Estudio de biomarcadores metabólicos en la piel relacionados con el envejecimiento en una población del noroeste de México

Study of metabolic biomarkers in the skin related to aging in a population from northwest Mexico

JHORDAN OJEDA GONZALEZ (2023, [Tesis de maestría])

La piel, siendo el órgano más grande, es fácilmente accesible para la obtención de muestras no invasivas. Esto convierte a la piel en una valiosa fuente de datos biológicos para la evaluación del estado de salud de los individuos. Sin embargo, la edad desempeña un papel central en casi todos los procesos humanos, y si no se tiene en cuenta adecuadamente, podría introducir sesgos al evaluar la condición de la piel. Por lo tanto, comprender cómo la edad afecta el metabolismo de la piel es crucial para crear perfiles del tipo y abundancia de metabolitos en diferentes etapas del desarrollo humano. Este estudio tuvo como objetivo identificar las diferencias metabólicas en la piel entre sujetos mexicanos de diferentes grupos de edad. Para lograrlo, se recolectaron muestras superficiales de piel (obtenidas mediante hisopos de algodón) de 75 pacientes con edades comprendidas entre 3 y 74 años. Los datos metabolómicos se obtuvieron a través de cromatografía líquida-espectrometría de masas en tándem (LC-MS2), mientras que la identificación de metabolitos y los análisis estadísticos se realizaron utilizando programas informáticos exhaustivos y complementarios (GNPS, Sirius, MZmine, Metaboanalyst, entre otros). Después de un extenso uso de herramientas quimioinformáticas, se identificaron de manera putativa 2,193 metabolitos (peptídicos y no peptídicos) de diversas clases químicas, como ácidos carboxílicos y sus derivados, acilos grasos, benceno y sus derivados sustituidos, compuestos organooxigenados, entre otros. Algunos metabolitos se cree que son sintetizados por bacterias. A través de un análisis de regresión logística con ajuste de covariables, identificamos varios metabolitos asociados positiva y negativamente con la edad, algunos de los cuales eran específicos para cada género. Los hallazgos de este trabajo incluyen la identificación de potenciales biomarcadores del envejecimiento como ciclo(Leu-Pro), destiobiotina, entre muchos otros, y también se proponen las principales clases químicas afectadas, como son azoles, diazinas y polipéptidos. En general, hemos contribuido a iluminar el panorama químico de la piel humana en una población mexicana, sugiriendo metabolitos que podrían funcionar potencialmente como biomarcadores de envejecimiento y enfermedades. No obstante, para validar nuestros hallazgos, se requieren estudios más amplios con grupos étnicos diversos y tamaños de muestra más grandes.

The skin, being the largest organ, is readily accessible for non-invasive sampling, making it a valuable source of biological data that could facilitate the assessment of individuals health status. However, age exerts a central role in nearly all human processes, and if not appropriately accounted for, it could introduce biases when assessing skin condition. Therefore, understanding how age affects skin metabolism is crucial for creating profiles of the types and abundances of metabolites across different stages of human development. This study aimed to uncover metabolic differences in the skin among Mexican subjects of different age groups. To achieve this, surface skin samples (collected via cotton swabs) were gathered from 75 patients spanning ages 3 to 74. Metabolomic data was obtained through liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS2), while metabolite identification and statistical analyses were performed using comprehensive yet complementary software (GNPS, Sirius, MZmine, Metaboanalyst, among others). After an exhaustive use of comprehensive chemoinformatic tools, a total of 2,529 metabolites (peptidic and non-peptidic) were putatively identified covering diverse chemical classes, such as carboxylic acids and derivatives, fatty acyls, benzene and substituted derivatives, organooxygen compounds, among others. Some metabolites are thought to be synthesized by bacteria. Through logistic regression analysis and covariate adjustment, we identified several metabolites positively and negatively associated with age, some of which were gender specific. The findings of this study include the identification of potential aging biomarkers such as cyclo(Leu-Pro), dethiobiotin, among many others, and the proposal of the major affected chemical classes, including azoles, diazines, and polypeptides. Overall, we have contributed to illuminating the chemical landscape of human skin within a Mexican population, hinting at metabolites that could potentially function as aging and disease biomarkers. Nonetheless, to validate our findings, broader studies involving diverse ethnic groups and larger sample sizes are required.

Metabolómica, Espectrometría-de-masas, Quimioinformática, Envejecimiento-de-la-piel, Biomarcadores Metabolomics, Mass-Spectrometry, Chemoinformatics, Skin-aging, Biomarkers BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA OTRAS ESPECIALIDADES DE LA BIOLOGÍA OTRAS OTRAS

Interaction between plants growing together from germination to 2 years: A test of competition and phylogenetic closeness for Northeastern Mexico

Interacción entre plantas coexistiendo desde la germinación hasta los 2 años: un experimento de competencia y cercanía filogenética en el noreste de México

ENRIQUE JURADO YBARRA Joel David Flores Rivas Jonathan Marroquín MARISELA PANDO MORENO DAVID ALBERTO RODRIGUEZ TRAPERO Humberto González Rodríguez José Alejandro Selvera Mancha Juan Ángel López Carmona (2022, [Artículo])

"Competition and facilitation are important factors affecting seedling survival. These factors probably affect plant distribution and abundance. Interactions between species relate to phylogeny, in that closely related species are likely to compete more for resources and facilitation is expected between more distantly related species. We tested for Tamaulipan thornscrub plants, grown with close and distant relatives if they differed in survival, length and weight of shoots and roots, assuming that closely related species would compete more than distant ones. We also explored whether seed mass was associated with plant size from 1-24 months after germination. We grew plants from Tamaulipan thornscrub, with a sibling or with one individual from other species from 1-24 months. Seedling survival was similar for all species when their seedlings grew alone or under competition, at 1, 6 and 12 months. At 24 months seedling survival of Vachellia farnesiana was lower when grown with Havardia pallens. There was no evidence of stronger competition or facilitation for phylogenetically closer species. Seedling size correlated with seed mass one month after germination but not after 6 months. Maximum and mean adult plant height did not correlate with seed mass or with plant height in our trials. We found no evidence of phylogeny explaining nearest neighbors in competition during germination for Tamaulipan thornscrub."

"La competencia y la facilitación son factores importantes que afectan la supervivencia de las plántulas y probablemente afectan la distribución y abundancia de las plantas. Las interacciones entre especies se relacionan con la filogenia, es probable que las especies estrechamente relacionadas compitan más por recursos y que en las menos emparentadas ocurra facilitación. Se investigó si plantas de matorral tamaulipeco creciendo junto a parientes cercanos y lejanos diferían en supervivencia, longitud y peso de tallos y raíces, asumiendo que las especies estrechamente relacionadas competirían más que las lejanas. También se exploró si el peso de semillas se asoció con el tamaño de la planta entre 1 y 24 meses de edad. Se pusieron a crecer plantas de matorral tamaulipeco, con un hermano o con un individuo de otras especies, de 1-24 meses. La supervivencia de plántulas fue similar para todas las especies cuando éstas crecieron solas o en competencia, a los 1, 6 y 12 meses. A los 24 meses, la supervivencia de plántulas de Vachellia farnesiana fue menor cuando creció con Havardia pallens. No hubo evidencia de una competencia o facilitación fuerte para especies filogenéticamente más cercanas. El tamaño de la plántula se correlacionó con el peso de la semilla únicamente al mes de germinadas. La altura máxima y promedio de la planta adulta no se correlacionó con el peso de semillas o con la altura de la planta. La filogenia no explicó la competencia con los vecinos más cercanos durante la germinación de especies del matorral tamaulipeco."

Phylogeny Seed mass Seedling Shoot/root ratio Tamaulipan thornscrub BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA) BIOLOGÍA VEGETAL (BOTÁNICA)

DINÁMICA DE ACUMULACIÓN DE ARSÉNICO EN RELACIÓN A OTROS ELEMENTOS TRAZA Y POLISACÁRIDOS DE LA PARED CELULAR DE Sargassum spp. DE ARRIBAZONES

Paulina Annette Ortega Flores (2023, [Tesis de doctorado])

"La frecuencia e intensidad del fenómeno de arribazón de macroalgas marinas ha ido en aumento a nivel mundial. En el Caribe Mexicano, se ha identificado a especies pelágicas de algas pardas del género Sargassum como dominantes en estos arribazones. La gran cantidad de material que arriba a la costa ha resaltado la necesidad de generar información sobre la biología y composición química de las especies presentes en este fenómeno, la cual pueda ser incorporada en futuras estrategias sustentables de aprovechamiento de la biomasa arribada. En el presente estudio se determinaron las concentraciones totales de arsénico (As), cadmio (Cd), plomo (Pb), cobre (Cu), hierro (Fe) y zinc (Zn) en S. fluitans, S. natans I, S. natans VIII, recolectadas mensualmente durante un año, en Puerto Morelos, Quintana Roo, México mediante Espectrofotometría de Absorción Atómica (EAA). Para As, se determinó el contenido de su especie química inorgánica (iAs) en los tres morfotipos mediante voltametría. Adicionalmente, en S. fluitans se determinó el contenido de alginato, fucoidano, ácidos urónicos y sulfatos y se identificaron las variables de contribución significativa en la acumulación de As a partir de un Modelo Lineal Generalizado (GLM). La presencia de As se detectó en el 100% de las muestras; seguido de Fe (98%), Zn (90%), Cu (78%), Pb (71%) y Cd (65%). Las concentraciones máximas obtenidas en las especies pelágicas de Sargassum fueron de 255.20 mg kg-1 para As, 3.75 mg kg-1 para Cd, 17.39 mg kg-1 para Pb, 6.44 mg kg-1 para Cu, 78.27 mg kg-1 para Fe y 33.25 mg kg-1 para Zn. En general, las concentraciones promedio de los elementos analizados se encuentran en rangos previamente reportados para algas pardas. Los elementos As, Cu, Fe y Pb presentaron diferencias estadísticamente significativas entre morfotipos, mientras que los elementos Cd y Zn no. El morfotipo S. natans VIII presentó las concentraciones más elevadas de As respecto a las especies S. fluitans y S. natans I, siendo la temporada de lluvias (julio a octubre) cuando se presentaron las concentraciones más elevadas de este elemento. En cuanto al iAs, este representó del 14.15% al 81.70 % del As total (TotAs), lo que corresponde a 12.69 mg kg-1 a 62. 93 mg kg-1..."

"The frequency and intensity of the seaweed massive influx and arrival phenomenon has been increasing globally. On Mexican shores, has been identified to pelagic species of brown algae of genus Sargassum as dominant in these events. The large amount of material that reaches to the coast, has highlighted the need to generate basic information about the biology and chemical composition of the species present in the arrival phenomenon to be incorporated into future sustainable strategies for the use of Sargassum biomass. In the present study, the total concentrations were determined for arsenic (As), cadmium (Cd), lead (Pb), copper (Cu), iron (Fe) and zinc (Zn) in S. fluitans, S. natans I, S. natans VIII, collected monthly during one year, in Puerto Morelos, Quintana Roo, Mexico. For As, the content of its inorganic chemical species (iAs) was determined. Additionally, in S. fluitans the content of alginate, fucoidan, uronic acids and sulfates was determined and a Generalized Linear Model (GLM) was developed to identify the variables of significant contribution in the accumulation of As. The presence of As was detected in 100% of the samples; followed by Fe (98%), Zn (90%), Cu (78%), Pb (71%) and Cd (65%). The maximum concentrations obtained in the pelagic Sargassum species were 255.20 mg kg-1 for As, 3.75 mg kg-1 for Cd, 17.39 mg kg-1 for Pb, 6.44 mg kg-1 for Cu, 78.27 mg kg-1 for Fe y 33.25 mg kg-1 for Zn. Mean concentrations are in ranges previously reported for brown algae. The elements As, Cu, Fe and Pb showed statistically significant differences between morphotypes, while the elements Cd and Zn did not. The S. natans VIII morphotype presented the highest As concentrations respect to S. fluitans and S. natans I species, being the rainy season (July to October) when the highest concentrations was presented. –Regard to iAs. this represented from 14.15% to 81.70% of the total As (TotAs) which corresponds to 12.69 mg kg-1 to 62. 93 mg kg-1. In S. fluitans, identified the variables: Cu, uronic acids and sulfates from fucoidan, as variables that contribute significantly to the accumulation of As. Monitoring of the diverse components of sargazo is important for the decision making regarding the safe use and exploitation of this resource, as well as, the generation of basic knowledge regarding the process of metal accumulation in Sargassum upwelling."

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Rapid effects of marine reserves via larval dispersal

Richard Cudney Bueno (2009, [Artículo])

Marine reserves have been advocated worldwide as conservation and fishery management tools. It is argued that they can protect ecosystems and also benefit fisheries via density-dependent spillover of adults and enhanced larval dispersal into fishing areas. However, while evidence has shown that marine reserves can meet conservation targets, their effects on fisheries are less understood. In particular, the basic question of if and over what temporal and spatial scales reserves can benefit fished populations via larval dispersal remains unanswered. We tested predictions of a larval transport model for a marine reserve network in the Gulf of California, Mexico, via field oceanography and repeated density counts of recently settled juvenile commercial mollusks before and after reserve establishment. We show that local retention of larvae within a reserve network can take place with enhanced, but spatially-explicit, recruitment to local fisheries. Enhancement occurred rapidly (2 yrs), with up to a three-fold increase in density of juveniles found in fished areas at the downstream edge of the reserve network, but other fishing areas within the network were unaffected. These findings were consistent with our model predictions. Our findings underscore the potential benefits of protecting larval sources and show that enhancement in recruitment can be manifested rapidly. However, benefits can be markedly variable within a local seascape. Hence, effects of marine reserve networks, positive or negative, may be overlooked when only focusing on overall responses and not considering finer spatially-explicit responses within a reserve network and its adjacent fishing grounds. Our results therefore call for future research on marine reserves that addresses this variability in order to help frame appropriate scenarios for the spatial management scales of interest. © 2009 Cudney-Bueno et al.

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