Ontology development for knowledge representation of a metrology lab

RAMON ALBERTO LUQUE MORALES OSCAR HERNANDEZ URIBE ZAIDA ANTONIETA MORA ALVAREZ LEONOR ADRIANA CARDENAS ROBLEDO (2023, [Artículo])

Digital transformation in metrology is impacting the industry, where accurate and fair data are essential to take enterprises to the next level in the digital era. The amount and complexity of information are growing exponentially, and expert knowledge becomes imperative for users to perform measurement tasks and decision-making. This study presents the development of a modular metrological inspection ontology for a metrology laboratory based on the reuse of ontologies related to sensors and units of measurement. Such an ontology considers information about operators and customers (name, telephone number, email) and the linkage to service orders, pieces (length, height, width), measurement strategies (expert notes about measurement procedures and paths), and measuring machines (measuring scope, uncertainty, sensor probe). The proposed solution delivers a digitalized catalog that allows the user to filter records according to the geometrical characteristics of the pieces and recover notes related to measurement procedures and paths for similar cases. The purpose is to promote knowledge sharing and narrow the gap to achieve digital transformation toward Metrology 4.0 in laboratories prepared to offer metrological support.

Ontology Metrology Measurement strategy CMM INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Oportunidad de aplicación de la metodología FRONT END LOADING en la expansión de gasoductos en el sureste mexicano: una evaluación

Opportunity to apply the front end loading methodology in the expansion of gas pipelines in the mexican southeast: an evaluation

Raúl Enrique Trejo Alvarado Luis Rolando Méndez Miguel (2023, [Artículo])

Con la finalidad de impulsar el desarrollo de la región sureste de México, la actual administración del gobierno federal se ha propuesto la ampliación de la red nacional de gasoductos hacia esa zona del país, con el fin de suministrar energía a los megaproyectos de la región. No obstante, estas obras presentan actualmente retrasos, evidenciando la necesidad de metodologías de gestión que permitan solucionar este problema de raíz. Una de las metodologías más prometedoras en esta materia es la front-end loading (FEL), ampliamente aplicada en el sector extractivo y energético. El propósito del articulo estriba en evaluar la posibilidad de aplicar la metodología FEL a los proyectos de expansión del Sistema Nacional de Gasoductos en el sureste mexicano.

To boost the development of the southeast region of Mexico, the current federal government administration has proposed the expansion of the national gas pipeline network to this area of the country, to supply energy to the region's mega-projects. However, these projects are currently experiencing delays, demonstrating the need for management methodologies to solve this problem at its root. One of the most promising methodologies in this area is front-end loading (FEL), which has been widely applied in the extractive and energy sector. The aim of this paper is to evaluate the possibility of applying the FEL methodology to the expansion projects of the National Gas Pipeline System in the southeastern México.

Gas natural Sector energético Front end loading (FEL) Evaluación de proyectos Sureste mexicano Natural gas Energy sector Project evaluation Mexican southeast INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Metodología predictiva para el análisis de asiento trasero en pruebas de anclaje de cinturón de seguridad

Predictive methodology for rear seat analysis in seat belt anchorage testings

José Guadalupe Velasco Ortega GIOVANNI VIDAL FLORES (2023, [Artículo])

Se presenta una metodología a seguir para el análisis de un asiento trasero durante la prueba de anclaje del cinturón de seguridad, establecida en la norma FMVSS 210 por sus siglas en ingles Federal Motor Vehicle Safety Standards. Es importante destacar que el cinturón de seguridad reduce el riesgo de lesiones, y en caso de colisión, el cinturón ayuda a distribuir la fuerza del impacto en una superficie más grande es decir la estructura metálica del asiento, lo que se busca es minimizar el riesgo de lesiones graves. La metodología propuesta tiene el fin de predecir el desempeño como función del desplazamiento de la estructura metálica mediante el uso del elemento finito (FEM). En esta metodología, se analiza la menor cantidad de elementos que compone la estructura del asiento con el propósito de reducir el tiempo del análisis, considerando solo los elementos y componentes que tienen mayor efecto con el desempeño del cinturón de seguridad, generando el análisis más rápido y eficiente. Al contrastar los resultados obtenidos a través del análisis mediante elemento finito con las pruebas reales se determinó que el método FEM es eficaz para predecir los puntos débiles de la estructura metálica que influyen en el desplazamiento y/o deformación del asiento durante la prueba.

A methodology is presented for analysis of a rear seat during the Safety Belt Anchorage test established in FMVSS 210 [1], which stands for Federal Motor Vehicle Safety Standards. It is important to note that the safety belt reduces the risk of injury, and in the event of a collision, the belt helps distribute the force of the impact over a larger surface area, namely the metal structure of the seat. The goal is to minimize the risk of serious injuries. The goal of proposed methodology is to predict the performance as a function of displacement of the metal structure by using Finite Element Method (FEM). In this methodology, the minimum number of elements that make up the seat structure is analyzed in order to reduce analysis time, considering only the elements that play and have effect on the performance of the safety belt, thus generating a faster and more efficient analysis. By comparing the results obtained through Finite Element Method with the actual test, it was determined that the FEM method is effective in predicting the weak points of the metal structure that influence the displacement and/or deformation of the seat during the test.

FVMSS 210 Método de elemento finito Asiento trasero Prueba de anclaje Cinturón de seguridad Finite element method Rear seat Anchorage test Seat belt INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

La mirada de niños con NEE y maestros sobre la participación paterna en su aprendizaje: efectos de una intervención educativa

YANKO NORBERTO MEZQUITA HOYOS MARIA JOSE DE LILLE QUINTAL YOANY MARILY SOLIS KU (2016, [Artículo])

Esta investigación de corte cualitativo, tuvo como objetivo describir las percepciones que niños con NEE y sus maestros tienen sobre las estrategias de apoyo a su aprendizaje que tienen los padres antes y después de una intervención educativa. Para esto fue necesario, conocer desde la mirada de niños y profesores, las conductas de apoyo que brindan los padres en las actividades escolares a sus hijos y las situaciones que han facilitado o dificultado su involucramiento. Se trabajó con 6 docentes, que tienen en su grupo a uno o más alumnos con NEE y 8 alumnos con NEE de una escuela primaria pública, localizada al poniente de la ciudad de Mérida, Yucatán. En el diagnóstico se encontró que según los maestros, los padres de familia tienen un concepto impreciso de Necesidades Educativas Especiales, lo que repercute en sus expectativas académicas de sus hijos. Profesores y niños mencionaron que entre las principales barreras para el apoyo a sus hijos, se encuentran: su bajo nivel educativo y su comprensión de las tareas, la falta de paciencia, la carencia de información de cómo apoyarlos y la carencia de tiempo debido al trabajo. Se diseñó e implementó un taller para promover su participación, en el cual se consideraba tanto información teórica como experiencias personales de los participantes. Posterior a la implementación del taller los profesores consideraron que mejoró el conocimiento de los padres sobre NEE y coincidieron con los niños en que se mejoró la participación de los padres en el aprendizaje de sus hijos, implementando nuevas estrategias y mostrándose más colaborativos y tolerantes. Sin embargo los profesores destacaron la falta de participación de los padres en actividades escolares y comunitarias.

HUMANIDADES Y CIENCIAS DE LA CONDUCTA Necesidades educativas especiales Profesores Niños

Cálculo del tensor dieléctrico efectivo de medios anisotrópicos granulados

Calculation of the effective dielectric tensor of granular anisotropic media

Carlos Enrique Román Velázquez (1999, [Tesis de doctorado])

En este trabajo nos hemos dedicado al problema del cálculo de la respuesta dieléctrica de sistemas formados por partículas anisotrópicas. Desarrollamos dos enfoques que aplicamos a dos distintos tipos de sistemas. En el primero, dentro de la aproximación dipolar, desarrollamos un formalismo para el cálculo del tensor dieléctrico efectivo de un medio compuesto granular con partículas anisotrópicas. Esto se hace dentro de la Aproximación de Campo Medio (ACM) basados en un modelo estadístico microscópico del material. Siguiendo un desarrollo riguroso, justificado en todo momento, desarrollamos una extensión de la ACM para este tipo de materiales. Esto nos ha permitido obtener correcciones al tensor dieléctrico efectivo al considerar correlaciones orientación-posición de las partículas, que son despreciadas usualmente en el método de cálculo de la ACM. Uno de los objetivos en esta parte es presentar una alternativa a los modelos fenomenológicos basados en la extensión de la ecuación de Maxwell Garnett o del método de Lorentz tomados de la teoría de la respuesta dieléctrica de medios con inclusiones isotrópicas. Por otra parte, lo riguroso de nuestro formalismo nos permite resolver controversias existentes entre los resultados de otros modelos no suficientemente justificados. En un segundo enfoque desarrollamos una representación espectral multipolar de la respuesta dieléctrica efectiva de un medio constituido por partículas esferoidales con tamaños, posiciones y orientaciones arbitrarias. Esta representación permite determinar la respuesta del sistema directamente de sus propiedades geométricas. Este método lo hemos aplicado a dos importantes sistemas de partículas anisotrópicas de geometría restringida. En el primero de ellos calculamos la polarizabilidad efectiva de una partícula esferoidal situada sobre un sustrato. En este caso la representación espectral de la respuesta dieléctrica nos ha permitido desarrollar un estudio sistemático de las propiedades ópticas de este sistema y determinar la importancia de las contribuciones multipolares en la respuesta del sistema como función de la forma de la partícula, su distancia al sustrato, y las propiedades dieléctricas del sustrato y el medio en que está inmersa. Aplicamos este...

esferoides, dieléctrico, multipolo CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS OTRAS ESPECIALIDADES FÍSICAS

LUCHAS FRONTERIZAS POR LA MOVILIDAD Y LA VIDA : UNA ETNOGRAFÍA SOBRE REGÍMENES FRONTERIZOS, MIGRACIONES Y RACISMOS EN TÚNEZ

Edgar Damián Córdova Morales (2023, [Tesis de doctorado])

“A 10 mil kilómetros de la Ciudad de México, hay un puerto llamado Zarzis en el sur de Túnez, cuyas playas son permanentemente abrazadas por las cálidas aguas del mar Mediterráneo. Este país del norte de África ha sido, a lo largo de las últimas décadas, un escenario donde es posible atestiguar y analizar las aceleradas transformaciones de las políticas y prácticas fronterizas emprendidas por la Unión Europea en el Mediterráneo así como sus dramáticos impactos sobre miles de migrantes de todo el continente africano que transitan, viven y sobreviven en esta convulsa región del mundo, antes de intentar cruzar el mar en dirección de Europa. En las afueras de Zarzis, la fachada inadvertida de una casa en una polvorienta calle esconde el “Museo de la Memoria del Mar”, cuyas instalaciones artísticas con galería de arte contemporáneo de Ciudad de México, Casablanca o Paris. Cada día desde hace varios años, migrantes de distintos rincones del continente africano zarpan del sur tunecino para intentar atravesar el mar Mediterráneo de forma irregularizada y subvertir las fronteras de la Unión Europea en búsqueda de una vida mejor. Historias como estas constituyen el corazón de esta tesis, cuya etnografía realice en 2019, específicamente en el puerto de Zarzis, la ciudad de Medenine, y en menor medida la capital tunecina. Mi propuesta principal es que Túnez, y particularmente el sur del país, es un espacio etnográfico clave desde el cual analizar más ampliamente las políticas fronterizas en el Mediterráneo central en sus distintos papeles como histórico país de origen, de tránsito y más recientemente de destino forzado para migrantes procedentes principalmente de la vecina Libia. África subsahariana y occidental. Asimismo, como socio clave de la Unión Europea, Túnez un país que permite entender, la conformación reproducción y los efectos que nombro como el régimen fronterizo euro-mediterráneo”.

Migración internacional. Refugiados - Historia - Siglo XXI. Migración forzada - Túnez. Refugiados - Política gubernamental - Países de la Unión Europea. Desplazados - Túnez. Migrantes africanos - Asistencia especial - Túnez. Refugios para personas migrantes. Tesis - Doctorado en Antropología, CDMX. CIENCIAS SOCIALES DEMOGRAFÍA DEMOGRAFÍA GEOGRÁFICA MOVILIDAD Y MIGRACIONES INTERNACIONALES MOVILIDAD Y MIGRACIONES INTERNACIONALES

La Funcionalidad Física Arrecifal, indicador de la diversidad funcional en ensamblajes de peces de arrecifes en el Parque Nacional Islas Marietas, Nayarit, México

Reef Physical Functionality, indicator of functional diversity on reef fishes assemblages from Islas Marietas National Park, Nayarit, Mexico

Luis Mario Montalvo Jaramillo (2023, [Tesis de maestría])

La ecología funcional se basa en el uso de rasgos funcionales; características de las especies (morfológicas, fisiológicas, comportamiento) medidas a nivel individual que influencian el rendimiento de una especie, siendo de gran utilidad para determinar cambios dentro del ecosistema. El presente trabajo busca evaluar la funcionalidad física como indicador de disponibilidad de hábitat de peces y su relación con la diversidad funcional. La funcionalidad física del arrecife se evaluó mediante el IFA integrando datos de cobertura coralina, complejidad estructural y tasa de calcificación. La estructura de los ensamblajes de peces se analizó mediante el cálculo de índices de diversidad funcional (riqueza, equitatividad y divergencia) con base en cuatro rasgos funcionales (tamaño corporal, movilidad, tipo de agregación y dieta). La relación entre la diversidad funcional del ensamblaje y el IFA se evaluó mediante un análisis de regresión lineal. El IFA fue influenciado de manera positiva por la presencia Pocilloporidos al generar un mayor aporte a la funcionalidad física (FF) y consecuentemente, una mayor provisión de hábitat. Por el contrario, el IFA disminuyó con la presencia de Porites panamensis debido a su baja tasa de calcificación.La diversidad funcional de los ensamblajes no presentó variaciones temporales, atribuible a una baja variabilidad entre los sitios debido a una alta cercanía, baja variacion batimétrica y alta conectividad. La relación entre el IFA y la riqueza funcional de los ensamblajes se atribuye a que sitios con mayor funcionalidad física otorgan disponibilidad de hábitat y refugio contra la depredación a especies crípticas, de talla pequeña y juveniles; ya que, especies de este tipo se asocian a hoyos similares a su tamaño corporal y la supervivencia de las mismas aumenta en sustratos más complejos.

Functional diversity it’s based on functional traits; characteristics of species (morphological, physiological, behavior) measured at individual level that impact their performance and have great utility to determine changes within the ecosystem. This work aims to evaluate physical functionality as indicator of fish habitat availability and its relationship with functional diversity. The physical functionality of the reef was evaluated using the RFI, integrating data on coral cover, structural complexity, and calcification rate. The structure of the fish assemblages was analyzed by calculating functional diversity index (richness, evenness, and divergence) based on four functional traits (body size, mobility, type of aggregation and diet). The relationship between functional diversity and RFI was evaluated using linear regression analysis. The RFI was influenced on positive way for the presence of Pocilloporids due to the great contribution to physical functionality (PF) creating more habitat availability. For the other hand, the RFI was influenced on negative way for the presence of Porites panamensis due their low calcification rate. The functional diversity of the assemblages did not present temporal variations, attributable to a low variability between the sites due high proximity, low bathymetric variation and high connectivity. The relationship between RFI and the functional richness of the assemblages is attributed to fact that sites with greater physical functionality provide more availability of habitat and refuge against predation to cryptic, small and juvenile species; species of this type are associate with holes similar to their body size and their survival increases in more complex substrates.

Pacífico Méxicano, Índice de Función Arrecifal, Diversidad Funcional, Arrecife Reef, Functional Diversity, Reef Functional Index, Mexican Pacific BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA OTRAS ESPECIALIDADES DE LA BIOLOGÍA OTRAS OTRAS

Funcionalidad física de los arrecifes de coral en el Pacífico mexicano (Bahía de Los Ángeles, Bahía de La Paz, Bahía de Banderas y Bahías de Huatulco

Physical functionality of coral reefs in the mexican Pacific (Bahía de Los Ángeles, Bahía de La Paz, Bahía de Banderas y Bahías de Huatulco)

CLAUDIA REBECA NAVARRETE TORICES (2023, [Tesis de maestría])

Los corales son la base en la estructura y funcionamiento de los arrecifes. Sin embargo, en las últimas décadas, estos ecosistemas han sufrido un deterioro debido a presiones naturales, antrópicas y factores de gran escala como el cambio climático. En general, la cobertura de corales ha disminuido y aunque en algunos casos se ha observado su recuperación, la caracterización de la funcionalidad de la estructura física de los sistemas ha sido escasamente explorada. El presente trabajo evalúa la funcionalidad física de los arrecifes de coral en cuatro áreas a lo largo del Pacífico mexicano, empleando el Índice Funcional Arrecifal (IFA). El IFA considera la tasa de calcificación, la complejidad estructural y la abundancia de las especies de coral de en cada sitio; los valores que el índice puede adquirir varían de cero a uno, son valores cercanos a cero refieren a un arrecife con baja funcionalidad, mientras que los valores cercanos a uno indican un arrecife con alta funcionalidad. La cobertura coralina promedio de las cuatro áreas fue 35.62 ± 15.01%, siendo Bahías de Huatulco (BH) quien presentó la mayor cobertura coralina con 55.61 ± 21.94 %, mientras que Bahía de Los Ángeles (BLA) tuvo la menor cobertura coralina (17.16 ± 0.08 %). El IFA promedio de las áreas fue de 0.54 ± 0.12, y con base en el indicador, BH tuvo una mayor funcionalidad con un IFA de 0.68 ± 0.09, mientras que BLA tuvo una menor funcionalidad (0.34 ± 0.08). Los corales del género Pocillopora fueron los que mayor IFA aportaron en la mayoría de los sitios excepto en BLA que es representada por Porites panamensis. El coral con mayor coeficiente funcional (CF) fue Pocillopora grandis con 0.81, perteneciente a Bahía de Banderas (BB) y por ende fue el coral que mayor contribuyó al IFA en el área. El valor del IFA de 0.68 a lo largo del Pacífico mexicano, nos indica que tiene una alta complejidad estructural, debido a la forma de los corales Pocillopora que son clave para la permanencia de los arrecifes del área.

Corals are the basis for the structure and functioning of reefs. However, in recent decades, these ecosystems have suffered deterioration due to natural and anthropogenic pressures and large-scale factors such as climate change. In general, coral cover has decreased and although in some cases their recovery has been observed, the characterization of the functionality of the physical structure of the systems has been barely explored. This study evaluates the physical functionality of coral reefs in four areas along the Mexican Pacific, using the Reef Functional Index (IFA). The IFA considers the calcification rate, structural complexity, and abundance of coral species at each site; The values that the index can acquire vary from zero to one, values close to zero refer to a reef with low functionality, while values close to one indicate a reef with high functionality. The average coral cover of the four areas was 35.62 ± 15.01%, with Bahías de Huatulco (BH) having the highest coral cover with 55.61 ± 21.94%, while Bahía de Los Ángeles (BLA) had the lowest coral cover (17.16 ± 0.08%). The average IFA of the areas was 0.54 ± 0.12, and based on the indicator, BH had higher functionality with an IFA of 0.68 ± 0.09, while BLA had lower functionality (0.34 ± 0.08). Corals of the genus Pocillopora were the ones that contributed the highest IFA in most of the sites except in BLA, which is represented by Porites panamensis. The coral with the highest functional coefficient (CF) was Pocillopora grandis with 0.81, belonging to Bahía de Banderas (BB) and therefore was the coral that contributed the greatest to the IFA in the area. The IFA value of 0.68 along the Mexican Pacific indicates that it has a high structural complexity, due to the shape of the Pocillopora corals that are key to the permanence of the reefs in the area.

Corales, Pocillopora, Índice de función arrecifal, Pacífico mexicano Corals, Pocillopora, mexican Pacific, Reef Functional Index BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA OTRAS ESPECIALIDADES DE LA BIOLOGÍA OTRAS OTRAS

Estimación de los flujos de materia y energía en la Reserva de Bahía de los Ángeles, Canales de Ballenas y de Salsipuedes, mediante un modelo de balance de masas

Estimation of the flows of matter and energy in Bahía de los Ángeles, Canales de Ballenas y de Salsipuedes Reserve, using a mass balance model

Ana Lilia Perea Rojas (2023, [Tesis de maestría])

La Reserva de la Biósfera de Bahía de Los Ángeles, Canales de Ballenas y de Salsipuedes (RB-BLACS) es un área natural protegida que provee de distintos servicios ambientales a los pobladores de la comunidad de Bahía de Los Ángeles. Tiene una gran importancia ecológica por la diversidad de especies que habitan en ella y para las especies migratorias que la utilizan, algunas de las cuales se encuentran enlistadas dentro de la NOM-059-SEMARNAT-2001. Con objeto de estimar el efecto de la pesca sobre el ecosistema se construyó un modelo de balance de masas empleando Ecopath con Ecosim. Mediante una revisión documental, se definieron 32 grupos funcionales (GF) y se construyó una matriz de dietas. El modelo se parametrizó con los valores de biomasa (B), relación producción/biomasa (P/B) y se obtuvieron los valores de eficiencia ecotrófica (EE) y relación producción/consumo (P/Q). El rendimiento total del sistema (TST) fue de 13,689 t/km2/año. El nivel trófico de la captura de 3.48 y la producción neta del sistema de 4,641 t/km2/año. La matriz de impactos tróficos mixtos muestra que los grupos que sufren mayor impacto negativo por los Tiburones son los Odontocetos, Misticetos y Tortugas. Se simularon los cambios en la biomasa relativa de los GF bajo escenarios de incremento y decremento del esfuerzo pesquero (5 y 10%) y no pesca, en un lapso de 10 años. Se encontró que los cambios en el esfuerzo pesquero de Elasmobranquios y los Peces de escama son los que mayor efecto tienen sobre otros GF. Resalta que suspender la pesca tendría poco efecto, tanto positivo como negativo (2-3%) sobre la biomasa relativa de los GF, excepto Tiburones y rayas, que incrementarían 245 y 124%, respectivamente. Este modelo podría utilizarse para la toma de decisiones en el manejo y conservación del ecosistema.

The Biosphere Reserve of Bahía de Los Ángeles, Canales de Ballenas y de Salsipuedes (RB-BLACS) is a natural protected area that provides different environmental services to the residents of the community of Bahía de Los Ángeles. It has great ecological importance due to the diversity of species that inhabit it and the migratory species that use it, some of which are listed within NOM-059- SEMARNAT-2001. To estimate the effect of fishing on the ecosystem, a mass balance model was built using Ecopath with Ecosim. Through a documentary review, 32 functional groups (GF) were defined, and a diet matrix was constructed. The model was parameterized with the values of biomass (B), production/biomass ratio (P/B) and the values of ecotrophic efficiency (EE) and production/consumption ratio (P/Q) were obtained. The total system throughput (TST) was 13,689 t/km2/year. The trophic level of the capture is 3.48 and the net production of the system is 4,641 t/km2/year. The matrix of mixed trophic impacts shows that the groups that suffer the greatest negative impact from Sharks are Odontocetes, Mysticetes and Turtles. Changes in the relative biomass of GF were simulated under scenarios of increase and decrease in fishing effort (5 and 10%) and no fishing, over a period of 10 years. It was found that changes in the fishing effort of Elasmobranchs and Finfish have the greatest effect on other GFs. It highlights that suspending fishing would have little effect, both positive and negative (2-3%) on the relative biomass of GFs, except for sharks and rays, which would increase 245 and 124%, respectively. This model could be used for decision making in the management and conservation of the ecosystem.

Ecopath con Ecosim, socio-ecosistema, Golfo de California, pesquerías, conservación Ecopath with Ecosim, socio-ecosystem, Gulf of California, fisheries, conservation BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA OTRAS ESPECIALIDADES DE LA BIOLOGÍA OTRAS OTRAS

Nanopartículas híbridas cargadas con un compuesto bioactivo y su efecto en biomarcadores neuroinflamatorios como potencial tratamiento de la enfermedad de Alzheimer

Hybrid nanoparticles loaded with a bioactive compound and their effect on neuroinflammatory biomarkers as a potential treatment for Alzheimer’s disease

Alondra Vargas Barona (2024, [Tesis de maestría])

La enfermedad de Alzheimer (EA) es una enfermedad neurodegenerativa progresiva caracterizada por el deterioro cognitivo asociado a la acumulación de la proteína beta amiloide (Aβ). La Aβ activa a las células gliales del cerebro, generando un aumento en la secreción de citocinas pro-inflamatorias que conducen a la neuroinflamación y muerte neuronal. Actualmente no existen tratamientos efectivos que curen o detengan su progresión, por ello, la EA se considera como una prioridad de salud mundial. Las principales limitaciones son la baja biodisponibilidad del fármaco y la impermeabilidad de la barrera hematoencefálica (BHE). Afortunadamente, la nanomedicina ha surgido como un campo prometedor para el desarrollo de nuevos sistemas para la entrega controlada y dirigida de fármacos hacia el cerebro. Por ello, en este trabajo se sintetizaron nanopartículas híbridas de polímeros y lípidos (NPsHPL) conjugadas con transferrina (Tf) para facilitar el cruce de la BHE, y cargadas con N-acetilcisteína (NAC) por su efecto anti-inflamatorio, y se llevó a cabo su caracterización fisicoquímica. Posteriormente se implementó un modelo in vitro con astrocitos humanos derivados de células pluripotentes inducidas (iPSC) provenientes de un paciente diagnosticado con la EA, las cuales se llevaron a un estado reactivo por la estimulación con lipopolisacárido (LPS). El cultivo de células fue tratado con las NPsHPL conjugadas con Tf y cargadas con NAC (NPsHPL-Tf-NAC) a 0.25 mg/mL y NAC libre a 5 mM. Los resultados mostraron que las NPsHPL-Tf-NAC modularon favorablemente la expresión de genes pro-inflamatorios, como la interleucina-1β (IL-1β), la proteína precursora de amiloide (APP) y la proteína ácida fibrilar glial (GFAP). Además, redujo la secreción de las citocinas pro-inflamatorias interleucina 6 (IL-6), IL-1β e interferóngamma (INF-γ), ambos casos respecto al grupo de células que no recibieron algún tratamiento. Por otra parte, la NAC libre sólo tuvo este efecto en la expresión de IL-1β y la secreción de las citocinas IL-6 e INF-γ. Estos resultados posicionan a las NPsHPL-Tf-NAC como un potencial tratamiento para la EA.

Alzheimer’s disease (AD) is a progressive neurodegenerative disease characterized by cognitive impairment associated with the accumulation of beta-amyloid protein (Aβ). Aβ activates glial cells in the brain, increasing the secretion of pro-inflammatory cytokines that lead to neuroinflammation and neuronal death. Currently, there are no effective treatments that cure or stop its progression, therefore AD is considered a global health priority. The main limitations are the low drug bioavailability and impermeability of the blood-brain barrier (BBB). Fortunately, nanomedicine has emerged as a promising field for the development of new nanosystems for the controlled and targeted delivery of drugs to the brain. Therefore, in this work, lipid–polymer hybrid nanoparticles (LPHNPs) conjugated with transferrin (Tf) to facilitate crossing the BBB, and loaded with N-acetylcysteine (NAC) for its anti-inflammatory effect were synthesized, and their physicochemical characterization was carried out. Subsequently, an in vitro model with human astrocytes derived from induced pluripotent stem cells (iPSC) from an AD diagnosed patient was implemented, which were brought to a reactive state by stimulation with lipopolysaccharide (LPS). The cell culture was treated with Tf-conjugated LPHNPs loaded with NAC (LPHNPs-Tf-NAC) at 0.25 mg/mL and free NAC at 5 mM. The results showed that LPHNPs-Tf-NAC favorably modulated the expression of pro-inflammatory genes, such as interleukin-1β (IL-1β), amyloid precursor protein (APP) and glial fibrillary acidic protein (GFAP). In addition, they reduced the secretion of the pro-inflammatory cytokines interleukin 6 (IL-6), IL-1β and interferon-gamma (INF-γ), both cases compared to the group of cells that did not receive any treatment. On the other hand, free NAC only had this effect on the expression of IL-1β and the secretion of the cytokines IL-6 and INF-γ. These results position LPHNPs-Tf-NAC as a potential treatment for AD.

nanopartículas híbridas; enfermedad de Alzheimer; neuroinflamación; astrocitos; iPSC; nanomedicina hybrid nanoparticles, Alzheimer’s disease, neuroinflammation; astrocytes; iPSC; nanomedicine BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA OTRAS ESPECIALIDADES DE LA BIOLOGÍA OTRAS OTRAS