ciudad de mÉxico, del 7 al 9 de octubre del...

PROYECTO APOYADO POR EL CONACYT

CIUDAD DE MÉXICO, DEL 7 AL 9 DE OCTUBRE DEL 2019

ii

XVIII JORNADAS ACADÉMICAS

DEL DOCTORADO EN CIENCIAS

EN BIOTECNOLOGÍA

MEMORIA

CIUDAD DE MÉXICO, DEL 7 AL 9 DE OCTUBRE DEL 2019

iii

PRESENTACIÓN

El Doctorado en Ciencia en Biotecnología en Red del Instituto Politécnico Nacional realiza

las XVIII Jornadas Académica del Doctorado en Ciencias en Biotecnología, cuyo objetivo

es: Presentar, conocer y evaluar los avances biotecnológicos y científicos de los

estudiantes de 1º, 3º, y 6º semestres del programa, mediante la exposición y defensa de las

tesis. Promoviendo el intercambio de experiencias entre investigadores y alumnos de este

posgrado interinstitucional. Además de fomentar, el intercambio de ideas, propuestas de

colaboración y la socialización de sus proyectos de investigación.

El beneficio institucional que aporta este evento es el crecimiento académico, desarrollo

científico y tecnológico, mejora humana y profesional de los participantes del DCB del IPN,

mediante la difusión de la información científica generada por los temas de investigación

desarrollados dentro del Doctorado, así como la exposición y análisis de técnicas y métodos

empleados para desarrollar dichas tesis, con un énfasis profundo en la discusión de

resultados y su soporte científico. Adicionalmente, se realizarán reuniones con pares y

expertos, para fomentar y dar seguimiento a las colaboraciones en red u observar los

avances y desarrollo de cada alumno en su tesis. Por último, la evaluación de los avances

de las tesis de los alumnos que presentan su trabajo.

Coordinación General del Doctorado en Ciencias en Biotecnología

iv

AGRADECIMIENTO

Se agradece al Consejo Nacional de Ciencias y Tecnología

(CONACYT) por el apoyo económico otorgado al proyecto

299277 para la realización de las XVIII Jornadas Académicas

del Doctorado en Ciencias en Biotecnología en Red del

Instituto Politécnico Nacional.

v

DIRECTORIO IPN

Dr. Mario Alberto Rodríguez Casas Director General

Dr. María Guadalupe Vargas Jacobo

Secretaria General

Dr. Juan Silvestre Aranda Barradas Secretario de Investigación y Posgrado

Dra. Laura Arreola Mendoza

Directora de Investigación

Dr. Luis Cuauhtémoc Gil Cisneros Director de Posgrado

Dr. Hugo Necoechea Mondragón

Coordinador de Redes de Investigación y Posgrado

Dr. Héctor Manuel Esparza Leal

Director de CIIDIR Sinaloa

Dra. Magnolia Montoya Mejía Subdirectora Académica

y de Investigación CIIDIR Sinaloa

Dr. Hervey Rodríguez González Coordinador General de la

Red de Biotecnología

Dr. Carlos Ligne Calderón Vázquez Coordinador General del

Doctorado en Ciencias en Biotecnología

vi

COMITÉ ORGANIZADOR

Dr. Carlos Ligne Calderón Vázquez Coordinador General

Dr. Hervey Rodríguez González Coordinador Red de Biotecnología

Dra. Aracely Evangelina Chávez Piña

Coordinadora Nodo ENMyH

Dr. Carlos Galaviz Hernández Coordinador Nodo CIIDIR DURANGO

Dra. Rosalva Mora Escobedo

Coordinadora Nodo ENCB

Dra. Claudia Castro Martínez Apoyo técnico-académico

Ing. Celestino Vargas Ramírez

Unidad de informática

M.C. Aldo Valenzuela García Unidad de Informática

Lic. Ana Lucía Alvarado García

Apoyo administrativo

vii

COMITÉ ACADÉMICO

ABDU ORDUÑA DÍAZ

ABSALOM ZAMORANO CARRILLO

ANA MARÍA SIFUENTES RINCÓN

ANTONIO LUNA GONZÁLEZ

ARACELY EVANGELINA CHÁVEZ PIÑA

BLANCA ESTELA BARRAGÁN HUERTA

CARLOS GALAVIZ HERNÁNDEZ

CARLOS LIGNÉ CALDERON VÁZQUEZ

CESAR AUGUSTO SANDINO REYES LÓPEZ

CÉSAR MARCIAL ESCOBEDO BONILLA

CIPRIANO GARCÍA GUTIERREZ

CLAUDIA CASTRO MARTÍNEZ

CLAUDIA GUADALUPE BENÍTEZ CARDOZA

CLAUDIA PATRICIA LARRALDE CORONA

CRISTIAN JIMÉNEZ MARTÍNEZ

CYNTHIA ORDAZ PICHARDO

DAVID GUILLERMO PÉREZ ISHIWARA

DIANA CORTÉS ESPINOSA

DORIS ATENEA CERECEDO MERCADO

FABIOLA ELOISA JIMÉNEZ MONTEJO

FLOR DE FÁTIMA ROSAS CÁRDENAS

FRANCISCO ROBERTO QUIROZ FIGUEROA

GASPAR MANUEL PARRA BRACAMONTE

GILDARDO RIVERA SÁNCHEZ

GLORIA DÁVILA ORTÍZ

GUILLERMO ISMAEL OSORIO REVILLA

HERVEY RODRÍGUEZ GONZÁLEZ

HOMAR RENÉ GILL LANGARICA

IGNACIO EDUARDO MALDONADO MENDOZA

viii

ISAIAS CHAIREZ HERNÁNDEZ

ISMAEL ANTONIO LARES ASEF

JESÚS MÉNDEZ LOZANO

JOSÉ ALBERTO NARVÁEZ ZAPATA

JOSÉ BERNARDO PROAL NÁJERA

JUAN SANTIAGO SALAS BENITO

MARCO ANTONIO GARZÓN ZÚÑIGA

MARÍA DEL CARMEN CRUZ LÓPEZ

MARÍA DEL CONSUELO GÓMEZ GARCÍA

MARÍA ESTHER RAMÍREZ MORENO

MARÍA EUGENIA JARAMILLO FLORES

MARIO ALBERTO RODRÍGUEZ PÉREZ

MARLON ROJAS LÓPEZ

MARTHA GUADALUPE SOSA MACÍAS

MARTHA ROSALES CASTRO

MIGUEL ÁNGEL REYES LÓPEZ

NORMA ALMARAZ ABARCA

NORMA ELENA LEYVA LOPEZ

NORMA PANIAGUA CASTRO

PÍNDARO ÁLVAREZ RUÍZ

RAÚL DELGADO MACUIL

ROSALVA MORA ESCOBEDO

SILVIA LUNA SUÁREZ

TZAYHRI G. GALLARDO VELÁZQUEZ

VÍCTOR ERIC LÓPEZ Y LÓPEZ

VIRGILIO BOCANEGRA GARCÍA

XIANWU GUO ZHOU

YADIRA RIVERA ESPINOZA

YOLANDA HERRERA ARRIETA

ix

PROGRAMA

LUNES 7 DE OCTUBRE

PRIMER BLOQUE: MODERADORA DRA. CLAUDIA PATRICIA LARRALDE CORONA

HORARIO Unidad Sem. Ponente Ponencia

08:00- 08:10 CBG

Dra. Claudia Patricia Larralde Corona

Líneas de investigación Nodo CBG

08:10- 08:30 ENMH 6 Elsa Cecilia Pagaza Straffon

CARACTERIZACIÓN DEL EFECTO DEL EXTRACTO ETANÓLICO DE TABEBUIA ROSEA SOBRE LOS

MECANISMOS MOLECULARES QUE REGULAN LA ADIPOGÉNESIS Y EL BROWNING

08:30- 08:50 CIBA 3 Thania Soledad González Montfort

MICRO Y NANOENCAPSULACIÓN DE METABOLITOS BACTERIANOS CON ACTIVIDAD BIOESTIMULANTE Y SU

EVALUACIÓN BIOLÓGICA

08:50- 09:10 ENCB 6 Luis Carlos Boyano Orozco

ENCAPSULACIÓN DE COMPUESTOS BIOACTIVOS DE LA CÁSCARA DEL RAMBUTÁN (NEPHELIUM LAPPACEUM L.)

MEDIANTE SECADO POR ASPERSIÓN Y LECHO POR FUENTE ACOPLADO CON Y SIN MICROONDAS

09:10- 09:30 ENMH 3 Marisol López Hidalgo ANÁLISIS DEL PERFIL PROTEÓMICO DE TEJIDO

HEPÁTICO EN UN MODELO MURINO DE OBESIDAD TRATADO CON VARIANTES DE LEPTINA

09:30- 09:50 CBG 6 José Francisco Flores Gómez

CARACTERIZACIÓN GENOTÍPICA DE Mycobacterium tuberculosis Y EXPRESIÓN DEL mRNA DEL FACTOR

SIGMA EN PACIENTES CON TUBERCULOSIS PULMONAR ACTIVA Y COMORBILIDAD (DIABETES TIPO 2 O VIH)

09:50- 10:10 ENCB 3 Lucero Azucena Castillejos Mijangos

IDENTIFICACIÓN DE LA VARIEDAD Y PREDICCIÓN DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA EN GRANOS DE CACAO

(Theobroma cacao L.) POR ESPECTROSCOPÍA MID-FTIR-ATR Y QUIMIOMETRÍA

10:10- 10:25 ENMH 1 David Dorantes Palma

ANÁLISIS TRANSCRIPTÓMICO DE TROFOZOITOS DE Entamoeba histolytica EXPUESTOS A EMETINA

SILENCIADOS EN LOS GENES Ehhstf5, Ehhstf6 y Ehhstf7 E IDENTIFICACIÓN DE HSEs EN SUS REGIONES 5’-

FLANQUEANTES EN GENES DESREGULADOS

10:25- 10:40 CIBA 1 Mario Alberto Cuapa González

ESTUDIO DE LA POTENCIACIÓN DE LA INFECCIÓN DEL VIRUS DE ZIKA MEDIADA POR ANTICUERPOS Y

DESARROLLO UN MÉTODO DE DETECCIÓN MEDIANTE EL USO DE NANOPARTÍCULAS DE ORO

10:40- 10:55 ENCB 1 Luisa Fernanda Duque Buitrago

EVALUACIÓN DEL EFECTO GASTRO CORRECTIVO Y PREBIÓTICO DE UNA BEBIDA DE AGUAMIEL Y TUNA EN

PACIENTES CON GASTRITIS

10:55- 11:10 ENCB 1 Xochitl Cruz Sollano Mendieta

EVALUACIÓN NUTRACEÚTICA DE EXTRACTOS POLIFENÓLICOS DE Marrubium vulgare Y SU EFECTO EN

SÍNDROME METABÓLICO EN MODELO MURINO

11:10- 11:20 BREAK

11:20- 11:35 INAUGURACIÓN XVIII JORNADAS ACADÉMICAS

SEGUNDO BLOQUE: MODERADORA DRA. ARACELY EVANGELINA CHÁVEZ PIÑA

11:35- 11:45 ENMH

Dra. Aracely Evangelina Chávez

Líneas de investigación Nodo ENMyH

x

Piña

11:45- 12:05 CBG 6 Francisco Alejandro Paredes Sánchez

IDENTIFICACIÓN DE GENES CANDIDATOS RELACIONADOS CON EL TEMPERAMENTO EN GANADO

BRAHMAN

12:05- 12:25 CIIDIRDGO 3 Pablo Esteban Zaruma Arias

OPTIMIZACIÓN DE LA DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EMERGENTES LEVONORGESTREL,

ESTANOZOLOL Y CLORURO DE METILTIONINA EN SOLUCIÓN ACUOSA POR PROCESOS DE OXIDACIÓN

AVANZADA

12:25- 12:45 CBG 3 Olajumoke Ajao Yewande

ANALYSIS OF GENES INVOLVED IN THE INTERACTION BETWEEN Bdellovibrio AND GRAM-NEGATIVE BACTERIA

12:45- 13:05 CIIDIRSIN 3 Alan Paúl Baez Astorga

QUITINASAS DE BACILLUS CEREUS B25 COMO MECANISMO DE ANTAGONISMO CONTRA EL HONGO FITOPATÓGENO FUSARIUM VERTICILLIOIDES (FV) EN

MAÍZ Y ANÁLISIS TRANSCRIPTÓMICO DE LA INTERACCIÓN B25:FV:MAÍZ.

13:05- 13:25 CIBA 3 Rita Karen Pachecho Cabañas

USO DE TÉCNICAS META-ÓMICAS PARA EL ESTUDIO DEL PROCESO DE DEGRADACIÓN DE PAHS POR UN

CONSORCIO MICROBIANO MIXTO INMOVILIZADO EN RASTROJO DE MAÍZ.

13:25- 13:40 ENMH 1 Darinka Pamela Durán Gutiérrez

EVALUACIÓN ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE VARIANTES PATOGÉNICAS DE LA ALFA-L-IDURONIDASA

DE HUMANO.

13:40- 13:55 CIIDIRDGO 1 Ricardo González López

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN DETECTOR DE FLUORUROS EN ORINA, ASOCIADOS CON LAS

FUNCIONES COGNITIVAS Y FLUOROSIS DENTAL EN NIÑOS DE 7 A 9 AÑOS EN LA CIUDAD DE DURANGO.

13:55- 14:10 CIBA 1 Dolores Guadalupe Aguila Muñoz

VALIDACIÓN DEL EFECTO ANTIHIPERGLUCÉMICO DE Rumex crispus Y EVALUACIÓN DE SU POTENCIAL

NUTRACEÚTICO.

14:10- 15:25 COMIDA

TERCER BLOQUE: MODERADOR DR. PÍNDARO ÁLVAREZ RUIZ

15:25- 15:35 CIIDIRSIN

Píndaro Álvarez Ruiz Líneas de investigación Nodo CIIDIRSIN

15:35- 15:55 CBG 6 Elsa Verónica Herrera Mayorga

DISEÑO RACIONAL DE NUEVOS INHIBIDORES DE CRUZAINA DE Trypanosoma cruzi PARA EL TRATAMIENTO

DE LA ENFERMEDAD DE CHAGAS

15:55- 16:15 CIIDIRSIN 3 Grethel Priscila Gaytán Pinzón

DIVERSIDAD GENÉTICA Y ANÁLISIS DE GENES CANDIDATOS IMPLICADOS EN LA BIOSÍNTESIS DE

LÍPIDOS EN LÍNEAS PARENTALES DOBLE HAPLOIDE (DH) DE MAÍZ BLANCO Y AMARILLO CON ALTO CONTENIDO

DE ACEITE

16:15- 16:35 CIIDIRDGO 3 Silvia Soto Ibarra COMPUESTOS BIOACTIVOS DE Tremella fuciformis Y

Pleurotus ostreatus, Y SU EFECTO CITOTÓXICO EN UNA LINEA CELULAR DE QUERATINOCITOS HaCa

16:35- 16:55 CIBA 3 Catarino Eduardo Téllez Valerio

ANÁLISIS FUNCIONAL DE MIRNAS POSIBLEMENTE INVOLUCRADOS EN LA RESISTENCIA A PATÓGENOS EN

PLANTAS DE INTERÉS AGRÍCOLA

16:55- 17:15 CBG 3 Diana Alejandra Vela Vásquez

EFECTO NUTRIGENÓMICO DEL CONSUMO DE CARNE DE RES EN EL METABOLISMO LIPÍDICO DE ADULTOS SANOS

DEL NORESTE DE MÉXICO.

17:15- 17:35 CIIDIRDGO 3 Jesús Alonso Gándara Mireles

ASOCIACIÓN DE LOS POLIMORFISMOS GENÉTICOS NCF4 RS1883112, CBR3 RS1056892 Y ABCC1 RS3743527, CON

LOS EFECTOS CARDIOTOXICOS Y LA FARMACOCINÉTICA DE ANTRACICLINAS EN NIÑOS CON LEUCEMIA

LINFOBLASTICA AGUDA.

17:35- 17:50 CIIDIRSIN 1 Sarah Afrin EFFECT OF PROBIOTIC AND QUORUM QUENCHING BACILLUS SPP. ON THE INTESTINAL MICROBIOTA,

xi

08:00- 08:10 CIBA

Carmen Cruz López Líneas de investigación CIBA Tlaxcala

08:10- 08:30 CIBA 6 Yesenia Pacheco Hernández

RELACIÓN DE LA DIVERSIDAD GENÉTICA Y QUÍMICA DE POBLACIONES DE Brickellia veronicifolia CON

FACTORES AMBIENTALES

08:30- 08:50 CBG 3 Eduardo Cruz González

CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS GENÉTICOS MÓVILES RELACIONADOS A BETA-LACTAMASAS DE

ESPECTRO EXTENDIDO EN ENTEROBACTERIAS.

08:50- 09:10 CIIDIRDGO 3 Laura Jazel Barragán Zúñiga

CARACTERIZACIÓN FUNCIONAL DEL GEN PLAC8 Y SU ASOCIACIÓN CON PREECLAMPSIA/OBESIDAD.

09:10- 09:30 CIBA 3 Shirlley Elizabeth Martínez Tolibia

EFECTO DE LA SOBREEXPRESIÓN DEL REGULADOR DE ESTADO DE TRANSICIÓN ABRB EN LA ACTIVIDAD

METABÓLICA DE CEPAS DEL GÉNERO BACILLUS DURANTE CULTIVOS POR LOTE A NIVEL REACTOR

09:30- 09:50 CIIDIRDGO 3 Jorge Ibarra Berumen

EVALUACIÓN FITOQUÍMICA DE EXTRACTOS DE ACROCARPUS FRAXINIFOLIUS ARN, PROSOPIS

LAEVIGATA Y TITHONIA TUBAEFORMIS (JACQ.) CASS Y SU EFECTO EN LÍNEAS CELULARES DE CÁNCER

09:50- 10:10 CBG 3 Cecilia Vázquez Rodríguez

DIVERSIDAD Y ESTRUCTURA GENÉTICA POBLACIONAL DE MAÍCES PIGMENTADOS Y SU ASOCIACIÓN CON COMPOSICIÓN DE GRANO Y

CARACTERES AGRONÓMICOS

10:10- 10:25 CIIDIRDGO 1 Barbara Patricia Corrales Campa

DETERMINACIÓN DE BIOAEROSOLES EN LA CIUDAD DE DURANGO, DURANGO.

10:25- 10:40 CIIDIRSIN 1 Mary Cruz Sánchez Alcalde

EFECTO DE LA ADICIÓN DE ENZIMAS NATIVAS MICROENCAPSULADAS EN ALIMENTOS BALANCEADOS DE CAMARÓN BLANCO

LITOPENAEUS VANNAMEI, CON RELACIÓN A VARIABLES PRODUCTIVAS Y FACTIBILIDAD

ECONÓMICA.

10:40- 10:55 ENMH 1 Luis Manuel Arratia Cortés

POSIBLE INTERACCIÓN DE LA CALPAÍNA-10 CON LOS CANALES DE SODIO DEPENDIENTES DE

VOLTAJE (NAV 1.2 Y 1.6)

10:55- 11:15 ENCB 3 Cristina Monserrat Moreno Ley

PROPIEDADES FUNCIONALES (ANTIDIABÉTICO, ANTIINFLAMATORIO Y DETOXIFICANTE) DEL JUGO

DE GARAMBULLO (MYRTILLOCACTUS GEOMETRIZANS) MICROENCAPSULADO

QUINTO BLOQUE: MODERADORA DRA. MARTHA ROSALES CASTRO

11:30- 11:40 CIIDIRDGO

Martha Rosales Líneas de investigación Nodo CIIDIRDGO

SURVIVAL AND IMMUNE RESPONSE OF WHITE SHRIMP (PENAEUS VANNAMEI) CHALLENGED WITH VIBRIO PARAHAEMOLYTICUS, THE CAUSATIVE AGENT OF

AHPND

17:50- 18:05 CBG 1 Mónica López Fernández

CARACTERIZACIÓN DE LA FAMILIA DE GENES LOX EN SOYA [Glycine max (L.) Merr.] ASOCIADOS CON LAS

PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS EN PRODUCTOS DERIVADOS DEL GRANO.

18:05- 18:20 ENMH 1 Laura Isabel Méndez Sánchez

PRODUCCIÓN DE BIOACTIVOS DE LA PLANTA Bacopa procumbens EN CULTIVOS HIDROPÓNICOS Y SU

VALIDACIÓN EN UN MODELO DE ÚLCERA GÁSTRICA.

18:20- 18:35 CIIDIRDGO 1 José Manuel Molina Amaya

SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN Y PRUEBA DE NANOCOMPOSITOS A PARTIR DE COMPUESTOS

BIODEGRADABLES DE QUITOSANO Y NANOTUBOS DE CARBONO PARA REMOCIÓN DE FÁRMACOS

(ENROFLOXACINA Y OXITETRACICLINA) PRESENTES EN AGUA

MARTES 8 DE OCTUBRE CUARTO BLOQUE: MODERADORA DRA. CARMEN CRUZ LÓPEZ

11:15- 11:30 BREAK

xii

Castro

11:40- 12:00 CBG 6 Jazmín Eliana Murcia Garzón

ANÁLISIS FUNCIONAL Y EVOLUTIVO DE LAS ACETILTRANSFERASAS DE HISTONAS

12:00- 12:20 CIIDIRSIN 3 Juan Pablo Valenzuela Apodaca

CARACTERIZACIÓN MOLECULAR Y AGRONÓMICA DE CRUZAS EXPERIMENTALES DE MAÍZ PRODUCIDAS A

TRAVÉS DE SELECCIÓN ASISTIDA POR MARCADORES (SAM) PARA EL CONTENIDO DE ACEITE Y PROTEÍNA

12:20- 12:40 CIIDIRDGO 3 Génesis Francisca Gallegos Hernández

POTENCIAL CITOTÓXICO Y APOPTOSIS MEDIADA POR METILACIÓN DE ADN DE EXTRACTOS ETANÓLICOS DE

AGAVE DURANGENSIS Y FOUQUIERIA SPLENDENS

12:40- 13:00 CIBA 3 Georgina Salud Cortés Ramírez

DESARROLLO DE RECUBRIMIENTOS, BASADOS EN POLÍMEROS NATURALES, PARA SU APLICACIÓN EN LA CONSERVACIÓN DE HUEVO FRESCO Y EMBRIONADO

13:00- 13:20 CIIDIRDGO 3 Sergio Alberto Díaz Barajas

GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE VINAZA DE MEZCAL EN UN PROCESO SISTEMA DE

BIORREFINERÍA.

13:20- 13:40 CIBA 3 Silvia Guadalupe Nava del Villar

ESTUDIO DE LA DEGRADACIÓN DE PAHS POR UN CONSORCIO FÚNGICO INMOVILIZADO

13:40-15:10 COMIDA

SEXTO BLOQUE: MODERADORA DRA. ROSALVA MORA ESCOBEDO

15:10-- 15:20

ENCB

Rosalva Mora Escobedo

Líneas de investigación Nodo ENCB

15:20- 15:40 CIBA 6 Gema Morales Olan

CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN DE LA FUNCIONALIDAD DE PELÍCULAS COMESTIBLES A PARTIR DE CHÍA (Salvia hispanica L.) Y AMARANTO (Amaranthus hypochondriacus) ADICIONADAS CON

PARTÍCULAS DE QUITOSANO

15:40- 16:00 ENMH 3 Gilberto Mandujano Lazaro

IDENTIFICACIÓN DE LOS RNAS LARGOS NO CODIFICANTES ASOCIADOS CON EL EFECTO ANTI-

ADIPOGÉNICO DEL ANÁLOGO ESTROGÉNICO EQUOL IN VITRO.

16:00- 16:20 ENCB 6 Karina Hernández Cruz

EXTRACCIÓN, CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE BIOCOMPUESTOS EN TRES ESPECIES DE ALGAS

MARINAS

16:20- 16:40 CIIDIRDGO 6 Javier Alejandro Navarro Franco

EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE BIOFILTRACIÓN ACOPLADO A UN PROCESO DE ELECTRO-OXIDACIÓN

EN LA REMOCIÓN DE CARBAMAZEPINA DE AGUA RESIDUAL DE HOSPITAL

16:40 CLAUSURA Y ENTREGA DE CONSTANCIAS

xiii

ÍNDICE

No. PÁGINA

PRIMER BLOQUE: MODERADORA DRA. CLAUDIA PATRICIA LARRALDE CORONA 17

PROFESOR Dra. Claudia Patricia

Larralde Corona LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN NODO CBG 18

1 Elsa Cecilia Pagaza Straffon

CARACTERIZACIÓN DEL EFECTO DEL EXTRACTO ETANÓLICO DE TABEBUIA ROSEA SOBRE LOS MECANISMOS MOLECULARES QUE REGULAN LA ADIPOGÉNESIS Y EL BROWNING

19

2 Thania Soledad González

Montfort

MICRO Y NANOENCAPSULACIÓN DE METABOLITOS BACTERIANOS CON ACTIVIDAD BIOESTIMULANTE Y SU EVALUACIÓN BIOLÓGICA

21

3 Luis Carlos Boyano Orozco

ENCAPSULACIÓN DE COMPUESTOS BIOACTIVOS DE LA CÁSCARA DEL RAMBUTÁN (NEPHELIUM LAPPACEUM L.) MEDIANTE SECADO POR ASPERSIÓN Y LECHO POR FUENTE ACOPLADO CON Y SIN MICROONDAS

23

4 Marisol López Hidalgo ANÁLISIS DEL PERFIL PROTEÓMICO DE TEJIDO HEPÁTICO EN UN MODELO MURINO DE OBESIDAD TRATADO CON VARIANTES DE LEPTINA

25

5 José Francisco Flores

Gómez

CARACTERIZACIÓN GENOTÍPICA DE MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS Y EXPRESIÓN DEL MRNA DEL FACTOR SIGMA EN PACIENTES CON TUBERCULOSIS PULMONAR ACTIVA Y COMORBILIDAD (DIABETES TIPO 2 O VIH)

27

6 Lucero Azucena Castillejos

Mijangos

IDENTIFICACIÓN DE LA VARIEDAD Y PREDICCIÓN DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA EN GRANOS DE CACAO (THEOBROMA CACAO L.) POR ESPECTROSCOPÍA MID-FTIR-ATR Y QUIMIOMETRÍA

29

7 David Dorantes Palma

ANÁLISIS TRANSCRIPTÓMICO DE TROFOZOITOS DE ENTAMOEBA HISTOLYTICA EXPUESTOS A EMETINA SILENCIADOS EN LOS GENES EHHSTF5, EHHSTF6 Y EHHSTF7 E IDENTIFICACIÓN DE HSES EN SUS REGIONES 5’-FLANQUEANTES EN GENES DESREGULADOS

32

8 Mario Alberto Cuapa

González

ESTUDIO DE LA POTENCIACIÓN DE LA INFECCIÓN DEL VIRUS DE ZIKA MEDIADA POR ANTICUERPOS Y DESARROLLO UN MÉTODO DE DETECCIÓN MEDIANTE EL USO DE NANOPARTÍCULAS DE ORO

34

9 Luisa Fernanda Duque

Buitrago

EVALUACIÓN DEL EFECTO GASTRO CORRECTIVO Y PREBIÓTICO DE UNA BEBIDA DE AGUAMIEL Y TUNA EN PACIENTES CON GASTRITIS

36

10 Xochitl Cruz Sollano

Mendieta

EVALUACIÓN NUTRACEÚTICA DE EXTRACTOS POLIFENÓLICOS DE MARRUBIUM VULGARE Y SU EFECTO EN SÍNDROME METABÓLICO EN MODELO MURINO

38

xiv

SEGUNDO BLOQUE: MODERADORA DRA. ARACELY EVANGELINA CHÁVEZ PIÑA 40

PROFESOR Dra. Aracely Evangelina

Chávez Piña LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN NODO ENMYH 41

11 Francisco Alejandro Paredes

Sánchez

IDENTIFICACIÓN DE GENES CANDIDATOS RELACIONADOS CON EL TEMPERAMENTO EN GANADO BRAHMAN

42

12 Pablo Esteban Zaruma Arias

OPTIMIZACIÓN DE LA DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EMERGENTES LEVONORGESTREL, ESTANOZOLOL Y CLORURO DE METILTIONINA EN SOLUCIÓN ACUOSA POR PROCESOS DE OXIDACIÓN AVANZADA

43

13 Olajumoke Ajao Yewande ANALYSIS OF GENES INVOLVED IN THE INTERACTION BETWEEN BDELLOVIBRIO AND GRAM-NEGATIVE BACTERIA

45

14 Paúl Alan Baez Astorga

QUITINASAS DE BACILLUS CEREUS B25 COMO MECANISMO DE ANTAGONISMO CONTRA EL HONGO FITOPATÓGENO FUSARIUM VERTICILLIOIDES (FV) EN MAÍZ Y ANÁLISIS TRANSCRIPTÓMICO DE LA INTERACCIÓN B25:FV:MAÍZ

47

15 Rita Karen Pachecho

Cabañas

USO DE TÉCNICAS META-ÓMICAS PARA EL ESTUDIO DEL PROCESO DE DEGRADACIÓN DE PAHS POR UN CONSORCIO MICROBIANO MIXTO INMOVILIZADO EN RASTROJO DE MAÍZ

49

16 Darinka Pamela Durán

Gutiérrez

EVALUACIÓN ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE VARIANTES PATOGÉNICAS DE LA ALFA-L-IDURONIDASA DE HUMANO

51

17 Ricardo González López

DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN DETECTOR DE FLUORUROS EN ORINA, ASOCIADOS CON LAS FUNCIONES COGNITIVAS Y FLUOROSIS DENTAL EN NIÑOS DE 7 A 9 AÑOS EN LA CIUDAD DE DURANGO

53

18 Dolores Guadalupe Águila

Muñoz

VALIDACIÓN DEL EFECTO ANTIHIPERGLUCÉMICO DE RUMEX CRISPUS Y EVALUACIÓN DE SU POTENCIAL NUTRACEÚTICO

55

TERCER BLOQUE: MODERADOA DR. PÍNDARO ÁLVAREZ RUÍZ 57

PROFESOR Píndaro Álvarez Ruiz LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN NODO CIIDIRSIN 58

19 Elsa Verónica Herrera

Mayorga

DISEÑO RACIONAL DE NUEVOS INHIBIDORES DE CRUZAINA DE TRYPANOSOMA CRUZI PARA EL TRATAMIENTO DE LA ENFERMEDAD DE CHAGAS

59

20 Grethel Priscila Gaytán

Pinzón

DIVERSIDAD GENÉTICA Y ANÁLISIS DE GENES CANDIDATOS IMPLICADOS EN LA BIOSÍNTESIS DE LÍPIDOS EN LÍNEAS PARENTALES DOBLE HAPLOIDE (DH) DE MAÍZ BLANCO Y AMARILLO CON ALTO CONTENIDO DE ACEITE

61

21 Silvia Soto Ibarra COMPUESTOS BIOACTIVOS DE TREMELLA FUCIFORMIS Y PLEUROTUS OSTREATUS, Y SU EFECTO CITOTÓXICO EN UNA LINEA CELULAR DE QUERATINOCITOS HACA

63

22 Catarino Eduardo Téllez

Valerio

ANÁLISIS FUNCIONAL DE MIRNAS POSIBLEMENTE INVOLUCRADOS EN LA RESISTENCIA A PATÓGENOS EN PLANTAS DE INTERÉS AGRÍCOLA

65

xv

23 Diana Alejandra Vela

Vásquez

EFECTO NUTRIGENÓMICO DEL CONSUMO DE CARNE DE RES EN EL METABOLISMO LIPÍDICO DE ADULTOS SANOS DEL NORESTE DE MÉXICO.

67

24 Jesús Alonso Gándara

Mireles

ASOCIACIÓN DE LOS POLIMORFISMOS GENÉTICOS NCF4 RS1883112, CBR3 RS1056892 Y ABCC1 RS3743527, CON LOS EFECTOS CARDIOTOXICOS Y LA FARMACOCINÉTICA DE ANTRACICLINAS EN NIÑOS CON LEUCEMIA LINFOBLASTICA AGUDA.

69

25 Sarah Afrin

EFFECT OF PROBIOTIC AND QUORUM QUENCHING BACILLUS SPP. ON THE INTESTINAL MICROBIOTA, SURVIVAL AND IMMUNE RESPONSE OF WHITE SHRIMP (PENAEUS VANNAMEI) CHALLENGED WITH VIBRIO PARAHAEMOLYTICUS, THE CAUSATIVE AGENT OF AHPND

71

26 Mónica López Fernández

CARACTERIZACIÓN DE LA FAMILIA DE GENES LOX EN SOYA [GLYCINE MAX (L.) MERR.] ASOCIADOS CON LAS PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS EN PRODUCTOS DERIVADOS DEL GRANO.

72

27 Laura Isabel Méndez

Sánchez

PRODUCCIÓN DE BIOACTIVOS DE LA PLANTA BACOPA PROCUMBENS EN CULTIVOS HIDROPÓNICOS Y SU VALIDACIÓN EN UN MODELO DE ÚLCERA GÁSTRICA.

74

28 José Manuel Molina Amaya

SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN Y PRUEBA DE NANOCOMPOSITOS A PARTIR DE COMPUESTOS BIODEGRADABLES DE QUITOSANO Y NANOTUBOS DE CARBONO PARA REMOCIÓN DE FÁRMACOS (ENROFLOXACINA Y OXITETRACICLINA) PRESENTES EN AGUA

76

CUARTO BLOQUE: MODERADOA DRA. CARMEN CRUZ LÓPEZ 78

PROFESOR Carmen Cruz López LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN CIBA TLAXCALA 79

29 Yesenia Pacheco Hernández RELACIÓN DE LA DIVERSIDAD GENÉTICA Y QUÍMICA DE POBLACIONES DE BRICKELLIA VERONICIFOLIA CON FACTORES AMBIENTALES

80

30 Eduardo Cruz González CARACTERIZACIÓN DE ELEMENTOS GENÉTICOS MÓVILES RELACIONADOS A BETA-LACTAMASAS DE ESPECTRO EXTENDIDO EN ENTEROBACTERIAS.

82

31 Laura Jazel Barragán Zúñiga CARACTERIZACIÓN FUNCIONAL DEL GEN PLAC8 Y SU ASOCIACIÓN CON PREECLAMPSIA/OBESIDAD.

84

32 Shirlley Elizabeth Martínez

Tolibia

EFECTO DE LA SOBREEXPRESIÓN DEL REGULADOR DE ESTADO DE TRANSICIÓN ABRB EN LA ACTIVIDAD METABÓLICA DE CEPAS DEL GÉNERO BACILLUS DURANTE CULTIVOS POR LOTE A NIVEL REACTOR

86

33 Jorge Ibarra Berumen

EVALUACIÓN FITOQUÍMICA DE EXTRACTOS DE ACROCARPUS FRAXINIFOLIUS ARN, PROSOPIS LAEVIGATA Y TITHONIA TUBAEFORMIS (JACQ.) CASS Y SU EFECTO EN LÍNEAS CELULARES DE CÁNCER

88

34 Cecilia Vázquez Rodríguez

DIVERSIDAD Y ESTRUCTURA GENÉTICA POBLACIONAL DE MAÍCES PIGMENTADOS Y SU ASOCIACIÓN CON COMPOSICIÓN DE GRANO Y CARACTERES AGRONÓMICOS

90

35 Bárbara Patricia Corrales

Campa DETERMINACIÓN DE BIOAEROSOLES EN LA CIUDAD DE DURANGO, DURANGO.

92

xvi

36 Mary Cruz Sánchez Alcalde

EFECTO DE LA ADICIÓN DE ENZIMAS NATIVAS MICROENCAPSULADAS EN ALIMENTOS BALANCEADOS DE CAMARÓN BLANCO LITOPENAEUS VANNAMEI, CON RELACIÓN A VARIABLES PRODUCTIVAS Y FACTIBILIDAD ECONÓMICA.

94

37 Luis Manuel Arratia Cortés POSIBLE INTERACCIÓN DE LA CALPAÍNA-10 CON LOS CANALES DE SODIO DEPENDIENTES DE VOLTAJE (NAV 1.2 Y 1.6)

95

38 Cristina Monserrat Moreno

Ley

PROPIEDADES FUNCIONALES (ANTIDIABÉTICO, ANTIINFLAMATORIO Y DETOXIFICANTE) DEL JUGO DE GARAMBULLO (MYRTILLOCACTUS GEOMETRIZANS) MICROENCAPSULADO

97

QUINTO BLOQUE: MODERADOA DRA. MARTHA ROSALES CASTRO 99

PROFESOR Martha Rosales Castro LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN NODO CIIDIRDGO 100

39 Jazmín Eliana Murcia

Garzón ANÁLISIS FUNCIONAL Y EVOLUTIVO DE LAS ACETILTRANSFERASAS DE HISTONAS

101

40 Juan Pablo Valenzuela

Apodaca

CARACTERIZACIÓN MOLECULAR Y AGRONÓMICA DE CRUZAS EXPERIMENTALES DE MAÍZ PRODUCIDAS A TRAVÉS DE SELECCIÓN ASISTIDA POR MARCADORES (SAM) PARA EL CONTENIDO DE ACEITE Y PROTEÍNA

103

41 Génesis Francisca Gallegos

Hernández

POTENCIAL CITOTÓXICO Y APOPTOSIS MEDIADA POR METILACIÓN DE ADN DE EXTRACTOS ETANÓLICOS DE AGAVE DURANGENSIS Y FOUQUIERIA SPLENDENS

106

42 Georgina Salud Cortés

Ramírez

DESARROLLO DE RECUBRIMIENTOS, BASADOS EN POLÍMEROS NATURALES, PARA SU APLICACIÓN EN LA CONSERVACIÓN DE HUEVO FRESCO Y EMBRIONADO

108

43 Sergio Alberto Díaz Barajas GENERACIÓN DE ELECTRICIDAD A PARTIR DE VINAZA DE MEZCAL EN UN PROCESO SISTEMA DE BIORREFINERÍA.

111

44 Silvia Guadalupe Nava del

Villar ESTUDIO DE LA DEGRADACIÓN DE PAHS POR UN CONSORCIO FÚNGICO INMOVILIZADO

113

SEXTO BLOQUE: MODERADOA DRA. ROSALVA MORA ESCOBEDO 115

PROFESOR Rosalva Mora Escobedo LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN NODO ENCB 116

45 Gema Morales Olan

CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN DE LA FUNCIONALIDAD DE PELÍCULAS COMESTIBLES A PARTIR DE CHÍA (SALVIA HISPANICA L.) Y AMARANTO (AMARANTHUS HYPOCHONDRIACUS) ADICIONADAS CON PARTÍCULAS DE QUITOSANO

117

46 Gilberto Mandujano Lazaro

IDENTIFICACIÓN DE LOS RNAS LARGOS NO CODIFICANTES ASOCIADOS CON EL EFECTO ANTI-ADIPOGÉNICO DEL ANÁLOGO ESTROGÉNICO EQUOL IN VITRO.

119

47 Karina Hernández Cruz EXTRACCIÓN, CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE BIOCOMPUESTOS EN TRES ESPECIES DE ALGAS MARINAS

120

48 Javier Alejandro Navarro

Franco

EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE BIOFILTRACIÓN ACOPLADO A UN PROCESO DE ELECTRO-OXIDACIÓN EN LA REMOCIÓN DE CARBAMAZEPINA DE AGUA RESIDUAL DE HOSPITAL

122

PRIMER BLOQUE

Coordinación General del Doctorado en Ciencias en Biotecnología Octubre de 2019

INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN BIOTECNOLÓGICA EN EL CBG

Claudia Patricia Larralde Corona Centro de Biotecnología Genómica

CBG Correo electrónico: [email protected]

RESUMEN El Centro de Biotecnología Genómica (CBG) participa en cuatro de las cinco Líneas de Generación

y Aplicación del Conocimiento (LGAC´s) del Doctorado en Ciencias en Biotecnología. En

específico, los profesores del Núcleo Académico Básico desarrollan investigación e innovaciones

de la siguiente manera: en la línea de Biotecnología Animal (acuícola y pecuaria), se han estudiado

los genomas de ganado bovino, caprino y de bagre, y su relación con la productividad y

comportamiento, en estrecha colaboración con productores de la región (Drs. Sifuentes y Parra).

En Biotecnología Agroalimentaria, se ha estudiado desde el punto de vista molecular y bioquímico

las enfermedades fúngicas de diversos cultivos, su interacción con los genomas vegetales en la

búsqueda de variedades resistentes, y se han desarrollado productos de control biológico basados

en microorganismos (Drs. Gill, Larralde y Narváez). En Biotecnología Ambiental y Manejo

Sustentable de Recursos, el énfasis de investigación ha sido la caracterización de la diversidad

genética de especies animales nativas de la región, con fines de conservación, así como la

caracterización de microorganismos causantes de enfermedades en el ambiente y en productos de

uso humano (Drs. Reyes y Bocanegra). En Biotecnología Médica y Farmacéutica, se han

estudiado la epidemiología de enfermedades causadas por parásitos de humanos, así como el

reposicionamiento de fármacos de enfermedades desatendidas, así como la caracterización

molecular y taxonómica de especies reservorio y vectores de enfermedades zoonóticas (Drs. Guo,

Rodríguez y Rivera).

Palabras clave: Biotecnología Pecuaria; Enfermedades fúngicas; Diversidad genética, Vectores;

Fármacos.


Octubre de 2019


XVIII Jornadas Académicas del Doctorado en Ciencias en Biotecnología INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

CARACTERIZACIÓN DEL EFECTO DEL EXTRACTO ETANÓLICO DE TABEBUIA ROSEA SOBRE LOS MECANISMOS MOLECULARES QUE REGULAN LA ADIPOGÉNESIS Y EL BROWNING

Elsa c. Pagaza Straffon, Laurance A. Marchant Marchau*, Cynthia Ordaz Pichardo*

Laboratorio de Biología Celular y Productos Naturales. Escuela Nacional de Medicina y Homeopatía. Guillermo Massieu Helguera # 239 Col. La Escalera. Ciudad de México. Tel.: (55) 57296000 Ext. 55535 Correo-e:[email protected], [email protected]

Palabras clave: Obesidad, Tejido Adiposo Blanco Tabebuia rosea

Introducción. La obesidad es una pandemia mundial que se asocia con desordenes metabólicos y cardiovasculares. La obesidad es generada por un incremento del tejido adiposo (1). Existen dos tipos de tejido adiposo (TA), el TA blanco que almacena la energía en forma de triglicéridos dentro de los adipocitos y el TA café que libera la energía en forma de calor. Una de las estrategias emergentes para el control de la obesidad es el de transformar el TA blanco en TA café, proceso conocido como browning. Nuestro grupo de trabajo encontró que el extracto etanólico de Tabebuia rosea (ExOHTr) muestra un efecto antiobesidad en un modelo murino con dieta alta en grasa (3). Particularmente hubo una reducción del tejido adiposo pero se desconocen los mecanismos moleculares involucrados. Objetivo. Caracterizar el efecto del extracto etanólico de Tabebuia rosea sobre los mecanismos moleculares que regulan la adipogénesis y el browning Metodología

Resultados y discusión

Figura 1. Tamaño de los adipocitos. Se observa una disminución en el tamaño de los adipocitos de ratones obesos con tratamiento del ExOHTr 150 mg/kg con respecto a los adipocitos de ratones obesos sin tratamiento similar a lo reportado por Choi et al. (2) con Tabebuia avellanadae.

Figura 2. Cuantificación de Triglicéridos. Se observa una

disminución en la acumulación de triglicéridos en el tejido adiposo blanco de ratones obesos alimentados con una dieta alta en grasa con respecto a ratones obesos sin tratamiento similar a lo reportado por Choi et al. (2) con Tabebuia avellanadae.

Figura 3. Expresión de genes adipogénicos y de browning por qRT-PCR. A. Se observó que no hay una disminución en la expresión de C/EBPα, PPARγ en la muestras de los ratones tratados con el ExOHTr con respecto a las muestras de los ratones obesos. B. Existe expresión en UCP1, Glut 4 y TBX1 en muestras de ratones obesos con tratamiento de ExOHTr con respecto a la muestras de ratones obesos sin tratamiento similar a lo reportado por Choi et al. (2) con Tabebuia avellanadae. Conclusiones. El efecto antiobesidad del ExOHTr está asociado a una reducción del TA e inducción del browning. Agradecimientos. Proyecto SIP 20181163, 20195357, 20195309



Referencias.

1. Cohen-Cole E. and Fletcher JM. Is obesity contagious? Social networks vs environment factors in the obesity epidemic. J Health Econ 2008; 27: 1382-1387

2. Choi Won Hee, Min Young Um, Jiyun Ahn, Chang Hwa

Jung, Myung Kyu Park and Tae Youl Ha “Ethanolic Extract

of Taheboo Attenuates Increase in Body Weight and Fatty

Liver in Mice Fed a High-Fat Diet” Molecules, 19, 16013-

16023 (2014).

3. Mezo C. Tesis de Maestría. “Efecto antiobesidad de tres extractos de Tabebuia rosea en un modelo murino” 2016.



MICRO Y NANOENCAPSULACIÓN DE METABOLITOS BACTERIANOS CON ACTIVIDAD BIOESTIMULANTE Y SU

EVALUACIÓN BIOLÓGICA

Thania Soledad Gonzalez-Montfort, Dr. Marlon Rojas López*, Dra. Norma Almaraz Abarca, Dra. Rocío Pérez y Terrón

Dr, Marlon Rojas López, SNI II, (55)57296000 ext.87805 [email protected]

Palabras clave: Bioestimulantes, Quitosan, Nanopartículas

Introducción. El quitosano es un biopolímero natural que consiste de cadenas ß (1,4))-2-acetamido-2- desoxi-D-glucosa, se encuentra principalmente en exoesqueletos de crustáceos, insectos, asi como en la pared celular de algunos hongos y algas, comercialmente se obtiene a partir de la desacetilación parcial de la quitina; presenta una taza alta de degradabilidad y baja toxicidad (8). Se ha reportado el uso del quitosano para la elaboración de nanopartículas en combinación con un elemento entrecruzador (2). Este proceso de nanoencapsulado se obtiene por recubrimiento o atrapamiento de un compuesto o sustancia en otro material en forma de capsula o esfera con un tamaño aproximado de 100 nm. La formación de éstas se lleva a cabo comunmente mediante el método de gelación iónica, el cual representa un proceso relativamente simple, evitando el uso de solventes orgánicos y altas temperaturas, además de permitir la encapsulación de moléculas frágiles como proteínas (8,5). Por otro lado, los bioestimulantes son definidos como sustancias y/o microorganismos que son aplicados en plantas o la rizosfera los cuales estimulan procesos naturales que potencian y benefician la eficiencia en la toma de nutrientes, generando un incremento en la tolerancia a estrés biótico y abiótico y aumentando la calidad del cultivo (1,3). Se ha reportado que estos compuestos influyen en el metabolismo y morfología de la planta por la interacción con mecanismos bioquímicos y procesos fisiológicos, incluyendo un efecto sobre la expresión de genes (4). El objetivo principal de este trabajo es desarrollar y utilizar nanopart iculas de quitosano acopladas a metabolitos bacterianos con actividad bioestimulante mediante nano-encapsulamiento para su posterior uso y suministro en un cultivo vegetal

Figura 1. Usos principales de las nanopartículas (1,7)

Metodología. De una biblioteca de 9 cepas bacterianas se seleccionaron aquellas que obtuvieron una mayor y menor produccion de acido Indolacetico (AIA), la identificación de este

metabolito se realizó por prueba colorimétrica adicionando Reactivo de Salkowski y haciendo una lectura a 530 nm. Una vez con estos datos se procedió a la inoculación de semillas de jitomate, trigo, lechuga y fresa con cada una de las cepas a utilizar, se dejaron en incubación durante 7 días, en obscuridad y a temperatura ambiente. A los 7 días después de la germinación, se estimó el por ciento de emergencia y se midió la longitud de la parte aérea de la planta y de la raíz. Posteriormente, se prepararán los extractos correspondientes para identificar y cuantificar los metabolitos obtenidos mediante

HPLC fase reversa. Posteriormente se realizara el nanoencapsulamiento (nanoparticulas de quitosano) de estos compuestos presentes en el sobrenadante mediante el metodo de gelacion ionica y este sera optimizado mediante un diseno factorial de superficiede respuesta. La nanopart iculas seran caracterizadas mediante miscroscopia electronica de Barrido (tamano y forma) asi como FTIR (union a metabolito). Por ultimo se hara la evaluacion en planta de las nanoparticulas, el sobrenadante y las bacterias para poder comparar mediante ANOVA y diseno factorial de superficie el efecto generado y asi poder determinar los efectos en la interaccion planta-bacteria y/o por la adicion del metabolito. Resultados y discusión. Se evaluaron 9 cepas bacterianas para la obtención de ácido Indolacético, a diferentes horas, 48, 72 y 96 hrs, de las cuales, Sphingomonas (PT53T, 48 h), Ewingella (S17, 72 h) y Brevundimonas (2H2B, 96 h) presentaron la mayor producción de

AIA con 15.88, 12.69 y 10.10 g/mL, respectivamente, en comparación con las más bajas que fueron Chryseobacterium

(1S4AA, 48 h) y PT53T (72 y 96 h) con 1.24, 5.05 y 2.92 g/mL estos resultados nos llevaron a considerar éstas 6 cepas para la inoculación en planta. Para la evaluación de la producción de AIA por cepas bacterianas se adicionó 0.5 g/L de triptófano al medio de cultivo utilizado, se ha demostrado que la adición de triptófano puede promover la síntesis de AIA, Patel y Saraf, (9) adicionan 5 g/L de este aminoácido a el medio de cultivo encontrando un incremento en la producción de AIA. Para el jitomate, el porcentaje de emergencia con la aplicación de los sobrenadantes bacterianos varió entre 45.2 y 74.60 % en comparación con la aplicación de los caldos bacterianos y el estándar de IAA (equivalente al obtenido de cada bacteria) que estuvieron entre 43.65 y 73.8 % respectivamente, se debe tomar en cuenta que en el sobrenadante la mejor cepa fue 2H2B (96 h) con un promedio de 74.6% en comparación con la bacteria que fue 55.55%. Para la lechuga, tanto el sobrenadante como la bacteria tuvieron rangos de



porcentaje de emergencia similares entre71.42 y 86.50 y 65.07 y 88.09 % respectivamente.

Figura 1. Producción de ácido indolacético por cada una de las

cepas evaluadas: A) 48 horas, B) 72 horas y C) 96 horas

El epicótilo (trigo) y la raíz de las todas las plantas, se encontró que para la longitud de la parte aérea de jitomate no existió diferencia significativa, sin embargo, los mejores sobrenadantes fueron PT53T (48 h) y S17 (72 h), en el caso de la raíz el efecto resulto significativo entre grupos pero no entre cepas, el control fue el de mejor promedio, y para el caso del sobrenadante fue el proveniente de 2H2B; en la lechuga el mejor sobrenadante fue el de 2H2B y el más bajo el de PT53T (96 h) teniendo un efecto significativo entre grupos, en la raíz el mejor efecto fue del grupo inoculado con AIA, sin embargo, se observo mayor cantidad de pelos radiculares con el sobrenadante y con el AIA. En el trigo, la medición del epicótilo resultó no significativo teniendo un promedio similar entre 5 y 8.1, teniendo que los sobrenadantes que presentaron un promedio más largo en la longitud fueron 1S4AA, S17 y 2H2B con 9.36, 9.01 y 9.18 cm respectivamente; para la raíz el efecto resulto significativo tanto entre los grupos como entre las cepas. Se sabe que para que las plantas muestren un efecto relacionado a la inoculación con AIA bacteriano esto va en relación con la concentración producida de este metabolito por cada microorganismos así como la sensibilidad del tejido de la planta; dentro de las partes con mayor susceptibilidad a la aplicación de esta fitohormona se encuentra la raíz en la cual los efectos van desde el alargamiento de raíz primaria y secundaria, así como el crecimiento y mayor cantidad de pelos radiculares y raíces laterales, así como el cese o inhibición del crecimiento de esta cuando la concentración es muy elevada (6). Conclusiones y perspectivas. Los resultados obtenidos hasta el momento sugieren que las plantas con mayor susceptibilidad a la aplicación, tanto de sobrenadante, bacteria y AIA fueron el jitomate y la lechuga, dado en que en ellas fue más fácil apreciar la aparición

de mayor o menor cantidad de pelos radiculares, así como variaciones en la longitud de la raíz. En el caso del trigo fue en donde mejor se pudo evaluar el efecto positivo en la longitud de la raíz. En este momento se están realizando ensayos con más individuos para mejorar la presición en la estimación del porcentaje de germinación y para la promoción del crecimiento.

Agradecimientos. Gracias a CONACYT por el apoyo brindado para la realización de este proyecto.

Referencias. 1. Brown P. and Saa S. 2015. Biostimulants in agriculture;

Frontiers in Plant Science, 6: 671. 2. Casagrande S. C., Santana N., Martins S. A. A., Azzoni A.,

Gaziola de la T. L. 2015. Scalable production of highly concentated chitosan /TTP nanoparticles in different pHs and evaluation of the in vitro transfection efficiency; Biochemical Engineering Journal 94: 65-73.

3. Da Silva F. S., Lopes O. F. and Pasqualoto C. L. 2017. The biostimulant manufactured using diazotrophic endophytic bacteria and humates is effective to increase sugarcane yield; Chemical and Biological Technologies in Agriculture; 4:24.

4. Ertani A., Cavani L., Pizzeghello D., Brandellero E., Altissimo A., Ciavatta C. and Nardi S. 2009. Biostimulant activity of two protein hydrolyzates in the growth and nitrogen metabolism of maize seedlings; Journal of Plant Nutrition and Soil Science; 172: 237-244.

5. Khan I. And Saeed K. 201. Nanopartocles: Properties, applications and toxicities; Arabian Journal of Chemistry.

6. Leveau J. H. and Lindow S. E. 2005. Utilization of the Plant Hormone Indole-3-Acetic Acid for Growth by Pseudomonas putida Strain 1290; Applied and Environmental Microbiology, 5: 2365-2371.

7. Patel T. and Saraf M. 2017. Biosynthesis of phytohormones from novel rhizobacterial isolates and their in vitro plant growth-promoting efficacy; Journal of Plant Interactions 12:1, 480-487.

8. Rampio A. Borgogna M., Blasi P., Bellich B., Cesàro A. 2013. Chitosan nanoparticles: Preparation, size evolution and stability: International Journal of Pharmaceutics, 455 (1-2), 219-228.



ENCAPSULACIÓN DE COMPUESTOS BIOACTIVOS DE LA CÁSCARA DEL RAMBUTÁN (NEPHELIUM LAPPACEUM L.) MEDIANTE SECADO POR ASPERSIÓN Y LECHO POR FUENTE ACOPLADO CON Y SIN MICROONDAS.

Luis Carlos Boyano Orozco, Guillermo Ismael Osorio Revilla*, Tzayhrí Guadalupe Gallardo Velázquez.

Departamento de Ingeniería Bioquímica y Departamento de Biofísica. Escuela Nacional de Ciencias Biológicas-IPN. Prol. Carpio y Plan de Ayala s/n. Col. Santo Tomás. CP. 11340. Ciudad de México, México, [email protected].

Palabras clave: Encapsulación, Secado por aspersión, Lecho por fuente, Microondas, Compuestos fenólicos.

Introducción. En los últimos años ha habido un creciente interés en el consumo de compuestos bioactivos debido a sus múltiples beneficios para la salud, es por eso que muchos extractos de plantas ricos en compuestos bioactivos se utilizan como complementos alimenticios. Una fuente potencial de compuestos bioactivos es la cáscara del rambután (Nephelium appaceum L.) la cual presenta un alto contenido de compuestos fenólicos, capacidad antioxidante y propiedades antibacteriales (Palanisamy et al., 2008). Debido a la susceptibilidad de los compuestos fenólicos a diferentes condiciones ambientales se hace necesaria su protección por microencapsulación, la cual puede considerarse como una forma especial de empaque. Entre las técnicas de microencapsulación más comunes para compuestos alimenticios se encuentra el secado por aspersión, el cual es un proceso simple y adecuado para materiales sensibles al calor, sin embargo puede ser una tecnología de alto costo. Por otra parte, la combinación de diferentes métodos para el proceso de encapsulación puede generar productos de mejor calidad y reducción en el tiempo de operación. Un ejemplo de ésto es la combinación entre el secado de lecho por fuente y el secado por microondas, que compensa algunos de los inconvenientes que presentan cada una de estas técnicas por separado y que podrían constituir una alternativa más económica al secado por aspersión. Este estudio tiene como objetivo evaluar la aplicación del secado por aspersión en la microencapsulación de compuestos bioactivos de la cáscara de rambután y compararlo con el lecho por fuente con y sin el uso de microondas, el cual se propone como una nueva alternativa de encapsulación. Metodología. Se realizó la extracción de los compuestos bioactivos presentes en la cáscara de rambután en las condiciones previamente establecidas como óptimas por medio de un diseño de superficie de respuesta. Se evaporó el etanol presente en el extracto de cáscara de rambután por medio de un rotaevaporador y se mezcló con maltodextrina DE 10 con el fin de obtener soluciones con 10 y 13% de material de pared (relación núcleo (sólidos de extracto)/pared (maltodextrina) de 1/4 y 1/6 respectivamente), para ser sometidas al proceso de microencapsulación mediante secado por aspersión y lecho por fuente con y sin microondas. Se obtuvieron las mejores condiciones para el secado por aspersión de los compuestos bioactivos de las cáscaras de rambután, con el uso de un diseño factorial 23, incluyendo réplicas en todos los puntos. Se estudió el efecto de la temperatura de entrada (°C), temperatura de salida (°C) y la concentración de material de pared (%) sobre la

eficiencia de retención de compuestos fenólicos, taninos, capacidad antioxidante y eficiencia de encapsulación de los compuestos fenólicos y taninos. De igual manera se estudió el efecto sobre otros parámetros como actividad acuosa, humedad e índice de Hausner. Se establecieron las mejores condiciones de secado y al polvo obtenido se le determinó solubilidad y tamaño de partícula. Resultados y discusión. Se analizaron los polvos de las diferentes corridas y se obtuvieron concentraciones de compuestos fenólicos expresados en equivalente de ácido gálico por gramos de sólidos secos (mg EAG/gss) con valores de 120.70-123.30 y 83.35-86.15 mg EAG/gss para las condiciones con una solución a secar al 10 y 13% de material de pared respectivamente. Respecto a las eficiencias de retención, se obtuvieron valores en un intervalo de 92.72-95.40% y 91.01-96.82% para corridas con una solución a secar al 10 y 13% de material de pared respectivamente (Figura 1). Estos resultados son similares a los reportados por Kuck y Noreña (2016), quienes presentaron retenciones de compuestos fenólicos de 81.4-95.3% al microencapsular el extracto de piel de uva. Como se puede observar en la Figura 1 la retención de compuestos fenólicos fue alta (mayor al 90%) en todas las corridas de secado. Se realizó un análisis de varianza ANOVA (diseño factorial) y se observó que la temperatura de entrada ejerce un efecto significativo (p<0.05) sobre la retención de dichos compuestos. Con respecto a las eficiencias de encapsulación, se obtuvieron valores en un intervalo de 90.58-93.40% y 89.07-94.26% para las corridas con una solución a secar de 10 y 13% respectivamente (Figura 1). Para el caso de capacidad antioxidante, se presentaron porcentajes de retención de 85.57-107.58%, por el método de ABTS en los polvos obtenidos a las diferentes condiciones de secado. Esta variable se vio afectada de manera negativa por las temperaturas de entrada y salida (p<0.05). En las determinaciones por DPPH se presentaron valores de 91.22-100.71% para las diferentes condiciones de secado. De este modo se aprecia que en todas las corridas los porcentajes de retención obtenidos por ambos métodos fueron similares (mayores a 85%) mostrando la misma tendencia. Los taninos hidrolizables mostraron un comportamiento parecido al de compuestos fenólicos ya que presentaron eficiencias de retención de 90.81-99.55% y eficiencias de encapsulación de 85.91-94.42%. Teniendo en cuenta las eficiencias de retención y encapsulación se puede decir que en todas las corridas de secado hubo una buena protección de los compuestos bioactivos de la cáscara de rambután.



Los datos representan las medias ± la desviación estándar de los análisis en las corridas de secado por duplicado. Las flechas indican el eje al que pertenecen las barras. R=Retención, E=encapsulación, M.P=material de pared.

Figura 1. Retención de compuestos fenólicos en las diferentes condiciones de secado por aspersión.

Para los parámetros fisicosquímicos de las cápsulas obtenidas, se presentaron en todas las condiciones de secados valores de humedad y actividad acuosa de 3.42-5.385% y 0.305-0.355 respectivamente. Ambas variables se vieron afectadas de manera significativa por las condiciones de secado (p<0.05). Estos valores son similares a los reportados por Eroğlu et al. (2018), quienes sugieren que a una humedad menor al 10% y actividad de agua inferior a 0.6, el polvo podría clasificarse como microbiológicamente seguro. Para el índice de Hausner se tuvieron valores de 1.24-1.45. Se utilizó el programa estadístico Minitab versión 17 para determinar las condiciones óptimas del proceso. En el Cuadro 1 se muestran las mejores condiciones arrojadas por el diseño factorial y su validación.

Cuadro 1. Cuantificación de compuestos fenólicos, taninos

hidrolizables y capacidad antioxidante en las cáscaras de rambután en las condiciones óptimas de secado

Determinación Valores predichos

Valores experimentales

Retención de CF (%) Encapsulación de CF (%)

Retención de CAO (ABTS) (%) Retención de CAO (DPPH) (%)

Retención de TH (%) Encapsulación de TH (%)

Aw Humedad (%)

Índice de Hausner

95.40 93.40

100.86 95.15 90.81 85.91 0.33 3.59 1.35

97.72±2.47 96.56±2.47 98.50±2.79

102.31±0.59 90.70±2.53 86.10±2.47 0.25±0.01 3.95±0.10 1.42±0.0

Los datos representan las medias ± la desviación estándar de los análisis en las corridas de secado por duplicado. CF=Compuestos fenólicos, CAO= capacidad antioxidante, TH=taninos hidrolizables.

Como se puede apreciar en el Cuadro 1 los valores experimentales son similares a los predichos por el modelo, lo que confirma la capacidad del mismo. El polvo tuvo una solubilidad de 98.65±0.05% y un tamaño de partícula de 8.29 y 10.18 μm considerando el diámetro Sauter (D[3,2]) y de esfera equivalente (D[4,3]) respectivamente. Respecto al secador de lecho por fuente acoplado a microondas, después de varias adaptaciones realizadas al equipo, se iniciaron las pruebas preliminares correspondientes para determinar el efecto de las microondas en el proceso de microencapsulación. Con un flujo de alimentación de 5.4 g/min y una temperatura del aire secado de 90°C y 30% de potencia de microondas, se pudo observar que la temperatura de salida aumentó 6 °C. Esto quiere decir que se podría aumentar el flujo de alimentación ya que se tendría una mayor capacidad evaporativa y por lo tanto un mayor rendimiento del equipo que sin el uso de microondas. Conclusiones y perspectivas. Los resultados de las pruebas realizadas a las diferentes temperaturas de entrada y salida fueron promisorios para los objetivos planteados en el trabajo, puesto que los porcentajes de retención y encapsulación de los compuestos bioactivos y de capacidad antioxidante presentaron valores muy cercanos o iguales al 100%, por lo tanto es posible facilitar el aprovechamiento de los compuestos bioactivos presentes en la cáscara del rambután mediante el secado por aspersión, generando de esta manera un producto rico en compuestos bioactivos y con buenas características fisicoquímicas que facilitan su estabilidad. Se aplicará un diseño factorial para determinar las mejores condiciones de operación del lecho por fuente acoplado a microondas en la encapsulación de compuestos bioactivos de la cáscara de rambután y se hará la comparación con las mejores condiciones obtenidas en el secado por aspersión y su estabilidad durante el almacenamiento. Referencias. 1. Eroğlu E, Tontul I and Topuz A. 2018. Optimization of aqueous

extraction and spray drying conditions for efficient processing of hibiscus blended rosehip tea powder. J Food Process Preserv. 42:e13643.

2. Kuck L and Noreña C. 2016. Microencapsulation of grape (Vitis labrusca var. Bordo) skin phenolic extract using gum Arabic, polydextrose, and partially hydrolyzed guar gum as encapsulating agents. Food Chem. 194: 569-576.

3. Palanisamy U, Cheng HM, Masilamani T, Subramaniam T, Ling LT and Radhakrishnan AK. 2008. Rind of the rambutan, Nephelium lappaceum, a potential source of natural antioxidants. Food Chem. 109:54-63.

0

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160/80 160/70 180/80 180/70Condiciones de secado

%En

cap

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ció

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%R

ete

nci

ón

% R. 10% M.P %R 13% M.P

% E. 10% M.P %E. 13% M.P



ANÁLISIS DEL PERFIL PROTEÓMICO DE TEJIDO HEPÁTICO EN UN MODELO MURINO DE OBESIDAD TRATADO CON VARIANTES DE LEPTINA

Marisol López Hidalgo, Claudia Guadalupe Benítez Cardoza*,

* Escuela Nacional de Medicina y Homeopatía, Laboratorio de Investigación Bioquímica. Guillermo Massieu Helguera No. 239 Col. La Escalera Ticoman, C.P. 07360, Gustavo A. Madero, Ciudad de México.57 29 60 00 ext. 55562. [email protected]

Palabras clave: Obesidad, Leptina, Proteómica.

Introducción. En los últimos años la obesidad se ha convertido en un problema de salud pública. En 2016 la Organización Mundial de la Salud reportó que 1250 millones de adultos tienen sobrepeso y más de 650 millones son obesos (6). El hígado es uno de los principales órganos que se ven afectados en personas con sobrepeso y obesidad. Al existir una acumulación de tejido adiposo subcutáneo y visceral hay una mayor concentración de triacilgliceroles, los cuales se hidrolizan en ácidos grasos libres, se trasportan al hígado en donde se re-esterifican y se pueden acumular favoreciendo la resistencia a la insulina hepática y la aparición del hígado graso que en un caso crónico puede progresar a esteatoheopatitis y posteriormente a cirrosis y cáncer hepático (1). Es por esta razón que la búsqueda de alternativas terapéuticas para la prevención y/o tratamiento de la obesidad se ha vuelto uno de los retos del sector salud. La leptina se ha propuesto como un posible tratamiento de esta enfermedad, así como para control de niveles de glucosa en sangre, colesterol y triglicéridos (8). Sin embargo, se desconocen los posibles mecanismos de acción de la leptina exógena que favorecen la pérdida de peso y disminución de niveles de glucosa y/o dislipidemias. Por lo anterior, en este trabajo proponemos evaluar los posibles cambios en el perfil proteómico del tejido hepático de un modelo murino de obesidad tratados con diversas variantes de leptina. Metodología. Como antecedente a este trabajo, en nuestro grupo de investigación se desarrolló un protocolo de administración de diversas variantes de leptina a un modelo murino de obesidad inducida por dieta. Una vez concluida la administración se sacrificaron a los ratones y el tejido hepático fue congelado para su posterior análisis. De estos se tomaron 6 muestras, se liofilizaron y maceraron con nitrógeno líquido. Se agregó buffer de lisis (7 M Urea, 2 M Tiourea, 4% CHAPS, 30 mM Tris-HCl pH 8.8, Inhibidores de proteasas y fosfatasas), se sonicó y se centrifugó para eliminar el material insoluble. Del sobrenadante se eliminaron sales utilizando el Clean-up Kit (Bio-Rad). Se realizó la cuantificación usando la técnica de Bradford modificada (7). Para llevar a cabo la primera dimensión se utilizaron tiras de gradiente de pH inmovilizado de 17 cm y pH linear de 3 a 10 (Bio-Rad). Para llevar a cabo la segunda dimensión las tiras se colocaron en geles de poliacrilamida al 12% y se corrieron a 25 mA. La concentración de proteína utilizada fue de 1.25 mg. Los geles se tiñeron con Silver Coomassie (2) y se fotografiaron con un foto-documentador ChemiDoc (Bio-Rad).

Resultados y discusión. Se cuenta con 7 grupos de ratones, dentro de los cuales se encuentra como control positivo al grupo de ratones alimentados con una dieta estándar (DE), hasta el momento se han obtenido los geles bidimensionales del grupo DE y del grupo que fue alimentado con una dieta alta en grasa (DAG). En la figura 1 se muestra un gel representativo de los obtenidos. Se puede observar que la mayor presencia de proteínas se encuentra en la zona de pH de 4.5 a 9. Por otra parte, en la zona de pH básico (8 a 10) las proteínas no se enfocaron correctamente lo que se presenta como rayas horizontales, esto puede ser debido a que el DTT utilizado para reducir las proteínas se oxidó antes, provocando que los grupos tiol de las proteínas formen enlaces disulfuro y agregación de las mismas. Una posible solución para este problema sería el uso de TBP. Con respecto al hígado, se sabe que su integridad morfológica y funcional es de vital importancia para la salud. El hígado realiza una diversidad de funciones bioquímicas dentro de sus células, las cuales se pueden ver afectadas por el consumo de altas cantidades de grasa (4). En modelos murinos se ha demostrado que el consumo de una dieta alta en grasa disminuye la capacidad de síntesis de ATP y aumenta las especies reactivas de oxígeno debido al incremento en el suministro de ácidos grasos libres (3,9). En este trabajo se espera observar si el tratamiento con las variantes de leptina revierte el daño ocasionado en el hígado al consumir una dieta alta en grasa; ya que la leptina ha demostrado tener efecto anti estatogénicas, disminuyendo la gluconeogénesis y la lipogénesis de novo y aumentando la oxidación de ácidos grasos en el hígado (5).

Figura 1. Gel bidimensional del grupo alimentado con dieta alta en

grasa (DAG). Se utilizaron 1.25 mg de proteína total.



Conclusiones y perspectivas. Hasta el momento se cuenta con los triplicados de dos condiciones, es necesario tener todos los grupos para comenzar el análisis en el software PDQuest Basic (Bio-Rad). Se espera que al finalizar el semestre se cuente con los geles de todos los grupos, así como parte del análisis de los mismos. Agradecimientos. Agradecemos a Productos Medix S.A. de C.V. por el financiamiento a través del proyecto “Análisis de variantes de leptina humana como alternativa terapéutica en el tratamiento de la obesidad, hipercolesterolemia y diabetes mellitus. Segunda Etapa”, así como al Instituto Politécnico Nacional a través del proyecto SIP 20196647. Referencias. Apellido, Inicial del autor; Apellido, Inicial del autor; Apellido, Inicial del autor. Año. Título del artículo. Título de la revista en cursiva abreviado conforme a Chemical Abstracts. Volumen (Número): página-página 1. Bosserhoff, A; Hellerbrand, C. 2011. Obesity and Fatty Liver Are

‘Grease’ for the Machinery of Hepatic Fibrosis. Digestive Diseases. 29(4):377–383

2. Dyballa, N; Metzger, S. 2009. Fast and Sensitive Colloidal Coomassie G-250 Staining for Proteins in Polyacrylamide Gels. Journal of Visual Experiments. 30.

3. Eccleston, H.B; Andringa, K. K; Betancourt, A. M; King, A. L; Mantena, S. K; Swain, T. M; Tinsley, H. N; Nolte, R. N; Nagy, T. R; Abrams, G. A; Bailey, S. M. 2011. Chronic Exposure to a High-Fat Diet Induces Hepatic Steatosis, Impairs Nitric Oxide Bioavailability, and Modifies the Mitochondrial Proteome in Mice. Antioxidants and Redox Signaling. 15(2):447–459

4. Kuntz, E; Kuntz, H. D. 2008. Hepatology Text Book and Atlas. 3ra edición. Springer. Alemania. 36–74

5. Machado, M. V; Cortez-Pinto, H. 2013. Leptin in the treatment of lipodystrophy-associated nonalcoholic fatty liver disease: are we there already? Expert Review Gastroenterology Hepatology. 7(6):513–515

6. # Organización Mundial de la Salud. 10 datos sobre la obesidad. http://www.who.int/features/factfiles/obesity/es/

7. ¡ Ramagli, L.S. 1999. Quantifying Protein in 2-D PAGE Solubilization Buffers. 99-103. En: A. J. Link. 2-D Proteome Analysis Protocols. Humana Press Inc. Estados Unidos.

8. ¿ Ravussin, E; Smith, S. R; Mitchell, J. A; Shringarpure, R; Shan, K; Maier, H; Koda, J. E; Weyer, C. 2009. Enhanced Weight Loss With Pramlintide/Metreleptin: An Integrated Neurohormonal Approach to Obesity Pharmacotherapy. Obesity. 17(9):1736–1743

9. Schmid, G. M; Converset, V; Walter, N; Sennitt, M. V; Leung, K. Y; Byers, H; Ward, M; Hochstrasser, D. F; Cawthorne, M. A; Sanchez, J. C. 2004. Effect of high-fat diet on the expression of proteins in muscle, adipose tissues, and liver of C57BL/6 mice. Proteomics. 4(8):2270–2282

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Coordinación General del Doctorado en Ciencias en Biotecnología 15 al 17 de Octubre de 2018

XVI Jornadas Académicas del Doctorado en Ciencias en Biotecnología INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

“CARACTERIZACIÓN GENOTÍPICA DE Mycobacterium tuberculosis Y EXPRESIÓN DEL mRNA DEL FACTOR SIGMA EN PACIENTES CON TUBERCULOSIS PULMONAR

ACTIVA Y COMORBILIDAD (DIABETES TIPO 2 O VIH)”

José Francisco Flores Gómez, Mario Alberto Rodríguez Pérez*, Esperanza Milagros García Oropesa, Blanca I. Restrepo.

Laboratorio de Biomedicina Molecular. Centro de Biotecnología Genómica, Instituto Politécnico Nacional. Correo electrónico: [email protected]

Palabras clave: Mycobacterium tuberculosis, factor sigma, ARNm

Introducción. La tuberculosis pulmonar (TBP) es la forma clínica más frecuente de tuberculosis (85% de los casos), es una enfermedad infecto-contagiosa producida por bacterias del complejo Mycobacterium tuberculosis.1 Es sabido que factores como la desnutrición, el alcoholismo, las adicciones, las afecciones de la respuesta inmunológica e incluso, las condiciones deficientes de vivienda, influyen en el desarrollo de la enfermedad tuberculosa.2

Además, en el grupo de micobacterias, se hacen estudios de epidemiología molecular para conocer la cadena de transmisión de la enfermedad, establecer las causas de las recurrencias y proveer información para determinar la transmisión activa, evidenciada por la circulación de genotipos y la presencia de agrupamientos, información que contribuye al control de la enfermedad en diferentes poblaciones, especialmente en los grupos de riesgo, como es el caso de pacientes con comorbilidades.3

Por otro lado, los factores sigma son determinantes de reconocimiento de promotores específicos para la RNA polimerasa, por lo que algunos de éstos pueden intervenir en la diseminación de la micobacteria, y además, estos se sobreexpresan en condiciones de estrés4, por lo tanto, en este estudio se pretende analizar la expresión de los factores sigma en pacientes con TBP y comorbilidades asociadas, como la diabetes y la infección por VIH. Metodología. Este estudio es de tipo transversal, descriptivo de casos, en el cual se incluyen pacientes de ambos sexos de reciente diagnóstico con tuberculosis pulmonar activa mediante baciloscopía positiva, mayores de 18 años, de la Ciudad de Reynosa, Tamaulipas. El uso de muestras clínicas en el presente estudio fue aprobado por el Comité de Ética en Investigación de la UAMRA (IRB00010860) de la Universidad Autónoma de Tamaulipas. Las muestras de esputo son transportadas al Laboratorio de Biología Molecular, donde se lleva a cabo la extracción de ADN y ARN, para su posterior análisis mediante qPCR, para determinar la expresión de factores sigma. Además de realizar la técnica MIRU-VNTR para determinar el genotipo de micobacteria presentada. Todos los datos son analizados mediante el programa estadístico IBM SPSS v. 25, mediante un análisis multivariado de la varianza (MANCOVA).

Resultados y discusión. Hasta el momento se cuenta con un total de 265 muestras únicas de esputo de pacientes con tuberculosis pulmonar, de las cuales, 68% corresponden a pacientes del sexo masculino y 32% al sexo femenino, con una media de edad de 38.8 ± 14.44 años. De los pacientes participantes, el 75% de ellos presentaban únicamente tuberculosis, mientras que el 20.4% presentaban diabetes mellitus como comorbilidad asociada, y el 4.6% restante, VIH/sida en comorbilidad con la tuberculosis. Las muestras obtenidas, presentaban diferentes grados de infección, de acuerdo a los resultados obtenidos mediante la baciloscopía realizada por el Centro Regional de Tuberculosis. El 12.7% de las muestras presentaban una cruz (+), el 23.6% presentaron dos cruces (++), y el 63.6% presentaron tres cruces (+++). A partir de estas muestras se ha llevado a cabo la estandarización de extracción de ADN y ARN. Se ha logrado la extracción de ADN del 100% de las muestras, siendo este suficiente para amplificar las 24 regiones y ha sido utilizado para llevar a cabo la estandarización de la técnica de MIRU-VNTR para la caracterización de Mycobacterium tuberculosis. A continuación se muestran geles representativos con productos amplificados de ADN extraído directamente de muestras clínicas, correspondiente a los MIRUS 2, 4, 16 y 20.

Coordinación General del Doctorado en Ciencias en Biotecnología 15 al 17 de Octubre de 2018

XVI Jornadas Académicas del Doctorado en Ciencias en Biotecnología INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Figura 1. Gel representativo de agarosa al 2% teñido con bromuro de etidio mostrando la amplificación de los MIRUS 2, 4, 16 y 20 con

muestras de ADN obtenidas directamente de esputo.

En cuanto a la extracción de ARN, se ha logrado la obtención de éste a partir de muestras clínicas de expectoración mediante la técnica de extracción de Chomczynski con algunas modificaciones, primeramente el tiempo y velocidad de centrifugación, además de eliminar los tiempos de incubación, y además utilizando como preservativo el DEPC. En los siguientes gráficos se muestran las concentraciones y calidad de ARN obtenidos en las diferentes modificaciones que se emplearon, mostrando diferencias estadísticamente significativas (p<0.05).

Una vez demostrada la presencia de ADNc a partir de la extracción

de ARN de las muestras de expectoración, se procedió a llevar a

cabo la técnica de RT-PCR, con oligonucleótidos específicos para

el gen sigA, siendo éste un gen propio de Mycobacterium

tuberculosis, mostrando una banda correspondiente a 160 pb.

Figura 2. Amplificación de la obtención del cDNA por RT-PCR con primers específicos de sigA con muestras de ARN obtenido directamente de esputo. Gel de agarosa al 2% teñido con bromuro de etidio mostrando la amplificación de sigA correspondiente a 160 pb.

Conclusiones y perspectivas. Los resultados preliminares del presente estudio muestran que es posible realizar la extracción de ADN y ARN de Mycobacterium tuberculosis a partir del esputo, sin necesidad de cultivo, permitiendo caracterizar y determinar genotípicamente la expresión de los genes constitutivos de manera efectiva y ahorrando tiempo. Referencias.

1. Guía de Práctica Clínica. Diagnóstico y tratamiento de casos nuevos de tuberculosis pulmonar. México; Secretaría de Salud. (2009).

2. Hernandez-Guerrero IA, Vázquez- Martinez VH, Guzman-Lopez F, Ochoa-Jiménez LG, Cervantes-Vazquez DA. (2016). Perfil clíonico y social de pacientes con tuberculosis en una Unidad de Medicina Familiar de Reynosa, Tamaulipas, México. Alen Fam; 23(1): 8-13.

3. Bruchfeld J, Correia-Neves M, Källenius G. tuberculosis and HIV coinfection. Cold Spring Harb Perspect Med. 2015; 5:a017871.

4. Rodrigue, S., Provvedi, R., Jacques, P. É., Gaudreau, L., & Manganelli, R. (2006). The σ factors of Mycobacterium tuberculosis. FEMS microbiology reviews, 30(6), 926-941.



IDENTIFICACIÓN DE LA VARIEDAD Y PREDICCIÓN DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA EN GRANOS DE CACAO POR ESPECTROSCOPÍA MID-FTIR-ATR Y QUIMIOMETRÍA.

Lucero Azusena Castillejos Mijangos, Cristian Jiménez Martínez*, Tzayhrí Gallardo Velázquez.

*Departamento de Bioquímica, ENCB-Zacatenco, Instituto Politécnico Nacional. Unidad Profesional Adolfo López Mateos, Av. Wilfrido Massieu esq. Cda. Miguel Stampa S/N, Del. Gustavo A. Madero, C.P. 07738, Cd. de México. Tel: 5729 6300 ext. 57871. Email: [email protected]

Palabras clave: Cacao, composición química, espectroscopía MID-FTIR-ATR, SIMCA, Quant+, quimiometría.

Introducción. El cacao (Theobroma cacao L.), es un fruto nativo de Mesoamérica rico en polifenoles y alcaloides que actúan como antioxidantes, anticancerígenos y antiinflamatorios protegiendo al cuerpo humano contra enfermedades cardiovasculares. Los granos de cacao se clasifican en tres variedades: criollo, forastero y trinitario. Cada una posee características sensoriales y fisicoquímicas particulares que junto con el proceso de fermentación y secado determinan su calidad. El cacao contiene alrededor de 16% de proteínas, 50% de grasa y 20 % de carbohidratos, además de alcaloides como la teobromina (0.8-1.4%) y cafeína (0.1-0.7 %), estos últimos han sido propuestos como un criterio para diferenciar entre el cacao fino y el común, aportando información para garantizar la autenticidad y el precio. La manteca de cacao presenta una mezcla de grasas saturadas, monoinsaturadas, y poliinsaturadas. Los principales ácidos grasos presentes son el esteárico, palmítico, oleico y linoleico. La manteca de cacao se clasifica como blanda o dura con base a su composición y origen, esta característica es explotada en la industria de la confitería y chocolatería. Los métodos analíticos normalmente utilizados para cuantificar la composición química del cacao (Soxhlet, Kjeldahl, etc.), perfil de ácidos grasos (cromatografía de gases), fenoles totales (Folin Ciocalteau), capacidad antioxidante (ABTS y DPPH) y contenido de teobromina y cafeína (HPLC) son laboriosos, costosos, lentos y destructivos. Por esta razón, es de gran importancia desarrollar métodos analíticos rápidos, simples, económicos y amigables con el medio ambiente que faciliten la evaluación de la calidad del cacao. El uso de la espectroscopía infrarroja media por transformada de Fourier con reflectancia total atenuada (MID-FTIR-ATR) ha demostrado ser una excelente alternativa a los métodos convencionales y combinada con quimiometría ha sido utilizada para gran variedad de matrices alimenticias (2). El objetivo del presente trabajo es desarrollar modelos quimiométricos basados en Espectroscopía MID-FTIR-ATR para identificar la variedad, predecir la composición química, fenólica y antioxidante de tres variedades de cacao fermentado y seco. Metodología. Se analizaron hasta el momento 80 muestras de cacao fermentado y seco variedad forastero y trinitario (40 de cada una) procedentes de diferentes localidades de Tabasco. Las muestras se empaquetaron al vacío en bolsas de polietileno, se descascarillaron manualmente, se congelaron con nitrógeno líquido y se molieron para obtener un polvo homogéneo. Se obtuvieron los espectros MID-FTIR-ATR de las muestras mismos que fueron alimentados al software Assure ID. Se calibró, optimizó y validó el modelo cualitativo SIMCA, además se determinó el contenido de humedad, pH y acidez de las

80 muestras de cacao, cada determinación se realizó por triplicado. En los siguientes meses se determinará el contenido de proteína, grasa, cenizas, fenoles totales, capacidad antioxidante, perfil de ácidos grasos y contenido de teobromina y cafeína de todas las muestras. Con todos los resultados analíticos obtenidos se desarrollará el modelo cuantitativo Quant+ el cual permitirá predecir la composición química de los granos de cacao. Resultados y discusión. Los granos de cacao contienen una mezcla compleja de macro y micronutrientes, los grupos funcionales de estos compuestos a través de sus movimientos vibracionales originan diferentes bandas de absorción en el espectro infrarrojo medio. En la Fig. 1 se presentan 4 espectros infrarrojos de cacao (2 trinitarios y 2 forasteros). La primera banda en la región de 3650-3100 cm-1 corresponde a las vibraciones de estiramiento del grupo funcional O-H asociado a la presencia de agua en la muestra ya que los granos de cacao contienen de 4-8 % de humedad. Otros compuestos como los carbohidratos, polifenoles y ácidos orgánicos presentes en el cacao también tienen vibraciones de estiramiento O-H en la misma zona. El pico en 3004 cm-1 se debe al estiramiento del doble enlace cis (C=C-H) presentes en los ácidos grasos insaturados y en el cacao se puede atribuir a su contenido de ácido oleico, linoleico y linolénico. Las bandas que aparecen en 2915 y 2850 cm-1 corresponden a vibraciones de estiramiento asimétrico de los enlaces C-H de CH3 y CH2 y estiramiento simétrico del grupo CH3, respectivamente. Estos tipos de enlaces se encuentran en las diferentes estructuras de los ácidos grasos y carbohidratos presentes en el cacao. En la región de 1731 cm-1 se observa un pico asociado al grupo funcional carbonilo (C=O) característico en los ésteres de triglicéridos (3).

Figura 1. Espectros MID-FTIR-ATR de cacao trinitario y forastero.

mailto:[email protected]



La pirimidina y el imidazol absorben fuertemente en la zona de 1640-1500 cm-1 debido a las vibraciones de estiramiento de los enlaces C = C y C = N. Estos dos anillos forman parte de la estructura de los alcaloides presentes en el cacao por lo que dichas vibraciones puede atribuirse a la presencia de estos compuestos. En la región de 1472 cm-1 los enlaces C-H de CH3 y CH2 realizan movimientos de flexión (tijereteo) mientras que el pico que se presenta en 1417 cm-1 se debe a la flexión (balanceo) de los enlaces C-H (C=C-H, cis) presentes en los ácidos grasos insaturados, en 1376 cm-1 el grupo CH2 realiza un movimiento de flexión simétrico. En la zona de 1240-1030 cm-1 se observan diferentes picos que corresponden a las vibraciones de estiramiento y flexión de los enlaces C-O de los grupos ésteres de triglicéridos presentes en el grano de cacao. Alrededor del 98 % de la grasa del cacao está formada por triglicéridos cuya composición de ácidos grasos varía según la variedad y zona geográfica. Finalmente, las bandas de 922 cm-1 a 687 cm-1 corresponden a vibraciones de deformación fuera del plano de los enlaces C-H y N-H de diferentes compuestos aromáticos presentes en el cacao como furanos, pirroles, piridinas, pirazinas y purinas. SIMCA crea un modelo a partir del análisis de componentes principales (PCA) el cual encuentra variaciones en un conjunto de espectros de diferentes lotes de algún material. El PCA busca factores comunes que varíen en los espectros y a estos factores se les denomina componentes principales (PCs). El modelo generado es un mapa de comportamiento de los PCs de las muestras, si éstas son similares estarán cercanas representando a una clase. Por esta razón, se plantearon (por el momento) dos clases para construir el modelo (trinitario y forastero) ya que las muestras de cacao variedad criollo aún no se reciben, cada clase se conformó de 60 espectros promedio y se alimentaron al software Assure ID. La optimización del modelo SIMCA se realizó utilizando las diferentes herramientas que ofrece el software aplicando pretratamientos a los espectros MID-FTIR-ATR con la finalidad de eliminar interferencias que dificulten la construcción del modelo (4). La Fig. 2 muestra la distribución espacial de las clases del modelo optimizado donde se aprecia la correcta separación de las dos clases (trinitario y forastero). Las elipses que se observan representan un intervalo de confianza de 99 % de que las muestras contenidas en ellas forman parte de la clase que representan.

Figura 2. Distribución espacial del modelo SIMCA optimizado.

En el Cuadro 1 se observan los % de reconocimiento y rechazo obtenidos los cuales fueron del 100 % lo cual indica que el modelo

identifica todas las muestras especificadas en su respectiva clase y excluye todas aquellas de diferente clase.

Cuadro 1. Porcentajes de reconocimiento y rechazo del modelo SIMCA.

Se llevó a cabo un proceso de validación para comprobar que el modelo desarrollado es capaz de reconocer y separar las dos variedades de cacao. El Cuadro 2 muestra los resultados obtenidos.

Cuadro 2. Resultados de la validación del modelo SIMCA.

El Cuadro 2 comprobó que el modelo SIMCA desarrollado es capaz de identificar adecuadamente las muestras especificadas de las dos variedades estudiadas por lo que se cumplió con los parámetros estadísticos como lo es una distancia total menor a 1 que indica una correcta clasificación y la distancia residual de las muestras no excedió del límite de 3 lo cual indica que todas las variaciones espectrales fueron modeladas exitosamente. Una vez validado el modelo, se encuentra listo para su aplicación en la identificación de muestras de cacao variedad trinitario y forastero con un nivel de confianza del 99 %. Hasta el momento se ha realizado la determinación de humedad, pH y acidez (por triplicado) de 80 muestras de cacao (40 trinitarios y 40 forasteros). En el Cuadro 3 se muestra la estadística descriptiva de los parámetros determinados hasta el momento para las 80 muestras de cacao.

Muestra % Reconocimiento % Rechazo

Forastero 100(60/60) 100(60/60)

Trinitario 100(60/60) 100(60/60)

Material especificado

Material identificado

Resultado Distancia total

Distancia residual

Trinitario Trinitario Aprobado 0.6630 0.8691










Forastero Forastero Aprobado 0.8230 1.0665












Cuadro 3. Estadística descriptiva de los parámetros de composición química de cacao trinitario y forastero.

a Promedio de 80 muestras, todas las determinaciones se realizaron por triplicado. b D.E, desviación estándar. c C.V, coeficiente de variación (D.E/media) x 100.

El rango obtenido para la humedad fue de 4.13-6.03 % valores por debajo de lo establecido por la norma mexicana NMX-F-352-S-1980 que indica que el contenido de humedad del grano de cacao fermentado y seco no debe exceder de 7.5 %. La norma mexicana no considera la evaluación de la composición química como parámetros de calidad, únicamente se basa en pruebas sensoriales y de corte que resultan subjetivas por lo que no se establece un valor mínimo o máximo de pH y acidez. Sin embargo, durante el secado, además de la pérdida de humedad, las reacciones de oxidación iniciadas en la fermentación continúan, dichas reacciones dan lugar a un producto con menos acidez y mayor sabor. Las 80 muestras analizadas mostraron variabilidad para humedad, pH y acidez lo cual se observa en los coeficientes de variación (C.V) que se calcularon de manera global. La composición química de los granos de cacao está influenciada por la variedad, condiciones agronómicas, proceso de fermentación y secado para obtener chocolates con sabor y aroma de calidad (1). Dicha variabilidad será de gran utilidad en la construcción del modelo cualitativo Quant+. En los siguientes meses se realizarán los análisis restantes (cenizas, proteína, grasa, etc.) para la construcción del modelo cuantitativo, así mismo, una vez que se reciban las muestras de cacao criollo se incorporaran al modelo cualitativo SIMCA. Conclusiones y perspectivas. Los espectros MID-FTIR-ATR mostraron bandas de absorción correspondientes a los grupos funcionales de los compuestos químicos del cacao principalmente ácidos grasos, alcaloides y polifenoles. El modelo cualitativo SIMCA desarrollado con el software Assure ID demostró ser un método de análisis eficaz para la identificación y clasificación de muestras de cacao variedad trinitario y variedad forastero con 99 % de confiabilidad. El contenido de humedad de las 80 muestras analizadas de cacao trinitario y forastero cumplió con lo establecido por la norma mexicana NMX-F-352-S-1980 que indica que no debe exceder de 7.5 %. Las muestras analizadas hasta el momento han mostrado variabilidad en el contenido de humedad, pH y acidez (C.V= 9.91, 7.54 y 23.43 %, respectivamente) lo cual será de gran utilidad en la construcción del modelo cualitativo Quant+. Agradecimientos. Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) por el financiamiento otorgado. A las directoras del

proyecto Dra. Cristian Jiménez Martínez y Dra. Tzayhrí Gallardo Velázquez por el apoyo moral, académico y económico que han brindado en la realización de este proyecto. Referencias. 1. Bernaert, H., Blondeel, I., Allegaert, L. & Lohmueller, T. (2012).

Industrial treatment of cocoa in chocolate production: health implications. Chocolate and Health. Springer, New York, pp. 17-30.

2. Hashimoto, J.C., Lima, J.C., Celeghini, R.M.S., Nogueira, A.B., Efraim, P., Poppi, R.J. & Pallone, J.A.L. (2018). Quality control of commercial cocoa beans (Theobroma cacao L.) by Near-infrared Spectroscopy. Food Analytical Methods, 11 (5): 1510-1517.

3. Hernández-Martínez, M., Gallardo-Velázquez, T., Osorio-Revilla, G., Almaraz-Abarca, N., Ponce-Mendoza, A. & Vásquez-Murrieta, M.S. (2013). Prediction of total fat, fatty acid composition and nutritional parameters in fish fillets using MID-FTIR spectroscopy and chemometrics. LWT-Food Science and Technology, 52:12-20.

4. Sócrates, G. (2001). Infrared and Raman characteristic groups frequencies. Tables and charts. Chichester, UK: John Wiley and Sons.

Parámetro Rango Mediaa

(n=80) D.Eb C.Vc

(%)

Humedad (%) 4.13-6.03 5.11 0.51 9.91

pH 4.66-6.46 6.00 0.45 7.54

Acidez (% ácido acético)

0.42-1.18 0.66 0.15 23.43



ANÁLISIS TRANSCRIPTÓMICO DE TROFOZOITOS DE Entamoeba histolytica EXPUESTOS A EMETINA SILENCIADOS EN LOS GENES Ehhstf5, Ehhstf6 y Ehhstf7 E IDENTIFICACIÓN DE HSEs EN SUS REGIONES 5’-

FLANQUEANTES EN GENES DESREGULADOS

David Dorantes Palma, Guillermo Pérez Ishiwara, Elisa Irene Azuara Liceaga, María del Consuelo Gómez García*. Laboratorio de Biomedicina Molecular 1, Escuela Nacional de Medicina y Homeopatía. 5557296000 ext. 55541 ó 55534. [email protected].

Palabras clave: Entamoeba histolytica, Transcriptómica, Silenciamiento, Emetina, Choque térmico

Introducción. Entamoeba histolytica es el agente causal de la amibiasis, infección que afecta a un gran número de personas alrededor del mundo. Durante su ciclo de vida este parásito está expuesto a varias condiciones de estrés como cambios de temperatura, contacto con otras células y presencia de fármacos, entre otros eventos, que le han permitido desarrollar mecanismos de respuesta para adaptarse y sobrevivir (4). La presencia de elementos de respuesta a choque térmico (HSEs) en los promotores son moléculas clave en los procesos de respuesta a estrés no solo en E. histolytica, sino también en diversos organismos (2). Los factores de transcripción de choque térmico (HSF) reconocen a los HSE y activan o reprimen la expresión génica (2). En E. histolytica se han descrito siete factores de transcripción de choque térmico (EhHSTF) (1; Macias et al., escrito por publicar), de los cuales los genes Ehhstf5, Ehhstf6 y Ehhstf7 se sobre-expresaron en los trofozoítos expuestos a emetina (fármaco antiamibiano) y estrés térmico 42°C (choque térmico), demostrando que los factores codificados por estos genes son importantes para la supervivencia de la amiba en estas dos condiciones de estrés. Particularmente estos EhHSTFs (EhHSTF5, EhHSTF6 y EhHSTF7) parecen regular la expresión génica del al menos uno de los genes de resistencia a múltiples fármacos el EhPgp5 y participar en el desarrollo de la resistencia a drogas de este parásito. Planteamiento del problema. La sobreexpresión de los genes Ehhstf5, Ehhstf6 y Ehhstf7 en los trofozoítos de E. histolytica, sugiere que los factores EhHSTF5, EhHSTF6 y EhHSTF7 codificados por estos genes tienen un papel importante en la regulación de la expresión génica de la ameba que favorece su crecimiento ante la exposición a emetina. Por lo que es necesario investigar la función de éstos factores, así como la presencia y participación de los HSEs en regiones promotoras de genes involucrados en la resistencia a emetina. Justificación. La amibiasis es una enfermedad parasitaria de importancia en salud pública. El parásito E. histolytica ha desarrollado la capacidad de responder a diferentes tipos de estrés como la presencia de fármacos. En la amiba se han identificado siete genes Ehhstf que codifican para factores de transcripción de choque térmico y son expresados principalmente en presencia a emetina. Sin embargo, los genes Ehhstf5, Ehhstf6 y Ehhstf7 son los que mostraron una sobreexpresión en comparación con los demás genes; por lo que, probablemente, los factores EhHSTF5, EhHSTF6 y EhHSTF7 codificados por esos genes, participan en el control transcripcional de genes que le permiten al parásito sobrevivir ante

la presencia del fármaco antiamibiano emetina. Por tal motivo es importante estudiar a nivel transcriptómico el papel de los factores EhHSTF mediante el silenciamiento de su expresión. Así como también identificar HSEs en los promotores de genes que potencialmente estarían regulando los EhHSTFs y demostrar su interacción de los factores EhHSTF5, EhHSTF6 y EhHSTF7 con los elementos HSEs; para dilucidar cómo funcionan en la resistencia a fármacos y, en un futuro, identificar nuevos blancos moleculares para el tratamiento efectivo de esta infección. Objetivo general. Evaluar el transcriptóma de trofozoítos de Entamoeba histolytica expuestos a emetina silenciados en los genes Ehhstf5, Ehhstf6 y Ehhstf7 e identificar los elementos HSEs en las regiones 5’-flanqueantes de los genes sobre-expresados y sub-expresados. Objetivos particulares. A) Evaluar la transcriptómica de trofozoítos de E. histolytica silenciados en presencia y ausencia de emetina; B) Identificar los posibles elementos HSEs en regiones promotoras de genes de E. histolytica; C) Evaluar las interacciones de los factores EhHSTF5, EhHSTF6 y EhHSTF7 con los elementos HSEs identificados en los promotores de E. histolytica en ensayos in silico e in vitro; D) Correlacionar el patrón de expresión génica observado en el análisis transcriptómico con los elementos HSEs identificados en los promotores de los genes sobre-expresados y sub-expresados en E. histolytica. Estrategia metodológica. Se realizará el cultivo de trofozoítos de E. histolytica cepa HM1: IMSS clona A, y se generarán cuatro grupos experimentales (cuadro 1). Posterior a los tratamientos, se extraerá el RNA total y se desarrollará el proceso propuesto en la figura 1.

Cuadro 1. Diferentes grupos de estudio para el análisis

Tratamiento Grupo 1 Grupo 2 Grupo 3 Grupo 4

siRNAs No No Ehhstf5 Ehhstf6 Ehhstf7

siRNANR

Emetina No Emetina 8μM

Emetina 8μM

Emetina 8μM

NR: No relacionado



Figura 1. Esquema general de trabajo. Se representa el trabajo que se

realizará partiendo del cultivo de trofozoítos de E. histolytica

Resultados esperados. Los resultados nos permitirán identificar los posibles genes que están siendo regulados por los factores EhHSTF5, EhHSTF6 y EhHSTF7 en trofozoítos de E. histolytica expuestos a emetina y silenciados en estos factores. Además de correlacionar con la presencia de elementos HSE en las regiones 5’-flanqueantes de los genes sobre-expresados y sub-expresados, bajo condiciones de estrés por emetina. Esto permitirá elucidar los mecanismos moleculares y de supervivencia que desarrollan ante situaciones de estrés con emetina ya que no han sido descritos, y así conocer el patrón de expresión diferencial de genes que probablemente induzcan y le permiten a este patógeno responder eficazmente. Referencias. 1. García, C. G., Argüelles, M. D. L. L. M., Ishiwara, D. G. P.,

Suárez, M., Tecla, A. N. M., Flores, O. M., & García, E. N. (2007). A novel heat shock transcription factor family in Entamoeba histolytica. American Journal of Infectious Diseases, 3(2), 115-122.

2. Romero-Díaz, M., Gómez, C., López-Reyes, I., Martínez, M. B., Orozco, E., & Rodríguez, M. A. (2007). Structural and functional analysis of the Entamoeba histolytica EhrabB gene promoter. BMC molecular biology, 8(1), 82.

3. Nieto, A., Pérez Ishiwara, D. G., Orozco, E., Sánchez Monroy, V., & Gómez García, C. (2017). A novel heat shock element (HSE) in Entamoeba histolytica that regulates the transcriptional activation of the EhPgp5 gene in the presence of emetine drug. Frontiers in cellular and infection microbiology, 7, 492.

4. Watanabe, K., & Petri Jr, W. A. (2015). Molecular biology research to benefit patients with Entamoeba histolytica infection. Molecular microbiology, 98(2), 208-217.

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XVIIIJornadasAcadémicasdelDoctoradoenCienciasenBiotecnologíaINSTITUTOPOLITÉCNICONACIONAL

ESTUDIO DE LA POTENCIACIÓN DE LA INFECCIÓN DEL VIRUS DE ZIKA MEDIADA POR ANTICUERPOS Y DESARROLLO UN MÉTODO DE DETECCIÓN MEDIANTE EL USO DE NANOPARTÍCULAS DE ORO

Cuapa-González M A, Rojas-López M*, Santos-López G*

Dr. Marlon Rojas López, Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada (CIBA), unidad Tlaxcala, 555 729 6000 (ext.: 87817), [email protected].

Palabras clave: ADE, AuNPs, ZIKV, DENV

Introducción. El virus de Zika (ZIKV) es el agente etiológico de la fiebre de Zika, enfermedad comúnmente benigna cuya sintomatología (ausente en la mayoría de los casos) se caracteriza por cefaleas, fiebre mayor a 38º C, dolor en articulaciones, prurito y salpullido, dolor retroocular, conjuntivitis y en raras ocasiones se ha visto la presencia de sangre en orina y semen. Por otro lado, se ha encontrado una estrecha asociación de la enfermedad con el síndrome de Guillain-Barré así como enfermedades congénitas como la microcefalia, hidrocefalia, meningoencefalitis y deformaciones oculares en fetos y neonatos (1). Un estudio reciente haciendo uso de sueros de pacientes arrojó resultados que muestran desde la neutralización hasta la no neutralización y, de manera similar, aumentar la infección por el virus de Zika por medio del mecanismo de potenciación dependiente de anticuerpos (ADE). La hipótesis general del ADE dicta que existe un rol muy importante de los receptores FcƔ presentes en las superficies de las células (2). No obstante, no existen reportes de tal fenómeno en líneas celulares de placenta infectadas con el virus de Zika, si éste puede tener un papel en la generación del síndrome congénito asociado al virus o el patrón de citocinas expresado por las céllulas en tales condiciones. Por otro lado, en los últimos años se han utilizado biosensores para la detección de analitos de interés los cuales ofrecen ventajas sobre las técnicas ya existentes como son alto rendimiento y análisis en tiempo real. Un biosensor se define como un dispositivo analítico que utiliza un sistema de reconocimiento biológico para identificar moléculas o macromoléculas (3). En particular, el uso de biosensores basados en nanoparticulas de oro (AuNP) ha revolucionado la ciencia en genómica, microbiología y medicina entre otros campos. Se ha argumentado que las AuNPs podrían usarse en casi todas las aplicaciones médicas: diagnóstico, terapia, prevención e higiene. Su amplia gama de aplicaciones se basa en sus propiedades físicas y químicas que incluyen: gran aérea de superficie, su estabilidad frente a la oxidación, excelente biocompatibilidad con moléculas orgánicas, su síntesis es fácil y reproducible, proporcionan diversas formas de funcionalización etc. En particular las propiedades ópticas características de las AuNPs están determinadas por su resonancia de plasmón superficial (SPR) y su alta sensibilidad como biosensores atribuida a la dispersión Raman mejorada por la superficie (SERS) (4) Planteamiento del problema. La fiebre de Zika representa un problema de salud pública de interés nacional e internacional por su reciente asociación a diferentes patologías como el síndrome de Guillaín-Barré y el síndrome congénito asociado al virus de Zika; pese

a los diversos reportes científicos existentes en la actualidad, aún no es posible dilucidar los mecanismos moleculares específicos por los cuales el virus de Zika causa patologías capaces de converger en la generación de los síndromes previamente mencionados, además de que la identificación del virus a nivel de laboratorio representa un problema metodológico grave dentro de la clínica. Justificación. Debido al gran impacto que representa la fiebre de Zika en la población mexicana, es importante el estudio de los mecanismos de la patología del virus así como el desarrollo de nuevas estrategias de diagnóstico sin comprometer características como la sensibilidad y especificidad propias de los métodos de detección comúnmente utilizados; con ello, en el presente proyecto de investigación se plantea estudiar si el fenómeno de ADE se encuentra asociado a la potenciación de la infección del virus de Zika en células de placenta lo cuál puede representar un punto clave en la generación del síndrome congénito asociado al virus en neonatos además de que debido a la dificultad del diagnóstico de ZIKV a nivel clínico, se plantea el desarrollo de un nanobiosensor basado en partículas de oro el cuál funcione basándonos en el fenómeno de SERS. Objetivo general. Estudiar la potenciación de la infección del virus de Zika mediada por anticuerpos y desarrollar un método de detección mediante el uso de nanopartículas de oro Objetivos particulares.

• Analizar por medio de diferentes herramientas bioinformáticas las regiones inmunogénicas halladas in silico en las proteínas E y prM de ZIKV, así como de los cuatro serotipos de DENV.

• Estudiar el efecto de los anticuerpos monoclonales contra las proteínas E y prM de DENV en la infección de ZIKV en células de placenta.

• Bloquear los receptores FcγR en la membrana de las células de placenta y evaluar su papel en el proceso infeccioso.

• Evaluar el papel de péptidos inmunogénicos de las proteínas E y prM de ZIKV así como de los cuatro serotipos de DENV determinados por medios bioinformáticos en el proceso infeccioso de ZIKV y el fenómeno de ADE en macrófagos placentarios.

• Analizar el patrón de citocinas expresadas en células de placenta infectadas por ZIKV en presencia y ausencia de

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anticuerpos monoclonales contra las proteínas E y prM de DENV así como de células de placenta tratadas con anticuerpos contra los receptores Fc así como fragmentos Fc de anticuerpos, infectadas por ZIKV en presencia y ausencia de anticuerpos monoclonales contra las proteínas E y prM de DENV.

• Obtener nanopartículas de oro (AuNPs) sintetizadas mediante el proceso de reducción química, para la obtención de conjugados formados por AuNPs estabilizadas con proteínas (streptavidina/proteina A).

• Obtener y desarrollar biosensores inmovilizados sobre superficies de (silicio/vidrio), así como nanobiosensores fluorescentes coloidales, ambos con acoplamiento de anticuerpos monoclonales para detección de las glicoproteínas E y prM de DENV en la infección de ZIKV en células de placenta humana.

• Determinar y cuantificar el RNA viral de doble cadena de ZIKV (generado como intermediario de replicación del genoma viral), utilizando los biosensores desarrollados, tanto por medio de anticuerpo monoclonal, así como de ADN de cadena simple empleando métodos espectroscópicos (Raman, SERS, FTIR, FL, UV-vis).

Estrategia metodológica. Con la finalidad de estudiar el efecto de los anticuerpos monoclonales contra las glicoproteínas E y prM de DENV en la infección por ZIKV en células de placenta, se diseñará un protocolo específico del ADE in vitro y se titularán los sobrenadantes virales por medio del ensayo de unidades formadoras de placas líticas. Tales ensayos se encuentran basados en el protocolo publicado por en reportes de Dejnirattisai et al. Posteriormente, en un ensayo diferente se cultivarán células de placenta y se procederá al bloqueo del ADE (si és posible reproducirlo) por medio de anticuerpos monoclonales contra los receptores para FcG así como con fragmentos Fc de IgGs. En paralelo, los péptidos con posible capacidad inmunogénica serán evaluados mediante herramientas bioinformáticas con la finalidad de su caracterización a nivel estructural así como su capacidad de generar respuesta inmune por medio de CMH de tipo 1 o 2 y sus posibles interacciones con anticuerpos cristalizados específicos contra ZIKV o DENV1-4. La elaboración del biosensor se llevará a cabo mediante la síntesis de nanopartículas de oro con un tamaño promedio entre 15 a 20 nm, utilizando citrato de sodio como agente reductor, monitoreada mediante espectrofotometria UV-vis, espectroscopia infrarroja (FTIR) y espectroscopia Raman. Una vez caracterizadas las AuNPs, se procederá a la conjugación de éstas con las proteínas (streptavidina/proteína A) para darle estabilidad a la estructura (conjugado), así como para la posterior biofuncionalización de éstos conjugados (AuNP-Proteína) con Inmunoglobulinas G (IgG) que reconozcan selectivamente a ZIKV. Por último, con la finalidad de analizar el patrón de citocinas expresadas en células de placenta no tratadas y tratadas con

anticuerpos anti-Fcγ así como con fragmentos de Fc de IgG e infectadas por ZIKV en presencia y ausencia de anticuerpos monoclonales contra las proteínas E y prM de DENV, los sobrenadantes cosechados así como los lisados celulares de cada condición experimental, se analizarán mediante la técnica de ELISA y/o Western Blot con marcadores específicos para la mayoría de las siguientes moléculas: IL-1beta, IL-10, IL-12, IL-6, INF-alfa, INF-beta, INF-lambda y INF-gamma, TNF-alfa, TLR3, TLR7, TLR8, TLR9, STAT2, STAT1, RIG1 y MDA-5. Resultados esperados. Mediante la realización del presente proyecto de investigación, se espera determinar si el fenómeno de ADE juega un papel en la generaión del síndrome congénito asociado al virus de Zika además del desarrollo de un novedoso sistema de detección del virus de Zika; un biosensor basado en nanopartículas de oro. Referencias. 1. Musso D, Gubler DJ. Zika Virus. Clin Microbiol Rev. 2016

Jul;29(3):487-524. 2. Paul LM, Carlin ER, Jenkins MM, et al. Dengue virus antibodies

enhance Zika virus infection. Clin Transl Immunology. 2016 Dec 16;5(12):e117.

3. Amber MP, Zhen F. Bioconjugated Gold nanoparticle Based SERS Probe. The Journal of Physical Chemistry C 119, 2015, 23669-23675

4. Camacho, SA, Gomes R. Zika Immunoassay Based on Surface Enhanced Raman Scattering Nanoprobes. ACS Sensors 3, 2018, 587-594.



EVALUACIÓN DEL EFECTO GASTRO CORRECTIVO Y PREBIÓTICO DE UNA BEBIDA DE AGUAMIEL Y TUNA EN PACIENTES CON GASTRITIS

Luisa Fernanda Duque Buitrago, Rosalva Mora Escobedo*

*Escuela Nacional de Ciencias Biológicas-Instituto Politécnico Nacional. Campus Zacatenco, Unidad Profesional “Adolfo López Mateos”, Calle Wilfrido Massieu esquina Cda. Manuel Stampa. C.P, Ciudad de México, 07738, Mexico, [email protected], Tel. 52 55 57296000 Ext. 57872.

Palabras clave: Agave atrovirens, Opuntia megacantha, Opuntia lasiacanth.

Introducción. En la biodiversidad mexicana se pueden encontrar numerosos productos que contienen componentes de gran interés nutricional y funcional, dentro de los cuales se encuentra el aguamiel y la tuna. El aguamiel es la savia del maguey (Agave atrovirens) que se extrae para la elaboración del pulque, es rico en fructanos, heteropolisacáridos que modulan la microbiota intestinal (1) y que promueven el balance del sistema inmune y controla las respuestas inflamatorias en las mucosas (2). La tuna es el fruto del nopal (Opuntia spp.); contiene gran cantidad de fitoquímicos con capacidad antioxidante (compuestos fenólicos, vitaminas y pigmentos) que pueden proteger y retardar el daño oxidativo producido por respuestas proinflamatorias derivadas de enfermedades. Se han asociado diversos fitoquímicos que presentan capacidad antioxidante con propiedades anti ulcerativas y de protección de la mucosa gastrointestinal (3). La gastritis es la inflamación aguda o crónica de la mucosa gástrica debido a fármacos gastro erosivos, quemaduras, politraumatismos e infecciones entre otras razones (2). La evaluación de una bebida con base en aguamiel de Agave atrovirens y jugo de tuna roja y amarilla (Opuntia megacantha y Opuntia lasiacantha) en un modelo murino de gastritis inducida por indometacina mostró que la administración de la bebida de manera correctiva (200 mg de fructanos/kg peso) tuvo una mayor inhibición del daño gástrico que el tratamiento con omeprazol, postulando la bebida con un potencial funcional (4). Planteamiento del problema. La gastritis es un problema común en la población mexicana, se estima que más del 80% de los individuos padecen de gastritis, en especial la población entre los 20 y 50 años. La alta incidencia de este padecimiento se debe a la combinación de diversos factores etiológicos: estrés, ayuno, mala alimentación, poca higiene en la preparación de los alimentos y a tratamientos médicos con fármacos gastro erosivos como lo son los antinflamatorios no esteroideos. Los desórdenes gástricos (úlceras gástricas, gastritis y duodenitis) fueron la cuarta causa de mortalidad en México en 2014 y se estima que más del 80% de los individuos padecen de gastritis (5), además, al 2018 se reportaron 7546 nuevos casos de cáncer de estómago, siendo el séptimo tipo de cáncer más común en ese año (6). Justificación. La gastritis es una enfermedad de importancia en México; es de carácter inflamatorio y si no se trata, puede desencadenar úlceras gástricas, atrofia y aumentar los riesgos de

padecer cáncer gástrico. Los alimentos funcionales son una alternativa a los tratamientos farmacológicos tradicionales. En la biodiversidad mexicana se pueden encontrar numerosos que contienen componentes de gran interés nutricional y funcional respecto a la prevención o corrección de problemas como la gastritis. Un ejemplo de estos productos son el aguamiel y la tuna. El desarrollo de alimentos funcionales y la verificación de su efecto en la salud es tema de importancia en la industria y en la investigación. El desarrollo de alimentos funcionales promueve mejores hábitos alimenticios que previenen enfermedades y promueve la utilización y conservación de especies nativas. Objetivo general. Evaluar el efecto gastro correctivo y prebiótico de una bebida de aguamiel y tuna en pacientes con gastritis. Objetivos particulares. 1. Determinar las propiedades nutricionales y funcionales de una

bebida de aguamiel y tuna. 2. Evaluar el efecto prebiótico de una bebida de aguamiel y tuna

en un proceso de fermentación colónica in vitro. 3. Evaluar el efecto del consumo de una bebida de aguamiel y tuna

sobre parámetros relacionados a gastritis y a la modulación de la microbiota colónica en un modelo de intervención clínica.

Estrategia metodológica. Se determinarán las propiedades nutricionales y funcionales de la bebida mediante la caracterización químico-proximal y el análisis de los fitoquímicos presentes con ayuda de técnicas químicas y cromatográficas.



Se evaluará el efecto prebiótico de la bebida de aguamiel y tuna en un proceso de fermentación colónica in vitro con inóculos de personas con normopeso y sobrepeso.

Se evaluará el efecto del consumo de la bebida sobre parámetros relacionados con la gastritis y con la modulación de la microbiota colónica por medio de técnicas endoscópicas, clínicas y moleculares en un modelo de intervención clínica.

Resultados esperados. Se espera que de manera in vitro la fermentación de la bebida de aguamiel y tuna module la microbiota benéfica humana y que se produzcan ácidos grasos de cadena corta durante el proceso de fermentación. También se espera que la administración de la bebida a pacientes con gastritis disminuya los síntomas de la enfermedad y que la fermentación de los fructanos presentes en el aguamiel modulen la microbiota gástrica y colónica de los pacientes. Referencias. Las referencias deberán ser ordenadas alfabéticamente y numeradas. Sólo mencione a los trabajos más relevantes, procurando no citar a más de cuatro. Incluya a todos los autores en la referencia y use alguno de los formatos siguientes, de acuerdo con la fuente

1. Roberfroid, M., Gibson, G. R., y Delzenne, N. (1993). The

biochemistry of oligofructose, a nondigestible fiber: an approach to calculate its caloric value. Nutrition reviews, 51(5), 137-146.

2. Oz, H. S., Yeh, S. L., y Neuman, M. G. (2016). Gastrointestinal inflammation and repair: Role of microbiome, infection, and nutrition. Gastroenterology research and practice, 2016.

3. Elseweidy, M. M. (2011). Role of Natural Antioxidants in

Gastritis, Gastritis and Gastric Cancer - New Insights in Gastroprotection, Diagnosis and Treatments, ed. Paola Tonino, IntechOpen, DOI: 10.5772/24336.

4. Trinidad, S. (2018). Evaluación funcional y microestructural del efecto de una bebida con base en aguamiel y tuna sobre daño gástrico en modelo murino. Instituto Politécnico Nacional. Tesis (Licenciatura). Ciudad de México.

5. Soto-Estrada, G., Moreno-Altamirano, L., y Pahua Díaz, D. (2016). Panorama epidemiológico de México, principales causas de morbilidad y mortalidad. Revista de la Facultad de Medicina (México), 59(6), 8-22.

6. The Global Cancer Observatory (GCO). (2019). Stomach Cancer Fact Sheet. International Agency for Research on Cancer. http://gco.iarc.fr/today/data/factsheets/populations/484-mexico-fact-sheets.pdf



“EVALUACIÓN NUTRACEÚTICA DE EXTRACTOS POLIFENÓLICOS DE Marrubium vulgare Y SU EFECTO EN

SÍNDROME METABÓLICO EN MODELO MURINO”

Xochitl Cruz Sollano Mendieta, Norma Paniagua Castro*, Martha Rosales Castro. Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, Instituto PolitécnicoNacional, tel. 57296300 Ext. 52345, E-mail: [email protected]

Palabras clave: Síndrome Metabólico, polifenoles, Marrubium vulgare L., obesidad, actividad antioxidante.

Introducción. El Síndrome Metabólico (SM) agrupa un conjunto de anormalidades bioquímicas, fisiológicas y antropométricas que ocurren simultáneamente y son factores de riesgo para el desarrollo y progresión de enfermedad cardiovascular y diabetes mellitus, dentro de los cuales se incluyen obesidad abdominal, hiperglucemia, dislipidemia e hipertensión arterial. Su etiología es multicausal, incluyendo el estilo de vida (Hernández et al., 2018). Los nutraceúticos son productos de origen natural con propiedades biológicas que proporcionan beneficios a la salud, incluidos la prevención y tratamientos de las enfermedades (Domínguez et al., 2019). Un ejemplo de nutraceútico es el Marrubium vulgare L. (Lamiaceae) es una planta que se utiliza con fines medicinales y sus actividades biológicas se le atribuyen a diterpenoides, esteroles, fenoles, flavonoides y fenilpropanoides (Zerbe et al., 2014).

Figura 1. Marrubium vulgare L. (Lamiaceae) (izquierda) y ratón CD-1 (derecha). Fuente: Modificado de Plantas medicinales Kohler´s

(1897) y Harlan Laboratories (2018). Planteamiento del problema. El síndrome metabólico es un problema de salud pública mundial, afectando principalmente a la población económicamente activa. Su presencia y como consecuencia sus complicaciones deterioran gravemente la salud y calidad de vida de los pacientes. En ese sentido es importante evaluar el efecto de fuentes de nutraceúticos como el Marrubium vulgare L. que sirvan para detener o retardar las complicaciones del síndrome metabólico. Justificación. México ocupa uno de los primeros lugares en obesidad a nivel mundial, además las enfermedades cardiovasculares y diabetes mellitus son las principales causas de mortalidad, por lo tanto, se debe buscar alternativas naturales que coadyuven al tratamiento de estas enfermedades.

El Marrubium vulgare L. es una planta que ha demostrado tener efectividad percibida, efectos secundarios mínimos y costos relativamente bajos. Objetivo general. Evaluar el efecto nutraceútico de extractos polifenólicos de Marrubium vulgare L. sobre síndrome metabólico desarrollado en un modelo murino. Objetivos particulares. Obtener extractos de Marrubium vulgare L. y evaluar la concentración de polifenoles. Evaluar la capacidad antioxidante de los extractos con métodos in vitro e in vivo en modelo murino con síndrome metabólico. Evaluar el efecto hipoglucémico e hipocolesterolémico de los extractos en un modelo murino. Estrategia metodológica. Se obtendrán extractos de Marrubium vulgare L. y los análisis se realizarán por triplicado: compuestos fenólicos (Singleton et al., 1999), flavonoides (Zhishen et al., 1999), capacidad antioxidante ABTS (Moura et al., 2007), capacidad antioxidante DPPH (Brand-Williams et al., 1995) y FRAP (Moreno et al., 2014). Se evaluará el efecto farmacológico de los extractos sobre las variables principales en un modelo de síndrome metabólico inducido con dieta hipercalórica en ratones.

Figura 2. Diagrama de flujo experimental. Fuente: Elaboración propia.



Resultados esperados. Los extractos polifenólicos de Marrubium vulgare L. ejercerán un efecto benéfico sobre variables del síndrome metabólico inducido en un modelo murino, que permita sugerir su uso nutracéutico para prevenir o retardar las complicaciones de las enfermedades crónico degenerativas. Referencias. 1. Domínguez, L; Fernández, V; Montaña, C. (2019). The frontier

between nutrition and pharma: The international regulatory framework of functional foods, food supplements and nutraceuticals. Food Science and Nutrition. 1:1-9.

2. Hernández, R; Rodríguez, R; Hernández, C; Monterrubio, F. (2018). Patrones dietéticos y síndrome metabólico en mujeres con exceso de peso de 18 a 45 años de edad. Salud Pública de México. 60(2): 158-165.

3. Zerbe, P; Chiang, A; Dullat, H; O’Neil, M; Starks, C; Hamberger, B; Bohlmann, J. (2014). Diterpene synthases of the biosynthetic system of medicinally active diterpenoids in Marrubium vulgare. The The Plant Journal. 79: 914–927.

SEGUNDO BLOQUE


BIOTECNOLOGÍA MÉDICA EN LA ESCUELA NACIONAL DE MEDICINA Y HOMEOPATÍA

Dra. Aracely Evangelina Chávez Piña Escuela Nacional de Medicina y Homeopatía

ENMyH Correo electrónico: [email protected]

RESUMEN

El núcleo académico básico de la Escuela Nacional de Medicina y Homeopatía está formado por 11

doctores en ciencias distribuidos en 6 laboratorios, quiénes trabajamos en cinco principales líneas de

investigación: 1) Alternativas para el tratamiento de enfermedades de emergencia nacional como son

cáncer, obesidad, hipertensión, diabetes, inmunológicas e inflamatorias 2) Bioinformática para la

identificación de blancos terapéuticos, 3) Farmacología de productos naturales, 4) Nanobiotecnología,

5) Ciencias ómicas (genómica, lipidómica, proteómica). Todos los proyectos derivados de estas líneas

de investigación cuentan con el apoyo de un grupo multidisciplinario capaz de generar información de

vanguardia en la búsqueda del bienestar del paciente. Es importante mencionar que los proyectos de

investigación han culminado en la divulgación de resultados en revistas internacionales y registro de

patentes.

Palabras clave: ENMH, medicina, biotecnología, productos naturales, ciencias ómicas.




IDENTIFICACIÓN DE GENES CANDIDATOS RELACIONADOS CON EL TEMPERAMENTO

EN GANADO BRAHMAN Paredes-Sánchez F.A., Sifuentes-Rincón A.M.*

Centro de Biotecnología Genómica, Laboratorio de Biotecnología Animal, Reynosa, Tamaulipas, México. Correo: [email protected], Tel: 899 115 9663.

Palabras clave: Brahman, Temperamento, Velocidad de Salida, TBX20

Introducción. El temperamento bovino es el conjunto de conductas mostradas por un animal en respuesta al manejo humano. Ha mostrado tener efecto sobre características productivas como ganancia de peso, eficiencia reproductiva, susceptibilidad a enfermedades, producción de leche y calidad de la carne. El temperamento es un rasgo complejo y su expresión está determinada por diferentes factores incluyendo los genéticos, por lo que se han aplicado diferentes enfoques genómicos con el objetivo de identificar variantes o regiones genómicas asociadas a esta característica (por ejemplo los análisis de genoma completo, GWAS). Sin embargo, la información disponible a la fecha no permite aun describir rutas biológicas o interacciones relacione los genes candidatos identificados y que explique la expresión del temperamento bovino. El objetivo de este trabajo fue identificar regiones genómicas y genes candidatos asociados al temperamento bovino en una población de ganado Brahman. Metodología. Se utilizaron los registros de 1,370 animales de la raza Brahman de la unidad de investigación Agrilife Research de la universidad de Texas A&M. A partir de la Velocidad de Salida (EV) se identificaron 2 grupos de animales contrastantes por su temperamento, 119 dóciles (Hembras:0.16-3.41 m/s y Machos: 0.4-3.12 m/s) y 79 temperamentales (Hembras:3.55-7.66 m/s y Machos: 3.13-10.83 m/s). Los 198 animales fueron genotipificados con el arreglo GGP-HD-150K a partir de tejido de oreja. El análisis de asociación de genoma completo se realizó con el software PLINK 1.9 utilizando la estrategia de caso-control. La posición exacta de los SNPs asociados e identificación de los genes candidatos se realizó utilizando el genoma de Bos taurus 3.1.1 y la herramienta Genome Data Viewer. Se analizó el efecto de cada uno de los marcadores asociados sobre evaluaciones de temperamento como Comportamiento en el Corral (PS), Velocidad de Salida (EV), y Score de Temperamento (ST) mediante un modelo lineal general en el paquete estadístico SAS. Resultados y discusión. Trece de los 139,376 SNPs evaluados, resultaron estar asociados al temperamento bovino medido como velocidad de salida en una población de ganado Brahman (P < 4E-05) (Fig. 1). Tres de ellos se localizaron en los intrones de los genes TBX20, GABRG2 y NRXN3. El gen TBX20, ha sido asociado hacia características de comportamiento en poblaciones de zorros plateados (dóciles y agresivos). En humanos participa en la estructura y función cardiaca, por lo que mutaciones en este gen han sido asociadas con la disminución de la frecuencia cardiaca (FR). Una característica que se ha reportado que es afectada por el

temperamento bovino, ya que animales que son clasificados como temperamentales en base a evaluaciones de tiempos de salida, han mostrado mayores frecuencias cardiacas respecto a los dóciles. Teniendo a además un efecto sobre características productivas como el rendimiento en la producción de leche.

Figura 1. Manhathan plot de los valores de P de cada uno de los marcadores usados en el análisis de asociación de genoma completo para el Temperamento bovino.

El gen GABRG2 codifica para un receptor de GABA, tipo A. GABA es uno de los mayores neurotransmisores inhibitorios en el cerebro de los mamíferos, y en humanos mutaciones en este gen han sido asociadas a fenotipos en el espectro de la epilepsia y esquizofrenia. Este gen interactúa con genes como DRD5, cuya familia de receptores han sido asociados a características de comportamiento en humanos y al temperamento bovino (i.e. DRD2, DRD3 y DRD4). El gen NRXN3 es un gen que ha sido implicado en la sinapsis y secreción de neurotransmisores, no ha sido estudiado directamente en el temperamento bovino sin embargo, genes de esta familia (NRXN1), han sido asociado con características del temperamento en ganado bovino. Sin embargo, NRXN3 también interactúa con genes como GRIA2, un gen previamente reportado como asociado al temperamento bovino. Conclusiones y perspectivas. Los genes candidatos TBX20, gabrg2 y NRXN3 son propuestos como candidatos a estar involucrados en la expresión del temperamento bovino y relacionar la información existente sobre sus bases moleculares. Agradecimientos. Proyecto SIP 20195072, Proyecto CONACYT 294826. Referencias. Curley, K.O., Paschal, J.C., Welsh, T.H., Randel, R.D. 2006.

Technical note: Exit velocity as a measure of cattle temperament is repeatable and associated with serum concentration of cortisol in Brahman bulls. J. Anim. Sci. 84(11):3100-3.



OPTIMIZACIÓN DE LA DEGRADACIÓN DE CONTAMINANTES EMERGENTES LEVONORGESTREL, ESTANOZOLOL Y CLORURO DE METILTIONINA EN SOLUCIÓN ACUOSA POR PROCESOS DE OXIDACIÓN AVANZADA

Pablo Esteban Zaruma Arias, José Bernardo Proal Nájera*

CIIDIR IPN Unidad Durango, Academia de Fisicoquímica, [email protected]

Palabras clave: Fotocatálisis, contaminantes emergentes, degradación.

Introducción. Los contaminantes emergentes (CE) pueden ser definidos como compuestos de diferente origen y naturaleza química, cuya presencia en el medio ambiente pasa inadvertida en términos de distribución y/o concentración, lo que podrían llegar a presentar problemas ecológicos y a la salud (4). Entre los CE de mayor interés, se encuentran los provenientes de la industria farmacéutica, ya que son frecuentemente detectados en las aguas subterráneas, plantas de tratamiento de aguas residuales y en el suministro de agua (3). Dentro de los fármacos que han sido detectados en el medio ambiente acuático destacan analgésicos/antiinflamatorios, antibióticos, antiepilépticos, medios de contraste para rayos X, anticonceptivos orales, esteroides, entre otros. Existen una gran variedad de hormonas producidas por el sector farmacéutico, sobre todo para uso femenino, ya que son eficaces como tratamiento (anticonceptivos) para prevenir embarazos no deseados entre las mujeres jóvenes (1). Por otro lado, se producen hormonas con la finalidad de ganar masa muscular, siendo no solo atractivo para personas que practican actividades ligadas a alto rendimiento físico, sino también por el sector dedicado a la producción de carne para consumo humano. Asimismo, en la industria se emplean diversos colorantes para diagnóstico y tratamiento de ciertas enfermedades. Estos productos, que son primeramente consumidos por individuos, son metabolizados y los residuos se excretan por diferentes fuentes, llegando a las plantas de tratamiento de aguas residuales (PTAR) y a los ecosistemas. Los Procesos de Oxidación Avanzada (POAs) han sido considerados, dentro de los tratamientos de CE, como uno de los más eficientes para degradar estos compuestos presentes en agua residual (2). Existen diversos estudios en donde se han utilizado diferentes POAs para la degradación de este tipo de sustancias obteniendo grandes resultados. Por esto, el objetivo principal de este trabajo es aplicar la fotocatálisis solar, con dióxido de titanio (TiO2), como una alternativa viable y de bajo costo de operación para el tratamiento de este tipo de sustancias, evaluando el desempeño en la degradación de este tipo de sustancias. Metodología. Para la degradación de los contaminantes se aplicaron los procesos de oxidación avanzada fotólisis y fotocatálisis solar en un reactor de placa plana con una superficie de reacción de 1/10 m2, utilizando la metodología de Stintzing (5) y tomando en cuenta las covariables que se presentan, con TiO2 como fotocatalizador, donde cada experimento duró 60 minutos, tomando muestras a diferentes tiempos, y con diferentes niveles de pH y dosis de H2O2. Para la degradación de los contaminantes con radiación UV artificial se utilizó un reactor fotocatalítico piloto con TiO2 como semiconductor el cual

emite la radiación por medio de una lámpara (253.7 nm), en donde los experimentos tuvieron una duración de 120 minutos, y, al igual que con el reactor solar, se realiza el mismo procedimiento de toma de muestras a diferentes tiempos, niveles de pH y dosis de H2O2. El seguimiento de la degradación de los contaminantes se realizó mediante espectrofotometría UV para el contaminante cloruro de metiltionina (λ=670 nm). Para el cálculo de los parámetros cinéticos, se determinó la Constante Operacional de Reacción (Kop) y el tiempo de vida media (t). Resultados y discusión. Los resultados obtenidos para el contaminante cloruro de metiltionina sometido bajo fotolisis y fotocatálisis con radiación solar natural presentan un buen porcentaje de degradación, donde se obtuvo un máximo de degradación de 68.67% de la concentración inicial del compuesto cuando se encuentra en condiciones de pH ácido y sin dosis de H2O2. Por otro lado, al ser adicionado 1 mM de H2O2, y bajo pH ácido, se alcanzó un 56.35% de degradación. Los mejores resultados obtenidos se produjeron al tratar el contaminante por fotocatálisis solar y bajo condiciones de pH ácido en donde se alcanzaron máximos de degradación de 86.68 y 76.25% de la concentración inicial al trabajar sin adición y con dosis de 1 mM de H2O2, respectivamente.

Figura 1 Degradación de cloruro de metiltionina en pH ácido. Fts = Fotólisis,

Ftc = Fotocatálisis.

Los experimentos que se desarrollaron en el reactor con radiación UV artificial fueron muy buenos, aunque resultaron por debajo de los obtenidos en el reactor solar. En estos experimentos, únicamente se



obtuvieron resultados en materia de degradación del contaminante cloruro de metiltionina cuando se desarrollaron bajo pH ácido y adicionando dosis de H2O2 de 1 mM. En este sentido, se alcanzó un 73.12% de degradación para el proceso de fotólisis, mientras que por fotocatálisis se obtuvo un 52.50%.

Figura 2 Comportamiento de degradación de cloruro de metiltionina por

fotocatálisis UV-C.

Las constantes operacionales (Kop) calculadas para los experimentos en donde ocurrió reacción de degradación, tanto para los procesos de fotólisis y fotocatálisis, con radiación solar y UV artificial se presentan en la siguiente tabla (tabla 1), así como también el tiempo de vida media (t).

Fuente de Activación

UV

H2O2 (mM)

pH Kop

(min-1) T1/2

(min)

Fotó

lisis

Lámpara 1 7 0.0078 89.2111

3.5 0.0100 69.2459

Solar

0 6.5 0.01961 35.354

3.5 0.02336 29.667

1 6.5 0.01961 35.344

3.5 0.02032 34.106

Foto

catá

lisis

Lámpara 1

7 0.00528 131.275

3.5 0.00873 79.401

9.5 0.00821 84.395

Solar

0

9 0.03364 20.607

6.5 0.04911 14.114

3.5 0.03549 19.532

1

9 0.00709 97.798

6.5 0.02479 27.957

3.5 0.04156 16.680 Tabla 1 Kop = Constante Operacional; T1/2 = Tiempo de Vida media; H2O2

= dosis de peróxido de hidrógeno.

Conclusiones y perspectivas. Para la degradación de la solución con el contaminante cloruro de metiltionina se observa en todos los casos de fotólisis y fotocatálisis, tanto con radiación solar o UV artificial, al trabajar bajo un pH ácido se obtienen buenos porcentajes de degradación. El no adicionar dosis de H2O2 en la solución que contienen cloruro de metiltionina genera una mejora en la degradación del contaminante. Los resultados obtenidos en condiciones de radiación solar fueron mejores a cuando se trata el contaminante bajo radiación UV artificial por lo que, al no adicionar dosis de H2O2 y trabajar con radiación solar, el costo de mantenimiento y operación del proceso puede resultar menor. Las Kop obtenidas en los experimentos en el reactor solar resultaron más elevadas a las calculadas para los experimentos en radiación UV. Se propone realizar los mejores experimentos bajo radiación solar con diferentes fotocatalizadores de TiO2 para la comparación de su eficacia. Agradecimientos. A los encargados del laboratorio de la PTAR Oriente de la ciudad de Durango por permitirme utilizar sus instalaciones y equipo para el desarrollo de los experimentos. Al CONACYT por otorgarme la beca y poder enfocarme de lleno en el proyecto. Referencias. 1. Alsasua, A. (2011). Hormonas sexuales y anticonceptivos.

Actualidad de la farmacología y terapéutica, vol. 9, pp. 64-72.

2. García, C., Gortáres, P., y Drogui, P. (2011). Contaminantes emergentes: efectos y tratamientos de remoción. Rev. Quim. Viv., vol. 2, pp. 96-105.

3. Molina J., Aubry M., Midthun D., Yang P., Lewis J., Wampfler J.,

Williams B., Midthun D., y Cassivi, S. (2007). Primary salivary gland-type lung cancer: spectrum of clinical presentation, histopathologic and prognostic factors. Cancer, vol. 110, pp. 2253-2259.

4. Stuart, M. (2012) Review of risk from potential emerging

contaminants in UK groundwater. Scien. Tot. Environ., vol. 416, pp. 21.

5. Stintzing, A. (2003). Solar photocatalytic treatment of textile

wastewater at a pilot plant in Menzel Temime/Tunisia. Thesis. Institut für Thermische Verfahrenstechnik der Thechnischen Universität Clausthal. Clausthal, Germany.

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XVIII Academic Conferences of the PhD in Biotechnology NATIONAL POLITECHNIC INSTITUTE

ANALYSIS OF GENES INVOLVED IN THE INTERACTION BETWEEN Bdellovibrio AND GRAM-NEGATIVE BACTERIA Yewande Olajumoke Ajao, Dra. Diana Verónica Cortés Espinosa*, Xianwu Guo*

[email protected], Centro de Biotecnología Genómica, Instituto Politécnico Nacional Keywords: Bdellovibrio, genes, genome sequence, interaction, BALO, comparative genomics.

Introduction. Bdellovibrio and like organisms (BALO) are obligate predatory Gram-negative deltaproteobacteria. They can be isolated from soil, sewage, the gut of humans and seawater, which serves as good habitat for the BALO (2). All BALO are known to be predators of pathogenic Gram-negative bacteria of human, plant and animal origin, implying that BALO are of importance in medicine as antibiotics, in the food industry as probiotics and in agriculture as biocontrol agents. The predatory approach of BALO could either be periplasmic or epibiotic. With periplasmic and epibiotic BALO sharing the same predatory life cycle, the attack phase and the growth phase. In the periplasmic predators, the growth phase of the predatory bacteria is inside the prey cell, while the epibiotic predator’s growth phase is outside the prey cell. Both predators consume their prey cells. The periplasmic bacteria include the Halobacteriovorax and Bdellovibrio, excluding an epibiotic bacterium, Bdellovibrio exovorus. The obligatory predatory nature of the Bdellovibrio made mutations on the Bdellovibrio genome quite difficult as these mutations could affect genes essential for growth. Thus, the present study investigated the molecular basis on which Bdellovibrio attacks its prey using comparative genomics. The analyses include the genes involved in the Bdellovibrio predation and periplasmic growth lifestyle. In addition, a new Bdellovibrio strain has been isolated and characterized. Methodology. A Bdellovibrio strain was isolated in a soil sample collected from Jarachina, Mexico. This strain was screened for its lytic activity in a liquid medium, and as well as a solid medium using the double agar plaque technique. The Bdellovibrio was characterized based on morphological and molecular identification of its16S rRNA gene. The predation efficiency of the Bdellovibrio strain against some selected Gram-negative bacteria was investigated within 5 days of co-culturing. In addition, genes essential to predation in predatory bacteria were identified by comparing the core genome of Bdellovibrio and Halobacteriovorax with that of selected non-predatory deltaproteobacteria, which is based on the hypothesis that Bdellovibrio and Halobacteriovorax share the same predation mechanism. Five and two whole-genome sequences of Bdellovibrio and Halobacteriovorax respectively were obtained from the NCBI database. The pan core genome of the five Bdellovibrio and two Halobacteriovorax was recovered respectively using the BPGA software. Also, the genome sequences of selected non-predatory deltaproteobacteria were downloaded from the NCBI database. The non-predatory deltaproteobacteria used in the analysis include; Desulfatibacillum alkenivorans DSM 16219, Desulfovibrio desulfuricans DSM 642, Pelobacter carbinolicus DSM2380 and Sorangium cellulosum So ce56. The orthovenn1 was then used to analyze the gene clusters that were shared between the predatory

bacteria and the non-predatory bacteria. The genes present in the core-genome of predatory bacteria but not present in the core genome of non-predatory bacteria could be involved in the predation lifestyle. Identification of genes essential for the growth in periplasmic space was discovered using the orthovenn 1 by recovering the gene clusters shared in the core genome of Bdellovibrio and Halobacteriovorus excluding Bdellovibrio exovorus. Results and discussion. Our results showed that the isolated Bdellovibrio can form plaques on peptone yeast extract (PYE) double agar plate. The isolated Bdellovibrio strain was observed to be related to Bdellovibrio HD100 and 109J by phylogenetic tree analysis of its 16S rRNA gene (Fig. 1). This strain had a predation efficiency (>79%) on Salmonella and Klebsiella after 48hrs of coculturing. The comparative genome analysis revealed that 91 genes could be involved in the periplasmic lifestyle and a total of 131 genes could be related to predation. Of the 131 genes, 49 genes code for enzymes which could be involved in breaking down activities. Some of the enzymes identified include endonuclease (Bd1244) which have been reported to play an important role in the ability of Bdellovibrio to attack prey biofilms (4). Also identified are genes associated with flagellar motility (Bd0542, Bd0610). The Bdellovibrio flagellum is reported to be associated with its predation, especially in liquid medium for efficient prey searching (3). Some other identified genes including Bd0113 have a role in the TypeIVb pilus system. A similar genome analysis (1) had identified 10 genes to be involved in predator-prey interactions and was said to represent unexplored novel pathways. Four (4) out of the 10 genes (Bd0301, Bd0965, Bd1176, Bd2480) were found in the 131 genes that were assigned as predatory genes in the present study. A majority of the 131 genes encode hypothetical proteins, therefore, these genes should be further analysed. Among the genes related to the intraplasmic predation lifestyle are genes coding for ABC transporter (Bd0861, Bd3098). The ABC transporter is said to be involved in the movement of materials in and out of the cell.

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Figure 1. Phylogenetic Tree of the Isolated Bdellovibrio Strain

Figure 2. Identification of genes common to the predatory deltaproteobacteria

Figure 3. Identification of genes involved in the Bdellovibrio intraplasmic lifestyle

Conclusions and perspectives. This study has therefore established the predatory ability of an isolated Bdellovibrio on Gram-negative bacteria. Also, the genes involved in Bdellovibrio predatory interaction has been predicted. This could help in exploiting the use of Bdellovibrio as a potential therapeutic agent. The identified enzymes which could have played an important role in prey lysis could also be explored. The next line of research is designed to experimentally identify the genes in the prey which could affect Bdellovibrio-prey predation. Thanks. A big thank you to all members of the laboratorio genomica: Elufisan T, Rodríguez-Luna IC and Sánchez-Varela A. References. 1. Crossman, L. C., Chen, H., Cerdeno-Tárraga, A. M., Brooks, K.,

Quail, M. A., Pineiro, S. A., ... & Williams, H. N. (2013). A small predatory core genome in the divergent marine Bacteriovorax marinus SJ and the terrestrial Bdellovibrio bacteriovorus. The ISME journal. 7(1): 148.

2. Iebba, V., Santangelo, F., Totino, V., Nicoletti, M., Gagliardi, A., De Biase, R. V., ... & Schippa, S. (2013). Higher prevalence and abundance of Bdellovibrio bacteriovorus in the human gut of healthy subjects. PloS one, 8(4), e61608.

3. Lambert, C., Evans, K. J., Till, R., Hobley, L., Capeness, M., Rendulic, S., ... & Sockett, R. E. (2006). Characterizing the flagellar filament and the role of motility in bacterial prey‐penetration by Bdellovibrio bacteriovorus. Molecular Microbiology, 60(2), 274-286.

4. Lambert, C., & Sockett, R. E. (2013). Nucleases in Bdellovibrio bacteriovorus contribute towards efficient self-biofilm formation and eradication of preformed prey biofilms. FEMS Microbiol. Lett. 340:109–116



QUITINASAS DE BACILLUS CEREUS B25 COMO MECANISMO DE ANTAGONISMO CONTRA EL HONGO FITOPATÓGENO FUSARIUM VERTICILLIOIDES (FV) EN MAÍZ Y ANÁLISIS TRANSCRIPTÓMICO DE LA

INTERACCIÓN B25:FV:MAÍZ. Paúl Alán Báez Astorga, Ignacio Eduardo Maldonado Mendoza*.

CIIDIR-IPN Unidad Sinaloa. Departamento de Biotecnología Agrícola. Laboratorio de Ecología Molecular de la Rizósfera. Ext. 87652. [email protected]

Palabras clave: Maíz, Fusarium verticillioides, Bacillus cereus B25, Agentes de control biológico, Interacción tripartita

Introducción. El maíz es el cultivo más importante del sector agrícola en México (4). Sinaloa, principal productor de este grano ha presentado un incremento de fusariosis, ocasionada por Fusarium verticillioides (Fv) (3). Una alternativa al combate de esta enfermedad es el uso de agentes de control biológico (BCA) como Bacilus cereus cepa B25 que ha presentado la capacidad de controlar a Fv en pruebas in vitro, invernadero y campo. Esta bacteria presenta una serie de mecanismos de antagonismo a patógenos (2) entre los cuales destacan la producción de quitinasas (A y B), las cuales a diferencia de las quitinasas de maíz es probable que no sean reconocidas por una proteína efectora de Fv denominada Fv-cmp (Fig. 1B), la cual es capaz de modificar las quitinasas de maíz e infectar exitosamente a la planta (Fig. 1A) (1). Por ello, el presente trabajo tiene como objetivo estudiar a las quitinasas de B25 y los mecanismos moleculares de la interacción tripartita B25-Fv-Maíz.

Figura 1. Mecanismo propuesto para el control de Fv ejercido por la actividad quitinolítica de B25 (Tomada de Figueroa-López, 2016).

Metodología. Se realizó un Bioensayo mediante la técnica del papel enrollado utilizando semillas de maíz blanco garañón desinfectadas y papel estraza, se tuvieron los siguientes tratamientos: 1) maíz, 2) maíz+B25 3) maíz+Fv, y 4) maíz+B25+Fv, cada tratamiento con 3 réplicas con 5 plantas por réplica. Los experimentos duraron 12 días y se registró la longitud y peso fresco del tallo y raíz. Se tomaron muestras compuestas de raíces de 5 plantas por tratamiento a las cuales se les hará extracción de ARN. Para validar el mecanismo propuesto de control de Fv (Fig. 1) se analizarán por qPCR genes relacionados a la defensa vegetal. Posteriormente se hará RNA-seq de cada tratamiento y se buscarán genes expresados diferencialmente. Se utilizará la técnica de western blot para demostrar que las quitinasas de B25 no son afectadas por Fv-cmp. Por último para demostrar el papel que juegan las quitinasas de B25

se utilizaran bacterias con knockout en los genes ChiA, ChiB y ambos genes para ser utilizados en bioensayos como los que se describieron anteriormente. Resultados y discusión. Las raíces de los tratamientos control no presentaron síntomas de fusariosis, por el contrario los tratamientos infectados con Fv mostraron pudrición y amarillamiento (Fig. 2). Se pudo observar una menor pudrición de las raíces para el tratamiento MBF al compararlo con el tratamiento Fv, lo cual puede ser atribuido a presencia y actividad antagónica (producción de enzimas líticas, sideróforos, biopelículas y antibióticos) de B25 sobre Fv (1). Por otra parte, no se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre la longitud y peso fresco del tallo entre los distintos tratamientos; sin embargo, en cuanto a la longitud de la raíz el tratamiento Fv fue diferente del resto, presentando el valor más bajo con 15.16 cm. El tratamiento B25 presentó el valor más alto para el peso de la raíz con 0.93 g, no obstante este no fue diferente del tratamiento MBF (Cuadro 1). Estos resultados concuerdan con lo reportado previamente para B25 donde se ha observado que la bacteria reduce la severidad de la fusariosis sin afectar el crecimiento normal de las plantas o promover el crecimiento vegetal ya que esta bacteria no posee genes relacionados a la producción de hormonas vegetales o fosfatasas (2).

Figura 2. Diferencias entre las raíces de los controles (arriba) y

plantas infectadas con Fv (abajo).



Cuadro 1. Longitud y peso de parte aérea y radical de tratamientos control e infectados con Fv.

Longitud (cm) Peso Fresco (g)

Tratamiento Tallo Raíz Tallo Raíz

Maíz 26.15a 18.41ab 0.72a 0.81ab

Maíz+B25 24.67a 20.71b 0.70a 0.93c

Maíz+Fv 24.28a 15.16a 0.66a 0.75a

MBF 24.04a 20.23b 0.72a 0.90bc

Letras diferentes indican diferencias significativas (P ≤ 0.05) según Tukey.

Conclusiones y perspectivas. La bacteria B25 fue capaz de disminuir la severidad de la enfermedad causada por el hongo Fv en el tratamiento MBF. Fv reduce el crecimiento y peso de las plantas de maíz. Como perspectiva se espera analizar los genes de defensa de maíz, genes de antagonismo de B25 y genes de virulencia de Fv mediante qPCR para demostrar que Fv es capaz de suprimir la defensa del maíz cuando estos dos organismos se encuentran interactuando, mientras que por otro lado la bacteria es capaz de inducir el mecanismo de defensa de la planta al encontrarse interactuando los tres organismos. Agradecimientos. Proyecto Fronteras de la Ciencia CONACyT (No. de proyecto 2016-01-2510); SIP-IPN 20181778, 20196353. PABA recibió una beca CONACYT y apoyo BEIFI-IPN. Referencias. 1. Douriet-Gámez, NR, Maldonado-Mendoza IE, Ibarra-Laclette E,

Blom J, & Calderón-Vázquez CL. (2018) Genomic analysis of Bacillus sp. strain B25, a biocontrol agent of maize pathogen Fusarium verticillioides. Can J Plant Pathol 75(3):247-255

2. Figueroa-López AM. (2017). Caracterización de los mecanismos que emplea Bacillus cereus seleccionado para el control de Fusarium verticillioides. Tesis de doctorado. Instituto Politécnico Nacional-CIIDIR Unidad Sinaloa, Sinaloa, México.

3. Quintero-Benítez, JA, & Apodaca-Sánchez, MA. 2008. Las pudriciones de tallos en el maíz y su manejo en Sinaloa. I Curso sobre Manejo Sustentable del Maíz; Resultados de Investigación en el Norte de Sinaloa., Universidad Autónoma de Sinaloa. Escuela Superior de Agricultura del Valle del Fuerte. Juan José Ríos, Sinaloa. México.

4. SIAP-SAGARPA. 2018. Atlas agroalimentario 2012-2018. Primera edición. Editorial SIAP. México. 101-103.



USO DE TÉCNICAS META-ÓMICAS PARA EL ESTUDIO DEL PROCESO DE DEGRADACIÓN DE PAHS POR UN CONSORCIO MICROBIANO MIXTO INMOVILIZADO EN RASTROJO DE MAÍZ.

Rita Karen ,Pacheco Cabañas; Diana Verónica, Cortés Espinosa*.

CIBA-IPN. Ex-Hacienda San Juan Molino Carretera Estatal Tecuexcomac-Tepetitla Km 1.5, Tlaxcala C.P. 90700, México. Tels.: 01-248-48707-65 y 66 Conmutador IPN: 57296000, Ext. 87816, [email protected].

.

Palabras clave: Biorremediación, Creosota, PAHs, Hongos, Bacterias.

Introducción. Los PAHs son un grupo de compuestos orgánicos con dos o más anillos de benceno fusionados, originarios de fuentes naturales y antropogénicas. Se encuentran ampliamente distribuidos en el ambiente y no se degradan fácilmente en condiciones naturales. La persistencia de los PAHs aumenta a medida que aumenta el peso molecular de su molécula. En México se encuentran un sin número de sitios con suelos contaminados con diferentes niveles de impacto ambiental como resultado de la actividad industrial y agrícola, es por lo que se ha buscado disminuir el impacto de este tipo de compuestos xenobióticos sobre todo en suelos. Los métodos de biorremediación consisten en el uso de la diversidad catabólica microbiana natural para degradar, transformar o acumular grandes cantidades de compuestos xenobióticos, incluidos metales pesados, sustancias farmacéuticas, hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) y bifenilos policlorados (PCB). Existen numerosas especies microbianas que han evolucionado y han adaptado su metabolismo catabólico para degradar este tipo de compuestos xenobióticos (3,4). Los avances en NGS (secuenciación de próxima generación) en los últimos años han permitido realizar análisis genómicos, transcriptómicos y proteómicos, detallados de microorganismos importantes desde el punto de vista ambiental, proporcionando así una visión de las vías biodegradativas clave. Metodología. Se realizo una cinética en cultivo solido de degradación de creosota en suelo estéril . Para esta se utilizó como inoculo un consorcio mixto inmovilizado 5 meses antes, con los siguientes microorganismos: Aspergillus flavus, Aspergillus nomius, Thrichoderma sperellum, Bacillus cereus, Pseudomonas aeruginosa, Klebsiella pneumonia, Klebsiella sp., Stenotrophomonas maltophilia. Los parámetros a medir durante los 30 días de duración de la cinética fueron: Azucares totales, actividad heterotrófica, porcentaje de degradación e intermediaros formados. Los tratamientos evaluados fueron los siguientes:

Tratamiento Suelo Contaminación Residuo Consorcio

1 Estéril + + +

2 Estéril - - +

3 Estéril + + -

4 Estéril - - -

Resultados y discusión. La producción de CO2 instantaneo, muestra su punto más alto al día 2 en los tratamientos que contienen al consorcio inmovilizado, sin embargo el tratamiento con suelo contaminado muestra un segundo incremento de su actividad heterotrófica al día 10. No se muestran diferencias significativas en

el CO2 acumulado entre los tratamientos con el consorcio inmovilizado ( Fig.1). El tratamiento 1 mostro una degradación total de los compuestos del 92.6% al día 20 ( Fig.2). El uso de diversos microorganismos para degradar hidrocarburos se ha demostrado previamente Garcia-Delgado et al.,2015 muestran una degradación de Creosota del 73% después de 42 días utilizando como inoculo en hongo P.ostreaturs y residuo biocar. Gao et al., 2013 utiliza la La cepa C6 de S. maltophilia para degradar el fenantreno en 14 días. Figura 2. Cromatograma de la degradación de creosota al día 0 y al

día 20

Conclusiones y perspectivas. El tiempo de almacenamiento del consorcio inmovilizado ( 5 meses) no mostró una disminución en el desempeño en procesos de biorremediación, por lo que la inmovilización funciona eficientemente para la conservación de consorcios. En el tratamiento 1 , el consorcio inmovilizado mostro mayor producción de CO2 al día 10 (2.46 mg de CO2/g MH) , sin embargo, no se encontraron diferencias significativas en el CO2 acumulado entre los tratamientos con el consorcio inmovilizado.

Tratamiento 1 Tratamiento 2 Tratamiento 3 Tratamiento 4



Se obtuvo un porcentaje de recuperación de creosota de 56.35%. El tratamiento bioaumentado logró remover en 20 d ~92.6% de la creosota inicial (~5600 ppm). Por lo que es posible la formación de intermediarios durante la degradación. Agradecimientos. Esta investigación fue apoyada por el proyecto SIP20195501 del Instituto Politécnico Nacional y la beca CONACYT: 598787 Referencias. 1. Gao, S., Seo, J. S., Wang, J., Keum, Y. S., Li, J., & Li, Q. X.

(2013). Multiple degradation pathways of phenanthrene by Stenotrophomonas maltophilia C6. International biodeterioration & biodegradation, 79, 98-104.

2. García-Delgado, C., Alfaro-Barta, I., & Eymar, E. (2015). Combination of biochar amendment and mycoremediation for polycyclic aromatic hydrocarbons immobilization and biodegradation in creosote-contaminated soil. Journal of hazardous materials, 285, 259-266.

3. Vandera, E., Samiotaki, M., Parapouli, M., Panayotou, G., & Koukkou, A. I. (2015). Comparative proteomic analysis of Arthrobacter phenanthrenivorans Sphe3 on phenanthrene, phthalate and glucose. Journal of Proteomics, 113, 73-89

4. Zafra, G., Taylor, T. D., Absalón, A. E., & Cortés-Espinosa, D. V. (2016). Comparative metagenomic analysis of PAH degradation in soil by a mixed microbial consortium. Journal of Hazardous Materials, 318, 702-710



EVALUACIÓN ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE VARIANTES PATOGÉNICAS DE LA ALFA-L-IDURONIDASA DE HUMANO.

Darinka Pamela Durán Gutiérrez, César Augusto Sandino Reyes López*.

Laboratorio de Bioquímica Estructural. ENMyH-IPN. Tel. 57296000 ext. 55562Correo: [email protected]

Palabras clave: IDUA, MPS I, glucosaminoglucanos, Variantes patogénicas.

Introducción. La enzima -L-iduronidasa (IDUA), es una hidrolasa encargada de la degradación de glucosaminoglucanos (GAGs) en los lisosomas. El gen de la IDUA se localiza en el cromosoma 4p16.3 y codifica para una proteína precursora de 653 aminoácidos, que posteriormente se glucosila en 6 sitios y se procesa en una forma madura de 626 residuos. La estructura cristalográfica revela que la IDUA tiene un dominio con plegamiento de barril tipo TIM que contiene los residuos del sitio activo, un dominio de -sándwich en el extremo N-terminal de la enzima y un tercer dominio parecido a fibronectina tipo III (de la familia de las inmunoglobulinas Ig), que contiene los residuos C-terminales de la enzima (1,2) (Figura 1). Los residuos implicados en la unión del sustrato son Arg363, Asp349, His91 y Asn181. Además, el N-glucano en Asn372 (Man9NAG2) de la IDUA se ha propuesto que podría participar en la unión del sustrato estableciendo contactos polares y de van der Waals en el sitio activo de la IDUA.

Figura 1. Estructura Cristalográfica del ácido L-Idurónico (IdoA) unido a IDUA recombinante humana. La IDUA se muestra como una representación en listones con el dominio de barril TIM (rosa), el dominio β-sándwich (verde) y el dominio parecido a Ig (azul). Se muestran los N-glucanos (amarillo), IdoA (azul) y fosfato como modelos de palo. Se indican las posiciones de los sitios de N-glucosilación. (1) La IDUA hidroliza los enlaces glucosídicos terminales no reductores

del ácido -L-idurónido en los GAGs heparán sulfato y dermatán sulfato. La deficiencia en humanos de una IDUA enzimáticamente activa produce un trastorno de almacenamiento lisosómico, denominado Mucopolisacaridosis tipo I (3). Los pacientes deficientes en la actividad enzimática excretan cantidades excesivas de heparán sulfato y dermatán sulfato, acumulando ambos GAGs en todos los tejidos, desarrollando manifestaciones

clínicas que incluyen deterioro mental y deformidades esqueléticas que van desde leves hasta graves. De las MPS tipo I, el fenotipo de Hurler es el más agresivo, con un comienzo temprano, retraso mental grave y muerte antes de los 10 años de edad. El fenotipo Hurler/Scheie es un fenotipo intermedio entre el Hurler y el Scheie, y se caracteriza por un daño somático progresivo, que incluye disostosis múltiple y una ligera o ninguna disfunción intelectual, mientras que el fenotipo de Scheie es el menos grave provocando opacidad corneal e insuficiencia aórtica, la inteligencia y la estatura son normales, así como la esperanza de vida. De estos fenotipos, Hurler es el más frecuente presentándose hasta en un 46,2% de los casos. Se han reportado más de 200 mutaciones en el gen que codifica IDUA que causan fenotipos de gravedad variable en pacientes con MPS I. Muchas de estas mutaciones son mutaciones sin sentido cuyas implicaciones estructurales son difíciles de predecir sin una estructura cristalina de IDUA. Una mutación relativamente frecuente es P533R, que se asocia con fenotipos intermedios a severos de MPS I y ha mostrado una prevalencia relativamente alta. La P533

se encuentra en un loop que conecta las hebras 23 y 24 del

dominio -sandwich; este loop interactúa con la hélice 13 del barril

TIM y con un loop helicoidal que conduce a la hélice 15, la cual está involucrada en el posicionamiento de la cadena de N-glucano en Asn372. El reemplazo de la prolina por arginina en la posición 533, podría causar serias perturbaciones estructurales debidas tanto a la limitación del espacio como a la carga en la arginina. Al afectar la conformación del barril TIM así como la posición de la

hélice 15, y subsecuentemente la conformación del N-glucano de la Asn372, la mutación P533R podría afectar la catálisis y posiblemente también la capacidad de IDUA para unir sus sustratos naturales (2). En contraste la mutación de S633 es poco frecuente, sin embargo, mutaciones en este mismo residuo por diferentes aminoácidos provocan fenotipos diferentes de MPS tipo I, la mutación S633L causa un fenotipo leve, mientras que la mutación S633T causa un fenotipo severo. Un análisis de dinámica molecular realizado en nuestro grupo de investigación sugiere que la presencia del residuo de triptófano podría modificar la dinámica natural de la IDUA, y esto podría estar asociado a una pobre catálisis enzimática. Recientemente se ha reportado que alteraciones en la flexibilidad de los loops no catalíticos de diversas enzimas perturban la transformación enzimática de los sustratos y/o la unión de estos al sitio activo.



Planteamiento del problema. A la fecha, no se ha caracterizado a la α-L–iduronidasa completamente glucosilada, sin embargo, se sabe que el sitio de glucosilación Asn372 podría participar en la unión del sustrato en el sitio activo, sugiriendo que los otros sitios de glucosilación podrían tener influencia en la catálisis enzimática. Los análisis de dinámica molecular realizados con la IDUA, han aportado datos que sugieren que las mutaciones fuera del sitio activo perturban la flexibilidad de los loops no catalíticos, los cuales podrían afectar la unión/transformación del sustrato al interferir con la dinámica natural de la estructura global de la enzima. La

contribución de los dominios de -sándwich y el dominio parecido a fibronectina tipo III en la actividad enzimática de IDUA y como las mutaciones en esta región de IDUA pueden afectar la catálisis de la enzima, no se ha entendido completamente. Justificación. Con el fin de obtener una mejor comprensión del

aporte de las mutaciones en los dominios de -sandwich y Fibronectina Tipo III en la actividad catalítica de la IDUA, es importante estudiar a las variantes en Pro533 y Ser633 totalmente glucosiladas. Esta información podría contribuir en el diseño de nuevas pautas de tratamiento para los pacientes que desarrollan MPS tipo I secundaria a las mutaciones Pro533Arg, Ser633Ley y Ser633Trp Objetivo general. Evaluación estructural y funcional de mutantes

de la enzima –L–Iduronidasa humana. Objetivos particulares.

1. Obtener la IDUA silvestre y sus variantes Pro533Arg, Ser633Leu y Ser633Trp.

2. Evaluar el impacto estructural de las variantes Pro533Arg, Ser633Leu y Ser633Trp.

3. Evaluar las propiedades catalíticas de la IDUA silvestre y sus variantes Pro533Arg, Ser633Leu y Ser633Trp.

Estrategia metodológica. A partir del paquete leucocitario obtenido de sangre periférica de un voluntario sano, se obtendrá mRNA total. Se realizará una RT-PCR para obtener el cDNA de IDUA. La clonación de la enzima se realizará en un vector inducible para expresión en células de mamífero. El vector será modificado con el Kit QuickChange para la obtención de las variantes Pro53Arg, Ser633Leu y Ser633Trp. La sobreexpresión de la enzima se realizará en la línea celular HEK293. La purificación de la IDUA recombinante se realizará por métodos cromatográficos y la determinación de las glucosilaciones de la IDUA se llevará a cabo por espectrometría de masas. Se obtendrán espectros de dicroísmo circular y fluorescencia y se realizarán transiciones térmicas, comparando para cada variante las temperaturas de desplegamiento. Por último, se evaluarán los parámetros enzimáticos con el sustrato sintético, 4-Metilumbeliferona idurónido, y heparán sulfato y/o dermatán sulfato, obteniendo los valores de KM, Vmax y Kcat.

Resultados esperados. Obtención de IDUA recombinante humana y sus variantes Pro533Arg, Ser633Leu y Ser633Trp completamente glucosiladas. Se estima que las mutaciones tendrán un impacto marginal en la estructura global de la IDUA pero provocarán efectos drásticos en las propiedades de unión del sustrato natural y en su transformación. Referencias. 1. Maita, N., Tsukimura, T., Taniguchi, T., Saito, S., Ohno, K.,

Taniguchi, H., Sakuraba, H. 2013. Human α-L-iduronidase uses its own N-glycan as a substrate-binding and catalytic module. Proc. Natl. Acad. Sci.; 110, 14628-14633.

2. Bie, H., Yin, J., He, X., Kermode, A.R., Goddard-Borger, E.D., Withers, S.G., James, M.N. 2013. Insights into mucopolysaccharidosis I from the structure and action of α-L-iduronidase. Nat. Chem. Biol.; 9, 739-745.

3. Scott H. S., Anson D. S., Orsborn A. M., Nelson P. V., Clements P. R., Morris C. P., Hopwood J. J. 1991. Human a-L-iduronidase: cDNA isolation and expression. Proc. Nail. Acad. Sci.; 88: 9695-9699.



DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN DETECTOR DE FLUORUROS EN ORINA, ASOCIADOS CON LAS FUNCIONES COGNITIVAS Y FLUOROSIS DENTAL EN NIÑOS DE 7 A 9 AÑOS EN LA CIUDAD DE DURANGO.

Ricardo González López, Ismael A. Lares Asef*

Dr. Ismael A. Lares Asef, celular: 618 101 95 83, Correo electrónico: [email protected]

Palabras clave: Detector, Conductividad, Fluorosis, Cognitivo

Introducción. La ingestión de fluoruro en niveles por arriba de los estipulados por la OMS (1.5 mg/L) puede conducir a padecimientos tales como fluorosis dental, osteoporosis y detrimentos en las funciones cognitivas. Estudios recientes indican que los fluoruros pueden afectar el sistema nerviosos central (Rocha-Amador et al., 2007, Valdez-Jiménez et al., 2011) y alterar las funciones cognitivas, ejecutivas y de memoria. Las funciones cognitivas, se pueden medir a través de pruebas como la escala de inteligencia de Wechsler para niños (WISC-IV). En la ciudad de Durango, se han detectado zonas con niveles de fluoruros en agua potable que sobrepasan el valor máximo permitido por la NOM-127-SSA1-1994 de 1.5 mg/L como menciona Martínez-Prado (2013). Estas concentraciones, representan un riesgo a los padecimientos ya mencionados por lo que se propone realizar un estudio de casos y controles en niños de 7 a 9 años de edad de la ciudad de Durango, la cual, se encuentra ubicada en una de las zonas con contenido mayor a 1.5 mg/L. Se realizará entonces el diseño y aplicación de un detector para análisis de fluoruros en orina, que funcione bajo el principio de capacitancia y conductividad sin contacto, así como el desarrollo del software, para evaluar los resultados de exposición a corto plazo de los niños a agua potable altamente fluorada, además de determinar la asociación entre las exposición de fluoruro con cambios en las funciones cognitivas. Planteamiento del problema. El costo de los detectores para análisis de fluoruros, como de otros analitos, hace que sea poco accesible adquirirlos, pues entre mayor sensibilidad, más elevado es el precio, y este detector es necesario en la identificación de la exposición a corto plazo a fluoruros; Martínez-Prado indica que el agua potable suministrada en la ciudad de Durango con promedios entre 3 y 4.5 mg/L implican la posibilidad que exista una pérdida en las capacidades cognitivas de la población en estudio. En Durango no se ha efectuado un estudio que relacione la concentración de fluoruro en agua potable con la variación en las funciones cognitivas. En particular, se tiene interés en los posibles efectos secundarias en niños expuestos a fluoruros de la ciudad de Durango, ya que una reducción en sus funciones cognitivas puede estar asociada con efectos de largo plazo (Grandjean P. et al., 2014). Justificación. El diseñar y construir un detector por capacitancia para este proyecto, se da en la necesidad de tener un equipo capaz de realizar la cuantificación de fluoruros contenidos en la orina, para conocer la exposición a la que se encuentra la población infantil expuesta. Además diversos estudios relacionan la pérdida de

capacidades cognitivas con una ingesta elevada de fluoruros (Popruzhenko TV, Terekhova T. et al., 2008, Tang Q-Q. et al., 2008, Christine Till et al., 2018) Debido a los altos costos de los equipos comerciales, el diseño, desarrollo e implementación de este detector harían más accesible su adquisición para futuros experimentos, además que se busca mejorar los niveles en relación señal a ruido, permitiendo lecturas aún más sensibles en diferentes analitos. Objetivo general. Diseñar e implementar un detector de concentraciones de fluoruros en orina, para asociarlas con las funciones cognitivas y fluorosis dental en niños de 7 a 9 años en la Ciudad de Durango Objetivos particulares. •Analizar y diseñar un detector de conductividad sin contacto. •Diseñar una interfaz por medio de Instrumentación virtual (Labview®) •Validar, Probar, corregir, y depurar el detector. •Determinar la concentración de fluoruros a corto plazo en niños de educación primaria, mediante análisis de muestras de orina por cromatografía de iones con detector de conductividad sin contacto y comparar los resultados obtenidos por el detector con el estándar de oro por cromatografía de iones. •Conocer la exposición a largo de plazo a fluoruros, en los niños de educación primaria, mediante la evaluación del grado de fluorosis dental utilizando el índice de Dean. •Evaluar las funciones cognitivas de los niños a través de los test WISC-IV, y determinar la correlación entre los datos obtenidos Estrategia metodológica. Para el diseño del detector es necesario elaborar 4 etapas; la primera consta de la parte mecánica del sistema, en donde se colocará el capilar por el cual pasará la solución a analizar, considerando eliminar los campos magnéticos externos, mediante una jaula de Faraday. En la segunda etapa, se elabora el circuito para la fuente de poder, el generador de ondas senoidal y el modulador de señal, así como su construcción. En la tercera fase, se realizan las pruebas del circuito para comprobar su funcionamiento óptimo. Y en la última etapa se diseñara mediante LabView® de National Instruments, el software para filtrado y lectura de datos. Para validar el detector, se utilizan los criterios de sensibilidad, repetitividad, linealidad, utilizando la Validación de analisis de métodos químicos, de la Agencia de Protección Ambiental (Munch,



D. J et al., 2005), así como la comparación de los resultados con un detector de cromatografía de iones (Rutiaga-Quezada, 2016). Además para alcanzar los objetivos propuestos, será necesario someter el proyecto al comité de ética en investigación y al comité de investigación del hospital materno infantil, de los SSD, en base a lo establecido la Declaración de Helsinki de la AMM ratificada en la 64º Asamblea General, Fortaleza Brasil, octubre 2013, el Reglamento de la ley general de salud en materia de investigación para la salud, que indica la investigación con Riesgo Mínimo y la NOM-012-SSA3-2012.en Posteriormente, obtenida la aprobación de los comités, se realizará la compra de reactivos, y la estandarización de pruebas; también se elaborarán las pruebas y encuestas que se aplicaran a los sujetos de prueba. Enseguida, se realizará una serie de visitas a las escuelas primarias para ubicar la población de estudio. En la primera se informará a los padres de familia, y docentes en que consiste la investigación para obtener el asentimiento y consentimiento informado de las pruebas. En la segunda visita, se llenará formularios con datos básicos necesarios, como son talla, peso, IMC, edad, sexo, entre otros, así como se realizará la prueba de índice de Dean (Mafla et al., 2014). Se entregará un frasco a cada papá o mamá para la recolección de orina. En la tercera visita, se recogerá el frasco con la primera orina de la mañana, y se llevara a cabo la primera parte de las pruebas cognitivas. En la última visita, se llevará a cabo la segunda parte de la prueba de WISC-IV (Valdez-Jimenez et. al 2011). Es importante obtener los datos de fluoruros en el agua al inicio, intermedio y final de la investigación, para conocer la concentración expuesta de la población a fluoruros. Las muestras de orina serán tomadas mediante la NMX-AA-077-SCFI-2001 y serán analizadas mediante cromatografía de iones, además del detector elaborado previamente; para evaluar la exposición a fluoruros a corto plazo; las pruebas de fluorosis dental y pruebas cognitivas, serán evaluadas por especialistas en el área. Finalmente se realizará la asociación y correlación de los datos obtenidos. Resultados esperados. Implementar un detector de conductividad para analizar exposición a corto plazo de fluoruros y relacionar los resultados con la fluorosis y las pruebas cognitivas. Adicionalmente, el detector podrá ser utilizado en diversos estudios futuros así como los resultados de la investigación proporcionarán información novedosa, con aplicación para el diagnóstico oportuno y prevención, impactando socialmente dentro de la población de Durango, dado que se espera encontrar que existe un efecto de disminución en una o más funciones cognitivas con relación a la exposición a los fluoruros.

Referencias. 1. Christine Till, York University, Canada, 2018 2. Grandjean P, Landrigan PJ. Neurobehavioural effects of

developmental toxicity. Lancet Neurol. 2014;13(3):330-8. 3. Mafla, A. C., Urbano, D. L. C., Caicedo, M. N. R., De La

Rosa, M. A. V., Sánchez, M. F. E., & Caicedo, J. R. J. R. d. l. f. d. o. u. d. a. (2014). prevalencia de defectos del esmalte dental en niños y adolescentes colombianos1/prevalence of dental enamel defects in children and adolescents from pasto, colombia1. 26(1), 106.

4. Munch, D. J., Wasko, M., Flynt, E., Wendelken, S. C., Scifres, J., Mario, J. R., ... & Lumpkin, M. S. (2005). Validation and Peer Review of US Environmental Protection Agency Chemical Methods of Analysis

5. Ortiz-Pérez DMBS, M.C. Lilia, Esther Landín Rodríguez MCLFAS, Dra. Nadia Azenet Pelallo, Martínez MCCCC, Q.F.B. Salomé Carreón Aguiñaga, Q.F.B. Paulina, Guevara Ruiz DFD-B. Cuantificación de fluoruro y arsénico en agua

6. Popruzhenko TV, Terekhova TN. [Fluoride in children saliva with its natural low intake in cases of fluoridated salt or water consumption]. Stomatologiia (Mosk). 2008;87(6):63-6.

7. Rocha-Amador D, Navarro ME, Carrizales L, Morales R, Calderon J. Decreased intelligence in children and exposure to fluoride and arsenic in drinking water. Cad Saude Publica. 2007;23 Suppl 4:S579-87.

8. Rutiaga-Quezada M. Diseño del Sistema de acondicionamiento de señal del detector C4D, 2016.

9. Tang Q-Q, Du J, Ma H-H, Jiang S-J, Zhou X-J. Fluoride and Children’s Intelligence: A Meta-analysis2008. 115-20 p. distribuida para el consumo humano en México. 2015.

10. Valdez-Jimenez L, Soria Fregozo C, Miranda Beltran ML, Gutierrez Coronado O, Perez Vega MI. Effects of the fluoride on the central nervous system. Neurologia. 2011;26(5):297-300.



VALIDACIÓN DEL EFECTO ANTIHIPERGLUCÉMICO DE Rumex crispus Y EVALUACIÓN DE SU POTENCIAL NUTRACEÚTICO.

Dolores Guadalupe Aguila Muñoz, María del Carmen Cruz López *, Fabiola Eloísa Jiménez Montejo, Víctor Eric López y López

CIBA-IPN. Ex-Hacienda San Juan Molino Carretera Estatal Tecuexcomac-Tepetitla Km 1.5, Tlaxcala C.P. 90700, México. Tels.: 55 5729 6000, Ext. 87806 [email protected]

Palabras clave: Rumex crispus, actividad antihiperglucemiante, toxicidad aguda, catequinas, potencial nutraceútico.

Introducción. El uso de plantas medicinales con alto contenido de compuestos fenólicos se ha relacionado con diversas propiedades terapéuticas, desde actividad antioxidante, antiinflamatoria, antialergénica, hepatoprotectoras, antitrombóticas y antivirales; debido a ello estos metabolitos secundarios representan un área de oportunidad para el desarrollo de fitofármacos en el tratamiento de enfermedades crónico-degenerativas, incluyendo, cáncer, desordenes cardiovasculares, respiratorios, neurológicos y la diabetes. Por lo tanto, el uso de plantas con beneficios terapéuticos y alto valor nutricional ha llamado la atención para el desarrollo de productos con potencial nutraceútico. Rumex crispus (Polygonaceae) es una planta herbácea y perene que se utiliza ampliamente con fines comestibles y medicinales. Se ha comprobado su actividad antimalárica, antimicrobiana, antioxidante (Vasas, Orbán-Gyapai, and Judit Hohmann 2015), antiosteoporosis (Shim, Lee, and Ma 2017) y antihiperglucemiante (Aguila Muñoz 2019). Las actividades biológicas reportadas para R. crispus se pueden relacionar con su diversidad de fitoquímicos principalmente del tipo fenólico y antraquinonas: neponida, crisofanol, fiscion, aloin y parietina, 1 , 5 -dihidroxi - 3 - metilantrinquinona, 1 , 3 , 5 - trihidroxi - 6 - hidroximetilanantraquinona , 1 , 5 - dihidroxi - 3 - metoxi - 7 -metilantrinquinona, senósido A y B (Vasas, Orbán-Gyapai, and Judit Hohmann 2015) Los resultados del análisis de macro y microelementos nutricionales en hojas de R. crispus mostraron concentraciones considerables de minerales como N, P, K, Mg, Ca, Na, Fe, Zn, Mn, Cu (Dastan and Sarac 2018; Demir 2018), resaltando así el valor nutricional de esta planta, por lo cual su consumo podría contribuir a las necesidades de minerales en la dieta diaria. El perfil fitoquímico de los extractos metanólicos de R. crispus, mostró concentraciones considerables de compuestos fenólicos, infiriéndose una correlación del contenido fenólico con el efecto inhibitorio sobre la enzima α-glucosidasa y la actividad antihiperglucemiante. Por técnicas de RMN de 1H y 13C fue posible la identificación del flavonoide (+)-catequina y derivados de ésta como el galato y epigalato, siendo está mezcla de flavonoides (fracción G1) responsable de la actividad antidiabética. Lo cual sugiere el uso de

R. crispus como potencial candidato para el desarrollo de fármacos auxiliares en el tratamiento de diabetes mellitus (Aguila Muñoz 2019). Planteamiento del problema. El incremento constante de la población diagnosticada con diabetes ha llevado a esta enfermedad a ser un problema de salud pública, lo cual ha dado pauta al desarrollo de nuevos tratamientos farmacológicos enfocados en el adecuado control de glucosa en sangre. Siendo una área de oportunidad los fitofármacos bioactivos de plantas medicinales, sin embargo, su uso se ha visto limitado por la carencia de estudios sistemáticos que avelen sus propiedades terapéuticas. Justificación. Los hábitos de vida sedentaria y el escaso valor nutrimental de los alimentos más accesibles son algunos de los factores que han contribuido en el incremento de la población diagnosticada con enfermedades crónico-degenerativas. De acuerdo con la FMD, en el 2016 la diabetes fue la segunda causa de mortalidad en nuestro pais. Dada la incidencia de diabetes en la población, surge la necesidad de desarrollar tratamientos enfocados en el adecuado control de los niveles de glucemia, sin comprometer la calidad de vida de los pacientes. En este contexto y con base al potencial antihiperglucémico de extractos de hojas y flores de R. crispus observado en un modelo in vivo y tomando en cuenta que esta planta es consumida en algunas poblaciones, se busca aprovechar su potencial para el desarrollo de productos nutraceúticos enfocados en el tratamiento de la diabetes. Objetivo general. Validar el efecto antihiperglucémico de Rumex crispus y determinar su potencial nutraceútico. Objetivos particulares. 1) Determinar el efecto sobre los niveles de glucosa en un modelo murino de hiperglucemia inducida al administrar R. crispus 2) Realizar el análisis fitoquímico de R crispus y relacionar el contenido de compuestos fenólicos con el posible efecto biológico. 3) Evaluar el efecto de R. crispus y determinar la dosis letal media (DL50) en un modelo de toxicidad aguda. 4) Establecer el valor nutrimental de R. crispus. Estrategia metodológica. Con el objetivo de estimar la variabilidad del contenido de fitoquímicos en hojas, flores y tallos de R. crispus,



se trabajará con diferentes poblaciones colectadas durante el mismo periodo de desarrollo vegetal. La obtención de los extractos, fracciones y subfracciones de R. crispus se realizará conforme a lo descrito por (Aguila Muñoz 2019). El análisis cuantitativo de metabolitos mayoritarios de extractos, fracciones y subfracciones se realizará por cromatografía de alta resolución (HPLC). Con la finalidad de proporcionar datos relevantes sobre los efectos a la exposición de la planta, se llevará a cabo un estudio de toxicidad siguiendo los lineamientos establecidos por el protocolo: Toxicidad oral aguda (TG 423) de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OECD 2001). Se evaluará la actividad antidiabética de R. crispus en un modelo in vivo, induciendo la hiperglucemia con una inyección intraperitoneal (i.p.) de 110 mg / Kg de nicotinamida 15 minutos antes de administrar i.p de 65 mg STZ / Kg, confirmándose la hiperglucemia con valores superiores a 200 mg / dL, 3 días después de la inducción. La administración de los tratamientos será vía intragástrica cada 48 horas durante 28 días. Finalizando con una eutanasia por punción cardiaca, análisis bioquímicos de glucosa sérica, insulina, perfil lipídico, hepático y renal. De la disección se extraerá y conservaran órganos de interés (cerebro, hígado, bazo, riñones, estómago, páncreas, intestino delgado y corazón, para análisis histopatológico. Se realizará una analisis proximal de R. crispus siguiendo los lineamientos publicados por la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO 2015). El contenido de micronutrientes (Ca, Cu, Fe, Mg, Mn, K y Zn) se cuantificará por el método de espectrofotometría de absorción atómica, siguiendo los lineamientos descritos por la Asociación de Químicos Analíticos Oficiales(AOAC 1990). Resultados esperados. Establecer una dosis efectiva para el control adecuado de glucosa en sangre en función al contenido de los metabolitos mayoritarios presentes en extractos, fracciones y subfracciones de R. crispus aunado a su valor nutricional. La información obtenida en esta investigación proveerá evidencia para la formulación de un preparado nutraceútico de esta planta medicinal enfocado en el tratamiento de diabetes. Referencias. 1. Aguila Muñoz, Dolores Guadalupe. 2019. “Evaluación Del Efecto

de Plantas Consideradas Antidiabéticas Sobre La Actividad Enzimática de α- Glucosidasa y Lipasa y Ensayo Preliminar Del Efecto in Vivo.”

2. AOAC. 1990. “Official Methods of Analysis.” Association of Analytical Communities 1(5).

3. Dastan, Taner, and Handan Sarac. 2018. “Determination of the Nutritional Element Concentrations of Evelik Plant (Rumex Crispus L.).” Cumhuriyet Science Journal CSJ 38: 748–58.

4. Demir, Hülya. 2018. “A Comparative Study of Chemical Compound of Some Edible Plants of the Eastern Anatolia Region of Turkey.” Journal of Nutritional Health Sciences 1(9): 1–12.

5. FAO. 2015. “Análisis Proximales. Manual de Tecnicas Para Laboratorio de Nutricion de Peces y Crustaceos.” http://www.fao.org/tempref/FI/CDrom/aquaculture/a0845t/volume2/docrep/field/003/ab489s/AB489S00.htm#TOC (May 30, 2019).

6. OECD. 2001. 423 Guideline for the Testing of Chemicals: Acute Oral Toxicity-Acute Toxic Class Method (TG 423).

7. Shim, Ki Shuk, Bohyoung Lee, and Jin Yeul Ma. 2017. “Water Extract of Rumex Crispus Prevents Bone Loss by Inhibiting Osteoclastogenesis and Inducing Osteoblast Mineralization.” BMC Complementary and Alternative Medicine 17(1): 1–9.

8. Vasas, Andrea, Orsolya Orbán-Gyapai, and Judit Hohmann. 2015. “The Genus Rumex: Review of Traditional Use, Phytochemistry and Pharmacology.” Journal of Ethnopharmacology 175: 198–228. http://dx.doi.org/10.1016/j.jep.2015.09.001.

TERCER BLOQUE


EL CIIDIR SINALOA Y LA BIOTECNOLOGÍA ACUÍCOLA EN EL

NOROESTE DE MÉXICO

Dr. Píndaro Álvarez Ruiz Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional Unidad Sinaloa

CIIDIR SINALOA Correo electrónico: [email protected]

RESUMEN

El noroeste de México es uno de los pilares económicos del país por las actividades acuícolas que en

el se desarrollan. Aunque en la región se cultivan diferentes especies de moluscos, peces, anfibios y

crustáceos, el cultivo de camarón es la actividad acuícola más importante. Sin embargo, esta

rentabilidad propició un crecimiento desmesurado y anárquico de las granjas acuícolas, el movimiento

de reproductores entre países, el deterioro de los ecosistemas y la aparición de enfermedades

infecciosas de etiología viral y bacteriana. Por lo tanto, en el CIIDIR-Sinaloa se han realizado

investigaciones en el área, consolidado líneas de investigación como inmunología y patología de

organismos acuáticos, uso de probióticos y plantas medicinales en acuicultura, silenciamiento de genes

mediante RNA de interferencia y tecnología de biofloc. Como resultado de estas investigaciones se ha

podido contrarrestar el efecto de enfermedades que afectan al camarón. Como ejemplo, se ha

descubierto que el cultivo de camarón con tecnología de biofloc protege a las postlarvas de una

infección por bacterias patógenas y en juveniles la adición de microorganismos probióticos, plantas

medicinales y prebióticos ejercen protección contra infecciones virales y bacterianas. De aquí que los

resultados obtenidos han coadyuvado a la implementación de estrategias biotecnológicas en el área

acuícola de la región.

Palabras clave: Camarón, biotecnología acuícola, CIIDIR-Sinaloa, organismos acuáticos.


Octubre de 2019



DISEÑO RACIONAL DE NUEVOS INHIBIDORES DE CRUZAINA DE Trypanosoma cruzi PARA EL TRATAMIENTO DE LA ENFERMEDAD DE CHAGAS

Elsa Verónica Herrera Mayorga, Edgar E. Lara Ramírez, Karla F. Chacón Vargas, Carlos A. García Pérez, Benjamín Nogueda Torres,

Gildardo Rivera Sánchez* Laboratorio de Biotecnología Farmacéutica, Centro de Biotecnología Genómica, Instituto Politécnico Nacional, Boulevard del Maestro, s/n, Esq.

Elías Piña, Reynosa, 88710, México. Teléfono: +52 899 9243627, Fax: +52 899 9243628, e-mail: [email protected]

Palabras clave: Enfermedad de Chagas, Trypanosoma cruzi, cruzaina, docking molecular

Introducción. La tripanosomiasis Americana o enfermedad de Chagas (EC) representa la mayor causa de enfermedades cardiacas de origen infeccioso en el continente americano, Se estima que mundialmente hay 8 millones de personas infectadas y anualmente ocurren en América latina más de 10 000 muertes por año (4). Actualmente la terapia tripanocida se centra en dos únicos fármacos a los cuales se les asocia con severos efectos adversos. A partir de esta problemática se ha buscado mediante cribado virtual a nuevos compuestos derivados de N-acilhidrazona como inhibidores selectivos de la enzima cruzaina de Trypanosoma cruzi. Metodología. El análisis computacional consistió en un estudio de docking, para el cual se hizo utilizo la base de datos PDB www.pdb.org para la selección de la estructura cristalográfica de la cruzaina 1U9Q, y para la selección de los ligandos a partir de la estructura de N-acilhidrazona se utilizó la base de datos Clean lead de Zinc15 http://zinc.docking.org, tomando como criterios de inclusión que presentaran un 50% de similitud con la estructura de la N- acilhidrazona y que fueran compuestos que cumplieran con las leyes de Lipinski. El análisis de docking se realizó utilizando los programas AutoDock Vina y AutoDock4 con AutoDockTools, que proporcionarían las distintas energías de unión para cada compuesto, posteriormente se realizó una clasificación de los ligandos que presentaron una mejor energía de unión utilizando la huella de contacto entre los ligandos con los aminoácidos esenciales del receptor utilizando el software AuPosSOM (análisis automático de poses usando SOM). Los agrupamientos fueron visualizados utilizando el software TreeGraph, a partir de cada una de las agrupaciones se analizaron los compuestos con las mejores energías de unión y sus estructuras químicas lo cual permitió la selección de los compuestos para la realización de la evaluación in vitro, la cual se realizó sobre tripomastigotes y epimastigotes de dos tipos de cepas de Trypanosoma cruzi: INC-5 y NINOA, con las cuales se infectaron ratones CD-1 de entre 18-20 g de peso con 0.2 mL de sangre que contenían 1X106 tripomastigotes/mL. Posteriormente se obtuvo la sangre por punción cardiaca de ratones infectados y en placas de 96 pozos se colocaron las muestras de sangre y una concentración de 50 µg/mL del compuesto a evaluar para obtener el % de lisis. Como controles positivos se utilizaron los fármacos de referencia beznidazol y nifurtimox y el compuesto STK552090 el cual esta reportado dentro de la base Zinc15 como inhibidor de la enzima cruzaina; como control negativo se usaron

pozos que contendrán 200 μl de sangre infectada con trypomastigotes, sin compuesto. Una vez adicionados los compuestos a evaluar tras ser homogeneizado con la sangre, las placas se incubaron a 4 °C durante 24 h. Transcurrido el tiempo de incubación, las placas se mantuvieron a temperatura ambiente durante 30 min y se tomó una alícuota de 5 μl de cada pozo, se realizó una preparación en fresco y se contaron los tripomastigotes y epimastigotes viables utilizando el método de Pizzi. A partir de este análisis se logró obtener también la concentración lítica 50 (CL50) usando un análisis probit y los resultados se expresaron como la media y la desviación estándar (SD) en el cuadro 1. Para correlacionar la actividad biológica presentada por el compuesto Z5 se realizó un análisis de dinámica molecular (DM), la simulación se ejecutó usando el programa GROMACS 5.1.2 (1). La estructura la cruzaina (PDBID: 1U9Q) usada en el docking previo se preparó de la siguiente manera: se generaron los estados de protonación a un pH de 5.5 y se corrigieron los residuos utilizando la herramienta Protein Prepare Wizard (3). La parametrización y topología de los ligandos fue realizada en el servidor LigParGen en un campo de fuerzas OPLS/C1AM. Las simulaciones del complejo proteina- ligando se realizaron en el modelo SPC en una celda de simulación dodecahedrica en un esquema de equilibrio microcanónico NVE, utilizando 1200 moléculas de agua. Una vez solvatado el sistema se analizó las cargas de la proteína. La minimización se realizó haciendo uso del algoritmo steepest descent minimization con una fuerza máxima no excedente de 10.00 kJ / mol. Una vez obtenido el sistema en su mínima energía se realizó el equilibrio del sistema mediante dos etapas: la primera con el control de temperatura acoplada a un termostato Berendsen (V-rescale) con 300K y la segunda con un acoplamiento de presión Parrinello-Rahman con una presión de 1.0 bar. A partir del equilibrio de corrida se calcularon las interacciones y fuerzas de largo alcance. Resultados y discusión. A partir de la búsqueda de ligandos se obtuvo un total de 2221 compuestos de la base de datos ZINC15 que reunieron los criterios de inclusión establecidos. Estos compuestos fueron derivados cíclicos de N-acilhidrazona. Las coordenadas de este sitio de unión en 1U9Q se usaron para acoplar los 2221 ligandos recuperados. Un total de 682 ligandos mostraron una energía de unión negativa (<6.6 Kcal / mol) menor que la obtenida para el ligando 186, los primeros diez compuestos con energías de unión <8.0 Kcal / mol). Posteriormente para la selección se realizó un análisis de agrupamiento de los 2221 ligandos

http://www.pdb.org/

http://zinc.docking.org/



generando 20 grupos, entre los cuales no se observó ningún patrón de agrupación como lo ha reportado Fereidoonnezhad et al. (2). Por lo anterior se seleccionaron los compuestos con la energía de unión más alta de cada clado y se revisó su disponibilidad comercial, Dentro de los 20 clados se encontraron 6 compuestos con los puntajes negativos más altos: Z1, Z2, Z3, Z4, Z5 y Z6. De estos 6 compuestos el compuesto Z1 y Z4 no fueron considerados para los análisis in vitro, otro criterio que ayudo en la selección fueron las interacciones presentes en los compuestos de mejor energía, observando que el compuestos Z2 y Z3 interactuaron en el sitio catalítico de manera similar al inhibidor 186 y que los compuestos Z5 y Z6 interactuaron en un sitio de unión opuesto, lo que indicó que podrían ser inhibidores no competitivos y justificar nuevas exploraciones del sitio de unión a Cz como se presenta en la figura 1.

Figura 1. Análisis del sitio de interacción entre el ligando 186 y el compuesto Z5 en Cz. Para la evaluación in vitro los resultados se muestran en el Cuadro 1 donde se puede observar que el fármaco Bzn tuvo un mejor efecto tripanocida (CL50 = 9.64 µM) que Nfx (CL50 = 38.36 µM) en el epimastigote. En el tripomastigote, sin embargo, la mejor actividad biológica fue producida por Nfx (CL50=<117.16 M) en ambas cepas. El compuesto más activo en ambas etapas y ambas cepas fue el compuesto Z5 y en los epimastigotes de la cepa INC-5 Z5 mostro la misma actividad tripanocida que Nfx. En tripomastigotes, Z5 presentó valores de CL50 inferiores a Bnz en ambas cepas con concentraciones 1.6 veces menor que con el fármaco Nfx; por lo tanto, el compuesto Z5 es una estructura prometedora en la búsqueda de nuevos agentes para tratar la enfermedad de Chagas. Por otra parte, para confirmar el estudio predictivo de nuevos posibles inhibidores de Cz y confirmar el mecanismo de acción, se realizó la inhibición enzimática con cisteína proteasas de T. cruzi. Los resultados de la CI50 de la actividad enzimática presentaron un comportamiento similar al de la evaluación in vitro de epimastigotes y tripomastigotes de T. cruzi. Los compuestos Z2 y S1 mostraron actividades inhibitorias débiles (CI50> 200 µM). Z3 mostró un valor CI50 de 84.37 µM en la inhibición de la proteasa, pero este compuesto no tuvo un efecto tripanocida en epimastigotes y tripomastigotes. Además, en esta evaluación, observamos que los compuestos Z5 y Z6 se caracterizaron por una mejor actividad inhibitoria con valores de CI50 de 56.23 µM y 50.35 µM, respectivamente, aunque Z5 fue el mejor compuesto con actividad

tripanocida contra epimastigotes y tripomastigotes y sobre proteasas, no se observó una correlación entre la actividad y la energía de unión. Sin embargo, a partir de la dinámica molecular se pudo observar que las interacciones con las que se presentó mayor estabilidad fueron: Trp177, Gln19, Gln21, Ala136, His159 y Cy22. Cuadro 1. Concentración lítica media de los compuestos Z2, Z3, Z5,

Z6 y S1 y los farmacos de referencia en epimastigotes y tripomastigotes de T. cruzi.

Compund Epimastigote Trypomastigotes Proteasas

CL50 (µM) T. cruzi INC-5

CL50 (µM) T. cruzi NINOA

CL50 (µM) T. cruzi INC-5

CI50 (µM)

Z2 239.40±9.3 >250 >250 1410.05

Z3 >250 >250 >250 84.37

Z5 36.26±9.9 166.21±14.5 185.1±8.5 56.23

Z6 >250 >250 >250 50.35

S1 >250 >250 >250 >200

Nfx 38.36±5.2 99.41±11.1 117.16±16.36 ---

Bnz 9.64±4.2 183±16.2 225.40±26.5 ---

Conclusiones y perspectivas. El compuesto Z5 resulta una interesante molécula para continuar utilizando como estructura de andamio para futuras búsquedas ya que sobresalió en las evaluaciones biológicas presentando interacciones de interés y aunque estos resultados confirman una posible inhibición de la cisteína proteasas como mecanismo de acción es necesaria la evaluación sobre la enzima cruzaina. Agradecimientos. Se expresa el agradecimiento a la Secretaria de Investigación y Posgrado del instituto Politécnico Nacional por el apoyo otorgado al proyecto SIP-20190295 Referencias. 1. Abraham, M; Murtola, T; Schulz, R; Páll, S; Smith, J; Hess, B; and Lindahl, E. 2015. GROMACS: High performance molecular simulations through multi-level parallelism from laptops to supercomputers. SoftwareX. 1 (2): 19–25. 2. Fereidoonnezhad, M; Mostoufi, A; Zali, S; Eskandari, M; Afshar, D; Aliyan, F. 2018. Molecular Docking and PLIF Studies of Novel Tacrine-Naphtoquinone Hybrids Based on Multi-Target-Directed Ligand Approach for Alzheimer’s Disease. Jundishapur. J. Nat. Pharm. Prod. 13 (2): 1–10. 3. Sastry, G; Adzhigirey, M; Day, T; Annabhimoju, R; Sherman, W. 2013. Protein and ligand preparation: Parameters, protocols, and influence on virtual screening enrichments. J. Comput. Aid. Mol. Des. 27(3): 221-234. 4. WHO, Chagas disease (American trypanosomiasis), World Health Organization. (2016).


“DIVERSIDAD GENÉTICA Y ANÁLISIS DE GENES CANDIDATOS IMPLICADOS EN LA BIOSÍNTESIS DE LÍPIDOS EN LÍNEAS PARENTALES DOBLE HAPLOIDE (DH) DE MAÍZ BLANCO Y AMARILLO CON ALTO CONTENIDO DE

ACEITE”.

Grethel Priscila Gaytán Pinzón, Eduardo Sandoval Castro*1, Carlos Ligne Calderón Vázquez *2. Conacyt-CIIDIR Sinaloa1; Instituto Politécnico Nacional, CIIDIR Sinaloa. (687)8729625 Ext. 87662, [email protected].

Palabras clave: Maíz, alto contenido de aceite, diversidad genética.

Introducción. El maíz posee un alto valor nutricional y como materia prima para la industria. A pesar de las altas extensiones dedicadas para su cultivo, la producción es aún insuficiente para satisfacer por completo la gran demanda de este alimento y por ende, es necesario la importación de este grano. Aunado a esto, la baja tasa anual de producción de híbridos comerciales, ha provocado un freno en el progreso de nuestra agricultura y economía. Una solución es la producción de parentales capaces de generar híbridos con potencial agronómico y con alto valor nutricional como valor agregado. En busca de alternativas para atender a esta problemática, el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) inició un programa de mejoramiento mediante selección recurrente, obteniendo poblaciones de maíz blanco y amarillo adaptado a las regiones del Noroeste y Bajío, generando cuatro poblaciones: Blanca del Noroeste (PBN) y Bajío (PBB) y Amarilla del Noroeste (PAN) y Bajío (PAB), donde se aumentó su contenido de aceite. A partir de estas se generaron líneas parentales con alto contenido de aceite (ACA) (entre 6 y 7%) empleando la tecnología doble haploide (DH) para acortar el tiempo de mejoramiento. Posteriormente se realizó la caracterización del aceite (1), caracterización genética por medio de la tecnología genotipado por secuenciación (GBS) (3), y asociación genómica (4) de 120 líneas DH y cruzas simples de maíz, cuyos resultados representan la primera fase de caracterización de líneas y evaluación de marcadores moleculares para el programa de mejoramiento. Posteriormente se obtuvo un lote de 310 parentales de ciclos de recombinación genética más avanzados (C11), lo que supone el aumento de su diversidad genética y por ende, la importancia de su estudio. Por lo tanto, el objetivo del presente trabajo es determinar los índices de diversidad genética y analizar genes candidatos DGAT1, FAD2 y WRI1 implicados en la biosíntesis de lípidos en las 310 líneas doble haploide de maíz blanco y amarillo con alto contenido de aceite. Metodología. Se analizaron 310 parentales DH de maíz blanco y amarillo del ciclo 11 de recombinación genética. ADN genómico fue aislado de cada parental utilizando sarcosil y CTAB al 1%; su calidad e integridad fue revisada mediante espectrofotometría y electroforesis en gel de agarosa. Las muestras de ADN se enviaron al Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) donde se prepararon las bibliotecas por el método DArTSeq. Previo al llamado de SNPs, se analizó la calidad de las lecturas mediante el

software FastqC. Con los marcadores SNPs obtenidos se determinó la diversidad genética (heterocigosidad observada y esperada y el índice de contenido polimórfico) con el software Bio-R, mientras que la estructura poblacional se determinó por medio de la distancia genética y un análisis de estructura genética en Bio-R y STRUCTURE, respectivamente. A partir de la distancia genética se realizó la selección de parentales, para analizar la aptitud combinatoria general y específica mediante cruzamientos dialélicos. Para el análisis de genes relacionados en la biosíntesis de lípidos (DGAT1, FAD2 y WRI1) en las líneas parentales, se diseñarán primers específicos para cada gen y luego serán validados por la técnica de PCR en tiempo real. Se pretende que con base en los resultados obtenidos de diversidad genética, aptitud combinatoria y análisis de genes, se lleven a cabo predicciones de cruzas simples mejoradas con potencial para la producción de híbridos. Resultados y discusión. Se genotiparon 310 líneas parentales DH de maíz blanco y amarillo de las regiones del Bajío y Noroeste de México, por medio de la tecnología DArTSeq, identificándose un total de 45,837 marcadores tipo SNP en las cuatro poblaciones analizadas. Después se realizó un filtrado de datos, eliminándose aquellos que tuvieran alta tasa de datos perdidos (>60%) y baja reproducibilidad en la secuenciación, obteniéndose un total de 42,969 marcadores SNPs. Cabe señalar, que la diversidad genética se determinó con SNPs con un porcentaje de datos perdidos del 20% y 0%; sin embargo, se reportan únicamente los resultados obtenidos con el 20% de datos perdidos y un MAF<0.05 (Cuadro 1).

Cuadro 1. Índice de contenido polimórfico (PIC), heterocigosidad observada (Ho) y esperada (He) de los 310 parentales analizados

con 20% de datos perdidos. Población N° de

líneas PIC Ho He

PAB 26 0.35 ± 0.03 0.21 ± 0.00 0.18 ± 0.00 PAN 51 0.35 ± 0.02 0.18 ± 0.00 0.16 ± 0.00 PBB 73 0.35 ± 0.02 0.25 ± 0.00 0.20 ± 0.00 PBN 160 0.35 ± 0.04 0.17 ± 0.00 0.15 ± 0.00

TOTAL 310 0.35 ± 0.02 0.18 ± 0.00 0.16 ± 0.00 PAB: Población Amarilla del Bajío, PAN: Población Amarilla del Noroeste, PBB: Población Blanca del Bajío y PBN: Población Blanca del Noroeste. Normalmente, los valores de Ho y He varían desde 0 (indicando homocigosis) hasta 1 (indicando heterocigosis) (2). Las muestras de


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la población PBB fueron las que presentaron los valores más altos de Ho y He, mientras que la población PBN presentó lo valores más bajos. La Ho presentó una valor promedio de 0.18 para las cuatro poblaciones, mayor al valor promedio obtenido para He que fue de 0.16, lo que difiere de lo reportado previamente (3). Esto indica que los alelos presentes en nuestras líneas de estudio presentan mayor heterocigosidad. Como parte del análisis de estructura poblacional, se determinó la distancia genética existente entre parentales, basándose en la similitud entre los genotipos, poblaciones o individuos evaluados (2), cuyo cálculo se puede hacer mediante varias medidas estadísticas; en este estudio se decidió calcular la distancia de Rogers. Los valores de distancia genética de Rogers de las 310 líneas evaluadas osciló desde 0.12 hasta 0.37 (SPBN 602 / SPBB 338), resultando ser estos valores mayores a lo reportado anteriormente (3), indicando que nuestras líneas son más distantes. Además de conocer la similitud entre las líneas, nos permitió realizar predicciones de posibles cruzas simples de maíz con las líneas parentales que presentaron mayor distancia genética (>0.35). Por otro lado, los resultados obtenidos mediante el software STRUCTURE, del análisis de estructura genética de las 310 líneas para un rango de K entre 1 y 5, establecen que los individuos se agrupan en dos poblaciones al mostrar el valor más alto y con menor desviación estándar de Ln (P) cuando el grupo más probable es dos, así como el gráfico de ∆K presenta el pico más alto en el número dos, indicando de igual forma que existen dos poblaciones; sin embargo, no se logran agrupar ni por color de grano, ni por región. Por el contrario, en el Análisis de escalamiento multidimensional realizado en el software CurlyWhirly se visualiza tres agrupaciones (PBN, PBB y la combinación de PAN y PAB) de los parentales analizados (Figura 1).

. Figura 1. Gráfico de Escalamiento Multidimensional (MDS) de las líneas

parentales de maíz blanco y amarillo del Bajío y Noroeste de México. Los individuos pertenecientes a cada población están ilustrados por puntos de

color rojo, verde, naranja y amarillo representando a la Población blanca del Noroeste (PBN), la Población Blanca del Bajío (PBB), la Población Amarilla

del Noroeste (PAN) y la Población Amarilla del Bajío (PAB) respectivamente.

Conclusiones y perspectivas. Los resultados obtenidos muestran que las líneas DH analizadas presentan diversidad genética; sin

embargo, si comparamos nuestras líneas con el estudio previo (3), podemos observar que la diversidad disminuyó, pese a que nuestras líneas pertenecen a un ciclo de recombinación genética más avanzado. Esto puede atribuirse a los marcadores SNPs que en este estudio se utilizaron para analizar la diversidad genética, o bien, a pequeños cambios realizados dentro del programa de mejoramiento de INIFAP. Para concluir, aunque los resultados obtenidos hasta el momento, permitirá a los mejoradores de INIFAP en gran medida realizar cambios pertinentes al esquema de mejoramiento utilizado hasta ahora, es muy importante y necesario complementarlos con la información que se genere de los análisis de aptitud combinatoria y de genes candidatos. Agradecimientos. Al Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo y al Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Referencias. 1. Gaytán-Pinzón, G.P. 2017. Caracterización de aceite de líneas

doble haploide de maíz (Zea mays) blanco y amarillo. Tesis para obtener el grado de Maestría en Recursos Naturales y Medio Ambiente. Instituto Politécnico Nacional, CIIDIR-Unidad Sinaloa.

2. Govindaraj M., Vetriventhan M. and Srinivasan M. 2015. Importance of Genetic Diversity Assessment in Crop Plants and its recent advances: an overview of its analytical perspective. Hindawi Publishing Corporation. Genetics Reasearch International.

3. Ríos-Sandoval C.A. 2017. Caracterización genética de líneas dobles haploides de maíz para el desarrollo de híbridos con potencial agronómico en Sinaloa. Tesis para obtener el grado de Maestría en Recursos Naturales y Medio Ambiente. Instituto Politécnico Nacional, CIIDIR-Unidad Sinaloa.

4. Valenzuela-Apodaca J.P. 2018. Asociación genómica de rendimiento en grano, contenido de aceite y proteína en líneas doble haploide de maíz blanco y amarillo. Tesis para obtener el grado de Maestría en Recursos Naturales y Medio Ambiente. Instituto Politécnico Nacional, CIIDIR-Unidad Sinaloa.


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COMPUESTOS BIOACTIVOS DE Tremella fuciformis Y Pleurotus ostreatus, Y SU EFECTO CITOTÓXICO EN UNA LINEA CELULAR DE QUERATINOCITOS HaCat

Silvia Soto Ibarra1, Yolanda Herrera Arrieta1*, Miguel Ángel Reyes2, Norma Almaraz Abarca1, René Torres Ricario1

1Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional Unidad Durango del Instituto Politécnico Nacional, Sigma 119, Fraccionamiento 20 de noviembre II, Durango, Dgo., 34200. Tel/Fax: 618-8142091, Correo electrónico: [email protected].

2 Centro de Biotecnología Genómica, Instituto Politécnico Nacional, Blvrd del Maestro SN, Narciso Mendoza, 88710 Reynosa, Tamaulipas.Tel/fax: 899 924 8152

Palabras clave: Tremella fuciformis, Pleurotus ostreatus, compuestos bioactivos

Introducción. Los hongos comestibles son una fuente natural de compuestos bioactivos, tales como metabolitos primarios (polisacáridos y proteínas) y secundarios (compuestos fenólicos), los cuales pueden tener un impacto positivo en enfermedades crónico-degenerativas. Entre los basidiomicetos con estas propiedades destacan Tremella fuciformis y Pleurotus ostreatus (1), se han aislado y purificado multiples compuestos bioactivos provenientes del basidioma y micelio. Por ejemplo, una gran variedad de polisacáridos y proteìnas con efecto inmunomodulador, antinflamatorio, antioxidante, antitumoral y efecto antienvejecimiento (2), Debido a lo anterior es importante identificar y cuantificar los compuestos presentes en extractos de micelio y basidioma de T. fuciformis y P. ostreatus para evaluar su potencial citotóxico en una línea celular de queratinocitos humanos (HaCat), para fines clínicos y cosméticos. Metodología. Se describió el área de estudio. Se estandarizaron las técnicas de cultivo del hongo Tremella fuciformis con una cepa cormercial (T. fuciformis Berkeley ATCC® 58859™). Evaluándose tres tratamientos en diferentes medios de cultivo, para el primer inóculo: caldo extracto de malta (CEM), caldo extracto de malta adicionado con aserrín de encino (CEMAE) y caldo extracto de papa y dextrosa (CPDE); para el segundo inóculo o vehículo del micelio del hongo se empleó semilla de sorgo y taquetes de madera de encino. Se cultivó P. ostreatus siguiendo la técnica de Molina (3), Se preparó el extracto etanólico crudo de cuerpo fructífero y de micelio de ambas especies. Para ello, se filtró la muestra de micelio de ambas especies, se lavó con agua destilada estéril, se pesó y se colocó en un matraz que fue llevado a congelación durante 24h, después se colocó en una liofilizadora durante 30h. Se pesó la muestra seca de micelio y basidioma, se procedió a la preparación de los extractos etanólicos (4). Se colocaron en agitación para su maceración durante 24h. Se centrifugaron a 6000 rpm durante 10 min y se decantó el sobrenadante en recipientes llevados a peso contante. Luego se colocaron en una incubadora a 38°C para la evaporación de la fase etanólica durante 24h, se resuspendió la fracción correspondiente en el solvente adecuado para cada análisis.

Resultados y discusión. Se describió el área de estudio de acuerdo a la reportada por Raymundo y colaboradores en el 2012, correspondiente a la región del salto Pueblo Nuevo Durango. En los tres tratamientos empleados para cultivar Tremella fuciformis se obtuvo micelio, sin embargo el que mostró mayor efectividad fue el extracto de malta adicionado con aserrín de encino, donde se observó mayor cantidad de biomasa. En los matraces con taquetes de encino se desarrolló el cuerpo fructífero de T. fuciformis al cabo de 30 a 90 días de incubación (fig.1).

figura 1. Cultivo de T. fuciformis A)micelio de 10-15 días de incubación. B) cuerpo fructífero de 30-90 días de incubación Para la proliferación del micelio de P. ostreatus se empleó una cepa depositada en el laboratorio de Biotecnología de hongos del CIIDIR Durango. Se obtuvo crecimiento micelial en caldo extracto de malta y se obtuvieron cuerpos fructíferos de buen tamaño empleando paja de avena como sustrato final (fig. 2).

Figura 2. Cultivo de P. ostreatus A) Micelio de 10-15 días de incubación. B) Cuerpo fructífero de 30-40 días de incubación

A B

A B




En la siguiente cuadro se muestra el rendimiento de los extractos fúngicos etanólicos.

Cuadro 1. Condiciones experimentales y rendimiento obtenido de los extractos etanólicos fúngicos

Especie fúngica g muestra seca

Vol. de etanol al 80%

Rendimiento %

T. fuciformis micelio 1g 30 ml 17.53%

T. fuciformis basidioma 1g 20ml 20.76% P. ostreatus micelio 0.5g 30ml 26.28%

P. ostreatus basidioma 1g 20ml 26.61%

Actualmente se está trabajando con la evaluación de capacidad antioxidante empleando las siguientes técnicas: capacidad antioxidante total, fenoles totales, flavonoides totales, DPPH y ABTS (5). Conclusiones y perspectivas. Hasta el momento no se ha colectado la especie silvestre T. fuciformis debido a que no se ha encontrado en las zonas de muestreo reportadas, probablemente se deba a que las condiciones de humedad no son favorables para el desarrollo de los cuerpos fructíferos. Para el cultivo de T. fuciformis se redujo el tiempo de producción de cuerpos fructíferos de seis a tres meses a diferencia de trabajos reportados donde se emplea medio de cultivo PDA y troncos de encino. Se optimizó la técnica empleando extracto de malta agar adicionado con aserrín y taquetes de encino. De acuerdo con los rendimientos obtenidos de los extractos etanólicos, se concluye que la metodología desarrollada en el presente estudio es confiable ya que los datos que se presentan se encuentran en el rango reportado en estudios previos (6). Se obtuvieron cuerpos fructíferos de Pleurotus ostreatus de buena calidad mediante el método reportado (3), pero el rendimiento del extracto de micelio de P. ostreatus mostró un porcentaje superior al de basidioma de la misma especie. Se cumple parcialmente el objetivo número uno, enfocado a cultivar el hongo jalea blanca y evaluar la capacidad antioxidante de los compuestos bioactivos de extractos de micelio y basidioma de T. fuciformis y P. ostreatus. Agradecimientos. A CONACYT por la beca otorgada para realizar estudios de Doctorado, al CIIDIR IPN Unidad Durango, por su contribución al desarrollo del proyecto. Agradezco a mi comité tutorial por su amable colaboración.

Referencias. 1. Hyde, K. D., Bahkali, A. H., & Moslem, M. A. (2010). Fungi—an

unusual source for cosmetics. Fungal diversity, 43(1), 1-9.

2. Xu, W., Xiu S, Fujun, Y. Ying H., Ruifeng L., Xue D. Chengfeng J.

(2012). Protective Effect of Polysaccharides Isolated from

Tremella fuciformis against Radiation-induced Damage in

Mice.353-360.

3. Molina, A. M. G., Cardona, N. V., Alzate, S. R., D'León, J. G. S.,

& Holguín, E. S. (2005). Evaluación de algunos residuos

orgánicos como sustrato para el cultivo de hongos comestibles.

Revista Lasallista de Investigación, 2(2), 15-20.

4. Barriada-Bernal, L. G., Almaraz-Abarca, N., Delgado-Alvarado, E.

A., Gallardo-Velázquez, T., Ávila-Reyes, J. A., Torres-Morán, M.

I. & Herrera-Arrieta, Y. (2014). Flavonoid composition and

antioxidant capacity of the edible flowers of Agave durangensis

(Agavaceae). CyTA-Journal of Food, 12(2), 105-114.

5. Vaz, J. A., Barros, L., Martins, A., Santos-Buelga, C.,

Vasconcelos, M. H., & Ferreira, I. C. (2011). Chemical composition

of wild edible mushrooms and antioxidant properties of their water

soluble polysaccharidic and ethanolic fractions. Food Chemistry,

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6. Guerrero-Rodríguez, E., Solís-Gaona, S., Hernández-Castillo, F.

D., Flores-Olivas, A., Sandoval-López, V., & Jasso-Cantú, D.

(2007). Actividad Biológica in vitro de Extractos de Flourensia

cernua DC en Patógenos de Postcosecha: Alternaria alternata

(Fr.: Fr.) Keissl., Colletotrichum gloeosporioides (Penz.) Penz. y

Sacc. y Penicillium digitatum (Pers.: Fr.) Sacc. Revista mexicana

de Fitopatología, 25(1), 48-53.



ANÁLISIS FUNCIONAL DE MIRNAS POSIBLEMENTE INVOLUCRADOS EN LA RESISTENCIA A PATÓGENOS EN PLANTAS DE INTERÉS AGRÍCOLA

Catarino Eduardo Tellez Valerio, Pedro Fernando Vera Hernández, Ignacio Eduardo Maldonado Mendoza, Flor de Fátima Rosas

Cárdenas*. Profesor Investigador en Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada del Instituto Politécnico Nacional (CIBA-IP N)

Ex-Hacienda San Juan Molino Carretera Estatal Tecuexcomac-Tepetitla Km 1.5, C.P. 90700, Tlaxcala, México Tels.: Conmutador IPN: 57296000, Ext. 87814. Cel: 4641000466. [email protected] .

Palabras clave: Biótico, miRNAs, RT-qPCR, Sclerotinia sclerotiorum

Introducción. El estrés biótico y abiótico son los principales males que afectan la producción agrícola. El hongo patógeno de la podredumbre del tallo Sclerotinia sclerotiorum, es un patógeno devastador y prevalente de plantas, actualmente no se cuenta con un germoplasma resistente, por lo tanto, su control depende de fungicidas que poco a poco se vuelven menos eficaces (1). Las plantas a lo largo de su evolución han desarrollado mecanismos de defensa para hacer frente a patógenos, un ejemplo de esto son RNAs pequeños (sRNA) donde se encuentran los microRNA (miRNA) que tienen un papel activo en proceso de inmunidad de las plantas (2). Los miRNAs tienen un papel esencial en la maquinaria de silenciamiento génico en organismos eucariotas, modulan la homeostasis de las plantas mediante la inactivación de RNA mensajeros específicos (3). Los miRNAs actúan en la respuesta a patógenos en las vías de señalización e inmunidad que se han identificado por secuenciación masiva (4). En este trabajo se realizará el análisis funcional de miRNAs que tengan una expresión diferencial en respuesta a infección por Sclerotinia sclerotiorum en plantas modelo (tomate/tabaco). Hasta el momento se ha realizado la estandarización de ensayos de RT-qPCR para miRNAs maduros en plantas modelos y la cuantificación de miRNAs en respuesta a estrés abiótico por salinidad y bióticos por Sclerotinia sclerotiorum. Metodología. Este trabajo esta enfocado en el estudio de miRNAs ante estrés. El primer obstáculo a superar es la cuantificación de miRNAs maduros para estudiar el perfil de expresión.

Figura 1. Diagrama de la metodología en la selección de mRNAs

Se realizó la búsqueda de miRNAs reportados en la respuesta a patógenos. Los miRNAs reportados fueron buscados en la base de datos de miRBase (http://www.mirbase.org/) para validar que cumplen los requerimientos para ser considerados miRNAs. Se obtuvo su secuencia precursora y madura para poder diseñar oligos necesarios para la cuantificación. Se abordaron dos caminos para la cuantificación, el primer método consiste en realizar la cuantificación en un equipo de PCR en punto final y el segundo se realizó la cuantificación en un equipo de tiempo real usando TaqMan® Reagents. Para la estandarización de las técnicas de cuantificación se usaron tejidos de plantas sometidas a estrés abiótico por salinidad y estrés biótico. Resultados y discusión. Los miRNAs tienen un tamaño muy pequeño, para lograr amplificar se emplean primer steam-loop para lograr anclar la secuencia del miRNA maduro. Para la estandarización de cuantificación se usaron tejidos de sorgo, maíz, cebada y trigo en estrés por salinidad donde se analizaron los miRNAs miR167 y miR398.

Figura 2. Análisis del perfil de expresión de miRNAs en

monocotiledóneas por PCR punto final. Los resultados para la cuantificación por punto final (figura 2) muestran una alta expresión en el miR167 en condiciones de salinidad. Estos experimentos fueron repetidos ahora en un equipo de PCR en tiempo real usando TaqMan® Reagents. Se realizó el análisis de expresión donde los resultados mostraron un comportamiento similar a los análisis por punto final, se puede observar una alta expresión del miR167 y la represión del miR398, todos los experimentos se normalizaron con el control U6 (figura 3). Una vez validado el método de cuantificación se contemplan el análisis de un grupo de miRNAs involucrados en resistencia a patógenos para su analisis, de los cuales se han diseñaron los oligos para la cuantificación en tiempo real y en punto final del miRNA maduro. Los ensayos de patógenos se realizan en tomate, se


http://www.mirbase.org/



analizaron miRNAs en fruto de tomate en estrés biótico. Los resultados indican una alta represión en el miR396 y la inducción de miR160, miR167 y miR168 (figura 4).

Figura 3. Perfil de expresión de miRNAs en monocotiledóneas

cuantificados por TaqMan® Reagents

Figura 4. Perfil de expresión de miRNAs ante estrés biótico en

tomate Conclusiones y perspectivas. En esta fase del proyecto se estandarizó la cuantificación de miRNAs maduros. Los análisis usando PCR en punto final mostraron correlación con los análisis en tiempo real, por lo tanto, el uso de PCR en punto final puede mostrar un comportamiento preliminar en el perfil de expresión de los miRNAs, es destacable debido al costo que representa una técnica como esta en contraste con un equipo de tiempo real. Los análisis en tiempo real mostraron represión en miR398, esto sugiere que los blancos de este miRNA se activan para hacer frente al estrés biótico. Se cuentan con los oligos necesarios para realizar el perfil de expresión de al menos 20 miRNAs en respuesta a Sclerotinia sclerotiorum. Se espera la generación de construcciones de sobreexpresión de miRNAs asociados a estrés biótico para plantas, obtener sobreexpresoras y estudiar la dinámica del miRNoma. Agradecimientos. Al proyecto SIP: 20195904 y a CONACYT por la beca otorgada.

Referencias.

1. Huang, X, Luo, J, Li, B, Song, Y, Mu, W, Liu, F. 2019. Bioactivity, physiological characteristics and efficacy of the SDHI fungicide pydiflumetofen against Sclerotinia sclerotiorum. Pest Biochem Physiol. 70-78

2. Zhiqin, L, Lanping, S, Sheng, Y, Youquan, L, Yahong, W, Xia, L, Ansar, H, Ali, N and Shuilin, H.2018. Functional and Promoter Analysis of ChiIV3, a Chitinase of Pepper Plant, in Response to Phytophthora capsici Infection. Int J Mol Sci, 2-17

3. Achkar, N, Cambiagno, D, Manavella, P. 2016. miRNA Biogenesis: A Dynamic Pathway. Trends Plant Sci. Volumen 21: 1034-1044

4. Vleeshouwers, V, Oliver, R. 2014. Effectors as tools in disease resistance breeding against biotrophic, hemibiotrophic, and necrotrophic plant pathogens. Mol Plant Microbe Interact. Volumen 27: 196-206



EFECTO NUTRIGENÓMICO DEL CONSUMO DE CARNE DE RES EN EL METABOLISMO LIPÍDICO DE ADULTOS SANOS DEL NORESTE DE MÉXICO.

Diana Alejandra Vela Vásquez, Ana María Sifuentes Rincón*.

8998243627, ext. 87723 [email protected].

Palabras clave: Nutrigenómica, Expresión génica, Carne de res, Calidad de la grasa

Introducción. La carne de res forma parte de una dieta equilibrada al ser una excelente fuente de proteínas de alta calidad y aportar todos los aminoácidos esenciales (8), sin embargo, algunos estudios han asociado su consumo con el desarrollo de las enfermedades cardiovasculares (ECV), debido a su contenido de ácidos grasos saturados (AGS) (5). Las dislipidemias y los altos niveles en plasma de colesterol total (CT), lipoproteínas de baja densidad (LDL) y triglicéridos (TG) representan un factor de riesgo para desarrollar una ECV, asimismo, los AG incluidos en la dieta juegan un papel importante en la modulación de los lípidos en plasma, por lo tanto, influencian el riesgo cardiovascular (6). Estudios de intervención alimentaria demuestran que no se encuentran cambios significativos en los niveles lipídicos séricos por consumir carne res magra, cerdo o pollo (2). Sin embargo, se ha reportado que el consumo de AGS (exceptuando el ácido esteárico) y los AG trans aumentan las concentraciones de LDL, por lo que se ha indicado reducir su consumo. Para entender como la grasa en la dieta afecta el metabolismo lipídico es necesario estudiar los cambios en la expresión de genes ya que es el primer paso antes de los cambios en los niveles de proteínas. El objetivo general de este trabajo es evaluar a nivel molecular y bioquímico los cambios en el metabolismo lipídico de individuos sometidos a intervención alimentaria con dos tipos de carne de res, presentando los resultados obtenidos de la intervención alimentaria a nivel bioquímico. Metodología. Se realizó un ensayo clínico controlado aleatorizado Etapa IV. Los voluntarios fueron asignados aleatoriamente en uno de los dos grupos de estudio: experimental (E) y control (C). El grupo E, consumió tres días por semana, 120 g de carne del corte T-bone proveniente de la raza Wagyu y sus cruces, mientras que el grupo C consumió 120 g del mismo corte de carne la cual se adquirió en un centro comercial. En la figura 1 se detallan las fases del mismo. Se realizó un análisis estadístico con pruebas no paramétricas. El cambio a partir de las concentraciones basales fue utilizado para observar la diferencia absoluta entre los dos tiempos estudiados (T1 y T2). Este fue calculado con la concentración después de la intervención y la concentración basal para cada variable en cada voluntario. Los grupos de datos cuantitativos fueron comparados utilizando la prueba Mann-Whitney U. Los valores categóricos fueron comparados utilizando la prueba exacta de Fisher.

Figura 1. Diagrama de flujo de metodología planteada.

Resultados y discusión. Los treinta y cuatro voluntarios se asignaron al azar a uno de los dos grupos de estudio (17 voluntarios por grupo). Entre grupos no se encontraron diferencias significativas en las características antropométricas y bioquímicas al término del ensayo (Cuadro 1), sin embargo, los consumidores de la carne Wagyu y sus cruces, presentaron cifras “más saludables” en casi todos los parámetros estudiados. Al termino del ensayo los voluntarios que consumieron carne Wagyu y sus cruces, al ser comparados con sus concentraciones basales, presentaron una disminución en las concentraciones de colesterol total, LDL y no-HDL, presentando una diferencia significativa entre grupos, mismo que generó en él disminuciones en los índices aterogénicos (IA): CT/HDL, LDL/HDL y No-HDL/HDL, con un cambio significativo hacia el alza de estos en el grupo que consumió carne comercial (Cuadro 1).

Cuadro 1. Cambio en las medidas antropométricas y concentraciones lipídicas después de la intervención alimentaria1.

Característica clínica

Grupo P-Value^

E C

IMC (kg/m2) -0.8 -0.27 0.496

ICC -2.3 -0.01 0.290

CT (mg/dL) -7.00 1.00 0.045**

TG (mg/dL) -15.00 -14.00 0.865

HDL (mg/dL) 0.00 -1.00 0.357

LDL (mg/dL) -5.00 3.00 0.020**

VLDL (mg/dL) -3.00 -3.00 0.658

No-HDL -8.00 1.00 0.012**

CT/HDL -0.16 0.25 0.024**

LDL/HDL -0.08 0.34 0.031**

No-HDL/HDL -0.16 0.25 0.024** 1Valores expresados en medias. IMC: índice de masa corporal; ICC: índice cintura cadera; HDL: lipoproteínas de alta densidad; LDL:



lipoproteínas de baja densidad; VLDL: lipoproteínas de muy baja densidad; TC: colesterol total; TG: triglicéridos; ^Prueba Mann-Whitney U; **Significativo. Aunque la mayoría de los estudios reportan que el consumir diversos de tipos de carne no generan diferencias en el perfil lipídico (4), Adams et al., (2010), reporta que al consumir carne con mayor cantidad de AGS y AG trans las concentraciones de TG, así como en el AI LDL/HDL se elevan. Asimismo, Davidson et al., (3) reporta una disminución del del 2.8% y 3.9% en quienes consumieron carne roja magra y carne blanca magra, respectivamente, en el IA CT/HDL, observando una tendencia a mejorar el perfil lipídico cuando se consume carne con menor contenido en AGS y AG trans. Los resultados obtenidos en esta intervención podrían explicarse por las diferencias esperadas entre la calidad de carne Wagyu y sus cruces comparada con la carne proveniente de centro comercial, ya que está bien documentado que debido a la genética de la raza Wagyu, se espera que su carne contenga una mayor deposición de AGM. Conclusiones y perspectivas. El consumo de carne Wagyu y sus cruzas generó un cambio benéfico en el perfil lipídico de los voluntarios sometidos a intervención alimentaria, al disminuir las concentraciones de CT (-7 mg/dL), LDL (-15 mg/dL), No-HDL (-8 mg/dL) y tres IA: CT/HDL (-0.16), LDL/HDL (-0.08) y No-HDL/HDL (-0.16), en comparación con ingerir carne de res de tipo comercial. Los análisis de expresión génica permitirán conocer a nivel molecular los cambios observados. Agradecimientos. Aquí puede mencionar a sus fuentes de financiamiento, su empresa o personas que le hayan auxiliado Referencias. 1. Adams T. H; Walzem R. L; Smith D. R; Tseng S; Smith S. B; 2010.

Hamburger high in total, saturated and trans-fatty acids decreases HDL cholesterol and LDL particle diameter, and increases TAG, in mildly hypercholesterolaemic men. The British journal of nutrition.103 (1): 91–8.

2. Bergeron N; Chiu S; Williams P. T; King S; Krauss R. M. 2019. Effects of red meat, white meat, and nonmeat protein sources on atherogenic lipoprotein measures in the context of low compared with high saturated fat intake: a randomized controlled trial. AJCN. 110 (1): 24–33.

3. Davidson M. H; Hunninghake D; Maki K. C; Kwiterovich P. O; Kafonek S. 1999. Comparison of the effects of lean red meat vs lean white meat on serum lipid levels among free-living persons with hypercholesterolemia: a long-term, randomized clinical trial. Archives of internal medicine. 159 (12): 1331–8.

4. Guasch-Ferré M; Satija A; Blondin S. A; Janiszewski M; Emlen E; O’Connor L. E; et al. 2019. Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials of Red Meat Consumption in Comparison with Various Comparison Diets on Cardiovascular Risk Factors. Circulation. 139 (15): 1828–45.

5. McAfee A; McSorley E; Cuskelly G; Moss B; Wallace J; Bonham M; Fearon A. 2010. Red meat consumption: An overview of the risks and benefits. Meat Sci. 84 (1): 1-13.

6. Schwab U; Lauritzen L; Tholstrup T; Haldorssoni T; Riserus U; Uusitupa M; Becker W. 2014. Effect of the amount and type of dietary fat on cardiometabolic risk factors and risk of developing type 2 diabetes, cardiovascular diseases, and cancer: a systematic review. Food Nutr Res. 58 (1): 25145

7. Troy, D. J; Tiwari, B. K; y Joo, S. T. 2016. Health implications of beef intramuscular fat consumption. Korean J Food Sci An, 36(5), 577.



ASOCIACIÓN DE LOS POLIMORFISMOS GENÉTICOS NCF4 RS1883112, CBR3 RS1056892 Y ABCC1 RS3743527, CON LOS EFECTOS CARDIOTOXICOS Y LA FARMACOCINÉTICA DE ANTRACICLINAS EN NIÑOS CON LEUCEMIA LINFOBLASTICA AGUDA.

Jesús Alonso Gándara Mireles, Ismael Antonio Lares-Aseff*, Javier G. Blanco, Elio Aarón Reyes Espinoza, Antonio Emilio González Font, Lourdes Patricia Córdova Hurtado, Verónica Loera Castañeda e Ignacio Villanueva Fierro.

*[email protected], cel 6181019583

Palabras clave: Leucemia linfoblástica aguda, doxorubicina, polimorfismos de ABCC1, NCF4 y CBR3

Introducción. Las leucemias ocupan casi 50 por ciento de todos los cánceres pediátricos en México, además constituyen el primer lugar en morbilidad por cáncer en menores de 18 años, siendo el tipo más frecuente la leucemia linfoblástica aguda (LLA) con 86% de los casos nuevos de este tipo de cáncer.3,4

La (LLA), es un cáncer que se inicia en la versión temprana de glóbulos blancos llamados linfocitos en la médula ósea. Las células leucémicas usualmente invaden la sangre con bastante rapidez. Estas células se pueden propagar a otras partes del cuerpo, como a los ganglios linfáticos, el hígado, el bazo, el sistema nervioso central entre otros.3,6

La cardiotóxicidad es un efecto adverso conocido de las antraciclinas en el tratamiento de la leucemia linfoblastica aguda (LLA) en niños. Estos tipos de medicamentos son antibióticos citotóxicos que se utilizan en el tratamiento de diferentes tipos de cáncer, se unen al ácido desoxirribonucleico e interfieren en la síntesis de ácidos nucleicos. Su efecto cardiotoxico puede manifestarse de diversas maneras que van desde una elevación transitoria de la tensión arterial hasta una insuficiencia cardíaca no reversible. El efecto cardiotoxico de las antraciclinas esta mediado por diversos factores entre los que se encuentra; la dosis acumulada, la velocidad de administración, la edad y el sexo.1,2,5

El papel potencial de los factores de riesgo genéticos de la cardiotoxicidad relacionada con antraciclina es un rubro del que aún no se han reportado estudios en México. Por lo tanto, es imperante la necesidad de realizar estudios de polimorfismos comunes en genes candidatos implicados en la farmacocinética y farmacodinamia de las antraciclinas.2,7

Los polimorfismos genéticos ABCC1 rs3743527, NCF4 rs1883112 y CBR3 rs1056892 han sido relacionados con efecto cardiotóxico por el uso de antraciclinas

Metodología. Las muestras de ADN y los ecocardiogramas (ECG) obtenidos de 71 niños con LLA (de 2 a 18 años) así como el ADN de

71 controles sin LLA (adultos jóvenes), se analizaron mediante reacción en cadena de la polimerasa de transcripción inversa en tiempo real (RT-qPCR) para detectar los polimorfismos NCF4 rs1883112, CBR3 rs1056892 y ABCC1 rs3743527. Resultados y discusión. De acuerdo con la asociación de los modelos de herencia codominante, dominante y recesivo de los polimorfismos NCF4 rs1883112; CBR3 rs1056892; y ABCC1 rs3743527 con la cardiotoxicidad por DOX, se encontró que en el caso del polimorfismo NCF4 rs1883112, el genotipo heterocigoto del modelo codominante determina un efecto de riesgo para cardiotoxicidad por DOX (OR = 4.5584 (IC = 1.4351 a 14.4794), p = 0.0101); de igual manera el modelo dominante determina un efecto de riesgo para cardiotoxicidad por DOX, con una asociación altamente significativa (OR = 4.0982 (IC = 1.3977 a 12.0163), p = 0.0182). En el caso del Polimorfismo CBR3 rs1056892 no se encontró ninguna asociación significativa entre los diferentes modelos de herencia con la cardiotoxicidad por DOX, para cada parámetro ecocardiográfico (FEVI y relación E/A). Respecto a la asociación de los diferentes modelos de herencia del polimorfismo ABCC1 rs3743527 con la cardiotoxicidad por DOX, se encontró que tanto el modelo codominante del genotipo heterocigoto y el modelo dominante, proporcionan un efecto protector para cardiotoxicidad por DOX estadísticamente significativos (OR = 0.2769 (IC = 0.0868 a 0.8833), p = 0.0300) y (OR = 0.3077 (IC = 0.1048 a 0.9033), p = 0.0319) respectivamente. Conclusiones y perspectivas. 1.-En el caso del polimorfismo NCF4 rs1883112, el genotipo heterocigoto del modelo codominante determina un efecto de riesgo para cardiotoxicidad por DOX. (OR = 4.5584 (IC =1.4351 a 14.4794), p= 0.0101); de igual manera el modelo dominante determina un efecto de riesgo para cardiotoxicidad por DOX, con una asociación altamente significativa (OR = 4.0982 (IC = 1.3977 a 12.0163), p= 0.0182). 2.- Se encontró que para el polimorfismo ABCC1 rs3743527, tanto el modelo codominante del genotipo heterocigoto y el modelo dominante, proporcionan un efecto protector para cardiotoxicidad por DOX estadísticamente significativos, (OR = 0.2769 (IC = 0.0868 a 0.8833), p= 0.0300) (OR = 0.3077 (IC = 0.1048 a 0.9033), p = 0.0319) respectivamente. Una vez realizado el perfil farmacocinetico poblacional de los pacientes con LLA, se hará la asociación con la cardiotoxicidad y con el perfil farmacogenetico de cada individuo con el objetivo de la búsqueda de la mejora del tratamiento.

mailto:*[email protected]



Referencias.

1.- Bhojwani D. , Yang J., Pui H., Biology of childhood acute lymp-hoblastic leukemia. Pediatr Clin North Am. 2015;62:47

2.- Blanco J., Leisenring W., Gonzalez-Covarrubias M., Genetic Polymorphisms in the Carbonyl Reductase 3 Gene CBR3 and the NAD(P)H:Quinone Oxidoreductase 1 Gene NQO1 in Patients Who Developed Anthracycline-related Congestive Heart Failure After Childhood Cancer, American Cáncer Society, 2008,2789-2795

3.- Roberto Rivera-Luna, Rocío Cárdenas-Cardos, Alberto Olaya-Vargas, Jaime Shalkow-Klincovstein, Martín Pérez-García, Oscar Alberto Pérez-González, Virginia Díaz-Jiménez, Jaime Jorge Amador-Zarco, Yadira Melchor Vida. El niño de población abierta con cáncer en México. Consideraciones epidemiológicas. An Med (Mex) 2015; 60 (2): 91-97

4.- Secretaría de Salud. Subsecretaría de Prevención y Promoción de la Salud. Dirección General de Epidemiología 2011. Perfil Epidemiológico de Cánceren Niños y Adolescentes. CiudaddeMéxico;2011.pp.155.

5.- Hunger SP,LuX,Devidas M, Camitta BM, Gaynon PS, Winick NJ, et al. Improved survival forchildren and adolescents with acute lymphoblastic leukemia between 1990 and 2005: areportfromthechildren’soncologygroup.J Clin Oncol. 2012;30:1663-9.

6.- Kennedy JA, Barabé F. Investigating human leukemogenesis: from cell lines to in vivo models of human leukemia. Leukemia. 2008; 22 (11):2029-40.

7.- http//: www.cancer.gov/types /leukemia/hp/chill-all-treatment-pdq#section/_1 utimo acceso: Junio 2016



Effect of probiotic and quorum quenching Bacillus spp. on the intestinal microbiota, survival and immune response of white shrimp (Penaeus vannamei) challenged with Vibrio parahaemolyticus, the causative agent of AHPND

Sarah Afrin (First semester), Dr. Antonio Luna Gonzalez*, Dr. Pindaro Alvarez Ruiz

CIIDIR-IPN, Unidad Sinaloa. Departamento de Acuacultura. Ext. 87645.Email: [email protected]

Key words: Bacillus, Vibrio parahaemolyticus, AHPND, immune response, probiotics. Introduction. Shrimp is one of the most important cultured animals with the annual production of 227,929.30 t in Mexico and 84,426.33 t in Sinaloa (1). However, shrimp farming has been affected by acute hepatopancreatic necrosis disease (AHPND) caused by some Vibrio parahaemolyticus strains with serious economic losses. Bacillus spp. have shown success as probiotics used in humans and contribute in the aquaculture industry to increase growth and disease resistance in cultured shrimps (2). Quorum quenching is a natural phenomenon that can be occurred in the disturbance of quorum sensing (process involving virulence factors of diseases). Quorum quenching and probiotic characteristics of Bacillus can be a strong challenged against pathogen V. parahaemolyticus. . Problem Statement. The present work intends to provide an effective prevention against the disease of AHPND as well as control of V. parahaemolyticus and promote a healthy shrimp production by the application of probiotics. Justification. The disease AHPND become very harmful for white shrimp and causes serious economic losses of shrimp farming in the northwest region of Mexico (Sinaloa, Sonora, Nayarit, Baja California). Treatment of the diseases of shrimp is not enough to control mortality rate and for the development of shrimp production. Antibiotics can be applied for treatments but the widespread use and misuse of antibiotics, pathogenic bacteria grow their resistance against specific diseases. To overcome this challenge, probiotics can be a good solution. Bacillus species act as beneficial probiotics from different research works. We should work with different Bacillus species to observe and elucidate their effects on white shrimp against AHPND caused by the pathogen V. parahaemolyticus. General Objective. To determine the effect of Bacillus spp. In the expression of virulence factors of V. parahaemolyticus and its impact in the intestinal microbiota, growth, survival and immune response of P. vannamei cultured in the laboratory. Particular objectives.

• To characterize at a biochemical and genetic level the

virulence factors of V. parahaemolyticus causing AHPND.

• To characterize at a genetic level the ability of adhesion

and biofilm formation of different species of bacilli.

• To evaluate the effect of bacilli, added in water and feed,

on the intestinal microbiota of white shrimp.

• To determine the protective effect of bacilli in white

shrimp, cultured in the laboratory and challenged with V.

parahaemolyticus.

• To evaluate the immune response of white shrimp,

cultured in the laboratory, treated with bacilli and

challenged with V. parahaemolyticus.

Materials and Methods. Vibrio virulence factors at different temperatures, salinity, and pH (PCR and qRT-PCR), antibiotic susceptibility, and biofilm formation on abiotic surface will be determined. Bacillus spp. biofilm formation, probiotic factors (PCR) and their effect against Vibrio strains by agar well diffusion assay will be determined. Bacillus spp. cell free supernatants and cloned and recombinant AHL lactonase will be used to disrupt Vibrio biofilm in a plate assay. Two bioassays will be performed to evaluate the effect of bacilli on the intestinal microbiota, survival, and immune response of P. vannamei challenged with V. parahaemolyticus. Immune gene expression will be evaluated by qRT-PCR. Finally, a metagenomic analysis (16s gene, V3 or V4 region) of the intestine will be performed to determine the amount and bacterial diversity. Statistical tests Lilieford, Barlett, Mantel-Cox, ANOVA, and Tukey's HSD multiple comparisons will be performed using Statistica and GraphPad softwares. Expected results. To develop an effective probiotic to control V. parahaemolyticus for prevention of AHPND disease in white shrimp (P. vannamei). References.

1. SIAP. 2017. https://www.gob.mx/siap/acciones-y-

programas/produccion-pesquera.

2. Zokaeifar, H., Babaei, N., Saad, C.R., Kamarudin,

M.S., Sijam, K. & Balcazar, J.L. 2014. Administration

of Bacillus subtilis strains in the rearing water

enhances the water quality, growth performance,

immune response, and resistance against Vibrio

harveyi infection in juvenile white shrimp, Litopenaeus

vannamei. Fish & Shellfish Immunology, 36, 68–74.

https://www.gob.mx/siap/acciones-y-programas/produccion-pesquera

https://www.gob.mx/siap/acciones-y-programas/produccion-pesquera

CoordinaciónGeneraldelDoctoradoenCienciasenBiotecnología07al09deOctubrede2019


CARACTERIZACIÓN DE LA FAMILIA DE GENES LOX EN SOYA [Glycine max (L.) Merr.] ASOCIADOS CON LAS PROPIEDADES ORGANOLÉPTICAS EN PRODUCTOS DERIVADOS DEL

GRANO.

Mónica López-Fernández1; Octelina Castillo-Ruíz2 y Homar Rene Gill-Langarica1*

1 Laboratorio de Biotecnología vegetal, centro de Biotecnología Genómica-Instituto Politécnico nacional. Blvd. Del Maestro s/n esq. Elías Piña, Col.

Narciso Mendoza. CP 88710, Reynosa, Tamaulipas, México. Tel/Fax (+52) 899 9243627 Ext. 87754. *[email protected] 2 Universidad Autónoma de Tamaulipas, UAMRA, Calle 16 Y Lago de Chapala, Col. Aztlán, 88740. Reynosa, Tamaulipas, México.

Tel. (899) 9213340 EXt. 130 Fax: (899) 923-0622. [email protected]

Palabras clave: Llipoxigenasa, genes mutados, propiedades organolépticas.

Introducción. La soya [Glycine max (L.) Merr.] es una planta herbácea anual de origen asiático y el cultivo de leguminosas más importante a nivel mundial, representando el 50% del área de cultivo de leguminosas en el mundo. En las últimas décadas ha tomado vital importancia en la alimentación humana por sus beneficios para la salud y alto contenido nutricional. El grano de soya es una leguminosa altamente protéica que contiene casi todos los aminoácidos esenciales para el organismo. Se compone de hidratos de carbono, proteínas de alto valor, lípidos, fibras, vitaminas y minerales y compuestos fitoquímicos que ayudan en la prevención de enfermedades crónico degenerativas, como las enfermedades cardiovasculares y la osteoporosis, además ayuda en la función renal y aumenta la actividad hormonal femenina. En la industria de los alimentos se utiliza ampliamente como sustituto de proteína animal, en casos de intolerancia a la lactosa. Actualmente el 2% de los alimentos procesados están asociados con harina o proteína de soya.

Figura 1. Granos de soya.

Foto: INIFAP, México. Recuperado de: http://www.inifapcirne.gob.mx/Biblioteca/Publicaciones/922.pdf

Planteamiento del problema. En la industria de los alimentos, el grano de soya es utilizado en la elaboración de productos para consumo humano, tal es el caso de las bebidas de soya; sin embargo, originalmente, estos productos resultan con un sabor afrijolado desagradable, esto se debe a la acción de una enzima llamada lipoxigenasa, que cataliza la hidroperoxidación de los ácidos grasos

poliinsaturados presentes en el grano de soya, esto favorece a la formación de compuestos volátiles, que son los responsables de dicho sabor. Esta enzima ha sido muy estudiada y se ha encontrado que los genes responsables de su síntesis son el gen Lox1, Lox2 y Lox3. En las última década, se ha encontrado que estos genes presentan mutaciones naturales en genotipos silvestres y criollos sin ningún valor agronómico, sin embargo, el hallazgo de estas mutaciones ha dado la pauta para estudiar estos genes y aprovecharlos en el mejoramiento genético de variedades domesticadas a nivel mundial. En México, existe, un programa de mejoramiento genético de la soya para el trópico mexicano, sin embargo, el mejoramiento genético está dirigido a desarrollar materiales para alto rendimiento, contenido de aceite y proteína del grano, y características de tolerancia ambiental y de patógenos y se desconoce si los materiales de soya mejorados en México han sido mejorados y seleccionados para aprovechar el grano para la elaboración de productos con características sensoriales de mejor gusto para el consumidor, por lo que es necesario realizar investigaciones apoyadas en el uso de herramientas biotecnológicas y explotar de mejor manera el recurso genético vegetal de soya presente en México. Justificación. El proceso de elaboración de productos como las bebidas de soya, afecta el sabor del alimento, generando un sabor desagradable. La presencia de agua y oxígeno en el proceso de preparación es lo que predispone a que la lipoxigenasa, enzima del grupo de las dioxigenasas, reaccione y produzca el sabor desagradable. Las lipoxigenasas catalizan la oxidación de ácidos grasos poliinsaturados, los productos de la oxidación son hidroperóxidos que se degradan fácilmente en compuestos volátiles como el hexanol, causando un sabor desagradable en la bebida. Diferentes técnicas y tratamientos han sido desarrollados para inactivar esta enzima, como tratamientos térmicos, alta presión y mejoramiento genético del grano. Las variedades de soya en México son materiales que no han sido seleccionados y mejorados genéticamente para la presencia de genes Lox mutados, por tal motivo se pretende analizar una población de genotipos de soya comerciales contrastados para diferentes propiedades organolépticas.

CoordinaciónGeneraldelDoctoradoenCienciasenBiotecnología07al09deOctubrede2019


Objetivo general. Evaluar en una población de soya comercial, el efecto de las lipoxigenasas en las propiedades organolépticas en dos productos elaborados con el grano. Objetivos particulares. Evaluar la variación genética de la familia de genes Lox (Lox1, Lox2, Lox3) en una población de soya comercial. Evaluar el efecto bioquímico de la lipoxigenasa en una población de soya comercial. Evaluar el efecto de la variación genética sobre las propiedades organolépticas en dos productos elaborados con soya de genotipos contrastados para dichas características. Estrategia metodológica. 10 materiales de soya comercial nacional fueron obtenidos de dos programas de mejoramiento genético de soya. Uno ubicado en el INIFAP, Tamaulipas y el otro ubicado en el INIFAP, Sonora, y se obtuvieron 40 muestras de soya comercial a través de un intercambio de material vegetal de Taíwan y Japón; presumiblemente algunos materiales presentan mutaciones en la familia de genes Lox (Lox1, Lox2, Lox3) que predisponen que los productos elaborados con los granos de estos materiales presenten una mejora en las características organolépticas. Todos los materiales fueron sembrados durante el período primavera-verano 2019 en Invernadero en el Centro de Biotecnología Genómica-Instituto Politécnico nacional, Reynosa, Tamaulipas, México, para incrementar la semilla que será utilizada en los posteriores análisis. Para la caracterización de la familia de genes Lox se tomarán en cuenta, la variación genética, bioquímica y sensorial. Para evaluar la variación genética se realizará extracción de ADN genómico de hojas frescas, con la ayuda del Kit comercial Wizard Genomic (Promega). Posteriormente se llevará a cabo la resecuenciación por PCR para la amplificación de los genes Lox1, Lox2 y Lox3 y detectar posibles SNPs; los resultados serán sometidos a análisis estadístico. Para evaluar el efecto bioquímico de la lipoxigenasa en la población, primeramente, se identificará cualitativamente la presencia de la enzima mediante método colorimétrico por espectrofotometría, posteriormente se hará una cuantificación de la actividad de lipoxigenasa por cromatografía de gases para medir la formación del producto 3Z hexenal, para posteriormente realizar un análisis de varianza con una comparación de medias con la prueba de Tukey (P < 0.05). Todos los análisis estadísticos se harán con el paquete estadístico SAS® (2002). Para evaluar el efecto de la variación genética sobre las propiedades organolépticas se llevará a cabo un análisis sensorial por método de escala hedónica de 10 puntos, donde 90 panelistas evaluarán atributos organolépticos de dos productos de soya elaborados con grano contrastado en cuanto a la presencia o ausencia de polimorfismos que estuvieran afectando la expresión o no de los genes Lox y posteriormente la realización de un análisis de varianza con comparación de medias con la prueba de Tukey (P < 0.05).

Resultados esperados. Una vez realizada la caracterización de la familia de genes Lox, se espera encontrar variabilidad genética sobre las propiedades organolépticas de los productos elaborados con soya comercial nacional y con soya comercial introducida de Taiwán y Japón. Referencias. 1. Cala Calviño, L., Sánchez Hechavarria, M. E., García Torres, D.

S. (2017). Aspectos farmacológicos de la lecitina de soya y sus posibles aplicaciones médicas. MediSan, 21(1), 83-95.

2. Davies, C. S., Nielsen, S. S., Nielsen, N. C. (1987). Flavor improvement of soybean preparations by genetic removal of lipoxygenase-2. Journal of the American Oil Chemists' Society, 64(10), 1428-1433.

3. Kumar, V., & Rani, A. (2019). Development of lipoxygenase-3 free Indian soybean using gene-mutation based molecular markers. 57(07), 540-544.

4. Torres-Penaranda, A. V., Reitmeier, C. A., Wilson, L. A., Fehr, W. R., Narvel, J. M. (1998). Sensory characteristics of soymilk and tofu made from lipoxygenase-free and normal soybeans. Journal of food science, 63(6), 1084-1087.

5. Vega-Gálvez, A., Zura, L., Lute, M., Jagus, R., Agüero, M., Pastén, A., Uribe, E. (2018). Evaluación de fibra dietética, isoflavonas y compuestos fenólicos con propiedades antioxidantes y antimicrobianas de quinoa (Chenopodium quinoa Willd). Chilean journal of agricultural & animal sciences, 34(1), 57-67.



PRODUCCIÓN DE BIOACTIVOS DE LA PLANTA Bacopa procumbens EN CULTIVOS HIDROPÓNICOS Y SU VALIDACIÓN EN UN MODELO DE ÚLCERA GÁSTRICA.

Laura Isabel Méndez Sánchez, Elsa Ventura Zapata, David Guillermo Pérez Ishiwara* D. Guillermo Pérez Ishiwara, ENMyH 5557296000, ext 55534 [email protected].

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Palabras clave: Bacopa, hidroponía, úlcera, metabolitos.

Introducción. México es un país con más de 5 000 especies vegetales consideradas como plantas medicinales y aromáticas5. Una de las familias con mayor número de especies utilizadas en la medicina tradicional es la familia Scrophulariaceae. En nuestro grupo de investigación hemos demostrado diversos efectos farmacéuticos de la especie Bacopa procumbens debidos a su capacidad antioxidante y a sus propiedades biológicas en regeneración tisular4, neuroprotectora6, e incluso citotoxica2. Sin embargo, los componentes bioactivos provienen de la recolecta de organismos silvestres. Motivo por el cual su obtención plantea dificultades importantes, desde la identificación, la cantidad y hasta la calidad del material biológico, al no contar con un sistema de cultivo establecido.

Cuadro 1.Plantas medicinales utilizadas a nivel industrial8.

Material vegetal Metabolito Uso

Taxus spp Paclitaxel Anticancerígeno Lithospermum erythrorhizon

Shikonina Pigmento rojo

Beta vulgaris Betacianinas Colorante Coptis japónica Berberinas Antiinflamatorio

Planteamiento del problema. Las plantas medicinales son una importante fuente de compuestos bioactivos para tratar ciertas enfermedades. En los últimos años se ha incrementado el interés en los sectores industriales, ya que el aumento demográfico obliga a buscar constantemente nuevas fuentes de materia prima, para cubrir las demandas. Así como para investigar nuevos compuestos, y para la elaboración de nuevos fármacos que permitan el restablecimiento de la salud. Sin embargo, la investigación en la agricultura convencional para promover las acciones de domesticación de plantas medicinales estudiadas es escasas. Justificación. La obtención de compuestos de interés médico a partir de especies vegetales ha promovido la búsqueda de nuevas técnicas y/o tecnologías alternativas de producción vegetal para su obtención masiva y estandarizada. Es por ello que en este trabajo de investigación se plantea el establecimiento de un cultivo hidropónico de la planta medicinal B. procumbens.

Objetivo general. Establecer un cultivo hidropónico de B. procumbens con una productividad eficiente y estandarizada de compuestos bioactivos que serán evaluados en un modelo de úlcera gástrica. Objetivos particulares. 1) Establecer el cultivo hidropónico de B. procumbens evaluando tipo de cultivo y soluciones nutritivas; 2) Estudiar la cinética de crecimiento y producción de metabolitos secundarios en el cultivo hidropónico; 3) Estudiar la elicitación abiótica, considerando una cinética de crecimiento y producción de metabolitos secundarios en el cultivo hidropónico; 4) Evaluar y validar la actividad gastroprotectora de los compuestos bioactivos biosintetizados por cultivos hidropónicos en un modelo in vivo Estrategia metodológica. La investigación se realizará en tres etapas, en la primera el establecimiento del cultivo hidropónico a partir de plántulas in vitro micropropagas en el Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada del Instituto Politécnico Nacional (CIBA-IPN) en el estado de Tlaxcala. Se evaluará el sistema de hidroponía abierto y cerrado, con dos medios nutritivos: ¼ de Hoagland modificado utilizado para el cultivo de Arabidopsis thaliana1 y el medio Murashige and Skoog (4.3 g/L). En la segunda etapa se realizará una elicitación abiótica con luz UV3,7, el primer tratamiento con UV-B bajo (8.25 µWcm-2 de irradiación durante el fotoperíodo de 16 h por día), el segundo tratamiento con UV-B alto (33 µWcm-2 de irradiación durante las últimas 4 h del fotoperíodo de 16 h por día) y un control con luz blanca (16 h luz). Durante estas dos etapas se realizará una cinética de crecimiento de 30 días y la producción de compuesto bioactivos. La cantidad del material vegetal se reportará en peso seco. La cuantificación de metabolitos se realizará por pruebas colorimétricas y por HPLC. Para compuestos fenólicos se utilizará el método de Folin-Ciocalteu; la cuantificación de flavonoides totales por el método del tricloruro de aluminio; mientras que para cuantificar los terpenoides se utilizará el método de Liebermann-Burchard. En la tercera etapa se evaluará la actividad de los compuestos bioactivos mediante su funcionalización con nanopartículas de oro para el tratamiento de úlceras gástricas en un modelo animal. La efectividad del tratamiento se caracterizará mediante evaluaciones morfométricas, morfológicas e histoquímicas de las úlceras.



Resultados esperados. El cultivo hidropónico de B. procumbens establecido acumulará compuestos bioactivos y permitirá la obtención de material vegetal homogéneo de forma continua. La compuestos bioactivos obtenidos de plantas cultivadas en hidroponía nanofuncionalizados con nanopartículas de oro serán eficientes en el tratamiento de las úlceras gástricas en un modelo in vivo. Referencias. 1. Conn, S. J.; Hocking, B.; Dayod, M.; Xu, B.; Athman, A.;

Henderson, S.; Tyerman, S. D. (2013). Protocol: optimising hydroponic growth systems for nutritional and physiological analysis of Arabidopsis thaliana and other plants. Plant methods, 9(1), 4-10.

2. Flores-Cahuantzi, M.; López-Gayou, V.; Reyes-Leyva, J. (2018). Citotoxicidad de arbutinas de Bacopa procumbens sobre línea celular cancerígena SiHa. Memorias del Congreso Nacional de Ingeniería Biomédica. León, Guanajuato 5(1), 326-329.

3. Gil, M.; Pontin, M.; Berli, F.; Bottini, R.; Piccoli, P. (2012). Metabolism of terpenes in the response of grape (Vitis vinifera L.) leaf tissues to UV-B radiation. Phytochemistry, 77, 89-98.

4. Hidalgo-Alegría, O.; Pérez-Ishiwara, D. G. (2010). Determinación del efecto cicatrizante del extracto acuoetanólico de la planta Bacopa procumbens en la línea celular 3T3 de fibroblastos de ratón. Instituto Politécnico Nacional, México, DF. Biomedicina Molecular.

5. Juárez-Rosete, C.; Aguilar, J.; Juárez, M.; Bugarin, R., Juárez, L.; Cruz, E. (2013). Hierbas aromáticas y medicinales en México: tradición e innovación. Revista Bio Ciencias, 2(3), 119-129.

6. López-Paz, E.; Pérez-Ishiwara, D. G. (2017). Evaluación del efecto neuroprotector del extracto de la planta Bacopa procumbens en un modelo in vivo de estrés crónico. Instituto Politécnico Nacional, México, DF. Biomedicina Molecular.

7. Mosadegh, H.; Trivellini, A.; Ferrante, A.; Lucchesini, M.; Vernieri, P.; Mensuali, A. (2018). Applications of UV-B lighting to enhance phenolic accumulation of sweet basil. Sci. Hortic., 229, 107–116.

8. Wilson, S., A.; Roberts, S. C. (2012). Recent advances towards development and commercialization of plant cell culture processes for the synthesis of biomolecules. Plant Biotechnol. J. 10(3), 249-268.



SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN Y PRUEBA DE NANOCOMPOSITOS A PARTIR DE COMPUESTOS BIODEGRADABLES DE QUITOSANO Y NANOTUBOS DE CARBONO PARA REMOCIÓN DE FÁRMACOS

(ENROFLOXACINA Y OXITETRACICLINA) PRESENTES EN AGUA.

José Manuel Molina Amaya, Dra. Norma Almaraz Abarca *. CIIDIR IPN Unidad Durango, Academia de Biotecnología y Alimentos; [email protected]

Palabras clave: Fármacos, Nanocompositos, Quitosano, Nanotubos.

Introducción. La producción de crustáceos cultivados en acuacultura es uno de los sectores de mayor crecimiento a nivel mundial, el Camarón Blanco del Pacífico (Litopenaeus vannamei) destaca como el más cultivado. El uso de antibióticos como Enrofloxacina (ENRO) y Oxitetraciclina (OTC) busca erradicar patógenos como (Síndrome del virus de la Mancha Blanca, Taura, Virus de Cabeza Amarilla y V. parahaemolyticus), que afecten la producción de camarón. El uso de dichos fármacos y su acumulación en las aguas residuales puede ocasionar efectos nocivos a distintos organismos incluido el hombre (3). El uso de matrices poliméricas incrustadas con nanopartículas (NP) que mejoran las propiedades mecánicas, fisicoquímicas y operativas durante procesos de remoción de contaminantes, confiriéndoles alto flujo de agua, capa activa hidrófila, capa de soporte delgado, poroso, alta resistencia mecánica, resistencia a ácidos y álcalis y que sea razonablemente barato para su fabricación Los nanotubos de carbono tienen excelentes propiedades adsorbentes contra contaminantes tanto químicos como biológicos. Tales como metales pesados, fenoles, productos químicos, antibióticos, varios tipos de materia orgánica natural. La incorporación de los nanotubos a una matriz polimérica da lugar a una mejora en hidrofobicidad superficial, permeabilidad y selectividad. La filtración con nanocompuestos tienen una gama de aplicaciones, por lo que resulta de interés comprender el método de fabricación, la funcionalidad de los materiales y la eficiencia de la matriz en el tratamiento de aguas (4). La realización de este proyecto puede resultar de interés al mostrar que el uso de matrices poliméricas adicionadas con nanotubos de carbono aumenta la eficiencia de remoción de contaminantes presentes en agua. Planteamiento del problema. Los productos de origen farmacológico de uso veterinario como enrofloxacina y oxitetraciclina han sido usados en la industria de producción de camarón por acuacultura para la prevención y tratamiento de enfermedades. Debido a baja eficiencia en la remoción durante los procesos de tratamiento de agua residual se han encontrado distintos antibióticos en aguas superficiales, subterránea y sedimento en el suelo y dichos fármacos se encuentran en forma biodisponible y bioactiva lo que puede ocasionar efectos nocivos a distintos organismos (Chen, 2015).

Justificación. El uso de antibióticos tiene como objetivo la erradicación de enfermedades durante la producción de camarón eliminando patógenos lo más rápido posible, con efectos adversos mínimos para el organismo tratado. El uso de antibióticos como Oxitetraciclina (OTC) y Enrofloxacina (ENRO) durante la producción de camarón por acuacultura se puede asociar a problemas como resistencia bacteriana, persistencia en el ambiente acuático y afectación en la salud humana (3). Los problemas ambientales generados por el cultivo de camarón ponen de manifiesto la necesidad de nuevas estrategias y tecnologías para evitar o disminuir el impacto generado que estas industrias ocasionan tratando de optimizar la producción (1). Objetivo general. Sintetizar, Caracterizar y probar un sistema de filtración con una matriz biodegradable de un Nanocomposito a base de Quitosano y nanotubos de carbono para determinar la eficiencia de remoción de contaminantes de origen farmacológico (Oxitetraciclina y Enrofloxacina) provenientes de sistemas de cultivo de camarón (Litopenaeus vannamei). Objetivos particulares. 1. Sintetizar una matriz basada en Quitosano y nanotubos de carbono a distintas concentraciones como soporte de un sistema de filtración. 2. Caracterizar los diferentes modelos de nanocomposito (por características físicas) 3. Obtener el perfil y concentración de contaminantes de origen farmacológico en las áreas de cultivo de camarón. 4. Evaluar los diferentes modelos de nanocomposito por medio de cinéticas de remoción Estrategia metodológica. Para la preparación de los Nanocompositos QS/Nanotubos de carbono, se preparará una solución de Nanotubos la cual será mezclada en 25 mL de la solución de QS y se dispersará con un equipo de ultrasonido de frecuencia fija marca Branson a tres concentraciones de Nanotubos de carbono: 0.01%, 0.57%, 2% y 5.30 % p/v. Fluorescencia de Rayos X (XRF), es una radiografía de la composición química cuantitativa conducido con un espectrómetro de fluorescencia de rayos x por dispersión de energía X supreme 8000, medido con materiales de Referencia Geoquímica. Las distancias entre el espectrómetro XRF y las muestras de la matriz de quitosano y los nanotubos de carbon cambiarán debido a la textura rugosa, por lo que el equipo realizará una derivación de las distancias y la intensidad de las líneas espectrales.



Difracción de rayos X (XRD), Las muestras serán analizadas en un difractómetro de rayos X MiniFlex (XRD), para la identificación y cuantificación de fases, porcentaje de cristalinidad, tamaño y deformación de los cristales, refinamiento y estructura molecular, utilizado en ciencia de materiales y química. Además, ofrece la cuantificación elemental de los componentes de la muestra, así como las posibles interacciones entre los elementos presentes. Para el análisis de los elementos de los distintos carbones activados se realizará en un aparato difractómetro de rayos X MiniFlex (XRD), rango de detección de 0.05-99.95% para determinar el contenido de carbono, hidrogeno, nitrógeno y oxígeno de las muestras. La estructura y topografía de la superficie de las partículas de carbon serán hechas por una Microscopía electrónica de barrido (MEB) con un Microscopio Electrónico de Barrido Phenom ProX, Phenom. Las dos señales básicas en MEB utilizan electrones y detectores de electrones retrodispersados. Las imágenes secundarias muestran la topografía en resolución de la muestra. Y las imágenes de electrones retrodispersados revelan la presencia de materia orgánica por contraste atómico (2). La caracterización de las aguas residuales se hará por caracterización fisicoquímica (técnicas cromatografías HPLC) para determinar la presencia de fármacos y su concentración. Los datos obtenidos del diseño factorial 4*3*3 con covariables y 2 repeticiones de las distintas relaciones entre los factores analizados para la remoción de fármacos (Enrofloxacina y Oxitetraciclina) presentes en agua de la producción de camarón blanco (Litopenaeus vannamei) y evaluando sus interacciones, para dicho análisis se hará uso del paquete estadístico STATISTICA 7.0 mediante Análisis de la Varianza (ANOVA) para encontrar las diferencias significativas con (p<0.05). Resultados esperados. Demostrar que un proceso de síntesis de un nanocomposito biodegradable a base de Quitosano y Nanotubos de carbono es una buena opción para remover contaminantes de origen farmacológico generados por el cultivo de camarón evitando o disminuyendo el impacto generado que estas industrias ocasionan. Ampliar los conocimientos en materia de remoción de contaminantes por medio de innovación en las tecnologías de filtración, buscando la síntesis de materiales biodegradables con eficiencia de remoción de contaminantes, y la posibilidad de disminuir costos de producción a través de la utilización de biomasa residual. Referencias.

1. Ponce-Palafox, J. (2019). Response surface analysis of temperature-salinity interaction effects on water quality, growth and survival of shrimp Penaeus vannamei postlarvae raised in biofloc intensive nursery production. Aquaculture, vol. 503, pp. 312-321.

2. Ravindar Reddy, M. (2016). X-RD, SEM, FT-IR, DSC Studies of Polymer Blend Films of PMMA and PEO. Materials Today: Proceedings, vol. 3(10), pp. 3713-3718.

3. Santiago, H. (2009). Uso de antibióticos en la

camaronicultura. Revista Mexicana de Ciencias Farmacéuticas, vol. 40 (3), pp. 22-32.

4. Teow, Y. (2019). New generation nanomaterials for water

desalination: A review. Desalination, vol.451, pp. 2-17.

CUARTO BLOQUE


DESARROLLO DE ALTERNATIVAS BIOTECNOLOGICAS PARA EL CUIDADO DEL

MEDIO AMBIENTE Y LA SALUD

Dra. María del Carmen Cruz López Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada, Tlaxcala

CIBA TLAXCALA Correo electrónico: [email protected], [email protected]

RESUMEN

El Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada, ubicado en el estado de Tlaxcala cuenta con 6

líneas de investigación generales: Biotecnología Genómica, Agroalimentaria, Ambiental,

Nanobiotecnología, Bioprocesos y Productos Naturales. En las cuales se han desarrollado proyectos

diversos para la resolución de problemáticas relacionadas con la salud y el medio ambiente. Por

ejemplo, se han construido consorcios microbianos para la degradación de xenobioticos para su

aplicación en la bioremediación de suelos impactados.

Se desarrollan biosensores a partir de nanopartículas para la detección de diferentes sustancias; se

establecen bioprocesos para la producción de enzimas o compuestos orgánicos con aplicaciones

farmacológicas y alimentarias. También, se utilizan residuos agroindustriales para generar

combustibles alternativos o fertilizantes; se evalúan plantas para su posible aplicación en tratamiento

de enfermedades y en la elaboración de biopelículas como empaques de alimentos. Mediante estudios

moleculares se busca identificar especies resistentes al cambio climático. Todas éstas actividades han

derivado en publicaciones científicas, patentes y formación de recursos humanos que se han

incorporado al sector productivo y académico.

Palabras clave: bioprocesos, extractos vegetales, nanopartículas, residuos agrícolas, PAHs, miRNAs.


Coordinación General del Doctorado en Ciencias en Biotecnología 16 al 19 de Mayo de 2018

XV Jornadas Académicas del Doctorado en Ciencias en Biotecnología INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

“RELACIÓN DE LA DIVERSIDAD GENÉTICA Y QUÍMICA DE POBLACIONES DE Brickellia veronicifolia CON FACTORES AMBIENTALES”

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Yesenia Pacheco Hernández, Nemesio Villa Ruano, César Augusto Barrales Cortés, Edmundo Lozoya Gloria*, María del Carmen Cruz López* CINVESTAV-Irapuato Tel:(462) 6239659, CIBA- Tlaxcala, IPN Tel: (248) 4870765

Correo: [email protected], [email protected];

Palabras clave: Brickellia veronicifolia, diversidad genética, composición química, factores ambientales

Introducción. Las plantas medicinales se caracterizan por su abundancia en compuestos bioactivos, de ahí el interés de su estudio químico y genético. Brickellia veronicifolia Kunth Gray (Asteraceae) (Figura 1) una planta medicinal mexicana usada tradicionalmente para tratar distintas enfermedades. Es un arbusto nativo que crece abundantemente dentro del territorio nacional, principalmente en sitios perturbados. Estudios fitoquímicos previos del extracto crudo y de su aceite esencial han demostrado que esta planta contiene múltiples compuestos bioactivos. Confiriéndole a la planta propiedades hipoglucemiantes, antinociceptivas, antioxidantes, antiespasmódicas y antiinflamatorias (2). El objetivo de este trabajo es estimar los patrones de variación genética y química de Brickellia veronicifolia de distintas poblaciones de México.

Figura 1. Brickellia veronicifolia

Metodología. El análisis molecular de las poblaciones se realizó usando como marcadores iPBS (1). Por otra parte, el perfil químico del aceite esencial se realizó usando CG-MS. El análisis estadístico de los parámetros genéticos se realizó con los programas PopGene ver 1.31 y Arlequín ver. 3.5.2.1, para el análisis de datos químicos se usó el programa SIMCA-Umetrics ver.16. Finalmente, para el análisis de correlación de las variables ambientales (precipitación, temperatura, altitud, latitud y características del suelo) con respecto a los datos genéticos y químicos se realizó mediante un test de mantel usando TPFGA ver.1.2.

Resultados y discusión. Los resultados genéticos mostraron un valor promedio del índice de diversidad de Shannon (S) de 0.3493. La diversidad genética de Nei (h) fue de 0.2256. El porcentaje de loci polimórfico promedio (P) fue del 80%. No se encontró relación estadística entre la distancia geográfica y genética mediante el test de Mantel (r -0.2553 p= 0.7623). En la figura 2 se muestra el patrón de bandeo obtenido para la población de Guanajuato, el cual oscila de 350-3000 pb (≤ 16 bandas) y es superior al encontrado por Yildiz et al. (2015) para la especie Abelmoschus esculentus (L.) Moench (8 bandas identificadas). Los resultados sugieren una alta variación genética entre las poblaciones de Brickellia veronicifolia, esto significa que el sistema de reproducción es efectivo, y probablemente se trata de una especie exógama.

Figura 2. Patron de bandeo usando el iPBS 2078 de la población de Guanajuato (M:marcador de peso molecular, 1-12:individuos)

El perfil químico preliminar mostró que los compuestos mayoritarios son: 1) β–cariofileno (14.6%) 2) cubedol (6.2%), 3) tau-Muurolol (6.8%), 4) espatulenol (13.6%), 5) oxido de cariofileno (12.2), y 6) α-cadinol (7.6%), y estos representan el 61% de del aceite esencial (figura 3).

M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12



Estos resultados difieren de lo reportado por Rivero-Cruz et al. (2006), ya que solo se encontró el β–cariofileno de los 7 compuestos reportados por los autores, y no se encontraron los compuestos derivados del bencilo cuyos compuestos se les ha atribuido la principal actividad biológica de la planta.

Figura 3. Cromatograma del perfil químico de la población de Guananjuato donde: 1) β–cariofileno, 2) Cubedol, 3) Tau-Muurolol, 4) espatulenol, 5) oxido de cariofileno y 6) α-Cadinol. El análisis de correlación entre variables ambientales (altitud, temperatura, precipitación, nutrientes en el suelo), datos genéticos y químicos mostró una correlación negativa estadísticamente no significativa entre ellos (r = -0.1083; p = 0.6520). Por lo tanto, es probable que sean otros factores ecológicos los que están influenciando la diversidad de las poblaciones. Conclusiones y perspectivas. Los resultados encontrados demuestran que B. veronicifolia es capaz de crecer en suelos pobres en nutrientes, lo que le confiere un alto valor ecológico. Esta capacidad de adaptación a ambientes heterogéneos probablemente se debe a su diversidad genética y no a un fenómeno de plasticidad fenotípica. Así mismo, la riqueza química encontrada favorece su supervivencia en estos ambientes. En general, los resultados sugieren que la planta es un modelo potencial para programas de restauración ecológica, ya que es una especie nativa y tiene una alta capacidad de adaptación a nuevos ecosistemas incluyendo sitios erosionados. Las perspectivas que se tienen a futuro es realizar pruebas de germinación bajo distintas condiciones, así mismo el análisis de factores biológicos, capacidad para retener suelo y la investigación del rol ecológico de la planta con respecto a otras especies, para sustentar su posible uso en programas de restauración ecológica.

Agradecimientos. Al M.C. Ramiro Cruz Duran del Herbario de la Facultad de Ciencias de la UNAM por su apoyo en la certificación de ejemplares botánicos. Referencias.

1. Kalendar, R; Antonius, K; Smýkal, P; Schulman A. (2010). IPBS: a universal method for ADN fingerprinting and retrotransposon isolation. Theoretical and Applied Genetics. 121: (8) 1419–1430.

2. Palacios-Espinosa, F; Déciga-Campos, M; Mata, R. (2008). Antinociceptive, hypoglycemic and spasmolytic effects of Brickellia veronicifolia. Journal of Ethnopharmacology. 118:(3) 448–454.

3. Rivero-Cruz, B; Rivero-Cruz, I; Rodríguez, M; Cerda-García-Rojas, C; Mata, R. (2006). Qualitative and quantitative analysis of the active components of the essential oil from Brickellia veronicaefolia by Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy. Journal of Natural Products. 69:(8) 1172–1176.

4. Yıldız M, Koçak M and Baloch F.S. (2015). Genetic

bottlenecks in Turkish okra germplasm and utility of iPBS retrotransposon markers for genetic diversity assessment. Genetics and Molecular Research. 14 (3): 10588–10602.



CARACTERIZACION DE ELEMENTOS GENÉTICOS MÓVILES RELACIONADOS A BETA-LACTAMASAS DE ESPECTRO EXTENDIDO EN ENTEROBACTERIAS.

Eduardo Cruz González, María Esther Ramírez Moreno, Virgilio Bocanegra García*.

Laboratorio de Interacción Ambiente-Microorganismo, Centro de Biotecnología Genómica-Instituto Politécnico Nacional, Boulevard del Maestro s/n esq. Elías Piña, Col. Narciso Mendoza, Cd. Reynosa, Tamaulipas, México.

Palabras clave: Resistencia, Betalactamasas, elementos genéticos móviles, enterobacterias.

Introducción. La resistencia a los antibióticos betalactámicos es una de las principales amenazas a la salud mundial, debido a que constituyen uno de los grupos de antibióticos de mayor importancia para el tratamiento de las infecciones bacterianas. El principal mecanismo de resistencia a los betalactámicos en enterobacterias se encuentra mediado por la inactivación enzimática del antibiótico, a través de la producción de betalactamasas, destacando las de espectro extendido (BLEE) como las de la familia TEM, SHV y CTX-M, las cuales tienen una mayor distribución, confiriendo resistencia a penicilinas, cefalosporinas de primera, segunda y tercera generación y a monobactámicos. La acumulación y diseminación de los genes relacionados con la producción de BLEE se debe a la acción de elementos genéticos móviles, los cuales permiten la movilidad de estos genes entre diferentes especies bacterianas en los diferentes ambientes, por lo que mecanismos de intercambio genético como la transducción, transformación y conjugación juegan un papel importante en la diseminación de estos (1). Por esta razón, el objetivo del trabajo es la caracterización de los elementos genéticos móviles relacionados con la producción de BLEE en enterobacterias provenientes de fuentes ambientales, alimentos y clínicas. Metodología. Se seleccionaron cepas de enterobacterias aisladas de alimentos, muestras ambientales y clínicas contenidas en el banco de cepas del laboratorio de Interacción Ambiente Microorganismo del Centro de Biotecnología Genómica, las cuales se evaluaron por el método modificado de Kirby Bauer y mediante la técnica de sinergia de doble disco. Posteriormente, se detectó la presencia de los genes 𝑏𝑙𝑎TEM, 𝑏𝑙𝑎SHV, 𝑏𝑙𝑎CTX−M. Resultados y discusión. Hasta el momento hemos detectado 81 cepas de enterobacterias positivas mediante la prueba fenotípica de BLEE, de estas, 51 fueron encontradas en cepas de origen clínico, 9 de origen ambiental y 21 provenientes de alimentos. El elevado número de cepas provenientes de muestras de origen clínico concuerda con trabajos anteriores en México los cuales reportan que la prevalencia de enterobacterias productoras de BLEE es de alrededor del 50 % lo cual limita las opciones de tratamiento aumentando la morbilidad y mortalidad de las infecciones (2). En cuanto a las cepas de origen ambiental, en su mayoría provenían de agua del rio Bravo, este hecho es delicado debido a que el agua del rio Bravo es la principal fuente de agua en la región, la cual puede jugar un papel importante en la diseminación de dichos

microorganismos y amplificar la distribución de estos elementos genéticos móviles. Por ultimo se detectaron 21 cepas provenientes de alimentos, la presencia de BLEE en alimentos puede ser una de las posibles rutas de transmisión. Además, cabe mencionar que dentro de las principales especies destacaron Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae y Enterobacter spp. las cuales destacan a nivel mundial como unos de los principales productores de BLEE de importancia clínica (3), en el cuadro 1 se mencionan a detalle las principales especies analizadas hasta el momento.

Cuadro 1. Distribución de genes bla entre las diferentes especies

positivas a la prueba fenotípica.

En cuanto a los genes relacionados con la producción de BLEE, destacó el gen 𝑏𝑙𝑎TEM como el más común encontrándose en el 41.3% de las cepeas, el gen 𝑏𝑙𝑎CTM−M en el 26.7%. Los genes

𝑏𝑙𝑎SHV en el 5.7% de las cepas, estos resultados concuerdan con lo publicado por otros autores, en los cuales destacan las de tipo TEM y CTX-M como unas de las mas betalactamasas más comunes (4), otro hecho interesante que cabe mencionar es que se detectó la coexistencia de diferentes genes en las cepas analizadas hasta el momento.

Especie BLEE TEM SHV CTX-M

Citrobacter diversus 4 1 1 2

Edwardsiella tarda 2 1 0 0

Enterobacter aerogenes 6 5 0 1

Enterobacter sp. 1 1 0 1

Erwinia chrysanthemi 1 1 0 0

Escherichia coli 39 21 1 21

Klebsiella oxytoca 1 1 0 1

Klebsiella pneumoniae 15 12 4 5

Providencia stuartii 1 1 0 0

Serratia liquefaciens 4 3 1 1

Serratia sp. 1 1 0 0

Shigella sonnei 6 3 0 1

Total 81 51 7 33



Conclusiones y perspectivas. Hasta el momento se han identificado enterobacterias productoras de BLEE provenientes diferentes fuentes, así también se ha logrado la identificación molecular de las diferentes familias de BLEE, de manera integral abarcando cepas provenientes de fuentes ambientales, de alimentos y clínicas brindando un enfoque de salud única, como perspectivas del este trabajo queda el determinar el contenido de elementos genéticos móviles relacionados con la producción de BLEE así como evaluar la capacidad para transferir dicha resistencia a otras bacterias y realizar un análisis a profundidad de dichos elementos genéticos móviles mediante herramientas bioinformáticas lo cual brindará información acerca del movimiento de dichos genes entre las diferentes cepas y así evaluar los posibles riesgos de su diseminación. Referencias. 1. Ramadan, A. A., Abdelaziz, N. A., Amin, M. A., & Aziz, R. K.

(2019). Novel bla CTX-M variants and genotype-phenotype correlations among clinical isolates of extended spectrum beta lactamase-producing Escherichia coli. Scientific reports, 9(1), 4224.

2. Garza-González, E., Morfín-Otero, R., Mendoza-Olazarán, S., Bocanegra-Ibarias, P., Flores-Treviño, S., Rodríguez-Noriega, E., ... & Velázquez-Acosta, C. (2019). A snapshot of antimicrobial resistance in Mexico. Results from 47 centers from 20 states during a six-month period. PloS one, 14(3), e0209865.

3. Maharjan, A., Bhetwal, A., Shakya, S., Satyal, D., Shah, S., Joshi, G., ... & Parajuli, N. P. (2018). Ugly bugs in healthy guts! Carriage of multidrug-resistant and ESBL-producing commensal Enterobacteriaceae in the intestine of healthy Nepalese adults. Infection and drug resistance, 11, 547.

4. Musicha, P., Msefula, C. L., Mather, A. E., Chaguza, C., Cain, A. K., Peno, C., ... & Heyderman, R. S. (2019). Genomic analysis of Klebsiella pneumoniae isolates from Malawi reveals acquisition of multiple ESBL determinants across diverse lineages. Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 74(5), 1223-1232.



CARACTERIZACIÓN FUNCIONAL DEL GEN PLAC8 Y SU ASOCIACIÓN CON PREECLAMPSIA/OBESIDAD.

Barragán Zúñiga Laura Jazel, Galaviz Hernández Carlos*. Laboratorio de Biología Molecular. Instituto Politécnico Nacional, CIIDIR-Durango. Durango, Dgo, Mexico. Tel 011 52 (618) 814-2091ext

82648/82642. Correo electrónico: [email protected] Palabras clave: preeclampsia, obesidad, PLAC8

Introducción. El trastorno del embarazo hipertensivo con mayor morbi-mortalidad es la preeclampsia, caracterizada por hipertensión y proteinuria de 300 mg/día que aparece después de la semana 20 de gestación. Representa un problema de salud pública de gran relevancia por su elevada incidencia y el mayor número de muertes maternas en México. Entre los principales factores de riesgo relacionados con el desarrollo de preeclampsia se encuentran: preeclampsia durante un embarazo previo, enfermedades autoinmunes y obesidad. Aunque no se conoce con precisión la etiología de la preeclampsia se han descrito algunos patrones de susceptibilidad genética. Los mecanismos más estudiados son los que involucran alteraciones en el proceso de placentación, donde la invasión anormal del citotrofoblasto, genera hipoperfusión uteroplacentaria y liberación de sustancias vasoactivas a la circulación materna produciendo disfunción endotelial generalizada. Estos eventos se han asociado a alteraciones genéticas relacionadas a la falta de diferenciación o proliferación de trofoblasto y migración aberrante de estirpes celulares. La proteína 8 específica de placenta (PLAC8) se expresa sustancialmente en células gigantes de trofoblasto en estudios in vivo en murinos y en trofoblasto extravelloso intersticial en humanos in vitro. Además de expresarse en tejido placentario, PLAC8 se encuentra presente en más de diez tejidos donde desempeña papeles importantes durante la apoptosis celular y supresión de c-Myc. En modelo murino, Plac8 induce la diferenciación de grasa marrón y blanca. De esta manera, al estar involucrado en los procesos de diferenciación citotrofoblástica y preadipocítica, el gen PLAC8 podría representar un punto de convergencia entre la preeclampsia y la obesidad, con el potencial de ser un marcador de riesgo para el desarrollo de preeclampsia en el embarazo. Justificación. La preeclampsia es un problema de salud pública, representa el 60% de las complicaciones y la primera causa de muerte en el embarazo en México; el sobrepeso y la obesidad se han descrito como factores de riesgo para su desarrollo. Se han llevado a cabo diferentes estudios intentando explicar la relación entre la obesidad y el desarrollo de preeclampsia. Un estudio reciente por Wang et. al. en el 2018 demostró la expresión de PLAC8 (placenta-específico 8) en trofoblasto extravelloso invasor asociándolo a invasión trofoblastica intersticial. Además PLAC8, ha mostrado su relación con procesos como la diferenciación preadipocítica, el desarrollo de DT2 en presencia de obesidad en modelos animales y fallas en el proceso de implantación placentaria. Hasta el momento los resultados de la evaluación de diversos genes específicos de placenta con relación a obesidad han sido no concluyentes e incluso contradictorios. Por lo anterior, se plantea identificar mutaciones

exónicas en el gen PLAC8, que representen alteraciones funcionales en la expresión génica y/o proteica, y su asociación a preeclampsia⁄obesidad. Objetivo general: Determinar la asociación entre el gen PLAC8 y la presencia de preeclampsia en mujeres embarazadas con obesidad. Metodología. 1. El estudio en general de dividirá en dos fases: para la primera

fase se realizó un estudio de Casos y Controles en el que se integraron biopsias de placentas a término con y sin preeclampsia, obtenidas bajo un protcolo aceptado por un Comité de ética e investigación Hospitalario. Con estas, se cubrirán los siguientes objetivos específicos: identificación de polimorfismos placentarios del gen PLAC8, genotipificación de los polimorfismos con posible repercusión funcional y su asociación con el desarrollo de preeclampsia en mujeres obesas. Las muestras biológicas de placentas a término se mantuvieron en RNAlater a una temperatura de -80C hasta su uso. Se realizó extracción de DNA de casos y controles y se determinaron condiciones de amplificación por PCR de los 5 exones del gen PLAC8. Una vez amplificados los segmentos

codificantes del gen, se hizo secuenciación con BigDye 3.1 en

un equipo ABI Prism 310 de los exones en 10 casos y 10 controles. La(s) mutación(es) identificadas serán corroboradas en 100 placentas con preeclampsia y el mismo número de placentas sin la enfermedad, a través de genotipificación PCR semi-cuantitativo en un termociclador StepOne™ Real-Time

PCR de Applied Biosystems utilizando sondas marcadas con FAM™/VIC™ TaqMan® MGB probes (Applied Biosystems). Las pruebas de análisis dependerán de la distribución de las variables. Las frecuencias genotípicas se determinarán por conteo directo y se obtendrán las frecuencias alélicas. Se calculará el equilibrio de Hardy Weinberg a través de prueba de chi2. Las diferencias intergrupales en las frecuencias alélicas y genotípicas se evaluarán a través de chi2. Para la segunda fase: se desarrollará un estudio experimental verdadero in vivo / in vitro. Con la finalidad de cubrir objetivos específicos de evaluación de los procesos de diferenciación celular, migración y viabilidad, del gen PLAC8 sobreexpresado y con mutagénesis dirigida, se usará la línea celular HTR-8/SVneo (ATCC® CRL-3271™), donde las células trofoblásticas serán transfectadas con ARNip dirigido a PLAC8. Veinticuatro horas después de la transfección de ARNip, 1x 10⁵ en Células HTR8 / SVneo en 200 ml de medio RPMI 1640 (sin FBS) se sembrarán en cámara de transwell. El filtro será recubierto con matrigel (1 mg / ml para el ensayo de invasión de células matrigel), y se añadirá medio



suplementado con FBS al 10% a la parte inferior de la cámara. Después de 24 h, las células en el lado superior del filtro serán retiradas con un hisopo de algodón, y los del lado opuesto se fijarán con metanol helado durante 10 min, para teñirse con hematoxilina y eosina, y se cuantificarán con un microscopio óptico. Después de 48 h se usará RT-PC en tiempo real para detectar la eficacia de la silenciación de PLAC8 y cuantificar genes potencialmente interactuantes con relevancia fisiopatológica en la preeclampsia/obesidad; además de la silenciación se realizará mutagénesis dirigida siguiendo el mismo protocolo. En el estudio in vivo se evaluará del perfil de expresión placentaria de Plac8 en modelo murino obeso y normopeso donde se realizará un análisis de expresión del gen Plac8, así como genes asociados a obesidad y procesos de invasión trofoblástica, se tendrán dos grupos de estudio: ratones obesos y normopeso, a los que se mantendrá bajo las condiciones estandarizadas de bioterio.

Resultados y discusión. Se diseñaron pares de primers flanqueantes y sobrelapados para los cinco exones del gen PLAC8, se estandarizaron las condiciones necesarias para la amplificación, purificación y reacción de secuenciación de cada una de las regiones codificantes en una muestra piloto de diez casos de preeclampsia (cinco casos de preeclampsia leve y cinco de severa), y diez casos controles de embarazo normoevolutivo. Se identificó un SNP (C>T) en estado heterocigoto en todas las secuencias de la región 5´no traducida del exón uno, en todos los casos de preeclampsia. Esta variante podría tener una connotacion funcional a través de la inestabilidad del RNA mensajero, al estar presente solo en los casos con enfermedad, y no así en los controles. Al momento se trabaja en una simulación in silico por acoplamiento molecular, para determinar los posibles cambios en la estructura del RNA mensajero. Se identificó un segundo SNP identificado como rs149273678 en el exón cinco, presente en el 60% de casos y controles. Con el objeto de corroborar la presencia de la mutación, se llevó a cabo genotipificación por PCR en tiempo real, usando la sonda TaqMan C__11895962_10 en muestras placentarias de 100 casos con preeclampsia y 100 controles con embarazo normoevolutivo. Conclusiones y perspectivas. Se ha encontrado variación C>T en la secuencia de los casos de preeclampsia (leve y severa) del exón 1, en las que se comprobará que represente un polimorfismo con repercusión funcional. El SNP identificado en el exón 5 probablemente no representa una mutación con repercusión funcional ya que está presente en casos y controles. En perspectiva se hará la evaluación del polimorfismo presente en los casos en 100 muestras de casos y 100 controles de biopsias disponibles con el objetivo de ampliar el análisis, determinar la frecuencia del SNP y evaluar su posible asociacion con la enfermedad. Además, se está realizando una evaluación por acoplamiento molecular para analizar las consecuencias funcionales de mutaciones in-silico.

Agradecimientos. A mis directores de tesis y comité tutorial, al equipo de trabajo en el laboratorio de genómica en CIIDIR-Durango, y a CONACYT por la beca para poder trabajar en este proyecto. Referencias. 1. Magee L, LA, Helewa M, Mb W, Rey E, Qc M, et al. 2014 Clinical practice guideline diagnosis: Evaluation, and Management of the Hypertensive Disorders of Pregnancy. J Obs Gynaecol Can.;30736(2065):416-38 2. American College of Obstetricians and Gynecologists. 2013 3. El-Sayed AAF. 2017. Preeclampsia: A review of the pathogenesis and possible management strategies based on its pathophysiological derangements.Taiwan J Obstet Gynecol. Oct;56(5):593-598. 4. Carrillo-Esper R, Sánchez-Zúñiga M. 2013. Bases moleculares de la preeclampsia-eclampsia. Rev Invest Med Sur Mex; 20 (2): 103-109. 5. Pijnenborg, R., Dixon, G., Robertson, W. B. and Brosens, I. 2008. Trophoblastic invasion of human decidua from 8 to 18 weeks of pregnancy. Placenta 1, 3-19. 6. WL Chang, YW Liu, YL Dang, XX Jiang, H Xu, X Huang, YL Wang, H Wang, C Zhu, L-Q Xue, H-Y Lin, W Meng, H Wang. 2018. PLAC8, a new marker for human interstitial extravillous trophoblast cells, promotes their invasion and migration. Human Development, 145, dev148932. 7. Kulikova, G.V., Nizyaeva, N.V., Nagovitsina, M.N. 2016. Specific Features of TLR4 Expression in Structural Elements of Placenta in Patients with Preeclampsia Bull. Exp Biol Med. 160: 718. 8. Galaviz-Hernandez, C., Stagg, C., De Ridder, G., Tanaka, T. S., Ko, M. S. H., Schlessinger, D., & Nagaraja, R. 2003 Plac8 and Plac9, novel placental-enriched genes identified through microarray analysis. Gene, 309(2), 81-89. 9. Jimenez-Preitner, M., Berney, X., Uldry, M., Vitali, A., Cinti, S., Ledford, J. G. and Thorens, B. 2011. Plac8 is an inducer of C/EBPbeta required for brown fat differentiation, thermoregulation, and control of body weight. Cell Metab. 14, 658-670. 10. Sasaki, D., Kotoh, J., Watadani, R. and Matsumoto, K. 2015. New animal models reveal that coenzyme Q2 (Coq2) and placenta-specific 8 (Plac8) are candidate genes for the onset of type 2 diabetes associated with obesity in rats. Mamm. Genome 26, 619-629.



1. Construcción de cepas sobreexpresoras de abrB

en fondo genético de cepas nativas

2. Caracterización morfológica y perfiles de

crecimiento de cepas nativas y sobreexpresoras

3. Evaluación de productos de metabolismo

y cuantificación de productos de interés

industrial

4. Análisis de niveles de transcripción de genes

mediante qRT-PCR

EFECTO DE LA SOBREEXPRESIÓN DEL REGULADOR DE ESTADO DE TRANSICIÓN ABRB EN LA ACTIVIDAD METABÓLICA DE CEPAS DEL GÉNERO Bacillus DURANTE CULTIVOS POR LOTE A NIVEL REACTOR

Shirlley Elizabeth Martínez Tolibia, Rosina Cabrera Ruiz, Víctor Eric López y López*

*Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada del Instituto Politécnico Nacional (CIBA-IPN), Carretera Estatal Sta. Inés Tecuexcomac-Tepetitla

Km 1.5, Tlaxcala C.P. 90700, México. Teléfono: (0155) 57296000 ext. 87817, Correo electrónico: [email protected]

Palabras clave: AbrB, sobreexpresión, regulador de estado de transición, Bacillus

Introducción. En especies del género Bacillus, los reguladores de estado de transición están involucrados en la coordinación y transmisión de señales recibidas por la red de sensado de la esporulación además de modular la expresión de numerosas respuestas adaptativas. AbrB es el regulador de estado de transición más importante que ha sido principalmente estudiado en B. subtilis. Se ha reportado su actividad en la reorganización de la expresión de más de 100 genes de la fase post-exponencial involucrados en diversas funciones como la producción de antibióticos, motilidad, síntesis de enzimas extracelulares, diversos sistemas de transporte, respuesta a estrés oxidativo, metabolismo de aminoácidos y esporulación (1). A pesar de la importancia que tiene esta proteína a nivel de regulación, hasta la fecha no ha sido estudiado el efecto directo que produce la sobrexpresión de abrB en especies del género Bacillus de importancia industrial. Por lo que el presente trabajo tiene como objetivo generar construcciones con un sistema de expresión inducible que promuevan la sobreexpresión de este gen en cepas nativas de B. subtilis (Bs), B. thuringiensis (Bt) y B. licheniformis (Bl) y evaluar su impacto dentro de la actividad metabólica durante cultivos por lote a escala biorreactor. Metodología.

Resultados y discusión. La cepa sobreexpresora de B. thuringiensis (Bt-pHTabrB) fue generada previamente por lo que se llevó a cabo la caracterización morfológica mediante ensayos de motilidad (Fig.1), así como cultivos por lote en bioreactor (Fig.2) para determinar el comportamiento y las diferencias con respecto a la cepa parental. El análisis de morfología y motilidad, mediante la comparación de Bt-pHTabrB y Bt-HD73, muestra bacilos de tipo alargado, esporulación disminuida y retrasada, así como un mayor desplazamiento de Bt-pHTabrB en los ensayos de motilidad en medios con limitada disponibilidad de nutrientes, incluso se observa una morfología muy marcada de ramificaciones en la Fig.1 e) para el bloque 1, el cual es menos pronunciado en las cepas control. Figura 1. Ensayos de motilidad tipo swarming en medio semisólido (0.7 % agar) AN 0.1X (Agar nutritivo) y ML (Medio limpio) de cepas control y sobreexpresoras: a) Bt-HD73, b) Bs AQ, c) Bt-pHT01, d)

Bt-pHTabrB control y e) Bt-pHTabrB inducciòn 1mM IPTG. Los perfiles de crecimiento observados durante cultivos por lote con Bt-HD73 concuerdan con el patrón reportado previamente (2). Por su parte, el perfil de crecimiento mostrado por la cepa transformante BtΩpHTabrB presenta ciertas diferencias como una mayor densidad celular tanto bajo condiciones control como de inducción, así como retraso en los tiempos de liberación de la espora y bajas eficiencias de esporulación. Estos perfiles están correlacionados con las variaciones detectadas en los parámetros medidos (velocidad de crecimiento específico, O2 disuelto, demanda de

Bacillus subtilis Bacillus thuringiensis Bacillus licheniformis

Técnicas analíticas correspondientes: HPLC, medición de actividades

enzimáticas.

abrB/Genes representativos de la vía de glucólisis y ciclo

de Krebs / Genes de metabolitos de interés

b)

c)

d)

24h 96h 48h

a)

24h 48h 72h 96h

Bloque 1 (AN 0.1X) Bloque 2 (ML)

72h

e)




ácido y base y consumo de glucosa). En el cuadro 1, se muestran

los valores de velocidad de crecimiento específico (), máxima

concentración de bacillos, eficiencia de esporulaciòn y tiempo de inicio de liberación de esporas obtenidos a partir de cada fermentación. a) Bt-HD73

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

0.0

5.0x108

1.0x109

1.5x109

2.0x109

2.5x109

3.0x109

Bacilli

Spores

Time (h)

Co

nce

ntr

atio

n (

cell

ml-1

)

0

20

40

60

80

100

pO2

b) BtpHTabrB

Control

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

0.0

5.0x108

1.0x109

1.5x109

2.0x109

2.5x109

3.0x109

3.5x109

4.0x109

4.5x109

b) Bt-pHTabrB

Bacilli

Spores

Time (h)

Co

nce

ntr

atio

n (

cell

ml-1

)

0

20

40

60

80

100

pO2

c)Bt-pHTabrB

Inducciòn

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

0.0

5.0x108

1.0x109

1.5x109

2.0x109

2.5x109

3.0x109

3.5x109

4.0x109

Co

nce

ntr

atio

n (

ce

ll m

l-1)

Time (h)

Bacilli

Spores

0

20

40

60

80

100

pO2

Figura 2. Perfiles de crecimiento de cepa parental y transformante

en medio ML durante cultivos por lote en biorreactor. a) Bt-HD73, b) Bt-pHTabrB control y c) Bt-pHTabrB inducciòn 1mM IPTG a t3.

Cuadro 1. Variables de proceso obtenidas a partir de cultivos por lote de cepas control e inducciòn.

Cepa

(h-1)

Bacilos máximos

(células/ml-1)

Eficiencia de esporulación

(%)

Tiempo de liberaciòn

de esporas

Bt-HD73 Parental

0.96 (R2=0.99)

1.89x109 100 14 h

Bt-pHTabrB Control

1.13 (R2=0.99)

3.89x109 59.52 15 h

Bt-pHTabrB Inducción

1.01 (R2=0.99)

3.18x109 30.71 17 h

Los resultados obtenidos concuerdan con lo reportado por otros autores, quienes han observado que en cepas mutantes de Bacillus subtilis (∆spo0A) (3) y (∆RnaC/S1022) (4) que presentan niveles altos de AbrB, los perfiles muestran que tanto las velocidades de crecimiento como el rendimiento de crecimiento se incrementan sobre todo en medios limitados en nutrientes. Las cepas de B. subtilis y B. licheniformis que se propone analizar en este trabajo, se encuentran en el proceso de generaciòn de sobreexpresoras, una vez obtenidas pasarán por el mismo proceso de caracterizaciòn para detectar cambios importantes. Conclusiones y perspectivas. Los cambios observados a partir de crecimiento en placa y durante cultivos en reactor sugieren que se podría estar llevando a cabo una modulación en la regulación de genes que se expresan en los diferentes estadíos de crecimiento mediada por la sobreexpresión de abrB, lo cual es necesario corroborar a través del análisis de los niveles de expresión de genes regulados a nivel transcripcional por AbrB, mediante qRT-PCR. Agradecimientos. Este trabajo ha sido financiado por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología No. de apoyo 422334. Referencias. 1. Chumsakul O., Takahashi H., Oshima T., Hishimoto T., Kanaya S., Ogasawara N., Ishikawa S. 2011. «Genome-wide binding profiles of the Bacillus subtilis transition state regulator AbrB and its homolog Abh reveals their interactive role in transcriptional regulation,» Nucleic Acids Research. Vol. 39: 414-428. 2.López-y-López VE, de la Torre M. 2005. «Redirection of metabolism during nutrient feeding in fed-batch cultures of Bacillus thuringiensis» Appl Microbiol Biotechnol 67:254–260. 3. Fisher S.H., Strauch M. A., Atkinson M.E. and Wray L. V. 1994. Modulation of Bacillus subtilis Catabolite Repression by Transition State Regulatory Protein AbrB. Journal of Bacteriology 176: 7. 1903-1912. 4. Mars R.A., Nicolas P, Ciccolini M, Reilman E, Reder A, Schaffer M. 2015. Small Regulatory RNA-Induced Growth Rate Heterogeneity of Bacillus subtilis. PLoS Genet. 11(3).



EVALUACIÓN FITOQUÍMICA DE EXTRACTOS DE ACROCARPUS FRAXINIFOLIUS ARN, PROSOPIS LAEVIGATA Y TITHONIA TUBAEFORMIS (JACQ.) CASS Y SU EFECTO EN LÍNEAS CELULARES DE CÁNCER

Jorge Ibarra-Berumen, Cynthia Ordaz Pichardo, Martha Guadalupe Sosa Macías, Ignacio Villanueva Fierro y Martha Rosales Castro*

Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional (CIIDIR-IPN) Unidad Durango. Av. Sigma 119 fraccionamiento 20 de noviembre II , 34220 Durango, Dgo., México. 618-1004640, [email protected]

Palabras clave: Extractos vegetales, Fitoquímica, Cáncer, Medicina Complementaria

Introducción. El cáncer cérvico-uterino representó el 3.2% del total de nuevos casos de cáncer en el mundo para ambos sexos en el año 2018. En el caso de México, la incidencia fue del 7.5% de los nuevos casos registrados para el sexo femenino en el año 2018 (1). Los agentes quimioterapéuticos empleados en el tratamiento del cáncer cérvico-uterino presentan serios efectos adversos. Es por ello, que la ciencia ha encaminado investigaciones hacia el empleo de plantas medicinales con el objetivo de disminuir la proliferación de las células anormales, además de reducir los efectos adversos derivados de la quimioterapia. Las especies Tithonia tubaeformis (Jacq.) Cass, Acrocarpus fraxinifolius Arn y Prosopis laevigata podrían ser utilizadas en el tratamiento del cáncer gracias a su composición fitoquímica. El objetivo de este proyecto es evaluar el efecto citotóxico de los extractos de T. tubaeformis, A. fraxinifolius y P. laevigata sobre diferentes líneas celulares de cáncer con el fin de seleccionar la combinación extracto-línea celular más conveniente. Posteriormente se pretende determinar el probable mecanismo de acción y seguridad y finalmente, elaboración de la formulación de un medicamento herbolario. Metodología. Se obtuvieron extractos por maceración. En el caso de A. fraxinifolius y P. laevigata se evaluó el efecto del disolvente (acetato de etilo, metanol y Etanol al 70%) y de la temperatura (25, 50 y 60 °C) sobre la composición fitoqúimica de los extractos. En el caso del extracto de T. tubaeformis se empleo etanol 96°G.L. como disolvente. Se realizó una caracterización fitoqumica previa mediante Cromatografía en capa fina, contenido de Fenoles totales, flavonoides, proantocianidinas y capacidad antioxidante. Posteriormente se evaluó el efecto de los extractos sobre líneas celulares de SiHaVPH16+18-, PC-3 y MDA-MB-231 mediante la técnica de MTT (2). El esquema de trabajo se resume en la Figura 1.

Figura 1. Diagrama metodológico.

Para determinar el probable mecanismo de acción se evaluará la translocación de la fosfatidilserina, ensayo de ciclo celular y especias reactivas de oxigeno. Con el objetivo de conocer la seguridad del extracto se llevará a cabo el protocolo 423 de la OCDE y la prueba de Ames. Finalmente se desarrollará la formulación de un medicamento herbolario. Resultados y discusión. En el caso de P. laevigata las condiciones de extracción que mostraron un mayor contenido de Polifenoles (771.10 ± 12.7 mg GAE/gd.e) y de flavonoides (446.27 ± 8.7 mg CE/g d.e) fue Acetato de etilo a 60°C, que a su vez mostró la mayor capacidad antioxidante. Además se observó que dentro de cada temperatura hubo una disminución de la cantidad de compuestos fenólicos extraídos y capacidad antioxidante conforme aumentó la polaridad del disolvente. En el caso de A. fraxinifolius el extracto que presentó un mayor contenido de compuestos fenólicos y de flavonoides fue etanol al 70% a 50°C de temperatura. Los resultados revelaron que dentro de cada temperatura el contenido de compuestos fenólicos (635.55 ± 4.2 mg GAE/gd.e), flavonoides (187.32 ± 1.3 mg CE/g d.e) y capacidad antioxidante aumentaba a medida que se incrementaba la polaridad del disolvente y la temperatura. Rosales-Castro et al. (3) encontraron una correlación positiva entre el contenido de compuestos fenólicos y capacidad antioxidante en extractos de A. fraxinifolius. En el caso del extracto etanólico de T. tubaeformis el contenido de compuestos polifénolicos, flavonoides, proantocianidinas y capacidad antioxidante fue muy bajo. En cambio, presentó una amplia diversidad de familias de metabolitos secundarios y primarios en su composición, destacando las lactonas sesquiterpénicas, saponinas, alcaloides, taninos, furanos y glucósidos cardiotónicos. Hinojosa-Davalos et al. (4) encontraron la presencia de alcaloides, esteroides, taninos y cumarinas en un extracto metanólico de T. tubaeformis, lo cual coincide con los hallazgos del presente. El extracto que presentó el mayor efecto citotóxico fue el extracto etanólico de T. tubaeformis sobre la línea celular HeLaVPH16-18+

(Figura 2).



Figura 2. Efecto del extracto de T. tubaeformis sobre HeLa VPH16-18+. Conclusiones y perspectivas. En el caso de P. laevigata las concentraciones de compuestos polifenólicos, flavonoides, proantocianidinas y capacidad antioxidante fueron mayores en acetato de etilo. Para A. fraxinifolius las concentraciones de compuestos polifenólicos, flavonoides, proantocianidinas y capacidad antioxidante fueron mayores en etanol al 70% y a 50°C y 60°C de temperatura. El extracto que mostró el mejor efecto citotóxico fue el etanólico de T. tubaeformis y la línea celular más sensible fue HeLa VPH16-18+, por tal motivo se seleccionó a dicho extracto y línea celular para la realización de los ensayos posteriores.

Agradecimientos. Se agradece al CONACyT por la beca otorgada a Jorge Ibarra Berumen y al COCyTED por el apoyo brindado para la asistencia a eventos académicos. Referencias. 1. Globocan (2018) Mexico. 2. Mosmann T (1983) Rapid Colorimetric Assay for Cellular

Growth and Survival : Application to Proliferation and Cytotoxicity Assays. J Inmunol methods 65:55–63.

3. Rosales-Castro M, Honorato-Salazar J, Reyes-Navarrete M, González-Laredo R (2015) Antioxidant Phenolic Compounds of Ethanolic and Aqueous Extracts from Pink Cedar (Acrocarpus fraxinifolius Whight & Arn.) Bark at Two Tree Ages. J Wood Chem Technol 35(4):270–279.

4. Hinojosa-Dávalos J, et al. (2012) Screening fitoquímico y capacidad antiinflamatoria de hojas de Tithonia tubaeformis. Biotecnia XV(2):53–60.



DIVERSIDAD Y ESTRUCTURA GENÉTICA POBLACIONAL DE MAÍCES PIGMENTADOS Y SU ASOCIACIÓN CON COMPOSICIÓN DE GRANO Y CARACTERES AGRONÓMICOS

Cecilia Vázquez-Rodríguez1; Homar Rene Gill-Langarica1; Araceli Minerva Vera Guzmán2; José Luis Chávez-Servia2

1Laboratorio de Biotecnología Vegetal, Centro de Biotecnología Genómica-Instituto Politécnico Nacional. Blvd. Del Maestro s/n esq. Elías Piña, Col. Narciso Mendoza. CP 88710, Reynosa, Tamaulipas, México. Tel/Fax 899 9243627 Ext. 87754. [email protected]. 2CIIDIR-Oaxaca, Instituto Politécnico

Nacional, Hornos 1003, Col. Noche Buena, 71230, Santa Cruz Xoxocotlán, Oaxaca.

Palabras clave: Maíz pigmentado, marcadores moleculares, compuestos bioactivos, caracterización agromorfológica.

Introducción. En México se conserva in situ en parcelas de agricultores tradicionales la mayor diversidad de poblaciones y razas nativas de maíz, la que sigue evolucionando bajo domesticación. El manejo en el contexto agroecológico que hacen los agricultores del maíz pigmentado confiere alta variabilidad en características y composición de grano, precocidad, fisiología y morfología de planta y mazorca, y todo se refleja en el valor nutricional-nutracéutico y uso del grano [1]. El grano pigmentado contiene minerales, compuestos fenólicos, carotenoides y antocianinas que les confieren propiedades nutracéuticas con beneficios para la salud [2]. El objetivo general es determinar los patrones de diversidad y estructural genética poblacional, y la variación de compuestos bioactivos, actividad antioxidante y caracteres agromorfológicos de una colección poblacional de maíz pigmentado nativo de Oaxaca. Metodología. Este proyecto se divide en dos fases. La primera fase consta con 57 poblaciones de maíz nativo amarillo (30), rojo (13) y azul (15), colectadas en 39 municipios de Oaxaca, más tres variedades comerciales utilizadas como testigos (VC-42 y SB4-4032 de grano azul y Tuxpeño Básica de grano amarillo). En 2017, se cultivaron en San Agustín Amatengo y Santa María Coyotepec, Oaxaca, México, bajo un diseño de bloques completos al azar con cuatro repeticiones. Se realizó un análisis edáfico general por NOM-021-RECNAT (2000) para describir las propiedades fisicoquímicas de los suelos de las localidades experimentales. La caracterización agromorfológica se realizó con base en descriptores de mazorca y grano, y caracteres asociados al rendimiento. A partir de una muestra de grano seco y molido, se evaluó el contenido de antocianinas, polifenoles totales, flavonoides y de actividad antioxidante (DPPH y FRAP) mediante espectrofotometría. El contenido de macro y micronutrientes (Cu, Fe, Mn, Zn, P, Mg, K, Ca, Na y S) se hizo mediante un espectrofotómetro de emisión óptica con plasma acoplado inductivamente (ICP-OES). Se integraron bases de datos por grupos de parámetro evaluados y se realizaron análisis de varianzas combinados y comparación múltiples de medias por el método de Tukey (p ≤ 0.05). Para analizar la diversidad y estructura genética de estas poblaciones, se hizo una extracción de ADN genómico con el Kit comercial Wizard Genomic (Promega), el cual se visualizó en electroforesis con gel agarosa al 1% en solución amortiguadora TAE 1X. La concentración y pureza de ADN se realizó en Nano Drop 2000c, y está en proceso la genotipificación con el Kit MaizeSNP50 BeadChip y determinar diversidad genética y estructura poblacional. La segunda fase inicio en julio de 2019 con la siembra

de una colección de 122 accesiones de maíces pigmentados (67 de grano amarillo, 8 rojo y 46 azul) más cuatro testigos (VC-42, Huitzo, Tuxpeño Básica y Rojo Mixtepec), en Santo Domingo Yanhuitlán y Coatecas Altas, Oaxaca, bajo un diseño experimental de bloques al azar con tres repeticiones. Las accesiones fueron colectadas en 63 municipios de Oaxaca. Resultados y discusión. La caracterización agromorfológica de mazorca y grano mostró diferencias significativas (p ≤ 0.05, 0.01) entre localidades de cultivo, colectas e interacción localidades-colectas en los parámetros evaluados, excepto para peso específico en la interacción localidades-colectas (Cuadro 1).

Cuadro 1. Significancia de cuadrados medios en caracteres de mazorca y grano maíz pigmentado oaxaqueño.

Fuentes de variación

GL L D NH P500G V500G PE

Localidades (L) 1 28.7** 153.8** 41.5** 67622.4** 73332.3** 0.044** Colecta (Co) 59 80.2** 539.4** 100.6** 9616.9** 18920.1** 0.005** L x Co 59 12.6** 89.1** 4.7** 1089.2** 1830.1** 0.002ns Rep./L 3 45.2** 156.0** 2.0ns 834.7ns 1373.1ns <0.001 Muestra/Rep. 37 18.9** 43.6** 3.4ns 5376.0ns 8587.2ns <0.001 Error 2947 4.29 22.39 2.72 565.7 955.9 <0.001 CV (%) 16.8 11.7 15.5 14.3 14.2 5.9

ns = No significativo (p ˃ 0.05); * significativo en p ≤ 0,05; ** significativo en p ≤ 0.01; CV = coeficiente de variación; GL = grados de libertad; L = longitud de mazorca; D = diámetro de mazorca; NH = número de hileras de grano; P500G = peso de 500 g de grano; V500G = volumen de 500 g de grano; PE = peso específico.

Los resultados de la cuantificación de compuestos bioactivos y actividad antioxidante mostraron diferencias significativas (p ≤ 0.05) entre localidades de cultivo, grupos de color de grano, accesiones dentro de grupos e interacciones entre grupo de color de grano-localidades y colectas-localidades (Cuadro 2). La localidad de cultivo influyo en el contenido de antocianinas, fenoles y la actividad antioxidante. Por ejemplo, en el contenido de antocianinas en Santa María Coyotepec fue mayor que en San Agustín Amatengo. Se determinaron diferencias significativas entre grupos de colores de grano con patrones del tipo azul > rojo> amarillo en fenoles, flavonoides y actividad antioxidante, e interacciones significativas entre las localidades y grupos de color de grano. Se determinó alta variabilidad entre accesiones por compuestos bioactivos y actividad antioxidante, y se observaron interacciones significativas entre localidades de cultivo y accesiones de granos pigmentados. Algunas accesiones sobresalientes en composición y actividad antioxidante fueron RJ02, RJ03, RJ04, RJ06, AZ10, AZ13, AZ16 y AZ18, entre otras.



Cuadro 2. Contenido de polifenoles y flavonoides y actividad antioxidante, con base en localidades de cultivo y grupos de color

de grano en maíz.

Ubicación / grupos de color de grano

Polifenoles (mg GAE 100 g -1)

Flavonoides (mg CE g -1)

Actividad antioxidante (μmol ET g -1)

DPPH FRAP

Lugar de cultivo Santa María Coyotepec 96.58 a 1 0.075 a 4.315 a 4.763 a San Agustín Amatengo 94,98 b 0.075 a 4.141 b 4.535 b Grupos de color de grano Azul 123.550 a 1 0,129 a 4.842 a 5.585 a rojo 113.458 b 0.123 b 4.776 b 5.510 b Amarillo 77,34 c 0,034 c 3.767 c 3.931 c

1 Entre ubicaciones o grupos de colores de grano, las medias con la misma letra no son significativamente diferentes (prueba de Tukey, P ≤ 0.05)

El contenido de minerales fue influenciado significativamente por localidades de cultivo, color de grano y accesiones anidadas en grupos de color de grano, excepto en Zn para grupos de color de grano y accesiones. También se registraron diferencias significativas en las interacciones localidades-grupos de color de grano para Cu, Fe, Ca y Na, y en accesiones-localidades para Cu, Fe, Mn, Ca, Na y S (Cuadro 3).

Cuadro 3. Significancia de cuadrados medios en el análisis de varianza del contenido de minerales en maíces pigmentados

oaxaqueños. Contenido

mineral en grano

Localidad (L)

Color (C)

L x C Accesiones

(A)/C1 L x A Rep./L1 Error

C.V. (%)

Cu 0.26** 0.08** 0.03* 0.03** 0.02** 0.004ns 0.01 16.6 Fe 22.40** 0.60** 1.20** 0.30** 0.20* 0.20ns 0.10 33.0 Mn 0.30** 0.05** 0.01ns 0.02** 0.01* 0.03** 0.01 15.0 Zn 0.54** 0.04ns 0.16ns 0.07ns 0.04ns 0.09ns 0.05 12.9 P 893230** 19303** 931ns 3583** 2666ns 4258* 1948 13.0

Mg 42648** 2041** 132ns 375** 291ns 475ns 225 12.0 K 552377** 76551** 3026ns 4426** 2050ns 2621ns 1957 11.0

Ca 105.4** 21.1** 23.3** 1.5** 1.0** 0.6ns 0.5 21.8 Na 125.1** 32.6** 14.9** 0.8** 1.4** 1.1** 0.4 34.4 S 35.9** 22.6** 0.7ns 0.9** 0.8** 0.4ns 0.2 28.7

1Indica accesiones anidadas en grupos de pigmentos de grano y réplicas anidadas en ubicaciones; ns = No significativo (p ˃ 0.05); * significativo en p ≤ 0,05; ** significativo en p ≤ 0.01; C.V. = coeficiente de variación.

En localidades de evaluación, el contenido de Cu, Fe, Mn y S fue significativamente mayor en San Agustín Amatengo que en Santa María Coyotepec, presentando tendencia opuesta para Zn, Mg, K, P, Ca y Na. Este resultado muestra que las características ambientales edafoclimáticas tienen efectos significativos sobre los contenidos minerales de granos de maíz pigmentados. En relación con la comparación de los grupos de pigmentos de grano, las accesiones de grano rojo mostraron un contenido mineral más alto, excepto en Fe, que fue más elevado en los de grano amarillo, mientras que S fue más elevado en los granos azules. Los resultados muestran que se puede iniciar un programa de mejoramiento para las accesiones de grano azul, rojo y amarillo. Respecto a la pureza de ADN extraído en cada accesión se evaluó mediante la relación de absorbancias A260/280 y A260/230. La concentración de ADN de las accesiones analizadas oscila entre 229.7 a 1507.4 ng/µL, indicando que hay suficiente información genética para el proceso de genotipificación. De acuerdo con la relación A260/280 (1.7 a 1.94), el ADN se encuentra con una pureza aceptable y óptima. En cuanto a la relación A260/230 (0.93 a 2.34), < 1.5 indicaría presencia de contaminantes en la muestra, no obstante, esta relación resulta más variable que la de A260/280 ya que

depende de la concentración de ADN o la composición del tampón de resuspención de la muestra. Conclusiones y perspectivas. En la primera fase los resultados experimentales de campo muestran que las localidades de cultivo y grupos de color de grano son factores que determinan las diferencia entre accesiones de maíces pigmentados tanto es caracteres agromorfológicos, composición de grano y actividad antioxidante. El análisis de genotipificación ayudaría a dilucidar si las diferencias obedecen a patrones de diversidad y estructura genética poblacional o son efectos ambientales y sus patrones de asociación. Respecto a la segunda fase, el proceso de caracterización agromorfológica se encuentra en curso, y posteriormente se realizaran los análisis de composición de grano y genético-molecular. Agradecimientos. Por el apoyo otorgado al Instituto Politécnico Nacional (programa PIFI y proyecto SIP-20196723) y al proyecto de Problemas Nacionales-CONACYT (Núm. 2015-1-1119), y al CIIDIR-Oaxaca-IPN en el desarrollo del trabajo de campo y análisis de composición bioquímica de grano. Referencias 1. Fernández-Suárez R; Morales-Chávez LA; Gálvez-Mariscal A.

(2013). Importancia de los maíces nativos de México en la dieta nacional. Una revisión indispensable. Revista de Fitotecnia Mexicana 36: 275-283.

2. Navarro A; Torres A; Fernández-Aulis F; Peña C. (2018). Bioactive compounds in pigmented maize. In: Fahad S (ed.), Corn-Production and Human Health in Changing Climate. InTech, London, UK. 69-91 pp.


XVIII Jornadas Académicas del Doctorado en Ciencias en Biotecnología

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

DETERMINACIÓN DE BIOAEROSOLES EN LA CIUDAD DE DURANGO, DURANGO.

Bárbara Patricia Carrales Campa, Isaías Chairez Hernández* Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Unidad Durango, Instituto Politécnico Nacional, Sigma 119,

Fraccionamiento 20 de Noviembre II, 34220 Durango, Dgo., México, tel.: 618-1126218: e-mail: [email protected]

Palabras clave: Bioaerosoles, calidad del aire, muestras de aire

Introducción. La contaminación atmosférica está presente en todas las sociedades sin importar el nivel que tengan de desarrollo socioeconómico. No se

trata de un tema nuevo, es actualmente uno de los problemas ambientales más severos a nivel mundial y constituye un fenómeno que tiene particular incidencia sobre la salud humana [1].

Cuadro 1. Clasificación de los contaminantes atmosféricos

Contaminantes de origen natural

Se deben a fenómenos en los cuales no

interfiere el hombre, p. e. diseminación del polen, erupciones volcánicas, etc.

Contaminantes de

origen antropogénico

Se derivan de las actividades del hombre, p. e. la quema de combustib les

fósiles, el incremento de los procesos industriales etc.

Contaminantes

primarios

Son los contaminantes emitidos por su fuente, p. e. gases, vapores, partículas sólidas etc.

Contaminantes Secundarios

Son los que se producen por una

transformación física y química de los contaminantes primarios por la interacción del sol o entre los mismos

contaminantes primarios, p. e. O3, H2SO4 etc.

Las partículas en suspensión o material particulado (PM) son diminutas partículas sólidas y pequeñas gotas de líquido que se

encuentran en el aire y que son causa de graves problemas de contaminación, por ejemplo, el hollín, el polvo, los aerosoles, humos y niebla.

Los bioaerosoles son partículas microscópicas que se encuentran suspendidas en el aire de origen o actividad biológica que puede afectar a la salud de los seres vivos a través de procesos de infección,

alergias, toxicidad entre otros. Pueden variar en un rango de tamaño de 0.02 a 100 µm. Los bioaerosoles pueden ser bacterias, hongos, esporas, virus, polen, etc., pero provienen de otros ambientes naturales como el suelo, el agua, las plantas y de la microbiota del

ser humano. La dispersión de los bioaerosoles se puede realizar sobre partículas de polvo, fragmentos de hojas secas, etc. En la actualidad, se sabe que existe una gran relación entre el incremento

de los niveles de contaminación atmosférica con los efectos nocivos para la salud [2]. Las principales vías de exposición son por inhalación, ingestión y contacto con la piel, los efectos mayormente

reportados en la salud por exposición a la contaminación del aire son en las vías respiratorias con enfermedades como bronquitis, enfermedad pulmonar obstructiva crónica, neumonía, entre otras, y

también se presentan enfermedades en el sistema cardiovascular como arritmias, infartos, etc. Los grupos poblacionales que son más susceptibles a las enfermedades relacionadas con los bioaerosoles

son los niños, las personas de la tercera edad y los asmáticos por lo que es necesario vigilar y controlar los bioaerosoles en el aire con fines de seguridad y salud pública [3].

Planteamiento del problema. Actualmente, los estudios relacionados a los contaminantes ambientales de procedencia biológica (bioaerosoles) están tomando gran importancia debido a las

enfermedades que estos puedan provocar, sin embargo, no existen estudios relacionados en la ciudad de Durango, Durango. Por lo tanto, no se sabe cuáles son las áreas que pueden afectar más a

niños y adultos mayores. Justificación. Debido a que no se cuenta con el equipo suficiente para la determinación de la calidad del aire en la Ciudad de Durango,

Durango, no existen estudios suficientes de los bioaerosoles presentes en zonas urbanas frecuentadas por niños y adultos mayores, por lo tanto, se busca determinar cuáles son los

bioaerosoles que se encuentran en mayor proporción y que efectos tienen en la salud, así como establecer las áreas con mayor concentración de bioaerosoles.

Objetivo general. Determinar el tipo de bioaerosoles y su concentración, presentes en zonas urbanas frecuentadas por niños y adultos mayores.

Objetivos particulares.

Delimitar las zonas de estudio a las zonas frecuentadas por

niños y adultos mayores. Colectar muestras en las zonas delimitadas (muestreos

activos).

Analizar muestras colectadas (técnicas moleculares) Analizar los microorganismos y su dispersión en la ciudad

de Durango, Durango.

Estrategia metodológica. El muestreo y análisis de aire para determinar la calidad microbiológica se hará con las metodologías descritas por el Instituto

Nacional de Seguridad e Higiene de España [4-6] porque en México no se tiene referencia de normas al respecto, se llevará a cabo en diferentes temporadas del año.

Las muestras se realizarán con el método de sedimentación, utilizando placas de medio de cultivos de 73 mm de diámetro x 6 mm




de alto, lo cual equivale a un área de 44 cm2. Este método es frecuentemente usado para el aislamiento de hongos y bacterias que

se encuentran en el ambiente. El medio utilizado específico para hongos y levaduras será el Agar Rosa de Bengala electivo para bacterias el Agar Soya Tripticaseína (AST).

Una vez obtenidas las muestras se realizará la extracción de DNA mediante un kit de purificación de DNA, y se amplificará utilizando la técnica PCR la región 16S ribosomal en bacterias utilizando como

cebadores FD1: 5´ CCG AAT TCG TCG ACA ACA GAG TTT GAT CCT GGC TCA G 3´ y RD1: 5´ CCC GGG ATC CAA GCT TAA GGA GGT GAT CCA GCC 3´, mientras que para hongos y levaduras la amplificación por PCR será de la región intergénica espaciadora

ITS1-ITS2, los cebadores que se utilizarán será específicos ITS1: (5 TCC GTA GGT GAA CCT GCG G 3´), ITS4: (5´ GCT GCG TTC TTC ATC GAT GC 3´.

Se obtendrá la secuencia del DNA mediante la técnica de terminador fluorescente, se editarán las secuencias y serán sometidas a la base de datos del GenBank para determinar la identidad nucleotídica de

los aislados y poder obtener las secuencias de referencia, se alinearán las secuencias obtenidas con las secuencias de referencia de la base de datos del GenBank. Se realizarán arboles filogenéticos por géneros y subespecies, y se

obtendrán mapas de dispersión de especies. Resultados esperados.

Los resultados esperados son identificar mediante técnicas moleculares los tipos de bacterias, hongos y esporas en diferentes temporadas del año que se encuentran presentes en el aire de la

ciudad en zonas altamente frecuentadas por niños y adultos mayores. y cómo estos están relacionados a las enfermedades presentadas en esta población.

Referencias.

1. Romero Placeres, M., F. Diego Olite, and M.J.R.c.d.h.y.e.

Álvarez Toste, La contaminación del aire: su repercusión como problema de salud. 2006. 44(2): p. 0-0.

2. Díez, F.B.J.R.d.S.A., La evaluación del impacto en salud

de la contaminación atmosférica. 2003. 3(2): p. 102-107. 3. Heo, K.J., et al., Effects of human activities on

concentrations of culturable bioaerosols in indoor air

environments. 2017. 104: p. 58-65. 4. Hernández, A.J.I.N.d.S.e.H.e.e.T., NTP 409:

Contaminantes biológicos: criterios de valoración. 1994: p. 1-6.

5. Solé, M.d.C.M., NTP 299: Método para el recuento de bacterias y hongos en aire. 1999, Instituto nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo. Ministerio de ….

6. Hernández, A., NTP 608 Agentes biológicos: planificación de la medición. 2002, INSHT, Madrid. Recuperado de: http://www. insht. es/InshtWeb/Contenidos ….

http://www/



EFECTO DE LA ADICIÓN DE ENZIMAS NATIVAS MICROENCAPSULADAS EN ALIMENTOS BALANCEADOS DE CAMARÓN BLANCO LITOPENAEUS VANNAMEI, CON RELACIÓN A VARIABLES PRODUCTIVAS Y FACTIBILIDAD

ECONÓMICA. Mary Cruz Sanchez Alcalde, * Hervey Rodríguez González.

(687) 872 9626 ext. 87639, [email protected].

Palabras clave: Enzimas, sustentabilidad, Bioeconomía, digestabilidad.

Introducción. En el cultivo de camarón, existen inversiones importantes que son factores determinantes en la sobrevivencia y talla de esta especie para su comercialización, siendo la alimentación uno de ellos (Faillace, Vergara y Suarez, 2016)(1), ya que es por medio de la digestibilidad de los alimentos que se logra tener un porcentaje alto de sobrevivencia y un peso promedio reflejándose en una mayor productividad y rentabilidad del cultivo. Por ello, existen muchas investigaciones relacionadas a la nutrición acuícola, las cuales buscan que el animal incremente su digestibilidad sin incrementar costos y sin perturbar el medio ambiente por la descarga de aguas residuales con alto contenido de restos de alimento (Nitrógeno, fósforo, y desechos orgánicos) (Effendy et al. 2016)(2). Uno de ellos es utilizar suplementos enzimáticos diseñados para mejorar la descomposición de los materiales alimenticios dentro del animal. Por esta razón, la presente investigación busca crear un alimento a partir de la inclusión de enzimas nativas microencapsuladas como amilasas y proteasas que ayuden a la digestibilidad del alimento en camarón blanco Litopenaeus vannamei para la obtención de los nutrientes necesarios para su sobrevivencia y crecimiento, esto bajo un enfoque sustentable donde se tomen en cuenta los tres pilares de cualquier nación (economía, medio ambiente y sociedad), logrando con ello un desarrollo sostenible de la Camaronicultura (Henares, Medeiros y Camargo, 2018)(3). . Planteamiento del problema. En acuacultura una de las mayores inversiones la conlleva la alimentación de la especie, a pesar de esto, el aprovechamiento de alimento es bajo. Por ello se buscan alternativas para el incremento de la digestibilidad de una manera sustentable. Repercutiendo positivamente en la producción acuícola. Obteniendo beneficios tanto para los productores acuícolas como para el mercado meta del camarón. Justificación. Araneda y Miranda (2013)(4) señalan, que los sistemas de producción acuícola dependen de diversos factores tales como: biológicos, físicos, ambientales, institucionales y económicos. Por esta razón, cualquier cambio en alguno de estos factores, puede mejorar o afectar la producción acuícola. Por ello, es de suma importancia la implementación de nuevas tecnologías o innovaciones que permitan una mejor nutrición animal, reflejándose un mejor crecimiento y calidad del organismo, repercutiendo positivamente en la producción acuícola. Dando pauta a un área de oportunidades donde el interés no solo es científico, sino también económico y social. El uso de la biotecnología para la mejora de producción de camarón, como estrategia sustentable e inteligente, ayuda a la preservación y la recuperación de la biodiversidad, y al mismo tiempo satisface las necesidades de la sociedad humana (Bolivar, 2004)(5).

Sin embargo la implementación de estas nuevas estrategias requiere de un análisis que respalde la factibilidad de esta nueva innovación. Diversos autores que justifican la ejecución de un análisis bioeconomico en los sistemas de producción acuícola. Afirman que este análisis ayuda en las predicciones inteligentes acerca de las consecuencias de distintas estrategias de manejo sobre el sistema, asi como en una acertada toma de decisiones ante diferentes escenarios, ya sean biológicos, ambientales, tecnológicos, económicos y/o institucionales. Objetivo general. Evaluar la adición de las enzimas digestivas nativas en la producción de nuevos alimentos balanceados para camarón cultivado (L. vanname) mediante variables bioeconómicas.

Objetivos particulares. Validar el microencapsulado de enzimas nativas. Evaluar el efecto de la utilización de enzimas nativas encapsuladas y sin encapsular en el camarón blanco (L. vannamei), en laboratorio y granja comercial. Determinar la factibilidad económica de la inclusión de enzimas nativas encapsuladas en el alimento del camarón blanco (L. vannamei). Describir las rutas de mercado para la comercialización de las enzimas nativas con los principales productores acuícolas en el mercado nacional e internacional. Estrategia metodológica.

Resultados esperados. Se espera que la inclusión de enzimas nativas encapsuladas en el alimento tenga un efecto positivo en la digestibilidad de camarón blanco (L. vannamei), incrementando en un 30% los valores nutricionales y proteicos del animal en comparación con el alimento convencional. Ademas reflejará un aumento en la rentabilidad de 25% con una tasa interna de retorno (TIR) y un valor presente neto (VPN) mayor a 0, garantizando una recuperación de la inversión a 1 año. Referencias.



POSIBLE INTERACCIÓN DE LA CALPAÍNA-10 CON LOS CANALES DE SODIO DEPENDIENTES DE VOLTAJE (NaV

1.2 y 1.6)

Luis Manuel Arratia Cortés, Dra. Ana Victoria Vega Salcedo*, Dr. Absalom Zamorano Carrillo**.

*Carrera de Medicina, Edificio A4 Lab 4, FES-Iztacala, UNAM, cell 5591955138, [email protected]; **Profesor Titular

Laboratorio de Bioquímica y Biofísica Computacional, Biomedicina Molecular, SEPI-ENMH-IPN, Tel. 57296000 Ext. 55562, [email protected].

Palabras clave: Calpaínas, Canales de sodio dependientes de voltaje, cisteín-proteasas, Diabetes mellitus 2, Dinámica molecular

Introducción. Las calpaínas son cístein-proteasas no lisosomales dependientes de calcio (Fig 1a), las cuales escinden a sus blancos parcialmente esto lleva la activación o la inactivación de sus funciones (Goll et al., 2004; Horikawa et al., 2000). Estas calpaínas juegan un papel muy importante en diversas patologías. En particular, se sabe que algunas mutaciones en el gen de la Calpaína-10 aumentan el riesgo de desarrollo de diabetes. A las calpaínas se les ha relacionado con los canales de sodio dependientes de voltaje (VGCS) en varias patologías, como dolor neuropático, lesión por isquemia de la médula espinal, lesión cerebral traumática y en la lesión mecánica en neuronas cultivadas (Higuchi et al., 2005; Jette et al., 2006; Paillart et al., 1996; von Reyn et al., 2009,). Los VGCS son esenciales para mantener el potencial de membrana y propagar los potenciales de acción (figura 1b) por lo que su regulación es crucial para la fisiología neuronal. Datos de nuestro laboratorio indican que la Calpaína-10 es capaz de interaccionar con el extremo carboxilo terminal de los canales de sodio NaV 1.2 y NaV 1.6, ya que son un blanco potencial para esta proteína. Por esta razón nos interesa describir la interacción entre la calpaína y los VGCS, y cómo se modula la expresión de estos últimos en un modelo in vitro.

Figura 1. Estructura de calpaínas y VGSC. a) La Calpaína-10 tiene 4 dominios DI, DII, DIII y el COOH- terminal, llamado dominio “T”, el cual es importante para interaccionar con otras proteínas. b)

Los VGSC, constan de una subunidad alfa con cuatro dominios transmembranales y cada uno con seis segmentos.

Planteamiento del problema. Las calpaínas han sido involucradas en diversas neuropatologías. Interesantemente, la Calpaína-10 puede interaccionar con el COOH-terminal de los canales NaV 1.2 y 1.6, y esto podría comprometer la integridad y función de dichos canales y desencadenar una serie de patologías. De ser así, este

trabajo aportaría un nuevo mecanismo de regulación de los canales de sodio dependientes de voltaje. De ser así, podríamos sugerir a las calpaínas como un blanco terapéutico para el manejo de varias neuropatologías. Justificación. La Calpaína-10 fue uno de los primeros genes identificados como un factor de riesgo para el desarrollo de diabetes en diferentes poblaciones, también se ha reportado su interacción con los VGSC, lo cual podría estar asociado a la aparición de varias neuropatologías. El estudio de la interacción entre estas dos proteínas podría dar inicio al diseño de nuevos blancos terapéuticos para el tratamiento de dichas patologías. Objetivo general. Caracterizar la interacción entre la Calpaína-10 y los canales dependientes de voltaje (Nav 1.2 y 1.6) Objetivos particulares. 1.- Modelar la estructura 3D de la Calpaína-10 y del CT De NaV 1.2 y 1.6 y modelar su interacción por reconocimiento molecular y dinámica molecular. 2.- Clonar la Calpaína-10 y sobre expresarlas en células N1E-115. 3.- Investigar si hay proteólisis de los canales de sodio dependientes de voltaje en células transfectadas con la Calpaína-10. Estrategia metodológica.

a

b





Resultados esperados. Se espera que la Calpaína-10 interaccione y module a los canales de sodio dependientes de voltaje, lo que tendría como consecuencia la degradación de dichos canales, por lo tanto, su integridad y funcionamiento. Referencias. 1. Goll D.E, Thompson V.F., Li H., Wei W., Cong J., (2003), The

calpain system, Physiol. Rev. 83 731–801. 2. Higuchi M., Iwata N., Saido T.C., (2005), Understanding

molecular mechanisms of proteolysis in Alzheimer’s disease: progress toward therapeutic interventions. Biochim. Biophys. Acta 1751, 60–67

3. Horikawa Y., Oda N., Cox N.J., Li X., Orho-Melander M., Hara M., Hinokio Y., Lindner T.H., Mashima H., Schwarz P.E.H., del Bosque-Plata L., Horikawa Y., Oda Y., Yoshiuchi I., Colilla S., Polonsky K.S., Wei S., Concannon P., Iwasaki N., Schulze J., Baier L.J., Bogardus C., Groop L., Boerwinkle E., Hanis C.L., Bell G.I., (2000) Genetic variation in the gene encoding calpain-10 is associated with type 2 diabetes mellitus, Nat. Genet. 26 163–175.

4. Jette N., Coderre E., Nikolaeva M. A., Enright P. D., Iwata A., Smith D. H., Jiang Q., Stys P. K., (2006). Spatiotemporal distribution of spectrin breakdown products induced by anoxia in adult rat optic nerve in vitro J. Cereb. Blood Flow. Metab., 26; pp. 777-786

5. Paillart C., Boudier J. L., Boudier J. A., Rochat H., Couraud F., Dargent B. (1996). Activity-induced internalization and rapid degradation of sodium channels in cultured fetal neurons J. Cell. Biol., 134 (1996), pp. 499-509

6. von Reyn C. R., Spaethling J. M., Mesfin M. N., Ma M., Neumar R. W., Smith D. H., Siman R., Meaney D. F., (2009) Calpain mediates proteolysis of the voltage-gated sodium channel alpha-subunit. J. Neurosci., 29: 1035010356.



PROPIEDADES FUNCIONALES (ANTIDIABÉTICO, ANTIINFLAMATORIO Y DETOXIFICANTE) DEL JUGO DE GARAMBULLO (MYRTILLOCACTUS GEOMETRIZANS) MICROENCAPSULADO

Moreno-Ley Cristina Montserrat, Gallardo-Velázquez Tzayhrí*

Departamento de Biofísica, ENCB-STO TOMÁS, Instituto Politécnico Nacional. Prolongación de Carpio y Plan de Ayala S/N. Col Santo Tomás, CP. 11340, Ciudad de México.

Palabras clave: garambullo, microencapsulación, actividad biológica.

Introducción. Durante los últimos años, se ha incrementado el número de personas que padecen diversas enfermedades crónicas como la diabetes, hipertensión, artritis, entre otras. El ritmo de vida y la dieta son un factor influyente en el desarrollo de estas enfermedades. En los tratamientos para estos padecimientos, los productos naturales han contribuido significativamente al desarrollo de la medicina moderna, ya que dentro del reino Plantae se encuentran diversas fuentes de fitoquímicos, los cuales han demostrado tener propiedades terapéuticas. Dentro de este último género, el garambullo (Myrtillocactus geometrizans) (Figura 1) destaca por sus propiedades antioxidantes, además de ser un fruto endémico de México y poco explotado; uno de los problemas de este fruto es que tiene una vida postcosecha muy corta, por esta razón, se desarrollaron métodos de secado para preservar tanto los compuestos antioxidantes como las betalaínas, demostrando que la técnica de microencapsulado mejoró la biodisponibilidad de dichos compuestos. Sin embargo, ningún estudio ha evaluado si el jugo de garambullo microencapsulado preserva las mismas propiedades que el jugo fresco; por esta razón, esta investigación tendrá como propósito evaluar las actividades antioxidantes, antidiabéticas, así como la antiinflamatoria y la actividad detoxificante; además de obtener el perfil de compuestos bioactivos mediante la cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) [1,2,3]. Metodología. El desarrollo experimental de la presente investigación se divide en tres etapas: la primera es la caracterización química del jugo fresco del garambullo; la segunda es la microencapsulación del jugo y caracterización fisicoquímica del polvo; y finalmente, en la tercera etapa se realizarán los modelos in vitro del jugo fresco y microencapsulado con el fin de conocer si las propiedades funcionales se mantienen, aumentan o disminuyen después de microencapsularse. Resultados y discusión. El jugo de garambullo se obtuvo mediante hidrólisis enzimática y los residuos se prensaron para obtener la mayor cantidad de jugo, obteniendo un rendimiento del 57% para la variedad de Tula (TUL) y 60% para Francisco I. Madero (FIM). Una vez obtenido el jugo se realizaron los análisis de caracterización. Las diferencias observabas entre ambos frutos (Cuadro 1) pueden deberse al tipo de suelo y condiciones climáticas en donde las cactáceas crecieron; Tula de Allende es un lugar más abundante en agua pues las precipitaciones son mayores con 600 mm por año (500

mm para FIM), la temperatura media anual es mayor variando entre 14-18 °C (12-16°C para FMI) y posee mayores cuerpos de agua con suelos más húmedos aunado al tipo de suelo volcánico los cuales se caracterizan por ser altos en minerales y materia orgánica.

Cuadro 1. Caracterización fisicoquímica del jugo de garambullo extraído de los frutos obtenidos del valle del Mezquital (municipio de

Tula de Allende y Francisco I. Madero)

Región TULa FIMb Diferencia

porcentual (%)

%Humedad 84.63±0.82 73.91±0.43 13.52 °Brix 11±0.00 14±0.00 24 Densidad (kg/m3) 1039.4±449.75 1060.4±460.17 2.00 Ácido ascórbico (mg AA/100 gss)

251.03±1.29 288.16±0.44 13.77

ABTS (µM Trolox/100 gss)

112.54±48.75 15.62±6.76 151.24

ABTS (%inhibición) 93.93±40.63 40.1±6.76 80.32 DPPH (µM Trolox/100 gss)

953.53±9.17 698.67±49.62 30.85

DPPH (%inhibición) 55.90±0.60 42.92±3.54 26.27 Betalaínas (mg/100 gss)

18.745±0.04 4.513±0.11 122.38

Betaxantinas (mg/100 gss)

6.044±0.06 1.789±0.07 108.64

Betacianinas (mg/100 gss)

12.701±0.04 2.724±0.00 129.36

Fenoles Totales (mg GAE/100 gss)

10.465±0.16 7.448±3.20 33.68

a Tula de Allende; b Francisco I. Madero. Las muestras son triplicados con sus desviaciones estándar.

La figura 1 muestra el cromatograma de los compuestos que

absorben en 280 nm para los frutos de ambas regiones, los cuales en su mayoría son fenoles; se han identificado mediante bibliografía dos compuestos presentes en el jugo de garambullo: ácido gálico y quercetina, ambos predominantes en ambos frutos.



Figura 1. Cromatogramas para el jugo de garambullo Cromatogramas para el jugo de garambullo

Se lograron separar fracciones del jugo de garambullo por medio de columnas C18 Sephadex (200mg/3 mL), las cuales se aprecian en la figura 2. La fracción anaranjada pertenece a las betaxantinas y la fracción rosada a las betacianinas. Para comprobar lo dicho anteriormente, se realizó un barrido UV de 230 a 600 nm para obtener la absorción máxima (λmax). La bibliografía reporta (Guzmán-Maldonado et al, 2010) que las betaxantinas tienen una absorción máxima a 480-488 nm y las betacianinas de 530-536 nm.

Figura 2. Fracciones obtenidas del jugo de garambullo con columnas C18

El barrido realizado con un lector de microplacas (VICTOR Nivo, PerkinElmer) para ambas fracciones, se obtuvo que la fracción amarilla tiene una λmax de 481 nm y la fracción rosada a 535 nm, datos que coinciden con la bibliografía por lo tanto se confirma que cada fracción pertenece a betaxantinas y betacianinas

Conclusiones y perspectivas.

Aunque ambos frutos provienen del estado de Hidalgo,

existe variación en su composición fisicoquímica debido a distintos factores como la temperatura, precipitaciones e intensidad de luz.

El jugo de garambullo obtenido de los frutos procedentes de Tula de Allende tiene mayores compuestos bioactivos y por lo tanto mayor capacidad antioxidante con respecto a los de Francisco I. Madero.

El análisis con HPLC-DAD demostró que existen diferentes compuestos entre ambos frutos, sin embargo, el ácido gálico y la quercetina están presentes en los dos.

A simple observación de los cromatogramas obtenidos a 488 nm y 536 nm, existen al menos dos tipos de betaxantinas y cuatro tipos de betacianinas para ambos frutos. Se requiere un análisis más profundo como HPLC-MS para lograr identificar y caracterizar dichos compuestos.

Las fracciones obtenidas por columnas C18, presentan coloraciones naranja y rosada, las cuales se demostró con su espectro UV-vis que pertenecen a betaxantinas (481 nm) y betacianinas (535 nm) respectivamente.

Se espera obtener a futuro un pigmento de garambullo microencapsulado que sea estable, pueda aplicarse como aditivo alimentario y que posea propiedades funcionales importantes para el cuidado de la salud. Agradecimientos. Agradecemos a la Dr. Claudia Velázquez Contreras y a la Ing. Carolina Velázquez Rendón por las muestras proporcionadas de garambullo. Referencias.

1. Bouhlali E.T., Hilaly J.E, Ennasir J., Benlyas M., Alem C., Amarouch M.Y. & Filali-Zegzouti Y. (2017). Anti-inflammatory properties and phenolic profile of six Moroccan date fruit (Phoenix dactylifera L.) varities. Journal of King Saud University – Science (2017).

2. Reynoso-Camacho, R., Martínez-Samayoa, P., Ramos-Gomez, M., Guzmán, H. & Salgado, L.M. (2015). Antidiabetic and renal protective properties of berrycactus fruit (Myrtillocactus geometrizans). Journal of medicinal food (0) 2015, 1-7.

3. Yahia, E. M., & Ornelas-Paz, J. J. (2010). Chemistry, stability and biological actions of carotenoids. In L. A., E., & G. A. (Eds.), Fruit and vegetable phytochemicals: Chemistry, nutritional value and stability. Publication, USA: Wiley-Blackwell, A John Wiley & Sons, Inc.

4. Guzmán-Maldonado, S.H., Herrera-Hernández, G., Hernández-López, D., Reynoso-Camacho, R., Guzmán-Tovar, A., Vaillant, F. & Brat, P. (2010). Physicochemical, nutritional and functional characteristics of two underutilized fruit cactus species (Mytrillocactus) produced in central Mexico. Food chemistry, 121: 381-386.

QUINTO BLOQUE


INVESTIGACIÓN E INNOVACIÓN BIOTECNOLÓGICA EN EL CIIDIR DURANGO

Dr. Carlos Galaviz Hernández, Dra. Martha Rosales Castro Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Regional Integral Unidad Durango

CIIDIR DURANGO

Correo electrónico: [email protected], [email protected]

RESUMEN

En el CIIDIR-Durango, existen 5 Academias que participan en el Programa del Doctorado. Se enlistan

las líneas de investigación principales por Academia que participan en el Doctorado. Biotecnología

(Dres. Norma Almaraz, René Torres, Martha Rosales y Yolanda Herrera): bioproductos, variabilidad

genética de plantas; biología molecular de plantas, actividad biológica de plantas medicinales;

aprovechamiento químico de subproductos agroforestales, productos nutracéuticos, y fitoquímica;

sistemática y filogenia de gramíneas. Entomología (Dres. Miguel Correa, Isaías Cháirez): filogenia,

filogeografía y variabilidad genética en insectos; sistemática y taxonomía de invertebrados terrestres y

su aplicación en el desarrollo de Bioinsecticidas. Genómica (Dres. Carlos Galaviz, Ismael Lares,

Verónica Loera, Martha Sosa, Ignacio Villanueva): marcadores de suceptibilidad a preeclampsia y

programación fetal; farmacogenética placentaria; farmacogenética y farmacocinética en

enfermedades complejas; marcadores de riesgo para enfermedades crónico-degenerativas y

farmacogenética de grupos indígenas. Ciencias Ambientales (Dr. Marco Garzón): tratamiento de

aguas residuales por procesos biológicos. Fisicoquímica (Dr. José B. Proal): tratamiento de aguas

residuales industriales y municipales por métodos fisicoquímicos y procesos de oxidación avanzada.

Palabras clave: Biología Molecular Vegetal, Nutracéuticos, Sistemática de insectos,

Farmacogenética, Tratamiento de aguas residuales.


Octubre de 2019



ANÁLISIS FUNCIONAL Y EVOLUTIVO DE LAS ACETILTRANSFERASAS DE HISTONAS

Jazmín Eliana Murcia Garzón1, Alfonso Méndez Tenorio*2, Juan Manuel González Prieto1. 1Centro de Biotecnología Genómica del Instituto Politécnico Nacional, Laboratorio de Biotecnología Vegetal. 2 Escuela Nacional de Ciencias

Biológicas del Instituto Politécnico Nacional, Laboratorio de Bioinformática y Biomedicina Molecular. Prolongación de Carpio y, Calle Plan de Ayala s/n, Santo Tomás, Ciudad de México, CDMX, C.P. 11340, México. Tels: (55) 5729 6300, Ext: 62322, Fax: 53963503

Correo electrónico: [email protected]

Palabras clave: enzimas, cromatina, dominios, promiscuidad, evolución.

Introducción. Los dominios proteicos son considerados como unidades evolutivas y funcionales, y el punto de partida de diversas interacciones con el DNA y otras proteínas. El contenido y organización de los dominios en las proteínas son útiles para trazar la historia evolutiva de las proteínas, especialmente en los análisis evolutivos de proteínas que presentan una alta divergencia a nivel de secuencia y funcional. Un ejemplo de esto son las enzimas acetiltransferasas de histonas (HATs). Las HATs son enzimas que remodelan la cromatina mediante la acetilación de los residuos de lisina de las histonas. Basado en el análisis de motivos y dominios, las HATs están clasificadas en ocho familias: Gcn5/PCAF, Hat1, Hpa2/Hpa3, TafII250, nuclear receptor coactivators, Elp3, CBP/p300 y MYST (3). La razón de porqué las HATs son proteínas tan versátiles en su secuencia y función no está esclarecida, sin embargo, se tienen antecedentes de la presencia de dominios promiscuos en estas proteínas (1). Los dominios promiscuos son también llamados dominios de alta movilidad y les confieren la habilidad de combinarse con otros dominios, además son primordiales para las interacciones proteína-proteína (1). De acuerdo con lo anterior se tiene como objetivo general establecer la probable función biológica de los dominios de las acetiltransferasas de histonas a través del análisis de promiscuidad de estos dominios. Metodología. 84 proteomas de organismos eucariotas representativos de la totalidad de los grupos taxonómicos del dominio Eukarya, fueron obtenidos a partir de la base de datos Uniprot- Proteomes. Estos organismos se distribuyen de la siguiente manera: 11 plantas, 1 Rhophyta, 14 Metazoa, 1 Choanoflagellida, 14 Fungi, 3 Amoebozoa, 18 del grupo SAR, 1 Cryptophytes and 7 Excavata. La determinación de la promiscuidad se dividió en tres fases: 1) búsqueda de los dominios en las proteínas de los proteomas de estudio, utilizando hmmsearch (HMMER package versión 3.1) (Eddy SR, 2011), y los modelos ocultos de markov de todos los dominios contenidos en la base de datos Pfam-A del Pfam (S. El-Gebali, 2019). 2) identificación de las arquitecturas de dominios de los proteomas, mediante la organización de los dominios de la posición amino-carboxilo, y el colapso de los dominios superpuestos, mediante una colección de scripts escritos en lenguaje de programación en Perl v 5.x desarrollados por nuestro grupo de

investigación. 3) Construcción de los bigramas de dominios, eliminando bigramas duplicados (A-A) y recíprocos (A-B=B-A). 4) Determinación de la promiscuidad mediante la medida cuantitativa del índice de frecuencia del bigrama ponderado, utilizando la fórmula de ganancia de información de Kullback-Leibler. Posteriormente, se construyeron árboles utilizando distintas métricas para medir la disimilitud a partir de la comparación de las medidas de promiscuidad de los dominios HAT, y de la totalidad de los dominios que conforman los proteomas de los organismos de estudio. A su vez, se construyeron las filogenias de los dominios PHD y RING, empleando el criterio de la máxima verosimilitud (ML). Resultados y discusión. Un total de 1,567,341 proteínas fueron obtenidas a partir de todos los organismos. A partir de esta colección se obtuvieron las arquitecturas de 1,218,940 proteínas de los 84 proteomas. Estas proteínas están conformadas por 2,245,941 dominios, los cuales están compuestos de 817,676 tipos de bigramas. A partir de estos datos, nosotros observamos que los organismos multicelulares presentaron mayor cantidad de proteínas, arquitecturas, dominios y bigramas, lo cual se relaciona con la forma como han evolucionado los eucariotas (2). Mediante la medida cuantitativa del índice de frecuencia del bigrama ponderado, establecimos tres estados: dominio ausente, no-promiscuo, y promiscuo. A su vez el estado de promiscuidad se dividió en tres niveles: alto, medio, y bajo. A partir de los datos de promiscuidad, concluimos que los dominios HAT más promiscuos son: ZnFC2H2, RING, and PHD (plant homeodomain), con una promiscuidad promedio de 0.0007572, 0.0006693 and 0.0006324, respectivamente. Siendo más promiscuos en los hongos. Los dominios promiscuos son encontrados en proteínas relacionadas con la remodelación de la cromatina, tales como: demetilasas, acetiltransferasas, y las lisina metiltransferasas de histonas. Mientras que los dominios vecinos a los dominios promiscuos tienen funciones principalmente relacionadas con la regulación de la expresión (dominio PHD) (4), y la ubiquitinación (dominio RING) (Cuadro 1). Por otra parte, el árbol obtenido a partir de las medidas de promiscuidad de la totalidad de dominios muestra una perfecta distribución de los grupos taxonómicos (Figura 1), demostrando que la ruta evolutiva que ha sido descrita para las especies se relaciona con la promiscuidad de los dominios. En contraste, el árbol obtenido




a partir de las medidas de promiscuidad de los dominios HAT no sigue la agrupación esperada, lo cual podría estar relacionado con que la información dada por los 27 dominios HAT no es suficiente.

Cuadro 1. Funciones de los dominios vecinos de los dominios PHD y RING

Función Dominios vecinos

Remodelación de la cromatina JmjC, JmjN, PHD, SET, ING, VEFS-Box, ELP1, ARID, PLU-1

Interacciones proteína -proteína Elm2, SH3, SWIM

Regulación de la transcripción ELP1, IBR, SNF2, SPOC

Unión al DNA y a la cromatina Horma, ZNF1p, Myb-DNA-binding, PLU-1, PH_10

Reparación del DNA SMC-Nse1, Horma, SNF2

Vias de transducción FHA, Cupin-8

Unión a iones metálicos Fingers Zinc

Ubiquitinación RING

JmjC: Jumonji C, JmjN: Jumonji N, SET: Su(var)3-9, Enhancer-of-zeste and Trithorax, ING: Inhibitor of growth proteins N-terminal histone-binding, VEFS-Box: VRN2-EMF2-FIS2-Su(z)12) box, ELP1: elongator complex protein 1, SPOC: Spen Paralogue and Orthologue C-terminal y FHA: forkhead-associated.

Figura 1. Árbol de Neighbor Joining basado en los niveles de promiscuidad de todos los dominios en eucariotas. Distancias calculadas por la medida de disimilitud basada en el método de Nei y Li, 1979. Los colores de los

clados indican los grupos taxonómicos del dominio Eukarya. De acuerdo a lo anterior, los dominios PHD y RING en hongos son considerados como los dominios HAT más promiscuos en eucariotas. Estructuralmente PHD y RING son dominios tipo dedos de Zinc, de aproximadamente 50 aa y 80 aa, respectivamente, los cuales contienen residuos de cisteínas e histidinas altamente conservados. Estos dominios fueron encontrados en 170 (PHD) y 95 (RING) proteínas del grupo taxonómico fungi. A partir del análisis filogenético de los dominios PHD y RING, observamos que la agrupación de las secuencias del dominio PHD está relacionada con la función de las proteínas contenedoras. A

diferencia del dominio RING donde no se observa ningún patrón de agrupamiento (Figura 2).

a b Figura 2. Reconstrucción filogenética del dominio a) PHD y b) RING en

proteínas de fungi. El color de los clados y las ramas indican la diversidad de funciones en las que participan las proteínas contenedoras de estos

dominios. Conclusiones y perspectivas. La mayoría de las familias HAT presentan varios dominios promiscuos, a los cuales se les ha conferido la capacidad de generar nuevos arreglos en las proteínas que los contienen, otorgándoles una alta diversidad estructural y funcional. Uno de nuestros principales hallazgos muestra que la evolución de la promiscuidad de los dominios tiene una relación directa con la historia evolutiva de los organismos eucariotas. Mientras que los dominios exclusivos de las HAT no parecen tener una relación con la evolución de los organismos. PHD y RING son los dominios HAT más promiscuos principalmente en los hongos. Estos dominios están asociados con proteínas que remodelan la cromatina y son reguladores transcripcionales y post-traduccionales. Por lo tanto, con estos dominios se realizarán estudios de tipo estructural con el fin de elucidar la función de estos dominios. Agradecimientos. A la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas del Instituto Politécnico Nacional. A la beca otorgada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología-CONACYT. Referencias. 1. Basu, M; Poliakov E; Rodozin I. 2009. Domain mobility in proteins: functional and evolutionary implications. Briefings in Bioinformatics. Volumen (10): 205-216. 2. Cavalier-Smith T., Chao E.., Snell E., Berney C., Fiore-Donno A., Lewis R. 2014. Multigene eukaryote phylogeny reveals the likely protozoan ancestors of opisthokonts (animals, fungi, choanozoans) and Amoebozoa. Molecular Phylogenetics and Evolution. 81: 71-85. 3. Murcia, J. 2016. Análisis y clasificación molecular de las enzimas que remodelan la estructura de la cromatina. Instituto Politécnico Nacional. Centro de Biotecnología genómica. 4. Sanchez R and Zhou Ming-Ming. 2011. The PHD Finger: A Versatile Epigenome Reader. Trends Biochem Sci. 36(7): 364–372.

https://es.wikipedia.org/wiki/Árbol



CARACTERIZACIÓN MOLECULAR Y AGRONÓMICA DE CRUZAS EXPERIMENTALES DE MAÍZ PRODUCIDAS A TRAVÉS DE SELECCIÓN ASISTIDA POR MARCADORES (SAM) PARA EL CONTENIDO DE ACEITE Y PROTEÍNA.

Juan P. Valenzuela-Apodaca1, Abraham Cruz-Mendívil2, Grethel P. Gaytán-Pinzón1, Luis A. Peinado-Fuentes3, Eduardo Sandoval-Castro2,

Carlos L. Calderón-Vázquez1,*

Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional (CIIDIR) Unidad Sinaloa, Instituto Politécnico Nacional, Guasave, México. Teléfono: (687) 872 9625, ext: 87662. Correo electrónico: [email protected]

Palabras clave: Genotipificación, Polimorfismos, Doble Haploide, Selección Asistida, Maíz.

Introducción. El maíz es el tercer cultivo más importante a nivel mundial, con una producción anual de alrededor de 1,060 millones de toneladas (FAOSTAT, 2018). El almidón representa entre el 72 y 73% del peso del grano, las proteínas constituyen entre el 8 y el 11% del peso del grano y los lípidos constituyen entre el 3 y el 18%. Un estudio realizado por la Universidad de IIlinois a través de 100 años de selección recurrente logró incrementar el contenido de aceite en maíz hasta un 22%, sin embargo el rendimiento de grano disminuyo en x% (Dudley y Lambert, 2004). Por otro lado, el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) utilizó selección recurrente para contenido de aceite en 4 poblaciones de maíz blancas y amarillas del Noroeste y del Bajío de México, y después de 8 ciclos de selección lograron alcanzar un 6.7-8.1% de aceite sin sacrificar el rendimiento de grano. A partir de las 4 poblaciones con alto contenido de aceite se derivaron 49 líneas doble haploide (DH), que fueron genotipados mediante la tecnología DArTSeq obteniendo un total de 35,770 polimorfismos de nucleótido simple (SNP) los cuales permitieron realizar análisis de distancia genética que permitieron definir 4 poblaciones maíz con valores de distancias entre líneas para crear un conjunto de predicciones de cruzas (Ríos-Sandoval, 2018). En paralelo, las líneas DH fueron caracterizadas en los valores de calidad del aceite (acidez, índice de peróxido, saponificación y contenido de yodo). 21 ácidos grasos fueron identificados en todas las muestras, principalmente el palmítico, oleico y linoleico que se presentaron en mayor contenido (Gaytán-Pinzón, 2018). Posteriormente, Valenzuela-Apodaca (2018) realizó un análisis de asociación genómica (GWAS) con los 35,770 SNPs logrando la identificación de 3 SNPs asociados al contenido de proteína y 23 SNPs asociados al contenido de aceite, dichos marcadores estuvieron cercanos a 4 genes involucrados en la biosíntesis de lípidos y de 2 genes relacionados con biosíntesis de proteínas (protein FATTY ACID EXPORT 1, ammonium transporter 2, cold and drought-regulated protein CORA, 3´-N-debenzoyl-2´-Nbenzoyltransferase y protein phosphatase 2c1, STRUBBELIG-RECEPTOR FAMILY1, respectivamente.Li et al. (2013) mediante RNA_Seq identificaron 22 loci asociados con contenido de aceite en maíz, así como 5 genes principalmente responsables de la biosíntesis de ácidos grasos: FAD2, ACP, LACS, WRI1 y COPII. El objetivo del presente trabajo es conocer las bases genéticas relacionadas a los rasgos de contenido de aceite y proteína en las diferentes poblaciones de maíz del Bajío y Noroeste de México

mediante herramientas moleclares, tales como PCR en tiempo real y High Resolution Melting (HRM), con la finalidad de crear un esquema de cruzas dirigidas basadas en predicciones. Metodología. El material genético consiste en 49 líneas doble haploides obtenidas después de 8 ciclos de selección recurrente para alto contenido de aceite en las 4 poblaciones de maíz, distribuidas de la siguiente manera: 5 amarillas del Bajío, 5 amarillas del Noroeste, 3 blancas del Bajío y 34 blancas del Noroeste. El ADN de las semillas se extrajo por el método CTAB/SARCOSYL con algunas modificaciones (Stewart y Via, 1993). Posteriormente se diseñaron los oligos para los SNPs reportados en el software Primer3 v.0.4.0 y sintetizados por la compañía T4OLIGO. La presencia de los SNPs en las líneas será evaluada mediante la técnica de HRM, una técnica post-pcr que se realizará en el equipo QuanStudio 7 Flex (Applied Biosystem, USA). Una vez definido los SNPs que estén presentes específicamente en las líneas, se realizarán predicciones de cruzas las cuales van a ser evaluades en el ciclo otoño-invierno 2019 a nivel agronómico. Con las semillas F1 de las cruzas se evaluará el contenido de aceite por el método Soxhlet por triplicado presentando los resultados en %. El contenido de proteína será determinado por el método Kjeldahl por triplicado presentando los resultados en %, de igual forma se buscarán los alelos por medio HRM para determinar si la cruza F1 cuenta con dicho alelo y verificar si afecta en el contenido de aceite o proteína. Resultados y discusión. Las extracciones de ADN mediante CTAB/SARCOSYL fueron evaluadas mediante un equipo Nanodrop 2000c, procurando que las concentraciones superaran los valores de 400ng/ul, los valores de calidad de relación 260/280 se obtuvo con valores de entre 1.8 y 2.0, mientras que los valores 260/230 oscilaron entre 1.7 y 2.0, posteriormente se verificó la integridad del ADN mediante electroforesis como se muestra en la figura 1.



Figura 1. Extracciones de ADN realizadas con el método

CTAB/SARCOSYL vistas en un gel de agarosa al 2%. Los primers fueron diseñados conforme a las especificaciones para HRM en el equipo QuanStudio 7 flex con una longitud de entre 20 y 19 pb, una Tm que oscila entre 59.6 y 59.2 °C, un %GC de entre 39.1 y 50 y un tamaño de producto final de entre 74 y 114 pb (cuadro 1).

SNP ID Chr Posición Oligo F Oligo R Longitud (F/R) Tm(F/R) %GC(F/R)

9714119 5 190321766 tctgggagagatgagggtaaac cgtctttggaaggatcgtg 22/19 59.6/59.2 50/502.6

5589069 7 141044791 gtctgcattcacgcacattg cccttcttatgttcttcctcttg 20/23 61.3/58.5 50/43.5

100156460 8 167539498 actcaatgtcgaacgctacg agcgctagatttggagtgagag 20/22 59/60.2 50/50

100128348 9 18542642 ggtttcagagaggaaattcagg ttgatgcagataactctgtttcc 22/23 59.2/58.4 45.5/39.1

2412207 9 18542642 agggttcaaggtgttcatcg acagcagctcctgaatttcc 20/20 60/59.4 50/50

5586538 7 163521488 catacgttcacgcatgtgac cgacaagaagtcgattgagg 20/20 58.6/58.4 50/50

Cuadro 1. Oligos diseñados para cada uno de los alelos asociados a genes de interés que se van a buscar en las líneas DH mediante HRM. Se han desarrollado 20 cruzas dirigidas basadas en distancia genética, días de floración y contenido de aceite y proteína las cuales se sometieron a evaluaciones agronómicas con el fin de acelerar el programa de mejoramiento y verificar si los alelos resultan presentes en las cruzas (cuadro 2).

Cruza Dist. Gen. % Aceite % Proteína

PBN 119xPBN 183 0.22139107

8.26x7.53 11.09x10.06

PBN119XPBN11 0.20126261

8.26x6.36 11.09x11.06

PBN 83XPBB183 0.22048707

7.44x7.53 10.94x10.06

PBN 19XPBB183 0.21644391

6.9x7.53 12.22x10.06

PBN 19XPBN11 0.20478205

6.9x6.36 12.22x11.06

PBB183XPBN32 0.2235306

7.53x7.43 10.06x11.91

PBB183XPBN17 0.21855445

7.53x7.62 10.06x9.10

PBB183XPBN111 0.21876682

7.53x7.53 10.06x14.18

PBB183XPBN11 0.21958501

7.53x6.36 10.06x11.06

PBN83XPBN17 0.2048499

7.44x7.62 10.94x9.10

PBN83XPBN11 0.20034353

7.44x6.36 10.94x11.06

PBN119XPBN29 0.21084155

8.26X7.57 11.09X13

PBN119XPBB178 0.2167786

8.26X6.8 11.09X11.03

PBN119XPBN39 0.20655341

8.26X6.72 11.09X10.77

PAN144XPAN139 0.22051382

6.71x6.16 15.58x10.92

PAN144XPAN141 0.20968368

6.71x7.5 15.58x13.63

PAN144XPAB236 0.22765253

6.71x6.79 15.58x13.12

PAN139XPAN141 0.20048094

6.16x7.5 10.92x13.63

PAN139XPAB236 0.21997424

6.16x6.79 10.92x13.12

PAN141XPAB236 0.21832691

7.5x6.79 13.63x13.12

Cuadro 2. Predicciones de cruzas con las líneas DH que presentaron mejor contenido de aceite y/o proteína. Conclusiones y perspectivas. Las extracciones de ADN fueron realizadas exitosamente las cuales se han almacenado a -20°C para posteriormente ser sometidas a reacciones de PCR en tiempo real y HRM con los primers que se han sintetizado. Una vez detectados los alelos específicamente en las líneas DH, se realizará el esquema de cruzas dirigidas para ser evaluadas agronómicamente en el ciclo otoño-invierno 2019 en el estado de Sinaloa. 1. Referencias. Valenzuela-Apodaca, JP. 2018. Análisis de

asociación genómica para contenido de aceite, proteína y rendimiento en líneas doble haploide de maíz blanco y amarillo. CIIDIR-IPN, Unidad Sinaloa. Laboratorio de Genómica Funcional.

2. Gaytán-Pinzón, GP. 2017. Caracterización de aceite de líneas doble haploide de maíz (Zea mays) blanco y amarillo. CIIDIR-IPN, Unidad Sinaloa. Laboratorio de Genómica Funcional.

3. Ríos-Sandoval, CA. 2017. Caracterización genética de líneas dobles haploides de maíz para el desarrollo de híbridos con potencial agronómico en Sinaloa. CIIDIR-IPN, Unidad Sinaloa. Laboratorio de Genómica Funcional.



4. FAOSTAT. 2018. Base de datos estadísticos de la FAO. Disponible en: http://faostat.fao.org/ (consultado en abril de 2018).

5. Dudley, J. W., & Lambert, R. J. (2004). 100 generations of selection for oil and protein in corn. Plant breeding reviews, 24(1), 79-110.



POTENCIAL CITOTÓXICO Y APOPTOSIS MEDIADA POR METILACIÓN DE ADN DE EXTRACTOS ETANÓLICOS DE AGAVE DURANGENSIS Y FOUQUIERIA SPLENDENS

Génesis Francisca Gallegos Hernández, Norma Almaraz Abarca *.

Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional, Unidad Durango, Instituto Politécnico Nacional, Sigma 119, Fraccionamiento 20 de Noviembre II, 34220 Durango, Dgo., México, tel.: (618) 8 14 20 91, ext.82603, e-mail: [email protected].

Palabras clave: Agave durangensis, Fouquieria splendens, citotoxicidad, metilación ADN

Introducción. Los compuestos fenólicos son un tipo de metabolitos secundarios que poseen una amplia gama de actividades biológicas (1). Los extractos etanólicos de Agave durangensis Gentry y Fouquieria splendes Engelm son fuente importante de compuestos fenólicos con actividad antioxidante, antidiabética y antibacteriana (2,3); sin embargo, para que preparaciones herbales puedan ser usadas en humanos es necesaria la previa realización de ensayos biológicos y evaluaciones fitoquímicas para determinar sus potenciales efectos tóxicos. En la actualidad se busca evaluar el potencial tóxico de un medicamento o de un fitoquímico también mediante enfoques moleculares, como su impacto en el epigenoma, con el propósito de obtener más información acerca del daño provocado por una substancia (4). La metilación del ADN es uno de los mecanismos más comunes de regulación epigenética, cuyos niveles pueden ser modulados por los compuestos fenólicos, es el mecanismo epigenético más estudiado y se ha revelado que afecta a genes implicados en diferentes vías celulares incluida la apoptosis (5). El objetivo del presente estudio es determinar el efecto citotóxico y el nivel de metilación de ADN asociado a genes involucrados en el desencadenamiento de apoptosis celular sobre una línea de fibroblastos dermales y células derivadas de glioblastoma humano, al aplicar extractos foliares ricos en compuestos fenólicos de Agave durangensis y Fouquieria splendens. Metodología. Se recolectó tejido foliar de ambas especies vegetales, a partir de plantas de sus poblaciones naturales en el estado de Durango. Se prepararon extractos de los tejidos foliares secos macerados en etanol (80% v/v). Se caracterizaron y aislaron los compuestos fenólicos principales presentes en A. durangensis y F. splendens por medio de técnicas cromatográficas (HPLC-DAD y CP) y el uso de compuestos estándar. La actividad citotóxica de diferentes concentraciones de los extractos etanólicos se evaluará en fibroblastos (HDFa) y células derivadas de glioblastoma humano (U-251, LN229 y U87) por medio del ensayo MTT y azul de tripano. Para el análisis epigenético, el ADN total de cada línea celular se obtendrá y analizará de forma independiente. La detección de la variación epigenética global del genoma de las líneas celulares expuestas a los extractos se llevará a cabo por el método de polimorfismo de amplificación sensible a la metilación (MSAP). Se estimarán los niveles de metilación de las regiones promotoras de los genes TP53 y/o CASP 3 por medio del método de metilación específica PCR

(MSP-PCR). La citotoxicidad celular se analizará utilizando el software GraphPad Prism 5.0. Los resultados se someterán a ANOVA de una vía y la discriminación de medias se hará con la prueba de Bonferroni (p < 0.05). La comparación del número de loci metilados entre las células sin estímulo y las estimuladas por los extractos vegetales y los respectivos controles se evaluará mediante análisis multivariados. Resultados y discusión. Los resultados de HPLC-DAD revelaron un total de 10 principales compuestos fenólicos en los tejidos foliares de F. splendens (Figura 1). La interpretación de los espectros UV de los compuestos resueltos y la comparación de los mismos, y de los tiempos de retención, con los de estándares sugirió que siete compuestos fueron ácidos fenólicos o derivados (1-4, 7, 9, 10), entre ellos, ácido elágico (7); y que tres fueron flavonoles, un derivado del flavonol miricetina (5) y dos derivados 3-O-glicósidos del flavonol quercetina (6 y 8); el compuesto 6 se identificó como rutina (quercetina-3-O-[ramnosil(1-6)-glucósido). De acuerdo al cromatograma de la Figura 1, el ácido elágico fue acumulado en mayor concentración. Este ácido tiene un importante potencial para el tratamiento de enfermedades crónicas como cáncer, diabetes, y Alzheimer (6). Ejemplos de los espectros UV de algunos de los principales compuestos fenólicos encontrados se muestran en la Figura 2.

Figura 1. Cromatogramas obtenidos por HPLC-DAD (registrados a 265 nm) de extractos etanólicos de las hojas de Fouquieria

splendens



Figura 2. Espectros UV HPLC-DAD (registrados entre 200 y 400 nm) de algunos compuestos fenólicos encontrados en los extractos etanólicos de hojas de Fouquieria splendens. La cromatografía en papel de doble dimensión, utilizada para el aislamiento de los compuestos fenólicos del extracto etanólico de F. splendens permitió obtener 6 compuestos principales. Los colores de las manchas encontrados fueron: morado para los compuestos F1 y F2; y marrón para los compuestos F3.1, F3.2, F4.1 y F4.2, con valores de Rf de 0.6, 0.77, 0.46, 0.74, 0.46 y 0.74, respectivamente, lo que indicó variabilidad en la polaridad de esos compuestos. Cinco compuestos viraron a color amarillo después de la exposición a vapores de amoniaco, lo que sugiere qu esos compuestos son flavonoles glicósidos o derivados de ácidos fenólicos. Los resultados obtenidos están en desacuerdo con los reportados también para los tejidos foliares de F. splendens por Wollenweber (1994), quien, por cromatografía en capa delgada (TLC), identificó flavonas, como apigenina y luteolina, y flavonoles, como kaempferol y quercetina. La presencia de ácido elágico en las hojas de F. splendens también fue reportada por Scogin (1978); sin embargo, los resultados del presente trabajo no indicaron la presencia de isoquercitrina, ácido caféico, ni de la cumarina escopoletina, sí reportadas por Scogin (1978). La diferencia entre los resultados reportados anteriormente y los del presente estudio se puede deber a variaciones en los métodos de extracción y análisis utilizados o a que se analizaron quimiotipos diferentes, presentes en localidades geográficas y ambientes también diferentes. Conclusiones y perspectivas. Los tejidos foliares de F. splendens acumulan una diversidad importante de compuestos fenólicos. El ácido elágico es uno de los compuestos principales, debido a su alta concentración relativa. Los resultados del presente estudio ampliarán el conocimiento de la bioactividad de los extractos fenólicos de A. durangensis y F. splendens, cuyas propiedades medicinales, reconocidas etnobotánicamente, no han sido corroboradas por estudios bioquímicos y moleculares. Los resultados también generarán conocimiento para sustentar el potencial de los productos naturales para el desarrollo de nuevos fármacos. Agradecimientos. Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología por el apoyo económico (786372), al Instituto politécnico Nacional y

Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional Unidad Durango por las instalaciones para poder llevar a cabo esta investigación y a mis asesores por las sugerencias recibidas para el enriquecimiento de este trabajo. Referencias. 1. Pandey, K; Rizvi, S. 2009. Plant polyphenols as dietary antioxidants in human health and disease. Oxid Med Cell Longev 2(5): 270-278.

2. Almaraz-Abarca, N. 2011. Agave durangensis. Primera edición. CONACYT-Instituto Politécnico Nacional-COCYTED. México. 108-129.

3. Monreal-García, H.M. 2014. Compuestos biológicos y la actividad fenólica de tres especes de plantas silvestres del estado de Durango México (Fouquieria splendens, Dodonea viscosa y Physalis angulata). Tesis (Maestría en Ciencias). Instituto Politécnico Nacional. Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional. México.

4. Dueñas-Gonzalez, A; Alatorre, B; Gonzalez-Fierro A. 2014. The impact of DNA methylation technologies on drug toxicology. Expert Opin Drug Met 10 (5): 637-646.

5. Gopisetty, G; Ramachandran, K; Singal, R. 2006. DNA methylation and apoptosis. Mol Immunol 43 (11): 1729-1740. 6. Derosa, G; Maffioli, P; Sahebkar A. 2016. Ellagic Acid and Its Role in Chronic Diseases. In: Gupta S., Prasad S., Aggarwal B. (eds) Anti-inflammatory Nutraceuticals and Chronic Diseases. Advances in Experimental Medicine and Biology. Vol 928. Springer, Switzerland.



DESARROLLO DE RECUBRIMIENTOS, BASADOS EN POLÍMEROS NATURALES, PARA SU APLICACIÓN EN LA CONSERVACIÓN DE HUEVO FRESCO Y EMBRIONADO.

Georgina Salud Cortés Ramírez, Diana Verónica Cortés Espinosa* Instituto Politécnico Nacional, Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada, Carretera Estatal Tecuexcomac-Tepetitla Km 1.5, Tlaxcala, 90700,

México. E-mail: [email protected]

Palabras clave: huevo, recubrimiento, biopolímeros, polisacáridos.

Introducción. Actualmente, los productos derivados de pollo son de gran consumo alrededor del mundo, esto se debe a la riqueza nutricional que presentan los mismos. A nivel Latinoamérica, México representa el segundo lugar en la producción de pollo de engorda con un 14.5% y en el caso de las gallinas ponedoras de huevo para consumo, se encuentra posicionado en el primer lugar con el 34.3% de la producción total [1]. A pesar del alto consumo de huevo a nivel nacional, se tiene el inconveniente de que es un producto altamente perecedero, disminuyendo su frescura considerablemente a las 2 semanas desde su puesta [2]. Además, la manipulación, transportación y almacenamiento, propician las condiciones necesarias para que el huevo para plato y el huevo fértil sean susceptibles a contaminaciones, rupturas y a un alto índice de mortalidad en el caso de este último; generando de esta manera perdidas millonarias para la industria avícola. Por otra parte, la industria tradicional de empaques ha considerado a los polímeros sintéticos como materia prima en la síntesis de películas; sin embargo, la problemática que presentan es la nula degradabilidad, así como el mínimo reciclado, teniendo una mayor producción y por ende la generación de más contaminantes [3]. Con ello, se pretende proponer la generación de otros tipos de empaques alimenticios, denominados como recubrimientos o coberturas, buscando que no representen un riesgo al ambiente, al ser biodegradables, sean comestibles formando parte integral del alimento, no generen un impacto negativo en sus características sensoriales y en el caso del huevo sean una barrera contra agentes externos y disminuyan la transferencia de gases aumentando así el tiempo de vida de anaquel del producto. Metodología. Para la realización del presente trabajo serán necesarias 3 etapas metodológicas, mostradas en la figura 1:

Figura 1. Esquema general de las etapas de elaboración del proyecto. 1) Desarrollo de formulaciones y análisis de costos. Consiste en generar diferentes recubrimientos para huevo, determinar su efectividad en el huevo para consumo y en huevo fértil; y hacer un análisis de costo de producción de manera simultánea.

2) Caracterización. En esta etapa se evalúan los recubrimientos con mejores resultados, para ello se hará uso de técnicas como SEM que nos proporcionará resultados sobre la morfología del recubrimiento, tamaño de poro y grosor; técnicas analíticas para determinar parámetros comparables con un plástico sintético; tales como resistencia al quiebre, elongación, fuerza de corte y la permeabilidad al vapor de agua, parámetro fundamental en los empaques de barrera. 3) Escalamiento. Se trata de escalar el proceso en un modelo semi-industrial, con la finalidad de hacerlo reproducible bajo estas condiciones La etapa de formulación será descrita, debido a que es la que muestra resultados en el apartado siguiente. Para la realización de los recubrimientos comestibles se desarrollaron diferentes diseños experimentales, por bloques, para determinar las concentraciones a utilizar de cada uno de los componentes; en este caso se utilizó una base polimérica, una proteína y un plastificante. Las formulaciones generadas se mezclaron en agua a agitación constante hasta lograr la homogenización, con calentamiento; posteriormente se bajó la temperatura de la solución para su aplicación en huevo para plato. La técnica de aplicación utilizada fue por aspersión, cabe destacar que se realizó un diseño experimental a dos niveles con un total de 34 formulaciones con triplicados en cada aplicación evaluado a 3 diferentes temperaturas 4, 25 y 37°C, a los cuales se les evaluaron los siguientes parámetros de calidad: pérdida de peso, cámara de aire, unidad de Haugh (HU), Índice de yema (YI), pH de yema y clara, capacidad y estabilidad de espuma. Una vez obtenidas las mejores propuestas se desarrolló una segunda selección con base en su capacidad antimicrobiana, para ello se tomaron los recubrimientos que dieron mejores puntuaciones a la calidad del huevo; se realizó un diseño experimental de 2 factores con estos recubrimientos a las temperaturas de 4, 25 y 30°C; una vez aplicados los recubrimientos se contaminó cada unidad experimental con una concentración de 1 x 103 esporas, excepto los controles negativos. Resultados y discusión. De acuerdo con el primer diseño experimental, se decidieron evaluar las 34 formulaciones a 3 temperaturas diferentes. Semanalmente se monitorearon las unidades experimentales; llevando registro de su peso y el aumento de la cámara de aire; a la semana 6 se sacrificaron todas las unidades experimentales y se evaluaron los parámetros antes mencionados. La tabla 1, mostrada a continuación, nos presenta de manera resumida los resultados obtenidos para cada tratamiento, cabe mencionar que los resultados obtenidos de la temperatura 37°C no



fueron mostrados ya que en todos los casos no se encontraron diferencias significativas respecto al control, lo que nos indica la inefectividad de los recubrimientos a esa condición. De acuerdo con el análisis estadístico (Pv< 0.05), se encontró que los recubrimientos con diferencias significativas y con puntuaciones de calidad por encima respecto al control fueron F34, F20, F32, F22, F15, F7, F9, F11 Y F4 en orden de mayor a menor. Tabla 1. Comparativa de los parámetros de calidad en huevo en los

diferentes recubrimientos evaluados.

Los símbolos + y ++ indican diferencia significativa y puntuaciones de mayor calidad respecto al control respectivamente; el símbolo = indica que no existen diferencias

significativas respecto al control; el símbolo - en los recuadros indica puntuaciones de calidad por debajo de los valores del control.

Una vez seleccionadas los 9 mejores recubrimientos, se decidió realizar un segundo proceso de selección con base a su capacidad antimicrobiana, ya que un parámetro importante durante el almacenamiento es precisamente la resistencia al ataque microbiano, principalmente fúngico. Los huevos recubiertos con las formulaciones seleccionadas, así como los controles negativos se sacrificaron a la tercera semana de haberse contaminado, en condiciones de esterilidad, se tomó una muestra del interior del huevo y se inoculó en caja Petri con agar PDA, las muestras fueron almacenadas a 30°C por 7 días, (figura 2).

Figura 2. Fotografías de la evaluación en la prueba de contaminación con Aspergillus niger.

Con las pruebas en placa se obtuvo que la temperatura con mayor riesgo de contaminación es 25°C, ya que los recubrimientos F7, Fn, F20 y F32 se vieron más vulnerables a esta temperatura. Por otra parte, los recubrimientos F4, F34, F35, F36 y F37 permanecieron sin contaminaciones en la mayoría de los casos. Además se encontró que estos últimos favorecieron las puntuaciones en la calidad del huevo (HU y YI) encontrándose por encima del control a la tercera semana posterior a la contaminación, tabla 2.

Tabla 2. Comparativa de los recubrimientos utilizados respecto al

control en los parámetros de calidad en huevo HU y YI.

TRAT

HU YI

4°C 25°C 30°C 4°C 25°C 30°C

F4 ++ ++ ++ = ++ =

F7 = = + = + +

FN = + + = ++ =

F20 ++ - ++ = - =

F32 ++ + ++ = + =

F34 ++ ++ ++ = ++ +

F35 + + + = + +

F36 ++ ++ ++ + ++ +

F37 + + ++ + ++ = Los símbolos + y ++ indican diferencia significativa y puntuaciones de mayor calidad

respecto al control respectivamente; el símbolo = indica que no existen diferencias significativas respecto al control; el símbolo - en los recuadros indica puntuaciones de calidad por debajo de los valores del control.

Conclusiones y perspectivas. En el primer proceso de selección se obtuvieron 9 formulaciones que tuvieron puntuaciones de calidad más altas respecto al control. Las formulaciones realizadas a base de pectina y aloe se descartaron por su inefectividad. El aloe estimula el crecimiento de microorganismos, esto se sugiere es debido a su alto contenido en azucares libres. El quitosano proporciona las propiedades antimicrobianas a las formulaciones que lo contienen. Las formulaciones F7, F20, FN y F32 permitieron el ingreso de microorganismos al interior del huevo en al menos una temperatura evaluada. Las formulaciones F4, F34, F35, F36 y F37 fueron buena barrera física de microorganismos en la mayoría de las temperaturas y obtuvieron las mejores puntuaciones en HU y YI con diferencias significativas respecto a los controles. Agradecimientos. A los estímulos económicos de Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) por el otorgamiento de la beca número 718874. Al Instituto Politécnico Nacional por el apoyo brindado al proyecto SIP20195501.

Referencias.

POLIMERO TRAT

4°C 25° 4°C 25° 4°C 25° 4°C 25°

F1 + - - - = = + = 7.88

F4 + + + - = = + = 1.83

F5 + - - - = = + = 2.84

F7, 9, 11 + - + - = = = = 2.69–4.43

F8, 10, 12 - - - + ++ = + = 2.59-4.33

PECTINA F13, F14 - - - - + = ++ ++ 2.43

F15, F17 - + + + ++ = ++ ++ 3.03

F16, F18 - - - - + + ++ ++ 2.93

ALG+ ALM F19-F22 + + + + ++ + ++ ++ 0.96-1.23

F23, F25 + - - + + + ++ ++ 2.64

F24, F26 + - + - + + ++ ++ 2.54

F27, F29 - - - - + + + + 1.03

F28, F30 + - + - ++ + + ++ 0.93

F31, F33 - - - - + ++ ++ ++ 0.64

F32, F34 + + + + ++ ++ ++ ++ 0.57

ESTABLE COSTO

(Cent)

QUITOSAN

(Q)

ALOE + Q

ALG +

AMIPEC

CMC +

AMIPEC

HU YI BATIDO

ALG

CMC



1. Watt, G.; O´Keefe, T.; Ruiz, B. 2018. Productores Lideres de Pollo en Engorda y Ponedoras. Industria Avícola. 65 (4): 1-34

2. Xu, L.; Zhang, H.; Lv, X.; Chi, Y.; Wu, Y. & Shao, H. 2017. Internal

quality of coated eggs with soy protein isolate and montmorillonite: Effects of storage conditions, International Journal of Food Properties, 20:8, 1921-1934.

3. Rutiaga-Quiñones, O., Elaboracion de películas plasticas

flexibles a partir de polimeros naturales como una alternativa de empaque y la evaluacion de sus propiedades, in facultad de ciencias biológicas. 2002, UANL: Monterrey, N.L. p. 136 pp.



1

Generación de electricidad a partir de vinaza de mezcal en un proceso sistema de biorrefinería.

Sergio Alberto Díaz Barajas, Marco Antonio Garzón Zúñiga*, Iván Moreno Andrade, Blanca Estela Barragán Huerta, Juan Manuel Vigueras Cortés.

Teléfono: (+52) (618) 814 4540 ext 82604. [email protected]

Palabras clave: Vinaza, Biorrefinería, Fermentación oscura, CCM, Mezcal.

Introducción. El mezcal es una bebida alcohólica elaborada de forma mayormente artesanal, cuya producción trae consigo la generación de vinazas, aguas residuales altamente contaminantes con presencia de materia orgánica y contaminantes tóxicos y recalcitrantes, este trabajo propone que estos efluentes en vez de ser tratados sean aprovechados para la obtención de energía de interés mediante la aplicación del concepto de tren de biorrefinería, que en la actualidad se estudia para desechos sólidos. El objetivo de la presente investigación es aplicar el concepto de biorrefinería a desechos líquidos y evaluar un tren de dos etapas: una fermentación oscura (F.O.) para la obtención de hidrógeno y una celda de combustible microbiano (CCM) de una cámara para la generación de energía eléctrica a partir de vinazas de mezcal utilizando un tren de biorrefinería diferente al reportado en trabajos previos con residuos sólidos.

Metodología. La fermentación oscura se realiza en un reactor secuencial por lotes anaerobio (A-SBR) de 800 mL para producir gas rico en hidrógeno y un efluente con una alta concentración de ácidos grasos volátiles (AGV) a partir de vinazas de mezcal, el cual se opera con un volumen de trabajo de 600mL y 200mL de espacio libre para la acumulación de gas (espacio de cabeza). Los AGV´s servirán de sustrato fácilmente degradable para la producción de energía eléctrica en la una CCM de una cámara (3) siguiendo la siguiente metodología: a) Obtención y activación del Inóculo: Como inóculo se usarán 20 g/L de lodos provenientes de una planta de tratamiento de aguas residuales tratados con un shock térmico a 105°C para inhibir organismos metanogénicos y promover la formación de bacterias productoras de hidrógeno. El lodo será activado utilizando glucosa (2 g/L) y vinaza (1%) en el A-SBR, operado con un volumen de intercambio de 50% y un TRH de 1 d. Este se considerará activado cuando en el reactor se observe una producción de AGV´s y un consumo de materia orgánica (DQO) de forma constante (1); b) Adaptación de la Biomasa: Se aplicó un TRH de 4 d aumentando la concentración de vinaza y disminuyendo la de glucosa gradualmente (Tabla 1) evitando así que se inhiba su actividad por la presencia de compuestos tóxicos presentes en la vinaza.

Tabla 1. Etapas de adaptación de biomasa a diferentes concentraciones de vinaza

Etapa Vinaza (%) Glucosa (g/L)

I 7 1.5

II 15 1.0

III 30 0.5

IV 45 0.25

c) Evaluación del efecto del TRH en la fermentación oscura: Una vez adaptada la biomasa se evaluará a que TRH (1, 2, 3, 4 d) se generan las mayores concentraciones de AGV e hidrógeno. d) Evaluación del efecto de la concentración de AGV en la generación de electricidad en una CCM: Se aplicarán 4 diferentes concentraciones iniciales con un TRH de 7 días (2).

Resultados y discusión.

Para poder generar una F.O. el A-SBR se mantuvo a pH 5.5±0.2. En los primeros 4 días de activación del inóculo se observó producción y consumo de AGV alternadamente junto con una remoción de la DQO del 2.64±3.25%, sin embargo, a partir del día 5 de operación se generó una producción constante de AGV’s de 79.5±52.3 mg AGV/L junto con una remoción constante de la DQO del 25.0±6.0%, a parir de esto se consideró el inóculo activado (Figura 1).

Figura 1. Concentración de AGV y DQO durante el periodo de activación del inóculo.

Durante el periodo de adaptación se observó que al cambiar las concentraciones de glucosa y vinaza en el sistema se presenta un aumento progresivo en la generación de AGV´s que dura 3 ciclos de operación, es decir, 12 días. Una vez estabilizada la biomasa se presentó una producción de AGV para las etapas I, II y III de 736.00±35.35, 1526.66±73.41 y 3765±519.01 mg AGV/L y una remoción de la DQO de 10.21±0.45, 13.66±3.01 y 22.28±7.10 % respectivamente (Figura 2). Este incremento gradual de AGV´s se le puede atribuir al aumento en la concentración de vinaza, que requiere de mas de un ciclo de operación para que la biomasa de la F.O. se pueda adaptar a la presencia de compuestos tóxicos tales como fenoles, sulfatos y melanoides y alcanzar la máxima

1000

2000

3000

4000

5000

0

100

200

300

400

500

600

700

0 2 4 6 8 10

mg

DQ

O/L

mg

AG

V/L

Tiempo (Días)

Activación de inóculo

AGV Entrada AGV Salida

DQO Entrada DQO Sálida




2

producción de AGV en cada etapa. Durante el ciclo de tratamiento 12 (Etapa III) se realizó un ensayo donde se retiró completamente la glucosa para comprobar su efecto en la generación de AGV en el proceso de adaptación, se observó que los AGV´s se inhibían al punto de generarse un consumo de 318 mg AGV/L, sin haber remoción de materia orgánica, por lo que se retomaron las condiciones descritas para la etapa III (Figura 2). La glucosa sirve de sustrato fácilmente asimilable durante la etapa de adaptación evitando que la biomasa sea inhibida por los compuestos tóxicos presentes en la vinaza, por lo que su ausencia en el sistema se debe dar de forma gradual.

Figura 2. Producción de AGV y consumo de DQO durante el periodo de adaptación de biomasa. En el ciclo 12* se observa el efecto que tuvo la remoción de glucosa durante el periodo III de adaptación.

Conclusiones y perspectivas. El proceso de activación del inóculo con vinaza de mezcal requiere de un mínimo de 5 días de operación para que la biomasa se adapte a las condiciones de una fermentación oscura. Hasta el momento se puede observar que al aumentar la concentración inicial de vinaza la producción de AGV´s y la eficiencia de remoción de la DQO también aumentan. Es necesario aumentar la concentración inicial de vinaza y determinar bajo que condicione de F.O. se puede obtener la mayor eficiencia de remoción de materia orgánica y producción de AGV. La glucosa debe ser retirada del sistema paulatinamente evitando que la biomasa sea inhibida y con ello la producción de AGV.

Referencias

1) Buitrón y Carvajal. 2010. Biohydrogen production from Tequila vinasses in an anaerobic sequencing batch reactor: Effect of initial substrate concentration, temperature and hydraulic retention time. Bioresource Technology. Vol 101. 9071–9077.

2) Estrada-Arriaga et al. 2015. Utilization of microbial fuel cells for the treatment of wastewater from a pig farm. Fresenius Environmental Bulletin. Vol 24. No 8. 2512-2518.

3) Li et al. 2011. Recent advances in the separators for microbial fuel cells. Bioresource Technology. Vol 102. No 1. 244-252.

4) Schievano et al. 2016. Dark fermentation, anaerobic digestion and microbial fuel cells: An integrated system to valorize swine manure and rice bran. Waste Management. Vol 56. 519–529.

2100

3100

4100

5100

6100

7100

8100

9100

0

1000

2000

3000

4000

5000

0 2 4 6 8 10 12

mg

DQ

O/L

mg

AG

V/L

Ciclos de tratamiento

Adaptación de biomasa

AGV Entrada AGV SalidaDQO Entrada DQO Salida

IIII II



ESTUDIO DE LA DEGRADACIÓN DE PAHS POR UN CONSORCIO FÚNGICO INMOVILIZADO.

Silvia Guadalupe Nava del Villar, Diana Verónica Cortés Espinosa*. Ex-Hacienda San Juan Molino Carretera Estatal Tecuexcomac-Tepetitla Km 1.5, Tlaxcala C.P. 90700, México. Teléfono:(0155) 57296000 ext.

87805. Correo electrónico: [email protected].

Palabras clave: PAHs, inmovilización, metaproteómica, metatranscriptómica, metagenómica.

Introducción. Los hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAHs) son compuestos orgánicos que, dadas sus propiedades toxicas, mutagénicas y recalcitrantes se buscan eliminar del medio ambiente. Una de las estrategias empleadas para este fin es la biorremediación por bioestimulación y bioaumentación, aprovechando organismos presentes en el suelo o añadiendo microorganismos exógenos que son seleccionados por su capacidad degradativa. Dentro de estos microorganismos degradadores, los hongos filamentosos presentan ciertas ventajas como alta tolerancia a compuestos xenobióticos, elevada producción enzimática o capacidad colonizadora de suelos (2). Por otra parte, el uso de consorcios fúngicos acelera e incrementa la degradación a través de la cooperación metabólica entre los microorganismos que lo conforman. Los organismos empleados de forma inmovilizada en soportes sólidos como residuos agroindustriales o matrices poliméricas, facilita su aplicación en campo y sirve para su conservación a largo plazo (4). Además de que para mejorar y potenciar la eficiencia de degradación se pueden aplicar las técnicas metaómicas (genómicas, transcriptómicas y proteómicas) para conocer a detalle el proceso de degradación (1). Por lo que en el presente trabajo se pretende emplear un consorcio fúngico inmovilizado en matrices agroindustriales o poliméricas, para la eliminación de PAHs, evaluar su capacidad de degradación y establecer las rutas de degradación empleando técnicas metaómicas en un sistema inerte y suelo. Metodología. Como primera parte del proyecto se evaluó la tolerancia individual de las cepas del consorcio propuesto (Aspergillus niger, Aspergillus terreus, Fusarium sp., Talaromyces spectabilis y Trichoderma asperellum) a través de los cambios en la velocidad de crecimiento radial (cm/día) bajo diferentes condiciones en placa. En la primera prueba se evaluaron dos medios de cultivo: Toyama y Czapek; cuatro residuos agroindustriales: rastrojo y olote de maíz, cascara de cacahuate y fibras de Typha latifolia; y la presencia de creosota a 1000 ppm. Posteriormente se evaluó si había un efecto por la relación C/N de los diferentes medios de cultivo, lo que permitió seleccionar un medio para la prueba de tolerancia; en dicha prueba, se evaluaron los cuatro residuos y se evaluaron concentraciones de 0, 500, 1000, 1500 y 2000 ppm de creosota. Una vez seleccionada la concentración máxima de tolerancia, se realizaron pruebas antagónicas para cada cepa con los diferentes residuos agroindustriales, como prueba preliminar a los estudios de degradación de creosota a nivel microcosmo.

Resultados y discusión. En la primera prueba, las velocidades de crecimiento radial se analizaron por ANOVA multifactorial y se observo que la presencia de 1000 ppm de creosota disminuyo significativamente las velocidades de todas las cepas, en los diferentes medios y en presencia de los diferentes residuos agroindustriales. En cuanto a las cepas, T. spectabilis y T. asperellum presentaron velocidades de crecimiento significativamente superiores a las otras tres cepas. La presencia de residuos también aumento significativamente la velocidad de crecimiento con respecto a los medios de cultivo sin residuos, siendo los que más favorecieron el crecimiento de las cepas el olote de maíz y T. latifolia. Sin embargo, se observo que entre los medios de cultivo en ausencia de contaminante y de residuo agroindustrial había una diferencia significativa entre ellos, mostrando mayor velocidad en el medio Toyama; al realizar el cálculo de la relación C/N de ambos medios y se observó que había una diferencia de casi 6 veces entre ellos, por lo que para descartar el efecto que podría tener esta diferencia en las velocidades de crecimiento, se realizó una prueba con los medios con igual relación C/N. En esta prueba se observo que el medio Czapek con el ajuste de nitrógeno aumento la velocidad de crecimiento con respecto al medio sin ajuste en las cepas de A. niger, Fusarium sp. y T. spectabilis, y disminuyo la velocidad de A. terreus; sin embargo, la cepa de Fusarium sp. fue la única que aumento su velocidad de crecimiento respecto al medio Toyama; todo lo anterior en medios sin contaminar. En los medios contaminados, en todas las cepas se observo una mayor velocidad de crecimiento en el medio Toyama. Estas diferencias pueden deberse a las fuentes de nitrógeno empleadas en los medios, ya que se ha observado que el nitrógeno proveniente del amonio (Toyama) se consume con menos gasto de energía y con mas rapidez que los nitratos (Czapek) (3). De todo lo anterior, se decidió por lo tanto utilizar el medio Toyama para el siguiente experimento que evaluó el crecimiento de cada cepa a diferentes concentraciones de creosota. En la prueba de tolerancia se evaluaron 5 concentraciones de creosota, con los diferentes residuos en cada una de las cepas, por lo que también los resultados se analizaron por ANOVA multifactorial. Se observo que todas las concentraciones tienen un efecto significativamente negativo en el crecimiento radial de las cepas, pero sin llegar a inhibir completamente el crecimiento de estas en la concentración más elevada (Fig. 1); siendo las cepas de Fusarium sp. y T. spectabilis en las que el efecto es menor. En el caso de T. asperellum, se observó una disminución notable en la velocidad de crecimiento con respecto al control, aunque esto se debe a que la



cepa presenta una fase lag prolongada para posteriormente tener un crecimiento similar a los controles sin contaminante. Por otra parte, los residuos agroindustriales mejoraron el crecimiento de las cepas en presencia del contaminante, aunque el efecto de cada residuo es diferente para cada cepa, siendo estos una fuente adicional de nutrientes lo cual puede favorecer la tolerancia de las cepas y su capacidad degradativa, siendo T. spectabilis quien mayor velocidad muestra respecto al resto de las cepas (Fig. 1). Otro aspecto que mencionar además de la velocidad de crecimiento, son los cambios morfológicos (Fig. 2) presentados por las cepas en presencia del contaminante, observados principalmente en el tipo de crecimiento miceliar y la esporulación. En el caso de A. niger, A, terreus y T. asperellum se observa una pérdida de esporulación y cambios en la pigmentación lo cual puede deberse a la presencia de PAHs que se ha observado afectan la estructura de la membrana celular e inhiben parcial o totalmente las rutas de esporulación (5).

Figura 1. Resumen de las velocidades de crecimiento radial de las

diferentes cepas del consorcio, en presencia de los residuos agroindustriales a una concentración de 2000 ppm de creosota.

Al tener una concentración elevada en la que existe tolerancia por las diferentes cepas del consorcio, lo que se propuso es estudiar el comportamiento del consorcio en conjunto bajo las condiciones ya definidas, a través de pruebas antagónicas, para garantizar la aplicación y estudio del consorcio en el proceso de biodegradación. En dichas pruebas se observó (Fig. 2) antagonismo parcial de A. terreus con T. spectabilis al emplear el medio de cultivo sin residuos agroindustriales. En general la presencia de los residuos agroindustriales favorece el crecimiento y la interacción de las cepas en ausencia del contaminante. En presencia del contaminante, se observó que T. asperellum al pasar el tiempo de adaptación antes mencionado, crece invadiendo completamente la placa, lo que impidio observar todas las interacciones posibles del consorcio, y aunque no se observan antagonismo con ninguna de las cepas del consorcio con las que entra en contacto, si limita el crecimiento del resto de las cepas en las condiciones de residuos agroindustriales con contaminante. En el caso de las pruebas solo con medio de cultivo y creosota, el crecimiento se detuvo en un punto en el que no permitió observar las interacciones entre las cepas.

Figura 2. Pruebas antagónicas a) A. niger, b) A. terreus, c)

Fusarium sp., d) T. asperellum, e) T. spectabilis

Conclusiones y perspectivas. Las pruebas realizadas a los organismos del consorcio, permitió escoger al medio Toyama como el más adecuado para estudios posteriores de biodegradación. Además, se observó que las diferentes cepas toleran la presencia de hasta 2000 ppm de creosota, lo cual es un indicador del potencial degradador de cada cepa. Finalmente, aunque se pudo observar algunas de las interacciones de los diferentes microorganismos, es necesario concluir las pruebas antagónicas con el resto de los residuos y evaluar las interacciones faltantes; para poder entonces realizar la evaluación a nivel microcosmo de los inmovilizados con estos residuos agroindustriales y posteriormente con los soportes poliméricos. Agradecimientos. A CONACyT por la beca otorgada a Silvia G. Nava del

Villar.

Referencias. 1. Ahmad M, Ahmad I. 2014. Recent Advances in the Field of

Bioremediation. 1-42 En: Masood Ahmad. Biodegradation and Bioremediation. Stadium Press LLC. USA.

2. Harms H, Schlosser D, Wick LY. 2011. Untapped potential: exploiting fungi in bioremediation of hazardous chemicals. Nat Rev Microbiol. 9 (3) :177–192

3. Shewfelt, K; Lee, H; Zytner, R. G. 2005. Optimization of nitrogen for bioventing of gasoline contaminated soil. J Environ Eng Sci. 4(1): 29–42.

4. Tirado-Torres D, Acevedo-Sandoval O, Romo-Gomez C, Marmolejo-Santillan Y, Gayosso-Canales M. 2015. Participación de consorcios microbianos en la bidegradación de hidrocarburos aromáticos policíclicos. Rev. Ibero. C. 2:3, 77-86

5. Zafra, G; Absalon, A. E; Cortés-Espinosa D. V. 2015. Morphological changes and growth of filamentous fungi in the presence of high concentrations of PAHs. Braz. J. Microbiol. 46 (3): 937-941.

SEXTO BLOQUE


LINEAS DE INVESTIGACIÓN Y LOGROS ACADEMICOS DE PROFESORES DEL NODO ESCUELA NACIONAL DE CIENCIAS BIOLÓGICAS DEL DOCTORADO EN

CIENCIAS EN BIOTECNOLOGÍA

Dra. Rosalva Mora Escobedo Escuela Nacional de Ciencias Biológicas

ENCB Correo electrónico: [email protected]

RESUMEN El nodo de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, está integrado por nueve investigadores

(pertenecientes al Sistema Nacional de Investigadorores, 3 nivel III y 6 nivel II). Las líneas de

investigación de este grupo son variadas pero todas ellas estrechamente relacionadas con la

Biotecnología. Algunas de las líneas están relacionadas con el estudio de biomoléculas de origen

vegetal de interés alimentario, en ellas se ha estudiado a las proteínas y sus péptidos bioactivos,

carbohidratos, lípidos y compuestos con capacidad antioxidante, todo esto enfocado a la prevención

de enfermedades comprometidas con la alimentación, como obesidad, diabetes, enfermedad

cardiovascular, cáncer y algunas complicaciones neurodegenerativas utilizando herramientas como

la proteómica, peptidómica, metabolómica y nutrigenómica. Pruebas de toxicidad aguda de

compuestos naturales y/o sintéticos, evaluando toxicidad (teratogénesis y mutagénesis), evaluación

farmacológica y el cernimiento farmacológico de dichos compuestos en el sistema nervioso central.

Acondicionamiento de cultivos y eliminación de contaminantes orgánicos, así como la aplicación de

pigmentos en matrices alimentarias y determinación de su capacidad antioxidante, antimicrobiana e

inhibición enzimática. Detección de adulteraciones, autenticidad y calidad mediante los usos de

espectroscopias FTIR MID, NIR y RAMAN acoplado al análisis quimiométrico. Por último la

aplicación de la ingeniería para la obtención de productos que puedan comercializarse para ello se

ha utilizado la encapsulación utilizando técnicas como el secado por aspersión, el lecho por fuente

con sólidos inertes, lecho por fuente acoplado a microondas, coacervación compleja, emulsiones

dobles.

Palabras clave: Nodo ENCB, actividad antioxidante, proteómica, metabolómica, nutrigenómica.


Octubre de 2019



CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN DE LA FUNCIONALIDAD DE PELÍCULAS COMESTIBLES A PARTIR DE CHÍA (Salvia hispanica L.) Y AMARANTO (Amaranthus hypochondriacus) ADICIONADAS CON PARTÍCULAS DE

QUITOSANO.

Gema Morales Olán, Dra. Silvia Luna Suarez, Dr. Marlon Rojas López* Centro de Investigación en Biotecnología Aplicada, CIBA-IPN, Tepetitla Tlaxcala México. [email protected]

Palabras clave: película comestible, Salvia hispanica L., Amaranthus hypochondriacus, nanopartículas, quitosano, antioxidantes.

Introducción. Las películas comestibles obtenidas a partir de polímeros aislados de especies vegetales son una alternativa para sustituir los sistemas tradicionales de envasado, que han ocasionado un grave problema de contaminación. Las ventajas de las películas, se fundamentan en que están elaboradas a base de polisacáridos, proteínas y lípidos, por lo que son comestibles y biodegradables. Además pueden incorporar en su composición ingredientes funcionales, como agentes antimicrobianos y antioxidantes (Mellinas et al; 2016), que permiten mantener la calidad del alimento. La chía y el amaranto son especies originarias de México con un alto valor nutrimental, las cuales pueden presentar propiedades filmogénicas, sin embargo, existen pocos estudios al respecto. El objetivo de esta investigación es desarrollar y evaluar la funcionalidad de películas comestibles a partir de chía y amaranto, adicionadas con partículas de quitosano que incorporan antioxidantes naturales. Metodología. En la Figura 1 se muestra el esquema general de trabajo de esta investigación.

Figura 1. Esquema general de la metodología.

La parte experimental desarrollada hasta el momento consiste en la obtención de las harinas de ambas semillas, su análisis proximal, la extracción de los compuestos fenólicos de la chía con soluciones etanólicas y la determinación de la capacidad antioxidante. Por otro lado, se evaluaron diferentes técnicas para la obtención de los aislados protéicos de las dos semillas. Se realizaron pruebas preliminares para la elaboración de las películas de harina y proteína. Finalmente se sintetizaron las partículas de quitosano que encapsulan el extracto de la chía mediante el método de gelificación iónica. Resultados y discusión. El análisis proximal mostró que los principales componentes en la chía son los lípidos (32%) y la fibra

(22%). El amaranto presentó un mayor porcentaje de carbohidratos (55.7%) y proteínas (16.5%). Al evaluar la extración de los compuestos fenólicos en la chía con diferentes soluciones etanólicas, se cuantificaron desde 2.1 hasta 2.8 mg EAG/g de chía, valores que son superiores a lo reportado en la literatura (Martínez y Paredes, 2014). El % de inhibición de DPPH más alto (90.0 ± 0.0%) se obtuvo con el extracto etanólico al 80%. La mayor cantidad de proteínas se aisló mediante soluciones con NaCl. En las semillas de chía el rendimento proteínico fue de 11.8 ± 0.1 g /100 g de harina y en el amaranto se extrajo 15.0 ± 0.2 g /100 g de harina. A partir de pruebas preliminares se establecieron los niveles de los factores concentración de harina, aislado proteínico y plastificante para la elaboración de las películas (Cuadro 1).

Cuadro 1. Factores y niveles a evaluar para la elaboración de películas de chía y amaranto.

Películas Polímero Factores Niveles (%)

Chía

Harina Conc. de harina 4, 5.5, 7

Conc. de glicerol 15, 20, 25

Proteína Conc. de proteína 4


Amaranto

Harina Conc. de harina 4, 5, 6


Proteína Conc. de proteína 5


Las micrografías SEM (Figura 2) y el análisis FTIR demostraron la formación de las partículas de quitosano con las dos metodologías evaluadas, reportadas por Antoniou et al., (2015) (Método 1) y Nadirah et al., (2014) (Método 2). Las partículas sin extracto presentaron una morfología esférica y dimensiones de 19 nm (Método 1) y 276 nm (Método 2). Al incorporar el extracto de chía en la síntesis de las partículas, la mayor eficiencia de encapsulación con el método 1 se cuantificó con una concentración de extracto de 0.2 mg/mL y con el método 2 fue de 1.0 mg/mL.



Figura 2. Micrografías SEM de las partículas sin extracto sintetizadas con el método 1 (A) y método 2 (B). Conclusiones y perspectivas. Las harinas de chía y amaranto son fuente de polímeros ampliamente utilizados para la elaboración de películas comestibles, como fibra, carbohidratos y proteínas. La cuantificación de los compuestos fenólicos en la semilla de chía mostró que es una opción viable para la extracción de moléculas antioxidantes como la miricetina, la quercetina y el kaempferol, los cuales pueden ser incorporados en productos alimenticios, farmacéuticos, cosméticos, así como en películas comestibles. Es posible sintetizar nano y micropartículas de quitosano que incorporan el extracto de chía, las cuales serán adicionadas a las películas para mejorar sus propiedades de barrera, mecánicas y antioxidantes. Agradecimientos. Agradecemos a la Secretaría de Investigación y Posgrado-IPN por el apoyo financiero y al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por la beca (236173) a Gema Morales-Olán para obtener su doctorado. Referencias. 1. Antoniou, J.; Liu, F.; Majeed, H.; Qi, J.; Yokoyama, W.; Zhong, F.

2015. Physicochemical and morphological properties of size-controlled chitosan-tripolyphosphate nanoparticles. Colloids Surf. A. 465,137-146.

2. Martínez, O.; Paredes, O. 2014. Phytochemical profile and nutraceutical potential of chia seeds (Salvia hispanica L.) by ultra-high-performance liquid chromatography. J. of Chromatog. A. 1346: 43–48.

3. Mellinas, C.; Valdés, A.; Ramos, M.; Burgos, N.; Garrigós, C.; Jiménez, A. 2016. Active edible films: Current state and future trends. J. of Appl. Polym. Sci. 133(2).

4. Nadirah, A.; Fun, S.; Cem, S.; Maurice, L. 2014. Preparation and Characterization of Chitosan Nanoparticles-Doped Cellulose Films with Antimicrobial Property. J. Nanomater. 1-10.

50 nm 200 nm

A) B)



IDENTIFICACIÓN DE LOS RNAS LARGOS NO CODIFICANTES ASOCIADOS CON EL EFECTO ANTI-ADIPOGÉNICO DEL ANÁLOGO ESTROGÉNICO EQUOL IN VITRO.

Gilberto Mandujano Lázaro, *Laurence A. Marchat, Carlos Galaviz Hernández, Cynthia Ordaz Pichardo, César Augusto Sandino Reyes

López, Fengyang Huang *Escuela Nacional de Medicina y Homeopatía-Instituto Politécnico Nacional, Tel. 5729-6000 ext. 55543 y 55538, correo: [email protected]

Palabras clave: Adipogénesis, estradiol, análogos estrogénicos, Equol, lncRNA.

Introducción. La obesidad es definida como una acumulación anormal o excesiva de grasa que favorece el desarrollo de enfermedades crónicas no transmisibles como diabetes, hipertensión y cáncer, disminuyendo la calidad de vida del individuo provocando en algunos casos su muerte. Se ha demostrado que el Estradiol reduce la formación de tejido adiposo subcutáneo y visceral en ratones, promoviendo la lipólisis; sin embargo, sus efectos adversos limitan su uso (1,2). Por el contrario, uno de sus homólogos estructurales, Equol, que pertenece al grupo de estrógenos no esteroideos y es un metabolito de Daidzein, la principal Isoflavona de soja, podría representar una molécula con potencial contra la obesidad. Se ha reportado que el Equol reduce el aumento de peso y la acumulación de grasa intra-abdominal en ratas ovariectomizadas. Un estudio preliminar también mostró que el Equol [100 µM] modula la proliferación celular y reduce la acumulación de lípidos en los adipocitos de ratón 3T3-L1 (3). Además, se ha reportado que los RNA largos no codificantes (lncRNA) participan en la regulación de la adipogénesis (4) pero no se sabe su rol en el efecto del Equol. Objetivo general. Identificar lncRNAs asociados con el efecto del análogo estrogénico Equol sobre la adipogénesis in vitro. Metodología. El efecto del Equol en la viabilidad de los fibroblastos 3T3-L1 fue determinado por ensayo MTT 24 h posteriores al tratamiento. Usando protocolos estandarizados, células 3T3-L1 fueron diferenciadas a pre-adipocitos. El Equol fue incubado por 3 días y su efecto fue analizado por medio de microscopía durante 7 días. La formación de gotas lipídicas fue cuantificada por tinción ORO al final de la diferenciación. Estradiol y Rosiglitazona fueron usados como controles. Resultados y discusión. Este trabajo consistió en aplicar un tratamiento con diferentes concentraciones de Equol a fibroblastos de ratón 3T3-L1 con el propósito de evaluar su efecto en la viabilidad celular y posteriormente, determinar la Concentración Inhibitoria de Diferenciación (CID). Tratamiento con 30, 100 y 300 µM de Equol por 24 h tuvieron efectos citotóxicos en la viabilidad de los fibroblastos (74.3%, 66.7% y 67.6% respectivamente), mientras concentraciones bajas de 1, 3 y 10 µM permitieron el 100%, 94% y 85.2% de viabilidad respectivamente. Particularmente, el tratamiento con 10 µM de Equol redujo la acumulación de lípidos ~50% en el séptimo día de diferenciación adipocitaria.

Figura 1. Efecto del Equol en la diferenciación adipocitaria. A) citotoxicidad del Equol 24 h post-tratamiento. B) Efecto del Equol en la acumulación de

lípidos en el séptimo día de diferenciación C) Cuantificación de lípidos.

Conclusiones y perspectivas. Nuestros resultados muestran que el Equol es un fármaco prospecto para el tratamiento contra la obesidad. De manera interesante, la concentración inhibitoria de diferenciación (CID) determinada en este trabajo es 10 veces más baja y 10% más efectiva en la reducción de la acumulación de lípidos que la reportada previamente. Las perspectivas trazadas son evaluar el efecto del Equol mediante una cinética de expresión de factores de transcripción pro-adipogénicos PPRγ, CEBPα y posibles genes anti-adipogénicos, además, evaluar la expresión de adipocinas pro y anti-adipogénicas. Agradecimientos. Proyecto SIP: SIP20194920, CONACYT No. CVU 632860 Referencias. 1. Al-Qahtani, S; Bryzgalova, G; Valladolid-Acebes, I; Korach-

André, M.; Dahlman-Wright, K; Efendic, S; Berggren, P; Portwood, N. 2017. 17β-Estradiol suppresses visceral adipogenesis and activates brown adipose tissue-specific gene expression. Horm Mol Biol Clin Invest. 29(1): 13-26.

2. Bakour, S; Williamson, J. 2015. Lates evidence on using hormone replacement therapy in the menopause. The Obstetrician & Gynaecologist. (17): 20-8.

3. Nishide, Y; Tousen, Y; Inada, M; Miyaura, Ch; Ishimi Y. 2013. Bi-Phasic Effect of Equol on Adipocyte Differentiation of MC3T3-L1 Cells. Biosci. Biotechnol. Biochem. 77 (1): 201-204.

4. Wei, S; Du, M; Jiang, Z; Hausman, G; Zhang, L; Dodson, M. 2016. Long noncoding RNAs in regulating adipogenesis: new RNAs shed lights on obesity. Cell Mol Life Sci. (10):2079-2087.




“Extracción, Caracterización química de biocompuestos en tres especies de algas marinas”.

Karina Hernández Cruz, Gloria Dávila Ortiz*, Cristian Jiménez Martínez, Ma. Jesús Perea Flores*Director de trabajo: 57 29 60 00 ext 57870, gdavila @yahoo.com.mx

Palabras clave: Ulva fasciata, Sargassum vulgare, Grateloupia subpectinata.

Introducción. Se reconocen tres grupos de algas marinas,Phaeophyta (algas pardas), Rhodophyta (rojas) y Chlorophyta (verdes)clasificadas de acuerdo al tipo de pigmentos que poseen (1,2,3). En México,los trabajos de este tipo son escasos, ya que solo se ha evaluado su usocomo forraje, para bovinos, caprinos y aves de corral y solo algunas sonutilizadas para la obtención de los hidrocoloides (4). Dependiendo de sucomposición, presencia de grupos sustituyentes, peso molecular, losdiferentes biocompuestos de las algas, pueden presentar diversasactividades biológicas, lo que representaría una potencial aplicacion.Objetivo: Extraer y caracterizar los principales biocompuestos en lasespecies de macroalgas: Ulva fasciata (UF) Sargassum vulgare (SV) yGrateloupia subpectinata (GS).

Metodología.

Resultados y discusión.Dentro de la composición química de las algas, destacan los carbohidratos(tabla 1) encontrándose de menor a mayor concentración UF>GS>SV.También destaca su alta concentración de cenizas, y de fibra dietaria siendoSV la de mayor concentración de ambos componentes. Debido a la altaconcentración de cenizas, se realizó la identificación de minerales y metalespesados en las especies por SEM-EDS y EAA (tabla 2), observándose unaalta concentración de Na y S.

Tabla 1. Análisis Químico Proximal de las macroalgas marinas en base húmeda (g/100 g de muestra).

Tabla 2. Minerales por SEM-EDS y EIF de losminerales en las algas

Tabla 3. Pigmentos, Fenoles Totales yCapacidad Antioxidante

La cuantificación por absorción atómica metales pesados mostró quelas algas analizadas pueden bioacumular Cu, Cd, Cr, Ni, Pb, Zn yHg (µg/g), sin embargo, las aquí analizadas no rebasan los límitespermisibles (5).También se determinaron los picos de absorción declororfila a y b y fucoxantina por CLSM, encontrando en UF la clorofila(cl) a y b (500-700 nm), en SV (cl) a (650 a 700 nm) y en GSficoeritrina (655 nm). Para el análisis de Carbohidratos, CF, yProteínas, se partió de una harina libre de pigmentos, extraídos conacetona. Los pigmentos extraídos se identificaron y observaron enplacas cromatográficas (HPTLC), identificando clorofilas yfucoxantina. En la harina libre de pigmentos se analizaron por estamisma técnica los compuestos fenólicos, flavonoides y unidades demonosacáridos (Rha, Ri, Xyl, Gluc, Man, Glu, Fuc, Fruc) que seanalizaron a 254 y 366 nm y se cuantificaron por HPLC (tabla 4),encontrando que el monosacárido mayoritario en UF fue fucosa,mientras que en SV y GS fueron fructosa y manosa respectivamente.La cuantificación de pigmentos (470, 645, 653, 654, 662) y FT sedeterminó espectrofotométricamente. Y se encontró que Ccc(clorifilas y carotenoides) fueron mayor en GS, que en las otras dosespecies, al igual que FT, sin embargo UF presentó mayor CA porinhibición del DPPH (tabla 3).Tabla 4. Unidades de monosacáridos enHPLC

En MO, la técnica Shiff-PAS:Azul de Comassie seobservaron en las algas (fig. 1)las paredes celulares en colormagenta evidenciando a loscarbohidratos, mientras que elcolor azul, en plastos y paredcelular se evidencia a lasproteínas.

Conclusiones y perspectivas. La caracterización ycuantificación química de los principales Biocompuestos que sepresentan en las algas marinas nos dan un indicio del potencial en elque pueden emplearse debido a la proporción de sus componentesmayoritarios como carbohidratos>cenizas>proteínas. Una

Fig. 1 Miscroscopia óptica (MO) de A. Ulva fasciata, B. Sargassum vulgare yGrateloupia subpectinata por la técnica Shiff-PAS:Azul de Comassie.

C.




alternativa más para el empleo de las algas es su uso comobioabsorbentes ya que como se observó en los resultados el soncapaces de retener gran cantidad de metales pesados.

Agradecimientos. Beca CONACYT, y al Laboratorio deFicología de la ENCB-Casco de Santo Tomás México.

Referencias. 1. Quitral VR, Morales CG, Sepúlveda ML, SchwartM. 2012. Propiedades nutritivas y saludables de algas marinas y supotencialidad como ingrediente funcional. Rev Chil Nutr.39(4): 196-202.2. Holdt S L y Kraan S. 2011. Bioactive compounds in seaweed:Functional food applications and legislation. J. App. Phy. 23(3), 543-597.3. Kim SK, Li YX. 2011. Medicinal benefits of sulfated polysaccharidesfrom sea vegetables. Adv. Food Nutr. Res. 64, 391–402.4. Wijesekara I, Pangestuti R, Se-Kwon K. 2011. Biological activitiesand potential health benefits of sulfated polysaccharides derived frommarine algae. Carbohydrate Polymers 84: 14-215. Codex Alimentarious. 2009. CODEX STAN 193-1995 page 1 of44. Nat Toxins.

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EVALUACIÓN DE UN SISTEMA DE BIOFILTRACIÓN ACOPLADO A UN PROCESO DE ELECTRO-OXIDACIÓN EN LA REMOCIÓN DE CARBAMAZEPINA DE AGUA RESIDUAL DE HOSPITAL

Javier Alejandro Navarro Franco, Marco Antonio Garzón Zúñiga* Correo: [email protected] Instituto Politécnico Nacional CIIDIR Durango Sigma 119, 20 de noviembre II, 34220 Durango, DGO, México

Palabras clave: contaminantes fármacos, DQO, DBO, biofiltración, electrooxidación

Introducción. Los fármacos (por ejemplo, antibióticos, analgésicos, metales pesados) en aguas residuales de hospital (ARH) se pueden encontrar en concentraciones entre 1.5 y 150 veces más altas que las encontradas en aguas residuales municipales (ARM) (Klančar et al. 2016). Así, las descargas de ARH al medio ambiente representan un riesgo ecotoxicológico significativo y dado que tienen características específicas o distintas, es deseable el tratamiento in situ de esta agua para reducir la contribución de patógenos, virus y bacterias al sistema de recolección (Verlicchi et al. 2010). Es esencial eliminar estos fármacos del ARH, sin embargo, se estima que en los sistemas acuáticos hay alrededor de 143,000 compuestos, incluidos los medicamentos, por lo que la evaluación de cada uno es inviable. Es necesario centrarse en contaminantes objetivos o contaminantes modelo que ayuden a evaluar la eliminación de fármacos recalcitrantes y no recalcitrantes, similares a los coliformes fecales, un indicador de varios patógenos en el agua. En este sentido, se escogió a la carbamazepina (CBZ) como indicador debido a que difícilmente se remueve de las aguas residuales mediante procesos convencionales. En este sentido, el objetivo principal de este trabajo es evaluar la eficacia de remoción de carbamazepina de aguas residuales de un hospital mediante un sistema de biofiltración acoplado a un proceso de electrooxidación, como un avance significativo a este trabajo se presenta la evaluación de un biofiltro y el efecto de la electrooxidación como pre-tratamiento para remover CBZ. Metodología. Para este trabajo, se construyó un biofiltro (BF) con PVC con un área de sección transversal de 0.0087 m2 y 1.2 m de altura. El BF se empacó desde el fondo hacia la parte superior con una capa de grava que fungió como soporte del material a evaluar, luego se encuentra una capa de tezontle de 6.55 L de volumen; y en la parte superior hay una capa de medio orgánico formado por Prosopis (mesquite) de volumen 3.1 L. La altura útil del lecho fue de 100 cm y está en una proporción de 70 y 30% (v/v) para tezontle y Prosopis, respectivamente. El BF con lecho mixto se evaluó con un efluente real de agua residual proveniente del Hospital general 450 ubicado en la ciudad de Durango, México con capacidad de 238 camas. Esta agua se fortificó con concentraciones conocidas de CBZ para observar mejor su comportamiento utilizando una solución preparada con el reactivo CBZ suministrado por Sigma-Aldrich (pureza ≥98%). Entre las actividades experimentales se incluyen: Etapa 1. En varias ocasiones, se ha reportado el fenómeno de adsorción de CBZ en diferentes materiales (García-Sánchez et al.

2019). En este estudio se siguió el fenómeno de adsorción de CBZ en el BF. Por lo tanto, las ARH se enriquecieron con una concentración conocida y alta de CBZ (10,000 µg/L) y se aplicó una carga de 0.2030 m3/m2 d. Etapa 2. En este período, se evaluó un pretratamiento de ARH por electrooxidación (EO). Cada lote de ARH se trató con: un ánodo de Ti/PbO2, una intensidad de corriente de 1A y un tiempo de electrólisis de 60 min. La concentración inicial de CBZ también se modificó a 1,000 µg/L. El efluente pretratado electroquímicamente se alimentó posteriormente al BF. El sistema se evaluó aplicando un CHS de 0.4060 m3/m2 d). Este proceso se evaluó midiendo periódicamente la concentración de CBZ en el efluente tratado con EO y BF. Etapa 3. En esta etapa, el tren de tratamiento EO/BF se evaluó con una concentración inicial de CBZ de 1,000 mg/L en ARHs y la CHS se redujo a 0.2030 m3/m2 d. Resultados y discusión Etapa 1. La capacidad de adsorción del BF para CBZ se calculó en 8.33 µg/g, que corresponde al período de tiempo desde el momento de la adición de ARH con CBZ hasta el día 17, cuando se perdió la capacidad de adsorción por saturación de los materiales de empaque (Figura 1). La adsorción está en función de diferentes factores, como el coeficiente de octanol-agua (Log Kow) y la constante de disociación ácida (pKa) y también por las fuerzas electrostáticas. En este sentido, el CBZ tiene características hidrofílicas y una carga neutra, lo que en principio haría que sea una molécula difícil de eliminar del agua a través de la adsorción. Sin embargo, Wunder et al. (2011) no encontraron una correlación directa entre la capacidad de adsorción de tres fármacos con sus propiedades Kow, lo que sugiere que las interacciones de hidrofobicidad no siempre dirigen el proceso de adsorción, como lo demuestran los resultados obtenidos en este estudio. Etapa 2. Suponiendo la saturación del material de empaque por el fármaco, la concentración inicial de CBZ se redujo a 1,000 µg/L y se aplicó un proceso EO como pretratamiento, por lo que la concentración de CBZ que ingresó al BF fue inferior a 1,000 µg/L y también se aumentó la CHS de 0.2030 a 0.4060 m3/m2 d. El propósito de estos cambios fue causar la desorción de la CBZ acumulada y determinar si el porcentaje de eliminación de biotransformación aumenta al aplicar concentraciones iniciales de CBZ más bajas. Los resultados (Figura 2) mostraron que el proceso de EO (Ti/PbO2, 1A, 60 min) utilizado como pretratamiento eliminó un promedio de 70±4.7%, demostrando ser un proceso eficiente y estable en la eliminación de CBZ en ARH. La concentración promedio de CBZ que ingresó al BF después del pretratamiento por EO fue igual a 437±33

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µg/L y, como se esperaba, ocurrió una desorción alta, encontrando una concentración en el efluente en un punto alto de 14,450 µg/L de CBZ (día 78).

Figura 2. Remoción de carbamazepina en biofiltro en etapa 1. Posteriormente, desde el día 78 al 89, la tendencia de la concentración de CBZ en el efluente fue disminuir, hasta alcanzar una concentración de 4,140 µg/L de CBZ, aproximadamente 10 veces mayor que la concentración del influente (445.93 µg/L) (Figura 2)

Figura2. Remoción de carbamazepina en biofiltro en etapa 2.

Etapa 3. La concentración inicial del fármaco se mantuvo en 1,000 µg/L y se mantuvieron las mismas condiciones de funcionamiento de la celda electrolítica, y se aplicó un CHS de 0.2030 m3/m2 d. Durante este período de tiempo, la EO mostró una mejora en la eficiencia de eliminación promedio de CBZ (91±4%). Sin embargo, alcanzando una concentración promedio en el efluente de 38±15 µg/L, el biofiltro continuó liberando CBZ, pero en la última parte de esta etapa (días 110 a 128) una eliminación global (EO+BF) de 55±5 % se logró (Figura 3). Se sabe que los procesos de adsorción son complejos, especialmente cuando se usa un adsorbente que modifica constantemente sus características de acuerdo con la madurez de la biopelícula (composición de EPS). Desafortunadamente no se logró la desorción completa en el momento de este estudio, la cual podría llevar meses o incluso años. Por lo tanto, de acuerdo con estos resultados, se recomienda usar EO como un tratamiento posterior a la biofiltración, debido al

fenómeno de desorción (de CBZ previamente acumulado) que este último experimentó al recibir un influyente pretratado electroquímicamente.

Figura 3. Remoción de carbamazepina en biofiltro en etapa 3.

Conclusiones y perspectivas. • El lecho de filtro mixto utilizado en este estudio mostró una capacidad de adsorción a la carbamazepina de 8.33 µg/g. • La electrooxidación eliminó entre el 73 y el 91% de la carbamazepina de las aguas residuales de hospital. • El tren de tratamiento (electrooxidación/biofiltración) eliminó alrededor del 55±5% de carbamazepina. • Se recomienda utilizar la electrooxidación como tratamiento posterior porque los cambios de concentración inicial en el influyente de biofiltración promueven la desorción de contaminantes emergentes previamente adsorbidos en los medios de soporte. Por lo tanto, esta liberación de carbamazepina puede eliminarse aplicando electrooxidación como tratamiento posterior. Agradecimientos. Los autores agradecen al CONACyT por el financiamiento en beca de doctorado. Referencias. García-Sánchez L, Gutiérrez-Macías T, Estrada-Arriaga EB (2019)

Assessment of a Ficus benjamina wood chip-based aerated biofilter used for the removal of metformin and ciprofloxacin during domestic wastewater treatment. J Chem Technol Biotechnol 94:1870–1879. doi: 10.1002/jctb.5962

Klančar A, Trontelj J, Kristl A, et al (2016) Levels of Pharmaceuticals in Slovene municipal and hospital wastewaters: A preliminary study. Arh Hig Rada Toksikol 67:106–115. doi: 10.1515/aiht-2016-67-2727

Verlicchi P, Galletti A, Petrovic M, BarcelÓ D (2010) Hospital effluents as a source of emerging pollutants: An overview of micropollutants and sustainable treatment options. J Hydrol 389:416–428. doi: 10.1016/j.jhydrol.2010.06.005

Wunder DB, Bosscher VA, Cok RC, Hozalski RM (2011) Sorption of antibiotics to biofilm. Water Res 45:2270–2280. doi: 10.1016/j.watres.2010.11.013

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Octubre de 2019

ciudad de mÉxico, del 7 al 9 de octubre del...

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