Obtención de materiales nanocompuestos semiconductorsemiconductor para producción de hidrógeno por fotocatálisis heterogénea

Obtaining semiconductor-semiconductor nanocomposite materials for hydrogen production by heterogeneous photocatalysis

Yilmair Rodríguez Santillán (2023, [Tesis de maestría])

La producción de hidrógeno mediante fotocatálisis heterogénea a través del fotorreformado de metanol ha surgido como una estrategia para abordar los desafíos energéticos y ambientales actuales. Este proceso combina la conversión de una mezcla metanol/agua, con la eficiencia de la fotocatálisis para generar hidrógeno limpio y renovable. Uno de los factores más importantes en el proceso de la fotocatálisis heterogénea, es la capacidad que presenta un semiconductor para absorber luz con energía dentro del rango del espectro visible. El g-C3N4 es uno de los materiales más estudiados recientemente para la producción de hidrógeno, ya que presenta una banda prohibida de 2.7 eV, aparte de una alta estabilidad química y térmica, así como un bajo costo de producción. Sin embargo, el g-C3N4 tiene limitaciones en su eficiencia debido a la rápida recombinación del par electrón/hueco (e- /h+), lo que reduce la tasa de producción de H2. Para superar esta limitación se suelen hacer modificaciones por medio de dopantes o formando uniones con otros semiconductores, como las que se hicieron en este trabajo. El nanocompuesto que se utilizó para la producción de H2 mediante el fotorreformado de metanol es el Pt/MnCo2S4/B-g-C3N4 que consiste en una estructura formada por nitruro de carbono grafítico dopado con boro (B-g-C3N4), sulfuro de manganeso-cobalto (MnCo2S4) y platino (Pt). El B-g-C3N4 actúa como el fotocatalizador clave en la reacción de producción de H2 ya que cuenta con una estructura de banda electrónica adecuada que le permite absorber luz solar y generar pares (e-/h+) para activar la reacción. El MnCo2S4 se empleó para favorecer la separación y migración de los portadores de carga. El papel del Pt fue el de acelerar la reacción de reducción para la formación de la molécula de H2. La serie de fotocatalizadores de Pt/MnCo2S4/B-g-C3N4 que fueron sintetizados, demostraron una alta estabilidad y actividad fotocatalítica en la producción de hidrógeno a partir del fotorreformado de metanol/agua, tanto en condiciones con luz UV como en condiciones con luz visible, permitiendo alcanzar una producción de 947.9 μmol g-1 h-1 y 716.4 μmol g-1 h- respectivamente.

Hydrogen production through heterogeneous photocatalysis via methanol photoreforming has emerged as a strategy to address current energy and environmental challenges. This process combines the conversion of a methanol/water mixture with the efficiency of photocatalyst to generate clean and renewable hydrogen. One of the most crucial factors in the heterogeneous photocatalysis process is the semiconductor's ability to absorb light within the visible spectrum energy range. Recently, g-C3N4 has been extensively studied for hydrogen production due to its 2.7 eV bandgap, high chemical and thermal stability, and low production cost. However, g-C3N4 has limitations in its efficiency due to the rapid recombination of electron/hole pairs (e-/h+), which reduces the H2 production rate. To overcome this limitation, modifications are often made through dopants or forming junctions with other semiconductors, as is done in this study. The nanocomposite used for hydrogen production via methanol photoreforming is Pt/MnCo2S4/B-g-C3N4, which consists of a structure composed of borondoped graphitic carbon nitride (B-g-C3N4), manganese-cobalt sulfide (MnCo2S4) and platinum (Pt). B-gC3N4 acts as the critical photocatalyst in the H2 production reaction. It possesses an appropriate electronic band structure that absorbs solar light and generates electron-hole pairs (e-/h+) to activate the reaction. MnCo2S4 was used to promote the separation and migration of charge carriers. The role of Pt is to accelerate the reduction reaction to form H2 molecules. The series of synthesized Pt/MnCo2S4/B-g-C3N4 photocatalysts demonstrated high stability and photocatalytic activity in hydrogen production via methanol/water photoreforming, both under UV and visible light conditions, achieving a production rate of 947.9 μmol g-1 h-1 and 716.4 μmol g-1 h-1, respectively.

hidrógeno, fotocatálisis, fotorreformado, metanol, nanocompuesto hydrogen, photocatalyst, photoreforming, methanol, nanocomposite INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES PROPIEDADES DE LOS MATERIALES

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

El mercurio y su uso histórico en México

Taryn Symon DANIELA ALEJANDRA MURILLO CISNEROS TANIA ZENTENO SAVIN (2022, [Artículo])

"El uso antropogénico del mercurio (Hg) para diversas funciones, incluso como pigmento y como remedios medicinales, se remonta a la antigüedad. Históricamente, las minas de Hg en la “Nueva España” (actualmente México) fueron explotadas en los actuales estados de Guerrero, Durango, Chihuahua, Guanajuato, San Luis Potosí, Aguascalientes y Querétaro. La invención del “proceso de patio” para el aislamiento de metales como el oro y la plata a través de la formación de amalgamas con Hg en la Nueva España proporcionó un método altamente rentable, de nivel industrial."

Ecotoxicología, metales pesados, Una Salud MEDICINA Y CIENCIAS DE LA SALUD CIENCIAS MÉDICAS TOXICOLOGÍA OTRAS OTRAS

Desarrollo y comercialización de adyuvantes herbolarios como alternativa terapéutica para el tratamiento del síndrome metabólico en adultos mexicanos. Evaluación de solicitud de patente y registro sanitario

SYLVIA ADRIANA PINAL CALVILLO (2023, [Tesis de maestría])

Este trabajo de tesis parte de la creciente preocupación global sobre la Epidemia

Metabólica, enfocándose en su prevalencia, impacto económico y las perspectivas

futuras en México. Se centra en la interconexión entre enfermedades metabólicas,

factores de riesgo compartidos y la respuesta a intervenciones comunes,

destacando la obesidad, diabetes y síndrome metabólico como ejes centrales.

Adicionalmente, examina la Medicina Ancestral y la estandarización en la

producción de remedios herbolarios como estrategias potenciales para mitigar esta

crisis.

El trabajo revisa los antecedentes de la Medicina Tradicional según la Organización

Mundial de la Salud (OMS), su uso en condiciones metabólicas, y su integración en

sistemas de salud. Se presta especial atención al uso de plantas medicinales en

México y a nivel global, resaltando la transferencia intercultural de conocimientos

herbolarios en la era de la globalización.

En el marco general, se establecen los objetivos del estudio y se detalla la

caracterización de productos herbales específicos para el tratamiento del síndrome

metabólico, se centra en el uso sinérgico de: Syzigium cumini, Coix lacryma-jobi, y

Mossanona depressa. Se analizan sus propiedades farmacológicas y usos en el

tratamiento de la diabetes y el síndrome metabólico.

La sección de formalización comercial aborda la constitución de la sociedad, los

registros ante el Instituto Mexicano de Propiedad Intelectual (IMPI) y la Comisión

Federal para la Protección contra Riesgos a la Salud (COFEPRIS), la determinación

de patentabilidad, y las estrategias de protección de propiedad intelectual.

Finalmente, el estudio concluye con recomendaciones para la mejora regulatoria en

este campo y detalla la tramitología necesaria para la implementación de estas

estrategias. La investigación subraya la importancia de integrar la medicina

tradicional en los sistemas de salud modernos para combatir la epidemia

metabólica, especialmente en contextos como el de México.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA Epidemia metabólica, medicina ancestral México, Herbario Mundial, obesidad, diabetes, síndrome metabólico, tratamiento herbolario, factores riesgo metabólicos, intervenciones epidemia metabólica, carga económica Salud México, remedios naturales diabetes, integración medicina tradicional, OMS Medicina Tradicional, plantas medicinales metabólicas, Syzigium cumini, Coix lacryma-jobi, Mossanona depressa, Propiedad Intelectual Herbolarios, Registro COFEPRIS, Patentabilidad Productos Naturales, Legislación Mexicana Salud, Mejora Regulatoria Medicina Tradicional.

¿Desvinculación o decrecimiento? Un marco analítico para abordar la transición socioecológica desde los estudios urbanos

Jerónimo Aurelio Díaz Marielle (2023, [Artículo])

Artículo número 1 de la Sección Articulos de Investigación.

La transición socioecológica se perfila como un nuevo paradigma científico centrado en las interacciones sociedad-naturaleza y es, al mismo tiempo, la punta de lanza de una nueva agenda urbana y ambiental que no está exenta de contradicciones y dilemas. Con un pie en la divulgación de los conceptos y las metodologías que conforman este paradigma, y con otro en el análisis sociológico de los nuevos ecologismos, el artículo ofrece una revisión de dos corrientes de ecología política que buscan orientar el sentido de la transición: la desvinculación ecológica y el decrecimiento. La primera coloca sus expectativas en el desarrollo tecnológico y el mercado, es favorable al modelo de la ciudad compacta y promueve las llamadas soluciones basadas en la naturaleza. La segunda reconoce el valor de los saberes urbanos vernáculos, pero apela a la descentralización de las urbes y pugna por una reducción equitativa y democrática de los estándares de vida de la población. El artículo concluye que los estudios urbanos (en particular la sociología urbana y la planeación territorial) pueden contribuir a comprender el funcionamiento de los metabolismos urbanos y aportar soluciones a las dificultades que impiden el tránsito hacia una sociedad sustentable, esto es, una sociedad que sea capaz de autolimitarse, ajustando su metabolismo a los ciclos y a los tiempos que requiere la naturaleza para regenerarse.

The socio-ecological transition is emerging as a new scientific paradigm focused on the interactions between society and nature, and at the same time, it is the spearhead of a new urban and environmental agenda. With one foot in the dissemination of the concepts and methodologies that make up this paradigm, and with the other in the sociological analysis of the new environmental movements, the article offers a review of two political ecology forces that seek to guide the direction of the transition: ecological decoupling and degrowth. The former places its expectations on technological development and the market, is favorable to the compact city model and promotes so-called nature-based solutions. The latter recognizes the value of vernacular urban knowledge, but calls for the decentralization of cities and advocates for an equitable and democratic reduction of the population standards of living. The article concludes that urban studies (particularly urban sociology and territorial planning) can contribute to understanding the functioning of urban metabolisms and providing ways to address social inertia regarding climate change.

Cambio climático, metabolismo urbano, planeación territorial. Climate change, urban metabolism, territorial planning. HUMANIDADES Y CIENCIAS DE LA CONDUCTA CIENCIAS DE LAS ARTES Y LAS LETRAS ARQUITECTURA URBANISMO

Evaluación de un derivado de la Adenosina sobre la metástasis ósea inducida por el cáncer de mama

Evaluation of an Adenosine derivative on breast cancer induced bone metastasesEvaluation of an Adenosine derivative on breast cancer induced bone metastases

Citlalli Oyuki Mendoza Chacón (2024, [Tesis de maestría])

El cáncer de mama (CM) es considerado como el tipo de cáncer con mayor incidencia y la principal causa de muerte en mujeres en el mundo. Cuando el cáncer está avanzado y ha migrado a otros órganos y específicamente a los huesos, se conoce como metástasis ósea. Los tratamientos actuales ofrecen a los pacientes un panorama favorable cuando el cáncer está en estadio temprano; sin embargo, aún no existe una terapia que cure la metástasis ósea. La adenosina y sus derivados han demostrado su potencial en la regulación del crecimiento tumoral y la supervivencia de las células cancerosas. Por lo tanto, este trabajo tuvo como objetivo evaluar el potencial anticancerígeno de un derivado de la adenosina (IFC 305) sobre células de cáncer de mama 4T1 in vitro mediante ensayos de proliferación, migración, ciclo celular y apoptosis; así mismo, su efecto en un modelo in vivo de metástasis ósea. Los datos demuestran que el fármaco IFC 305 disminuye la proliferación y migración de la línea celular 4T1 dependiendo de la concentración utilizada. Por otro lado, no induce apoptosis a las 24 horas de tratamiento, pero sí un arresto del ciclo celular en la fase G0/G1. Sin embargo, el tratamiento con IFC 305 de ratones con metástasis ósea, no tuvo efecto en la disminución de las lesiones osteolíticas. Estudios futuros son necesarios para optimizar la dosis y tratamiento necesario para el modelo in vivo. En conclusión, nuestro trabajo demostró el potencial anticancerígeno del IFC 305 en ensayos in vitro, a través de la inhibición del crecimiento celular y la migración de las células cancerígenas, y sienta las bases para futuros estudios in vivo que demuestren su potencial terapéutico para el tratamiento de la metástasis ósea causada por el cáncer de mama.

Breast cancer is the type of cancer with the highest incidence and the leading cause of death in women due to this condition. When cancer cells migrate to other organs, especially bones, it is known as bone metastasis. Although the prognosis for some patients may be favorable due to early detection and treatment, there is still no therapy to cure bone metastasis by breast cancer. Adenosine and its derivatives have demonstrated their relevance in controlling proliferation, immune response, and apoptosis in different types of cancer. In this project, the anticancer potential of the drug IFC 305, a derivative of adenosine, on bone metastasis induced by breast cancer was evaluated both in vitro and in vivo. To evaluate the effect of IFC 305 on cell proliferation and migration of the 4T1 murine breast cancer cell line, the MTT assay and wound healing assay were used, respectively. The drug inhibited the proliferation and migration of 4T1 cells in a dose-dependent manner. To understand the underlying mechanism, apoptosis and the cell cycle were analyzed by flow cytometry. Results showed that after 24 hours of exposure to the drug, the effect on apoptosis is minimal. However, it was found that 4T1 cells were arrested in the G0/G1 phase of the cell cycle. However, IFC 305 treatment of mice with bone metastasis did not reduce osteolytic lesions. Future studies are necessary to optimize the dose and treatment necessary for the in vivo model. In conclusion, our work demonstrates the anticancer potential of IFC 305 on in vitro assays, through the inhibition of cell growth and migration of cancer cells. These studies seed the bases for future in vivo studies that demonstrate the IFC 305 therapeutic potential for the treatment of bone metastasis caused by breast cancer.

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Fitorremediación asistida a través de bacterias, para suelos contaminados con metales pesados y plaguicidas

TANIA GÓMEZ MORALES (2023, [Otro, Trabajo terminal, especialidad])

El suelo es un recurso no renovable que nos proporciona diferentes beneficios, incluidos los servicios ecosistémicos. Sin embargo, actividades antropogénicas como la minería y la agricultura lo han contaminado. Las prácticas mineras y agrícolas liberan contaminantes como plaguicidas y metales pesados al suelo como contaminantes individuales o mezclas, generando importantes efectos adversos para el ambiente y la salud humana. Debido a esta problemática, se han desarrollado diferentes estrategias de remediación para sitios con presencia de estos co-contaminantes. Una de ellas es la fitorremediación asistida por bacterias, una técnica basada en la asociación de plantas y bacterias, donde ambos organismos se benefician y mejoran la eficiencia de la remediación.

Soil is a non-renewable resource that provides us with different benefits, including ecosystem services. However, anthropogenic activities such as mining and agriculture have contaminated it. Minery and agriculture practices release contaminants such as pesticides and heavy metals into the soil as individual pollutants or mixtures, generating important adverse environmental and human health effects. Due to this problem, different remediation strategies have been developed for sites with the presence of these co-contaminants; one of them is bacterial-assisted phytoremediation, a technique based on the association of plants and bacteria, where both organisms benefit and improve remediation efficiency.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA suelo, fitorremediación, bacterias, plaguicidas, metales pesados, co-contaminados. soil, phytoremediation, bacteria, pesticides, heavy metals, co-contaminated

The Pacific harbor seal gut microbiota in Mexico: Its relationship with diet and functional inferences

ARLETTE MARIMAR PACHECO SANDOVAL (2019, [Artículo])

Diet is a primary driver of the composition of gut microbiota and is considered one of the main routes of microbial colonization. Prey identification is fundamental for correlating the diet with the presence of particular microbial groups. The present study examined how diet influenced the composition and function of the gut microbiota of the Pacific harbor seal (Phoca vitulina richardii) in order to better understand the role of prey consumption in shaping its microbiota. This species is a good indicator of the quality of the local environment due to both its foraging and haul-out site fidelity. DNA was extracted from 20 fecal samples collected from five harbor seal colonies located in Baja California, Mexico. The V4 region of 16S rRNA gene was amplified and sequenced using the Illumina technology. Results showed that the gut microbiota of the harbor seals was dominated by the phyla Firmicutes (37%), Bacteroidetes (26%) and Fusobacteria (26%) and revealed significant differences in its composition among the colonies. Funtional analysis using the PICRUSt software suggests a high number of pathways involved in the basal metabolism, such as those for carbohydrates (22%) and amino acids (20%), and those related to the degradation of persistent environmental pollutants. In addition, a DNA metabarcoding analysis of the same samples, via the amplification and sequencing of the mtRNA 16S and rRNA 18S genes, was used to identify the prey consumed by harbor seals revealing the consumption of prey with mainly demersal habits. Functional redundancy in the seal gut microbiota was observed, irrespective of diet or location. Our results indicate that the frequency of occurrence of specific prey in the harbor seal diet plays an important role in shaping the composition of the gut microbiota of harbor seals by influencing the relative abundance of specific groups of gut microorganisms. A significant relationship was found among diet, gut microbiota composition and OTUs assigned to a particular metabolic pathway. © 2019 Pacheco-Sandoval et al. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

RNA 16S, RNA 18S, amino acid analysis, animal food, Article, bacterium colony, Bacteroidetes, basal metabolic rate, biodegradation, controlled study, DNA barcoding, feces analysis, Firmicutes, Fusobacteria, intestine flora, metabolism, Mexico, microb BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA ANIMAL (ZOOLOGÍA) BIOLOGÍA ANIMAL (ZOOLOGÍA)

Dual function of EDTA with silver nanoparticles for root canal treatment–A novel modification

JUAN MANUEL MARTINEZ ANDRADE (2018, [Artículo])

The chelating and antimicrobial capacity of a novel modification of 17% EDTA with silver nanoparticles (AgNPs) (EDTA-AgNPs) was evaluated in-vitro for root canal treatment (RCT). The EDTA-AgNPs solution was characterized by UV-Vis spectroscopy, ?-potential and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Antimicrobial capacity was evaluated against Candida albicans and Staphylococcus aureus in planktonic and biofilm cells by broth macrodilution (24 h) and XTT assays, (1, 10 and 30 min) respectively. The chelating capacity of EDTA-AgNPs was assessed indirectly (smear layer removal) and directly (demineralizing effect) in bovine dentin at two silver concentrations, 16 and 512 ?g/ ml at 1 and 10 minutes of exposure time. Smear layer removal was evaluated by atomic force microscopy (AFM) and scanning electron microscopy (SEM). The demineralizing effect was determined by atomic absorption spectroscopy (AAS), microhardness test (MH) and X-ray diffractometer (XRD). Synthesized AgNPs were quasi-spherical in shape with an average size of 13.09 ± 8.05 nm. 17% EDTA-AgNPs was effective to inhibit C. albicans and S. aureus in planktonic and biofilm cultures. The smear layer removal and demineralizing effect were similar between 17% EDTA-AgNPs and 17% EDTA treatments. The 17% EDTA-AgNPs solution proved to be an effective antimicrobial agent, and has a similar chelating capacity to 17% EDTA alone. These in-vitro studies strongly suggest that EDTA-AgNPs could be used for effective smear layer removal, having an antimicrobial effect at the same time during RCT. © 2018 Martinez-Andrade et al. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

edetic acid, silver nanoparticle, edetic acid, metal nanoparticle, silver, antibacterial activity, antibiotic sensitivity, antifungal activity, antimicrobial activity, Article, atomic absorption spectrometry, atomic force microscopy, biofilm, bovine, BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA MICROBIOLOGÍA MICROBIOLOGÍA

Effect of antimicrobial nanocomposites on Vibrio cholerae lifestyles: Pellicle biofilm, planktonic and surface-attached biofilm

ANAID MEZA VILLEZCAS (2019, [Artículo])

Vibrio cholerae is an important human pathogen causing intestinal disease with a high incidence in developing countries. V. cholerae can switch between planktonic and biofilm lifestyles. Biofilm formation is determinant for transmission, virulence and antibiotic resistance. Due to the enhanced antibiotic resistance observed by bacterial pathogens, antimicrobial nanomaterials have been used to combat infections by stopping bacterial growth and preventing biofilm formation. In this study, the effect of the nanocomposites zeolite-embedded silver (Ag), copper (Cu), or zinc (Zn) nanoparticles (NPs) was evaluated in V. cholerae planktonic cells, and in two biofilm states: pellicle biofilm (PB), formed between air-liquid interphase, and surface-attached biofilm (SB), formed at solid-liquid interfaces. Each nanocomposite type had a distinctive antimicrobial effect altering each V. cholerae lifestyles differently. The ZEO-AgNPs nanocomposite inhibited PB formation at 4 μg/ml, and prevented SB formation and eliminated planktonic cells at 8 μg/ml. In contrast, the nanocomposites ZEO-CuNPs and ZEO-ZnNPs affect V. cholerae viability but did not completely avoid bacterial growth. At transcriptional level, depending on the nanoparticles and biofilm type, nanocomposites modified the relative expression of the vpsL, rbmA and bap1, genes involved in biofilm formation. Furthermore, the relative abundance of the outer membrane proteins OmpT, OmpU, OmpA and OmpW also differs among treatments in PB and SB. This work provides a basis for further study of the nanomaterials effect at structural, genetic and proteomic levels to understand the response mechanisms of V. cholerae against metallic nanoparticles. © 2019 Meza-Villezcas et al. This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original author and source are credited.

bacterial protein, copper nanoparticle, nanocomposite, OmpT protein, OmpU protein, OmpW protein, outer membrane protein A, silver nanoparticle, unclassified drug, zeolite, zinc nanoparticle, antiinfective agent, copper, metal nanoparticle, nanocompos BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA MICROBIOLOGÍA MICROBIOLOGÍA