Informe de la estancia realizada en el departamento de agricultura de los Estados Unidos (USDA) California, USA

Investigación producida a partir de una estancia en el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (United States Department of Agricultura - USDA), California, USA, entre el 1 de Julio y el 30 de Septiembre del 2005. Las coberturas comestibles están siendo consideradas en frutas frescas cortadas, como una estrategia para reducir los efectos perjudiciales que inflige el proceso mínimo en los tejidos vegetales. El empleo de puré de frutas constituye una excelente opción para la formación de recubrimientos o películas comestibles, ya que es una matriz constituida por polisacáridos primarios (sustancias pépticas y celulósicas) con propiedades de permeabilidad a la película y plastificantes gracias a los azúcares presentes en las frutas. Estas películas son buenas barreras contra el oxígeno en sistemas alimenticios de baja humedad, mejorando la calidad de los productos y extendiendo su vida útil. Se evalúa películas a base de puré de manzana como soporte de agentes antioxidantes y de aceites esenciales como antimicrobianos. Se estudia su permeabilidad al vapor de agua y al oxígeno, además de las propiedades de tensión, color y antimicrobianas.

Implicaciones del uso de fuentes exógenas de fitasa sobre los rendimientos productivos y valor nutricional de las dietas en aves. Repercusiones medioambientales

En los últimos años, y debido a un aumento de las producciones intensivas de cerdos y aves en el marco de la UE, se han desarrollado muchos estudios intentando minimizar el impacto contaminante del exceso de nitrógeno y fósforo que las deyecciones de estos animales producen en el medio ambiente. La disminución del contenido de N procedente de las deyecciones se ha abordado con diferentes estrategias nutricionales (formulación con aminoácidos disponibles, mejora de la utilización de la proteína con diferentes enzimas, etc.). El fósforo es un mineral imprescindible para el crecimiento de los animales, debido a su influencia en el ciclo energético, en la formación de huesos y como regulador de la ingesta. El fósforo presente en los vegetales (base de la alimentación de las aves) se encuentra básicamente formando el ácido fítico, muy poco asimilable por los animales. Por tal motivo, se suplementan las dietas con fósforo inorgánico, a menudo en exceso, que en parte revierte al medio ambiente, dando lugar a problemas medioambientales en áreas de gran concentración de producciones intensivas de animales. En la ultima década se ha estudiado el efecto que la incorporación de la enzima fitasa produce en el aumento de la biodisponibilidad del fósforo fítico (Kornegay et al., 1996), con lo que se reduce la cantidad de fósforo inorgánico añadido a las dietas y, por tanto, la disminución del fósforo excretado. Se ha descrito que la incorporación de este enzima produce ademas mejoras de la disponibilidad de otros minerales (calcio, zinc, cobre, hierro, etc.) (Broz et al., 1994; Schoner et al., 1991; Roberson and Edwards, 1994; Yi et al., 1997; Sebastian et al., 1996), pero dependientes del nivel de calcio y de vitamina D3 (Qian et al., 1996; Qian et al., 1997; Edwards, 1993; Lei et al., 1994), y de la fuente de fibra (Ravindran et al. 1995). También se han descrito mejoras en la digestibilidad de la proteína y los aminoácidos (Yi et al., 1996a; Mroz et al., 1994) , aunque en este campo existe cierta controversia, ya que la respuesta depende de la cantidad y procedencia del ácido fitico de la dieta (O’Dell and Boland, 1976). Sin embargo, casi todos los ensayos se han realizado con dietas a base de maíz-soja, en tanto que a nivel de la UE cada vez más se utilizan otro tipo de ingredientes para las raciones (trigo, cebada, girasol, guisantes, subproductos, etc.). Algunos de estos ingredientes se caracterizan por tener una actividad fitasa endógena nada despreciable (Eeckout and De Paepe, 1994) que, en general, no se ha tenido en cuenta, pero que puede verse afectada en los procesos de granulación. Por otro lado, los efectos beneficiosos de la adición de fitasa a las dietas parecen ser, en ocasiones, más importantes en los aumentos de consumo y mejores índices de conversión que en los derivados de la propia liberación del fósforo, es decir, en los llamados “side effects”, (básicamente, mejora de parámetros productivos, del valor de energía de las dietas, de la utilización de diversos minerales, y de la proteína), aunque existe una gran controversia en algunos de estos efectos. Existen muy pocos estudios sobre el papel de la fibra y otros hidratos de carbono en la actuación de estos enzima (interacción positiva o negativa).

Padrão isoenzimático da cepa Y do Trypanosoma cruzi após quimioterapia específica

Foi estudado o perfil isoenzimático da cepa Y do Trypanosoma cruzi isolada de camundongos tratados e não curados com o Nufurtimox (Bay 2502) ou com o Benzonidazol (Ro 7.1051), submetida à passagens em camundongos recém-nascidos e a seguir inoculada nos seguintes grupos experimentais: I - camundongos inoculados com a cepa Y resistente ao Nifurtimox e tratados com esta mesma droga; II - camundongos inoculdado com a cepa Y resistente ao Nifurtimox e tratados com o Benzonidazol e III - camundognos resistentes ao tratamento com o Benzonidazol e tratados com esta mesma droga. Os inóculos foram de 15 x 10 [elevado a 4 ] tripomastigotas sanguícolas. Houve aumento de resistência em relação a cepa original com a mesma droga e resistência cruzada. A cepa Y isolada dos animais não curados foi passada em cultura em meio Warren e preparados os extratos enzimáticos para a eletroforese das seguintes enzimas: GPI, PGM, ALAT e ASAT. Como controle isoenzimático foram utilizadas as cepas Peruana (Tipo I), 21 SF (Tipo II) e Colombiana (Tipo III) e duas amostras da cepa Y mantidas por diferentes período em cultura e em criopreservação dos extraidos enzimáticos. Não houve modificações do perfil isoenzimático da cepa Y, que Tipo I (Peruana) e ao padrão das amostras da cepa Y com diferentes períodos de manutenção.

Estudio de diferentes estrategias de operación en la reacción entre dihidroxiacetona fosfato y Z-S-alaninal catalizada por Rhamnulosa-1-fosfato aldolasa

Proyecto de investigación realizado a partir de una estancia el grupo de Biotecnología e Ingeniería de Bioprocesos del Imperial College London entre abril y julio del 2007. La catálisis enzimática es una tecnología en continua expansión en el campo de la síntesis y producción de compuestos enantioméricamente puros con actividad biológica. Concretamente las aldolasas son enzimas de gran interés industrial como biocatalizadores en síntesis asimétrica de compuestos quirales ya que catalizan la formación de enlaces C-C mediante reacciones de adición aldólica con una alta regio y estereoespecíficidad. Uno de los compuestos es el precursor de iminociclitoles, que son moléculas de gran potencial terapéutico en el tratamiento de un amplio rango de enfermedades debido a su actividad como inhibidores de glicosidasas y glicosiltransferasas. Sin embargo, para conseguir esta reacción existen problemas de solubilidad de los reactivos y productos en medios homogéneos. Una posible solución es el empleo de medios bifásicos en biorreactores de membrana. Se ha estudiado el potencial de un Biorreactor de Membrana para Biotransformaciones desarrollado en dicha reacción y, a la vez, diferentes estrategias de operación que lleven al máximo rendimiento de producto y/o faciliten su purificación tras la reacción.

Desarrollo de biomarcadores del grado de exposición y activación para la evaluación de la neurotoxicidad de la MDMA en humanos

La 3,4-Metilendioximetanfetamina (MDMA, éxtasis) es un derivado anfetamínico sintético ampliamente usado como droga recreativa, que produce neurotoxicidad serotonérgica en animales y posiblemente también en humanos. El mecanismo subyacente de neurotoxicidad, incluye la formación de especies reactivas de oxigeno (ROS), pero la fuente de generación de estos es un punto de controversia. Se postula que la neurotoxicidad inducida por la MDMA es mediada por la formación de metabolitos bioreactivos. Específicamente, los metabolitos primarios de tipo catecol, la 3,4- dihidroximetanfetamina (HHMA) y la 3,4-dihidroxianfetamina (HHA), que luego dan lugar a la formación de conjugados con el glutatión y la N-acetilcisteína, y que conservan la capacidad de entrar en el ciclo redox y presentan neurotoxicidad serotonérgica en ratas. Aunque la presencia de dichos metabolitos se demostró recientemente en microdialisados de cerebros de ratas, su formación en humanos no se ha reportado aun. Este trabajo describe la detección de N-acetil-cisteína-HHMA (NAC-HHMA) y N-acetil-cisteína-HHA (NAC-HHA) en orina humana de 15 consumidores recreacionales de MDMA (1.5 mg/kg) en un entorno controlado. Los resultados revelan que en las primeras 4 horas después del consumo de MDMA aproximadamente el 0.002% de la dosis administrada es recuperada como aductos tioéter. Los polimorfismos genéticos en la expresión de las enzimas CYP2D6 y COMT, que en conjunto son las principales determinantes de los niveles estables de HHMA y HHA, posiblemente expliquen la variabilidad interindividual observada en la recuperación de la NAC-HHMA y la NAC-HHA en orina. Resumiendo, por primera vez se demuestra la formación de aductos tioéteres neurotóxicos de la MDMA en humanos. Estos resultados apoyan la hipótesis de que la bioactivación de la MDMA a metabolitos neurotóxicos es el mecanismo relevante para la generación de la neurotoxicidad en humanos.

Avaluació del creixement del fong ligninolític Trametes versicolor sobre diferents suports sòlids per a l'aplicació en tractaments de bioremediació

Els fongs de podridura blanca (WRF - de l'anglès: White-rot fungi) són de gran interès en l'àmbit de la bioremediació per la seva capacitat de degradar la lignina. La lacasa, un dels enzims extracel·lulars que aquests fongs excreten per degradar la lignina, pot ser utilitzada per degradar els contamiants presents en una matriu donada. Trametes versicolor ha estat estudiat per la seva capacitat de produïr aquest enzim en rersidus agrícoles com a substrats. Un primer triatge basat en la producció de CO2, la mesura de l'activitat lacasa i la quantificació de l'ergosterol han permés seleccionar els substrats on es donava un major poder oxidatiu dels cultius inoculats amb T. versicolor. Els posteriors experiments de colonització de sòls, on es monitoritzava l'activitat lacasa i l'ergosterol, han mostrat que T. vesicolor és capaç de colonitzar sòls i que té una major activitat lacasa en condicions no estèrils. També h'ha provat, mitjançant el test ND24, que T. versicolor és capaç de degradar un contaminant emergent, el naproxè, en sòls estèrils i no estèrils esmenats amb residus agrícoles.

Estudio de los mecanismos terapéuticos en la inducción de tolerancia immunológica en un modelo animal de esclerosis múltiple

En una serie de estudios previos demostramos que la infusión de células de médula ósea (MO) modificadas genéticamente para la expresión del autoantígeno MOG40-55 en ausencia de mieloablación inducía tolerancia antígenoespecífica en un modelo murino de esclerosis múltiple. También observamos que este efecto terapéutico no requería injerto hematopoyético. Nos propusimos estudiar si el efecto tolerogénico está inducido por una subpoblación de células generadas durante la transducción de la MO y el papel de las células T reguladoras en la inducción de la tolerancia. Las células de MO fueron cultivadas y transducidas usando medio complementado con 20% FCS y medios condicionados como fuente de stem cell factor (SCF) e IL-3 murinos. Las diferentes poblaciones celulares se separaron por citometría de flujo y se analizó la capacidad supresora de las poblaciones candidatas. Por otro lado se analizó la presencia de células T reguladoras en bazo y SNC de los ratones recuperados después de la infusión de células de MO transducidas. A los cinco días de cultivo, la mayoría de células presentaban fenotipo mieloide (Mac-1+Gr-1low/-:31,9+-10,2%; Mac-1+Gr-1high:26,0+-3,3%). Ambos fenotipos se corresponden con dos subpoblaciones de células mieloides supresoras (MDSC, tipo monocí¬tico y granulocítico respectivamente) descritas recientemente. Se estudió la capacidad de ambas poblaciones para suprimir la respuesta proliferativa específica de esplenocitos frente a MOG40-55 in vitro, observando una mayor capacidad de supresión de las MDSC monocíticas, que se correspondí¬a con niveles significativamente superiores de actividad de las enzimas arginasa-1 y sintasa de óxido nítrico (ambos mecanismos supresores característicos de las MDSC). A los 7 días del tratamiento no se observaron diferencias significativas en el porcentaje de células T reguladoras (Treg y Tr1) entre el grupo tratado (liM) y los grupos de control.

PGC-1α regula la respuesta celular frente a estrés oxidativo en el miocardio tras síndrome coronario agudo

PGC-1α es un factor de transcripción maestro en la regulación mitocondrial de genes de protección frente a estrés oxidativo. Decidimos analizar el papel de la molécula en la regulación celular miocárdica tras infarto agudo. Evaluamos 38 pacientes con diagnóstico de SCACEST sometidos a estrategia de reperfusión. Encontramos que los pacientes con nivel basal de expresión reducido y mayor inducción de PGC-1α tras el evento presentaban infartos más extensos estimados por resonancia cardiaca. Concluimos que PGC-1α participa en la regulación de la respuesta celular frente a isquemia, en base a la activación de enzimas de protección mitocondrial.

Aspectos metabólicos y multivitamínicos del maíz

La deficiencia de vitamina A causa 2.2 millones de muertes al año. Por tanto, investigadores intentan elevar el contenido de β-caroteno y otros carotenoides en cereales mediante la ingeniería genética. Mi trabajo consistió en analizar carotenoides en maíz y callos de arroz transgénico con el fin de indentificar y cuantificar estos pigmentos y además analizar la ruta metabólica de los mismos. Por tal motivo, desarrollaré una técnica analítica por HPLC y UHPLC que me permitió separar la mezcla de carotenoides. Estas moléculas se detectaton utilizando un detector de arreglo de diodos y masas. Con éste último se probaron distintas técnicas de ionización (ESI, APCI y APPI) para encontrar la mejor técnica que ionizara carotenos y xantófilas. Además se hallaron transiciones para identificar a cada uno de los carotenoides. Para mostrar la confiabilidad del método analítico, realicé la validación del mismo y determiné factores importantes que influyen en el análisis de carotenoides, como por ejemplo, su estabilidad química. Para analizar la ruta metabólica de los carotenoides, se realizaron distintos experimentos, entre ellos, introducir distintas combinaciones de genes en el maíz y arroz que permitieran entender cuáles eran las enzimas importantes que permitían la acumulación de carotenoides. También se analizó la biosíntesis de carotenoides a distintas etapas del desarrollo de la semilla de maíz, desde los 15 días después de la polinización (DAP) hasta los 60 DAP y su estabilidad química a lo largo de todo este período. Finalmente, se profundizó en la identificación de nuevos carotenoides encontrados en las muestras, como los oxo-carotenoides (utilizados en la industria como colorantes). Para llevar acabo su identificación, se realizaron pruebas químicas, se determinaron sus espectros visibles y sus fragmentos por masas.   

Oxidative stress is increased in critically ill patients according to antioxidant vitamins intake, independent of severity: a cohort study

Introduction. Critically ill patients suffer from oxidative stress caused by reactive oxygen species (ROS) and reactive nitrogen species (RNS). Although ROS/RNS are constantly produced under normal circumstances, critical illness can drastically increase their production. These patients have reduced plasma and intracellular levels of antioxidants and free electron scavengers or cofactors, and decreased activity of the enzymatic system involved in ROS detoxification. The pro-oxidant/antioxidant balance is of functional relevance during critical illness because it is involved in the pathogenesis of multiple organ failure. In this study the objective was to evaluate the relation between oxidative stress in critically ill patients and antioxidant vitamin intake and severity of illness. Methods. Spectrophotometry was used to measure in plasma the total antioxidant capacity and levels of lipid peroxide, carbonyl group, total protein, bilirubin and uric acid at two time points: at intensive care unit (ICU) admission and on day seven. Daily diet records were kept and compliance with recommended dietary allowance (RDA) of antioxidant vitamins (A, C and E) was assessed. Results. Between admission and day seven in the ICU, significant increases in lipid peroxide and carbonyl group were associated with decreased antioxidant capacity and greater deterioration in Sequential Organ Failure Assessment score. There was significantly greater worsening in oxidative stress parameters in patients who received antioxidant vitamins at below 66% of RDA than in those who received antioxidant vitamins at above 66% of RDA. An antioxidant vitamin intake from 66% to 100% of RDA reduced the risk for worsening oxidative stress by 94% (ods ratio 0.06, 95% confidence interval 0.010 to 0.39), regardless of change in severity of illness (Sequential Organ Failure Assessment score). Conclusion. The critical condition of patients admitted to the ICU is associated with worsening oxidative stress. Intake of antioxidant vitamins below 66% of RDA and alteration in endogenous levels of substances with antioxidant capacity are related to redox imbalance in critical ill patients. Therefore, intake of antioxidant vitamins should be carefully monitored so that it is as close as possible to RDA.

Total antioxidant capacity of plasma in asymptomatic carrier state of Neisseria meningitidis

Reduction of the antioxidant capacity of plasma has been linked with the impairment of an effective immune response and so we hypothesized that the carriage rate of Neisseria meningitidis in asymptomatic subjects might correlate with the levels of antioxidants in plasma. To this end we took pharyngeal swabs from 339 children in Marquesado Basic Health Zone, Granada, Spain and in addition determined the total antioxidant capacity (TAC) in plasma samples from these subjects. The overall prevalence of N. meningitidis carriage was 5.9% (mean age 7.1 years) with rates of 10.3% in children aged 3 < or =years, 3.9% between 4 and 7 years and 2.4% in older subjects. Plasma TAC for the < or =3-year-olds was 0.13 for carriers and 1.10 for non-carrier controls (P=0.04), 0.13 for carriers aged 4-7 years (controls 0.63) and 0.28 for carriers aged >7 years (controls 0.52). We analysed the association between TAC in plasma (<0.37 - 2 S.D.) and the carrier state of N. meningitidis. In the carrier state, the odds ratio for this association (TAC in plasma <0.25) was 8.44 (95% CI 1.5-48.9). These findings may suggest a reduced immune response in the host favourable to nasopharyngeal persistence of meningococci.

Minor compounds of olive oil have postprandial anti-inflammatory effects

High postprandial levels of TAG may further induce endothelial dysfunction and inflammation in subjects with high fasting levels of TAG, an effect that seems to be related to oxidative stress. The present study investigated whether minor compounds of olive oil with antioxidant activity decrease postprandial levels of soluble isoforms of intercellular adhesion molecule 1 (sICAM-1) and vascular cell adhesion molecule 1 (sVCAM-1), as surrogate markers of vascular inflammation, after a high-fat meal. A randomized crossover and blind trial on fourteen healthy and fourteen hypertriacylglycerolaemic subjects was performed. The study involved a 1-week adaptation lead-in period on a National Cholesterol Education Program Step I diet supplemented with extra-virgin olive oil (EVOO) containing 1125 mg polyphenols/kg and 350 mg tocopherols/kg, or refined olive oil (ROO) with no polyphenols or tocopherols. After a 12 h fast, the participants ate a high-fat meal enriched in EVOO or ROO (50 g/m2 body surface area), which on average provided 3700 kJ energy with a macronutrient profile of 72% fat, 22% carbohydrate and 6% protein. Blood samples drawn hourly over the following 8 h demonstrated a similar postprandial TAG response for both EVOO and ROO meals. However, in both healthy and hypertriacylglycerolaemic subjects the net incremental area under the curve for sICAM-1 and sVCAM-1 were significantly lower after the EVOO meal. In conclusion,the consumption of EVOO with a high content of minor antioxidant compounds may have postprandial anti-inflammatory protective effects.

Circulating antioxidant defences are decreased in healthy people after a high-fat meal.

The aim of this study was to examine the responses of uric acid, antioxidant defences and pro-oxidant variables after a high-fat meal. Twenty-five healthy persons without criteria for the metabolic syndrome, underwent a high-fat meal with Supracal (60 g fat). Measurements were made at baseline and 3 h after the meal of TAG, uric acid, HDL-cholesterol, total proteins and oxidative stress. Following the high-fat meal, we detected a significant increase in pro-oxidative variables and a decrease in antioxidative variables. The uric acid concentrations were significantly lower after the high-fat meal and the reduction correlated significantly with the oxidative stress variables. The inverse relation between reduced uric acid and increased carbonylated proteins remained in multiple regression analysis. We conclude that uric acid is a powerful antioxidant and its reduction following a high-fat meal may be related with its acute antioxidative action.

Estudios fármaco-genéticos de pacientes con infección por VIH-1 tratados con regimenes antirretrovirales basados en estavudina: asociación de los polimorfismos de la timidilato sintasa con los niveles intracelulares de estavudina trifosfato

L’activitat antiretroviral i la toxicitat de l’estavudina (d4T) depèn del seu metabòlit trifosfat (d4T-TP).Es varen determinar els nivells intracel•lulars de d4T-TP y els polimorfismes dels gens dels enzims la via del folat entre altres la timidilat sintasa (TS), la metilentetrahidrofolat reductasa (MTHFR), .... Els nivells intracel•lulars de d4T als malalts del estudi transversal amb un genotip d’alta expressió del TS van ser de 11.50 fmol/106 cels mentre que per aquells amb un genotip de baixa expressió, van ser de 20.65 (P = 0.0010). Els nivells intracel•lulars de d4T són determinats pels polimorfismes de timidilato sintasa.

Modelización de procesos de membranas aplicados a alimentos modelos y derivados

El presente grupo ha recorrido ya un largo camino trabajando en el estudio de sistemas enzimáticos, diseño y simulación de biorreactores con enzimas en soluble e inmovilizadas, comprobando la seria dificultad de separación y eliminación de las mismas en la etapa final del proceso, así como las problemáticas de preparación y uso de las enzimas inmovilizadas en los mas diversos tipos de soportes. En este estudio se investigo la aplicación de ultrafiltración y ósmosis inversa en soluciones modelo de zumos para su clarificación y concentración, también en la eliminación de melanoidinas en concentrados de zumos. A partir de esta investigación se elaboraron membranas con enzimas pectinoliticas inmovilizadas. Al igual que se determino las condiciones óptimas de aplicación en sistemas modelo a escala de laboratorio y planta piloto.