícula individual. Estas determinaciones permitirán obtener resultados importantes al momento de analizar los factores que afectan la eficiencia de foto-degradación (nano/micro escala), tales como cantidad y ubicación de foto- sensibilizadores en las matrices poliméricas y eficiencia de unión de la plantilla y los productos de degradación al PIM. RESULTADOS ESPERADOS. Los estudios propuestos apuntan a un mejor entendimiento de procesos foto-iniciados en entornos nano/micro-particulados para aplicar dichos conocimientos al diseño de sistemas optimizados para la foto-destrucción selectiva de contaminantes acuosos de relevancia social; tales como herbicidas, residuos industriales, metabolitos de fármacos de uso masivo, etc. IMPORTANCIA DEL PROYECTO. Los sistemas nano/micro-particulados PIM-FS que se propone desarrollar en este proyecto se presentan como candidatos ideales para tratamientos específicos de efluentes industriales y domésticos en los cuales se desea lograr la degradación selectiva de compuestos orgánicos. Los conocimientos adquiridos serán indispensables para construir una plataforma versátil de sistemas foto-catalíticos específicos para la degradación de diversos contaminantes orgánicos de interés social. En lo referente a la formación de recursos humanos, el proyecto propuesto contribuirá en forma directa a la formación de 3 estudiantes de postgrado y 2 estudiantes de grado. En las capacidades institucionales se contribuirá al acondicionamiento del Laboratorio para Microscopía Óptica Avanzada (LMOA) en el Dpto. de Química de la UNRC y al montaje de un sistema de microscopio de fluorescencia que permitirá la aplicación de técnicas avanzadas de espectroscopia de fluorescencia de molecula individual. Water-soluble organic molecules such as certain non-biodegradable herbicides, industrial dyes and metabolites of widespread use drugs are a major source of pollution in groundwater from agricultural areas and in industrial and domestic effluents. Photo-catalytic reactions by UV-visible irradiation and organic sensitizers are one of the most economical and convenient methods for the decomposition of pollutants into harmless byproducts. In many applications it is highly desirable a high degree of specificity, effectiveness and speed of degradation of specific pollutants present in a complex mixture. In particular nano/micro-particles systems that form stable aqueous suspensions are highly desirable because they allow for easy application and effective decontamination of large volumes of fluids. Herein we propose the development of nano/micro particles composed by molecularly imprinted polymers (MIP) and photo-sensitizers (PS). The specific binding of MIP and the photo-catalytic ability of the sensitizers are used to achieve the photo-decomposition of specific "template" molecules in complex mixtures. Mini-emulsion polymerization techniques will be used to synthesize nano/micro MIP-FS systems. Spectroscopy (steady-state and time resolved) and chromatography (GC and HPLC) will be used to characterize efficiency, mechanisms and specificity of photo-degradation in these systems. In addition single molecule/particle fluorescence spectroscopy techniques will be used to directly measure distributions of binding affinities and photo-degradation efficiency in individual particles. The proposed studies point to a more detailed understanding of the factors affecting the photo-degradation efficiency in nano/micro-particles and to apply that knowledge in the design of optimized systems for photo-selective destruction of socially relevant aqueous pollutants.