Expressão e caracterização de uma lectina recombinante de interesse biomédico

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia Biomédica (área de especialização em Engenharia Clínica)

Exploring the properties of genetically engineered silk-elastin-like protein films

Free standing films of a genetically engineered silk-elastin-like protein (SELP) were prepared using water and formic acid as solvents. Exposure to methanol-saturated air promoted the formation of aggregated β-strands rendering aqueous insolubility and improved the mechanical properties leading to a 10-fold increase in strain-to-failure. The films were optically clear with resistivity values similar to natural rubber and thermally stable up to 180 °C. Addition of glycerol showed to enhance the flexibility of SELP/glycerol films by interacting with SELP molecules through hydrogen bonding, interpenetrating between the polymer chains and granting more conformational freedom. This detailed characterization provides cues for future and unique applications using SELP based biopolymers.

Development of elastin-like recombinamer films with antimicrobial activity

In the present work we explored the ABP-CM4 peptide properties from Bombyx mori for the creation of biopolymers with broad antimicrobial activity. An antimicrobial recombinant protein-based polymer (rPBP) was designed by cloning the DNA sequence coding for ABP-CM4 in frame with the N-terminus of the elastin-like recombinamer consisting of 200 repetitions of the pentamer VPAVG, here named A200. The new rPBP, named CM4-A200, was purified via a simplified nonchromatographic method, making use of the thermoresponsive behavior of the A200 polymer. ABP-CM4 peptide was also purified through the incorporation of a formic acid cleavage site between the peptide and the A200 sequence. In soluble state the antimicrobial activity of both CM4-A200 polymer and ABP-CM4 peptide was poorly effective. However, when the CM4-A200 polymer was processed into free-standing films high antimicrobial activity against Gram-positive and Gram-negative bacteria, yeasts and filamentous fungi was observed. The antimicrobial activity of CM4-A200 was dependent on the physical contact of cells with the film surface. Furthermore, CM4-A200 films did not reveal a cytotoxic effect against both normal human skin fibroblasts and human keratinocytes. Finally, we have developed an optimized ex vivo assay with pig skin demonstrating the antimicrobial properties of the CM4-A200 cast films for skin applications.

Gellan gum-hyaluronate spongy-like hydrogels promote angiogenesis in hindlimb ischemia

"Tissue engineering: part A", vol. 21, suppl. 1 (2015)

Modelo in vitro de ateroesclerosis: Efecto de la infección con Trypanosoma cruzi, lípidos y lipoproteínas sobre la expresión de receptores Toll-like y scavengers en la formación de células espumosas derivadas de macrófagos

Los receptores Toll-like (TLRs) son receptores ancestrales que reconocen modelos moleculares asociados a patógenos y nos defienden de los microorganismos. Su activación por vías de señalización que involucran al factor de transcripción NF-kB, estimula la producción de citoquinas inflamatorias, quimioquinas, moléculas de adhesión y procoagulantes. Recientemente se ha documentado la participación de TLR 2 y 4 en el desarrollo /progresión del ateroma en modelos experimentales in vivo, siendo postulados como nexo entre inflamación, infecciones y ateroesclerosis. Infecciones bacterianas y virales han demostrado jugar un papel en su desarrollo. Sin embargo, el rol de parásitos intracelulares obligados -Trypanosoma cruzi- ha sido escasamente explorado. Los macrófagos, células claves del sistema inmune innato, que pueden ser infectadas in vivo e in vitro por este parásito, expresan en su superficie receptores multiligando scavenger (SR) clase B. Entre ellos, CD 36, capta lipoproteínas de baja densidad (LDL) oxidadas y este mecanismo endocítico no controlado por feedback favorecería la formación de células espumosas, la lesión más temprana de ateroesclerosis. El objetivo general de este proyecto es contribuir a esclarecer el conocimiento de los mecanismos bioquímicos, celulares y moleculares que participan en la formación de células espumosas derivadas de macrófagos. Determinar el efecto de potenciales factores aterogénicos sobre receptores Toll-like and SR-CD 36, permitiría diseñar terapias alternativas tendientes a modular su actividad con la finalidad de disminuir la elevada morbilidad/mortalidad que ocasiona la ateroesclerosis en la sociedad occidental. En nuestro modelo proponemos los siguientes objetivos específicos: -Dilucidar el compromiso de TLRs y SR-clase B en el proceso de aterogenésis, específicamente en la formación de células espumosas.-Investigar la influencia de la infección por T. cruzi, ácidos grasos y LDL modificadas como factores aditivos en la formación de estas células. -Evaluar el efecto de ligandos agonistas de TLR2/4 y SR-CD 36. -Determinar el perfil de citoquinas inflamatorias liberadas en el sobrenadante de los cultivos celulares. -Estudiar el efecto metabólico de las hormonas insulina y adipoquinas en el proceso bioquímico y celular que permite la formación de células espumosas.

Efecto de la infección in vivo con Trypanosoma cruzi y una dieta rica en lípidos sobre receptores Toll-like en un modelo experimental de Aterosclerosis

Además de los factores de riesgos convencionales y mejor conocidos que predisponen a la aterosclerosis, entre ellos, la hiperlipemia, hipertensión y el hábito de fumar, recientemente se ha propuesto a las infecciones y la inflamación como factores de riesgo a tener en cuenta en el desarrollo de esta patología. Considerando que algunas infecciones bacterianas y / o virales pueden ejercer una acción pro-aterogénica, probablemente como consecuencia de inflamación sistémica o un efecto directo sobre la pared vascular, nos propusimos como objetivo principal, estudiar la influencia de la infección in vivo con Trypanosoma cruzi (parásito protozoario, agente etiológico de la Enfermedad de Chagas) más una dieta rica en lípidos sobre la expresión de los receptores de la inmunidad innata (Toll – like) en un modelo experimental desarrollado en ratones C57BL/6, propensos a la aterosclerosis. Por otra parte, nos interesa caracterizar los tipos celulares que infiltran el corazón y la aorta de los animales sometidos a tratamientos experimental (mediante estudios inmunohistoquímicos), el perfil de citoquinas inflamatorias séricas y moléculas de adhesión intercelular, así como también establecer una correlación con parámetros bioquímico – clínicos y endocrinológicos, en especial el perfil de lípidos, lipoproteínas y apolipoproteínas, marcadores de inflamación sistémica, peso corporal, glucemia, insulina e insulina resistencia

Epidemiología y diversidad genética del virus de la hepatitis C en la región central de Argentina

El virus de la hepatitis C (HCV) es el principal agente causante de hepatitis crónica, en el mundo. Basado en la divergencia de la secuencia de nucleótidos se lo ha clasificado en 6 genotipos y varios subtipos. La distribución de genotipos ha sido asociada a vías específicas de transmisión y a los movimientos poblacionales. Esta diversidad constituye las bases del manejo clínico del paciente y provee la información decisiva para las estrategias terapéuticas. Asimismo, la heterogeneidad genética de HCV continúa siendo el mayor obstáculo para el desarrollo de vacunas y terapias efectivas. Estudios previos realizados en Argentina demuestran que la distribución de genotipos es diferente entre regiones geográficas muy cercanas. En general el genotipo 1 es el más prevalente en la región este de nuestro país y en la región central existe una particular alta prevalencia de genotipo 2 (HCV-2) (>55%), 2c, y HCV-1 en usuarios de drogas endovenosas. A fin de confirmar la existencia de dos eventos de transmisión independientes con claras implicancias clínico terapéuticas, el objetivo de este proyecto es completar y profundizar el estudio del proceso de diversificación de estos genotipos en Córdoba mediante análisis moleculares y bioinformáticos. Así, más muestras y otras regiones genómicas deberían ser analizadas (NS5B/E2) para determinar el origen y caracterizar los patrones de diversificación. En este sentido, un reciente estudio serológico, realizado por personal del ministerio de Salud, que involucró a 3782 individuos habitantes de cuatro áreas geográficas de la provincia de Córdoba reveló una alta prevalencia de HCV (>5%). Dichas muestras son la base del estudio propuesto en este plan

Estudio de epitopes de antígenos para interpretar su respuesta inmune. Modelo 1: Virus rubeola. Modelo 2: Bacteria Chlamydia trachomatis

El estudio de los epitopes de los antígenos permitirá no sólo la diferenciación de cepas sino también la interpretación correcta de la respuesta inmune. Modelo1: Rubeola es una enfermedad infecciosa caracterizada por una erupción localizada, fiebre y adenopatías, que por lo general se produce en niños de edad escolar o preescolar. El virus de la rubeola es el único miembro del género ribivirus en la familia de los Togavirus. Se sabe que es una partícula esférica que mide 60-90 nm y lleva la información genética en una sola cadena de RNA de polaridad positiva formando una cápside icosahédrica. Estructuralmente está compuesto por tres proteínas, una no glicosilada, asociada al RNA en la nucleocápside, llamada C, y dos glicoproteínas E1 y E2 que se encuentran en la envoltura del virus donde se presentan formando complejos por dímeros E1-E1 y E1-E2. Uno de los motivos por los que se realizan estudios comparativos entre diferentes cepas de virus rubeola radica en la observación de que la respuesta inmune frente a la infección con la cepa salvaje es más eficiente y duradera que la inducida por la cepa vacunal y que no se conocen fehacientemente si la capacidad teratogénica del virus depende de la cepa viral o del tipo de infección que se produce en la placenta y en el feto. La disminución o desaparición de la respuesta inmune específica puede posibilitar la reinfección de una persona vacunada, lo que adquiere particular importancia en el caso de las embarazadas. Es por ello que este estudio se centra en el análisis comparativo de las propiedades biológicas y estructurales de la cepa de virus rubeola de circulación local (cepa Córdoba y sus clones) frente a las cepas Glichrist (prototipo) y RA 27/3 (vacunal). Esta parte del trabajo contribuye al proyecto mundial de obtención de una vacuna sintética o infectiva para controlar la infección por el virus rubeola. Objetivos: 1. Estudiar la cinética de aparición de los epitopes en citoplasma y membrana celular con una técnica de inmunofuorescencia indirecta de células infectadas y bloquear a distintos pasos la vía de síntesis de proteínas en las células infectadas para producir el camino de síntesis del complejo E1-E1 hasta su aparición en membrana. 2. Realizar la técnica de mapeo peptídico para la proteína E2 en diferentes cepas. Modelo 2: Chlamydia trachomatis es una bacteria intracelular obligada de un ciclo de vida dimórfico, con una fase extracelular llamada Cuerpo Elemental (CE), que es la forma infectiva y metabólicamente inactiva y una fase intracelular llamada Cuerpo Reticular que es la forma replicada y metabólicamente activa de la bacteria. Es el agente etiológico de Enfermedades de Transmisión Sexual (ETS) más comunmente aislado en poblaciones de riesgo, además de ser la primera causa de ceguera prevenible a nivel mundial. El resultado de la infección con C. trachomatis puede terminar en inmunidad o enfermedad dependiendo de la interacción del sistema inmune del huésped con los antígenos chlamydiales específicos. El estudio de los antígenos que generan la respuesta inmune humoral como los tipos e isotipos de inmunoglobulinas producidas en esta respuesta, en las poblaciones con diferentes manifestaciones de la infección por C. trachomatis , podrían asociarse a un tipo de perfil de respuesta de linfocitos TH y dar un valor pronóstico de la evolución de la infección. Objetivo: 1. Separar y estudiar algunos de los más importantes antígenos de la bacteria Chlamydia trachomatis .

Identificación del virus causal de diseños cloróticos en ciruelos

En el área frutícola que rodea la ciudad de Córdoba, de Colonia Caroya y Jesús María, se encontraron síntomas foliares cloróticos (líneas, manchas, diseños de hojas de encina) asimilables a los inducidos por tres virus causales de "diseños cloróticos lineares" en ciruelo (plum line pattern ilarvirus), el Danish plum line pattern ilarvirus (un serotipo del prunus necrotic ring spot ilarvirus), el European plum line pattern ilarvirus (un serotipo de apple mosaic ilarvirus) ambos serológicamente relacionados pero no idénticos, y el American plum line pattern ilarvirus, serológicamente no relacionados con los anteriores. Si bien no producen una sintomatología llamativa son causales de pérdidas en las cosechas por disminución del número de frutos producidos. El propósito del proyecto es definir la identidad del virus causal de los síntomas encontrados y ajustar una técnica serológica que permita su detección en plantas con infecciones sistémicas recientes, útil para ser empleada en material bajo cuarentenas (aduanas), en censos, controles sanitarios en viveros y para la elección de plantas madres de sanidad controlada. (...)

Estudio de las afecciones causadas por el virus MRDV, agente del Mal de Río Cuarto, en plantas de gramínea

El Mal de Río Cuarto es una enfermedad virósica causada por el Maize Rorgh Dwarf Virus (MRDV), el cual es transmitido por el insecto vector Delphacodes kuscheli. Esta enfermedad provoca cuantiosas pérdidas económicas sobre todo en maíz, afectando la producción de granos y forraje. El presente proyecto, empleando plantas de maíz cuya infección será provocada y plantas de sorgo y avena con síntomas visibles de la enfermedad, recolectadas a campo, se propone a lo largo de tres años: realizar un estudio anatómico, comparativo entre variedades susceptibles y ligeramente resistentes de maíz para determinar en qué etapa fenológica de la planta se observan las primeras anomalías; localizar partículas virales y estudiar los cambios celulares en orgánulos y pared celular por microscopía electrónica de transmisión y analizar la relación de auxina (IAA) endógena/IAA-oxidasa en enaciones de diferentes estadíos de su desarrollo, a fin de establecer correlaciones hormonales y enzimáticas con la proliferación de tejidos vasculares observada en estas agallas foliares. El conocimiento de las interrelaciones huésped-patógeno, en este caso particular gramínea-virus, brindará la posibilidad de obtener un modelo que en el futuro pueda servir de base a la Biología Molecular a fin de incorporar caracteres de resistencia a enfermedades en cultivos agrícolas de importancia económica en la región donde el proyecto se inserta así como en el país. Objetivo General: Dada la significación económica del Mal de Río Cuarto en la zona maicera de nuestro país, en la cual se cultiva asimismo sorgo y avena, el presente proyecto intenta aportar conocimientos sobre las afecciones producidas por el virus causal de esta enfermedad.

Estudios de reinfección natural, vectores y dinámica de virus en ajo semilla

En Argentina, el ajo es una de las hortalizas que se destinan a consumo directo o a industria. Es un cultivo de alta rentabilidad que se destina a satisfacer la demanda nacional o a exportación, dependiendo ello del tipo clonal y de la calidad del producto. Un componente fundamental de la calidad, es la sanidad del material utilizado para la implementación del cultivo. Entre los problemas sanitarios, las virosis se constituyen en uno de los más difíciles de resolver. (...) Como resultados del desarrollo de un sistema de producción masiva de ajos libre de virus, de los que se están suministrando minibulbillos a los productores y los resultados obtenidos con materiales del tipo clonal Rosado Paraguayo en la provincia de Córdoba, el Laboratorio de Fitopatología de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Nacional de Córdoba se propone poner a punto un método de detección temprana de infección en "semilla" de ajo del tipo clonal Colorado y evaluar la incidencia de las virosis en los rendimientos y la reinfección natural en otras zonas de producción del país. (...) Los Objetivos fijados son: * Medir el efecto de las virosis en sucesivas multiplicaciones de ajo. * Evaluar el comportamiento de materiales obtenidos por cultivo de merisistemas. * Determinar la reinfección por virus a campo en ajos libres de virus.

Transmisión experimental del virus del Mal de Río Cuarto mediante insectos (D. kuschelli) criados en laboratorio

El Mal de Río Cuarto es la enfermedad más importante en el cultivo de maíz, ya que produce severos daños y está muy difundida: en la actualidad ocupa una superficie cercana a 1.000.000 de has. Se han evaluado las pérdidas en plantas severamente afectadas en la zona endémica de la virosis determinándose niveles que oscilaron entre un 20 a un 40% según el período agrícola. El virus afecta otros cultivos tales como sorgo, trigo, avena, mijo, moha de Hungría y centeno además de numerosas malezas pertenecientes a las familias de las Poáceas y Cyperáceas. La morfología de la partícula observada en cortes ultra finos permitió modular la hipótesis de similitud o parentesco con la enfermedad llamada Maize Rough Dwarf (MRDV) presente en el Mediterráneo; trabajos posteriores evidenciaron que tanto MRDV como el virus del Mal de Río Cuarto mostraron 10 bandas típicas de los Fijivirus. La enfermedad se transmite en la naturaleza en forma persistente mediante la especie Dephacodes kuschelli Fennah. Dada la importancia económica de la enfermedad se consideró prioritario lograr la cría y transmisión experimental de la virosis con insectos criados en laboratorio, ya que hasta el momento las transmisiones se llevaban a cabo con insectos provenientes de campo. El cumplimiento de este objetivo de trabajo permitirá el desarrollo de otras actividades tales como multiplicación del inóculo y su mantenimiento para la realización de estudios de caracterización biológica y molecular, purificación del virus, determinación de hospedantes diferenciales que permitirán establecer similitud o diferencias entre aislamientos locales y/o extranjeros, determinación de cultivares tolerantes o resistentes entre otras ventajas.

Modificaciones de Parámetros Inmunológicos en niños infectados por virus Varicela-Zoster

En nuestro país se infectan anualmente de varicela entre 350 y 400 mil individuos. El 90% son menores de 10 años y la mayoría de casos fatales ocurren en pacientes inmunocomprometidos. Los costos sanitarios directos causados por esta enfermedad alcanzan los 2 millones de dólares por año, además de los gastos generados por el lucro cesante de los padres de los niños afectados. Los niños alérgicos con crisis asmáticas a repetición que no realizan el tratamiento adecuado suelen recibir frecuentes dosis de glucocorticoides de difusión sistémica, con propiedades inmunosupresoras. (...) Se ha visto que existe una relación directa entre la frecuencia de neumonía por virus de varicela zoster (V-Z) e incidencia de mortalidad. (...) Aciclovir es una droga inerte para células sanas y de actividad específica contra el virus que reduce la severidad y extensión de las lesiones, favorece la curación y las posibilidades de las recurrencias. Aciclovir ha demostrado ser significativamente útil para reducir el tiempo de aparición de nuevas lesiones, su número, porcentaje de pacientes febriles en los primeros días y el número de lesiones residuales hipopigmentadas al mes. Se ha establecido que Aciclovir es un antiviral de elección en el tratamiento de las infecciones herpéticas. Sin embargo, en pacientes inmunosuprimidos infectados con virus Herpes y tratados con la droga pueden surgir mutantes virales resistentes. Se evaluará la eficiencia del antiviral Aciclovir en pruebas "in vitro". (...) Se estudiarán 60 niños alérgicos menores de 10 años infectados por virus VZ (varicela o herpes). (...)

Relación virus-áfidos en un agroecosistema

En un agroecosistema de aproximadamente 40 ha. con cultivos de soja, girasol, maní y alternativamente sorgo y maíz, plantas no cultivadas y malezas se realizará un seguimiento durante 2 años con una frecuencia semanal. La finalidad de este plan de investigación es interrelacionar la incidencia de los virus más importantes transmitidos por los áfidos en los cultivos en estudio con la biología de los áfidos presentes en un agroecosistema, sus fluctuaciones de vuelo, en relación a las variables climáticas y su presencia en las malezas. Para ello se contemplan las siguientes actividades: a) muestreo de cultivos y de las malezas del agroecosistema para verificar la presencia de los virus; b) muestreo de los áfidos con trampas amarillas y c) análisis estadístico de los datos obtenidos incluyendo las variables climáticas registradas en el agroecosistema.

Circulación y epidemiología molecular de virus emergentes asociados a patologías humanas linfoproliferativas, neurológicas y gastrointestinales en Córdoba

Desde hace mucho tiempo las enfermedades diarreicas y linfoproliferativas constituyen un importante problema de Salud Pública. Sin embargo hasta el momento no existen datos sobre la prevalencia de los virus emergentes entericos y los retrovirus humanos HTLV-I y HTLV-II en la ciudad de Córdoba, información imprescindible para conocer la magnitud del problema y para la implementación de programas preventivos y asistenciales que reduzcan la diseminación y morbi mortalidad por estas patologías. Los objetivos generales de este proyecto son: * Establecer la prevalencia y perfil local de las infecciones producidas por los retrovirus humanos HTLV-I y HTLV-II en la Provincia de Córdoba. * Identificar, caracterizar y determinar la frecuencia etiológica de agentes virales emergentes asociados a gastroenteritis en la provincia de Córdoba. * Desarrollar, estandarizar e implementar metodologías moleculares suplementarias para el diagnóstico confirmatorio de la infección por retrovirus humanos y virus asociados a gastroenteritis. * Realizar estudios de epidemiología molecular para caracterizar las cepas circulantes en Córdoba. La importancia de la estandarización e implementación de metodologías serológicas y moleculares para los virus en estudio se fundamenta en la necesidad de disponer de técnicas sensibles y específicas que permitan realizar estudios continuados de la circulación de estos virus en nuestra comunidad. (...) Siendo la sangre vía transfusión una de las principales formas de transmisión de estos agentes y cuyo control a tiempo evitaría la diseminación de los mismos, creemos que nuestros resultados serán de fundamental importancia para ilustrar a las autoridades de salud sobre cuál es la situación en nuestro medio y poder así evaluar la necesidad de iniciar el control de los virus HTLV-I y HTLV-II en los bancos de sangre de nuestra ciudad, como se está haciendo en otros países no endémicos del mundo. Los resultados del proyecto informarán sobre la magnitud del problema en nuestro medio, los grupos más expuestos al riesgo de infección, la época del año en la que prevalecen las diferentes infecciones y otros datos que servirán para la aplicación de eventuales medidas preventivas (control de Bancos de Sangre, control de pacientes inmunodeprimidos hospitalizados por diarreas, etc.).