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Whole-genome comparison between reference sequences and oyster Vibrio vulnificus C-genotype strains

CARLOS ABRAHAM GUERRERO RUIZ (2019, [Artículo])

Whole-genome sequences of Vibrio vulnificus clinical genotype (C-genotype) from the CICESE Culture Collection, isolated from oysters, were compared with reference sequences of CMCP6 and YJ016 V. vulnificus C-genotype strains of clinical origin. The RAST web server estimated the whole genome to be ~4.8 Mb in CICESE strain 316 and ~4.7 Mb in CICESE strain 325. No plasmids were detected in the CICESE strains. Based on a phylogenetic tree that was constructed with the whole-genome results, we observed high similarity between the reference sequences and oyster C-genotype isolates and a sharp contrast with environmental genotype (E-genotype) reference sequences, indicating that the differences between the C- and E-genotypes do not necessarily correspond to their isolation origin. The CICESE strains share 3488 genes (63.2%) with the YJ016 strain and 3500 genes (63.9%) with the CMCP6 strain. A total of 237 pathogenicity associated genes were selected from reference clinical strains, where—92 genes were from CMCP6, 126 genes from YJ016, and 19 from MO6-24/ O; the presence or absence of these genes was recorded for the CICESE strains. Of the 92 genes that were selected for CMCP6, 67 were present in both CICESE strains, as were as 86 of the 126 YJ016 genes and 13 of the 19 MO6-24/O genes. The detection of elements that are related to virulence in CICESE strains—such as the RTX gene cluster, vvhA and vvpE, the type IV pili cluster, the XII genomic island, and the viuB genes, suggests that environmental isolates with the C-genotype, have significant potential for infection. © 2019 Guerrero 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.

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Estrategia de educación ambiental para el manejo de residuos sólidos urbanos en la comunidad el Zapote, Puente de Ixtla Morelos

IDUVINA GARCIA MARQUINA (2023, [Otro, Trabajo terminal, especialidad])

Los problemas ambientales, tales como la pérdida de biodiversidad, la erosión de

suelos y el cambio climático tienen una estrecha relación con la generación e

incremento de residuos sólidos que provocan la contaminación del agua, suelo, aire y

el calentamiento global (Uribe, 2015). El aumento de la producción de los residuos es

una problemática global y México no es la excepción, datos oficiales registran una

generación de 1.5 kg/hab/día en zonas urbanas, 0.4 kg/hab/día en zonas rurales y un

promedio de 0.944 kg/hab/día de residuos sólidos urbanos RSU (SEMARNAT,2020).

Ya sean ciudades o pueblos, la generación de residuos sólidos urbanos ha

incrementado a consecuencia de los cambios en patrones de consumo, los que están

estrechamente ligados a distintos factores como son el ingreso familiar, la migración

rural-urbana y la publicidad comercial que induce a las personas a consumir cierto tipo

de productos en su mayoría industrializados, con el fin de mejorar el nivel de vida

(Morón & Schejtman, 1997). A mayor consumo, mayor generación de residuos: es decir

el crecimiento poblacional, el desarrollo industrial y el crecimiento económico basado

en la explotación de recursos naturales ha generado una oferta y demanda donde los

patrones de consumo se muestran insatisfechos, mismos que incrementan la

contaminación ambiental (Buenrostro Delgado & Israde, 2003).

En México la mayoría de las comunidades no cuentan con un servicio formal de

recolección de residuos; en consecuencia, el manejo de residuos sólidos urbanos

consiste sencillamente en recoger la basura y luego quemarla sin ningún control. El

desechar y la quema a cielo abierto de residuos, tiene consecuencias ambientales y a la

salud, dada la generación de emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COV ́s),

monóxido de carbono (CO), bióxido de carbono (CO2), dióxido de azufre (SO2), óxidos

de nitrógeno (NOX), nitrógeno (N2) e hidrógeno (H2), dioxinas, furanos, óxidos

metálicos y finalmente las cenizas, estas en su mayoría son metales pesados, que

pueden entrar al suelo y al agua freática (Rueda, 2020).

En el caso de los residuos orgánicos generan lixiviados que contienen grandes

concentraciones de contaminantes orgánicos e inorgánicos, metales pesados como (Pb)

plomo, (Cr) cromo, (Cd) cadmio y sales inorgánicas que elevan la conductividad

eléctrica, los cuales provocan problemas de contaminación al filtrarse a los cuerpos de

agua superficial y subterráneas, alterando sus propiedades físicas y químicas. De igual

manera al ser alcalino el lixiviado en su formación, la concentración de sales

principalmente en los periodos de sequía, se depositan por la evaporación de la

humedad de los residuos sobre el suelo y el subsuelo, lo que conduce a la muerte de

las plantas y a la pérdida de estructura del suelo por el transporte de las sales a áreas

aledañas (Granada Torres & Prada Millán, 2025).

BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA

Empleo del software RStudio para la validación analítica Pb en suelo urbano

Eliany Nicado ALBA YADIRA CORRAL AVITIA Laura Elena Santana Contreras Jonatan Torres-Pérez Miroslava Quiñonez Martínez Juan Pedro Flores-Margez (2023, [Artículo, Artículo])

La validación de los métodos analíticos es un requisito importante en la práctica del análisis químico, por lo que cada vez que se desea realizar un control de calidad de una medición, es necesario llevarlo a cabo. La presente investigación tiene como objetivo validar analíticamente la determinación de Pb en suelo urbano por espectrometría de absorción atómica en horno de grafito (GF-AAS por sus siglas en inglés), ya que en un futuro se desea medir el impacto que pueden causar las deposiciones atmosféricas en los suelos, debido a las emisiones de material particulado de las ladrilleras artesanales de Ciudad Juárez, Chihuahua, México. En breve se obtuvo valores de alta calidad, ya que se usaron técnicas y análisis estadísticos más robustos y en menos tiempo que una validación convencional.

validación metal pesado suelo urbano BIOLOGÍA Y QUÍMICA BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Evaluación de la interacción de derivados de naftoquinona con albúmina de suero bovino por medio de espectrofluorimetría y acoplamiento molecular

Iván Gallegos Díaz (2024, [Tesis de maestría])

En este trabajo se sintetizaron y caracterizaron seis derivados de naftoquinona los cuales fueron usados para evaluar su interacción con la albúmina de suero bovino (BSA). Los rendimientos de reacción obtenidos fueron moderados para todos los compuestos a excepción del derivado FAN, la diferencia en los rendimientos fue atribuida a los distintos mecanismos de reacción implicados.

La interacción de los derivados de naftoquinona con BSA fue evaluada por medio de espectrofluorimetría de estado estacionario con lo cual se encontró que todos los derivados de naftoquinona son desactivadores de la fluorescencia de BSA. Los derivados de naftoquinona presentaron valores de la constante de quenching biomolecular kq mayores a 2x10^10 M-1 s-1, indicando la presencia de un mecanismo de apagamiento de fluorescencia estático lo cual implica la formación de un complejo ligando-proteína no fluorescente. La formación de los complejos fue confirmada por espectroscopía uv-vis en la cual se pudo observar un efecto hipercrómico en el espectro de BSA conforme incrementó la concentración de los derivados de naftoquinona. Los espectros de absorción de segundo orden obtenidos de la interacción de BSA con los derivados de naftoquinona mostraron que no existe cambios en el microambiente de los aminoácidos Trp presentes en BSA.

A partir de los datos obtenidos por espectrofluorimetría se determinó que los derivados de naftoquinona presentan un solo sitio de unión con BSA. Los derivados FAN, 2F-FAN, 2F-ClFAN y 4F-ClFAN presentaron valores de Ka óptimas para interactuar con BSA con lo cual pudieran ser trasportados dentro del cuerpo a través de su unió con BSA, por otro lado, los derivados 4F-FAN y ClFAN presentaron valores por debajo del rango óptimo por lo cual pueden presentar problemas de biodistribución.

Por medio de estudios in silico de acoplamiento molecular entre los derivados de naftoquinona y BSA se pudo determinar que la formación de los complejos es un proceso espontáneo al predecirse ΔG° <0, lo cual concordó con los valores experimentales de ΔG° obtenidos. Los resultados predijeron que los compuestos FAN, 2F-FAN y 4F-FAN se unen en el mismo sitio de union. Además, las principales fuerzas de interacción entre estos derivados y BSA fueron puentes de hidrógeno lo cual fue consistente con los valores experimentales de ΔH° y ΔS° los cuales indicaban la presencia de este tipo de fuerzas intermoleculares. El sitio de unión fue el mismo para de los compuestos ClFAN y 4F-ClFAN, en ambos casos las fuerzas intermoleculares involucradas más relevantes fueron electroestáticas e hidrofóbicas. El sitio de unión de 2F-ClFAN fue diferente al resto de los compuestos y se obtuvo como principales fuerzas de interacción la formación de puentes de hidrógeno y la presencia de fuerzas hidrofóbicas.

Los resultados de este trabajo demuestran que los compuestos FAN, 2F-FAN, 2F-ClFAN y 4F-ClFAN pudieran ser candidatos para posteriores estudios de biodistribución in vivo

In this work, six derivatives of naphthoquinone were synthesized and characterized, which were then used to evaluate their interaction with bovine serum albumin (BSA). Reaction yields obtained were moderate for all compounds except for the FAN derivative. The difference in yields was attributed to the various reaction mechanisms involved.

The interaction of naphthoquinone derivatives with BSA was evaluated using steady-state spectrofluorimetry, revealing that all naphthoquinone derivatives act as fluorescence quenchers of BSA. The naphthoquinone derivatives exhibited biomolecular quenching constants (kq) greater than 2x1010 M-1 s-1, indicating the presence of a static fluorescence quenching mechanism, implying the formation of a non-fluorescent ligand-protein complex. Complex formation was confirmed by UV-vis spectroscopy, showing a hyperchromic effect in the BSA spectrum as the concentration of naphthoquinone derivatives increased. Second-order absorption spectra obtained from the interaction of BSA with naphthoquinone derivatives showed no changes in the microenvironment of Trp amino acids present in BSA.

From the spectrofluorimetry data, it was determined that naphthoquinone derivatives have a single binding site with BSA. The derivatives FAN, 2F-FAN, 2F-ClFAN, and 4F-ClFAN exhibited optimal Ka values for interacting with BSA, suggesting they could be transported within the body through their binding with BSA. However, the derivatives 4F-FAN and ClFAN had values below the optimal range, potentially leading to biodistribution issues.

Through in silico molecular docking studies between naphthoquinone derivatives and BSA, it was determined that complex formation is a spontaneous process, as predicted by ΔG° <0, consistent with experimental ΔG° values. The results predicted that compounds FAN, 2F-FAN, and 4F-FAN bind at the same binding site. Hydrogen bonding was the primary interaction force between these derivatives and BSA, consistent with experimental ΔH° and ΔS° values, indicating the presence of such intermolecular forces. The binding site for ClFAN and 4F-ClFAN compounds was the

xii

same, with the most relevant intermolecular forces being electrostatic and hydrophobic. The binding site for 2F-ClFAN differed from the other compounds, with the main interaction forces being hydrogen bonding and hydrophobic forces.

The results of this study suggest that compounds FAN, 2F-FAN, 2F-ClFAN, and 4F-ClFAN could be candidates for further in vivo biodistribution studies.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Evaluación tóxica (in vivo) y biológica (in vitro) del extracto acuoso liofilizado de Calea urticifolia (MILL) DC.

MARIA LUCINA TORRES RODRIGUEZ (2015, [Tesis de doctorado])

La inflamación de bajo grado del tejido adiposo (IBTA), se relaciona ampliamente con una variedad de trastornos metabólicos y enfermedades crónicas degenerativas tales como obesidad, resistencia a la insulina, diabetes tipo 2, enfermedad cardiovascular y cáncer. El té preparado con las hojas de Calea urticifolia se usa tradicionalmente como remedio para tratar ulceras gástricas, diabetes y procesos inflamatorios por el grupo étnico Xi’iuy de la región de La Palma en el municipio de Rayón-Tamasopo de San Luis Potosí, México. Estudios previos corroboran sus efectos etno-farmacológicos; en un modelo in vivo de inflamación aguda mediada por carragenina se evaluó el extracto acuoso y el extracto etanólico. En otro estudio se valoró el efecto anti-inflamatorio del extracto etanólico en un modelo in vivo de IBTA. Los resultados indican que la planta posee un potencial anti-inflamatorio aunado al de presentar efectos como hipoglucemiante y anti-lipemiante en el IBTA. A pesar de la valía de este conocimiento científico sobre su efecto terapéutico, no hay evidencias que fundamenten la seguridad del extracto acuoso liofilizado de C. urticifolia (CuAqE) para que se permita un estudio de intervención clínica y sus efectos terapéuticos. Por lo tanto, esta investigación tuvo como objetivo contribuir al estudio de la toxicidad aguda y sub-crónica del CuAqE in vivo, así como la caracterización química del extracto y su participación en los mecanismos asociados a su efecto farmacológico como anti- inflamatorio y anti-oxidante in vitro. Con este fin se utilizaron ratas Wistar en los ensayos in vivo. La evaluación de la toxicidad aguda del CuAqE y del extracto etanólico se realizó por administración oral única de dosis fijas de 50, 100, 300, 1000, 2000 y 5000 mg/kg de peso. Los efectos adversos y la mortalidad se registraron durante 14 días, obteniéndose una dosis letal (DL)50 > 1000 mg/kg con el extracto etanólico y una DL50 > 5000 mg/kg con el extracto acuoso de C. urticifolia. La toxicidad sub-crónica se evaluó únicamente con el CuAqE a dosis de 0.5, 50 y 500 mg/kg/28 días vía oral. Durante el estudio se registraron diariamente el consumo de alimento, de agua y el peso corporal. Al final del experimento se registró el peso de órganos y se cuantificaron parámetros bioquímicos y hematológicos. Los resultados mostraron ausencia de mortalidad y de signos clínicos tóxicos posteriores a la exposición. Sin embargo, en ratas hembra, la ganancia del peso corporal fue significativamente menor que en el grupo control (p < 0.05) con la dosis de 50 mg/kg de CuAqE los días 21 y 28 (28 ± 25% y 44 ± 25%, respectivamente) y en la dosis de 500 mg/kg los días 7, 14, 21 y 28 del experimento (95 ± 66%, 64 ± 45%, 59 ± 31% y 64 ± 19%, respectivamente).

Los compuestos fenólicos del CuAqE se caracterizaron por Cromatografía Líquida con Ionización en Electro Spray Acoplada a Masas (LC-ESI-MS) y se encontró una mezcla de los derivados del ácido cafeoil-quínico, así como flavonoides glicósidos en el CuAqE. Se evaluaron los efectos terapéuticos in vitro en macrófagos RAW 264.7 estimulados con 1 μg/mL de lipopolisacarido (LPS) y tratados con 10, 25, 50, 75 y 100 μg/mL de CuAqE y se cuantificaron parámetros pro-inflamatorios y especies reactivas de oxígeno (ROS). Los resultados sugieren que el efecto anti-inflamatorio es mediado por la supresión de la vía del óxido nítrico (NO)/óxido nítrico sintetasa inducible (iNOS) a través de inhibición de la tras locación de las subunidades p65 y p50 del factor nuclear kappa B (NF-κB). Con respecto a su efecto anti-oxidante, la producción de ROS se inhibió significativamente (p < 0.05) en forma dosis-dependiente. Además, la expresión de marcadores de inflamación disminuyó con 50 μg/kg de CuAqE en un 34.5 a 88.3%.

Finalmente, los resultados de la evaluación tóxica clasifican al CuAqE con toxicidad baja. Por lo

tanto, sugieren que la dosis del té de C. urticifolia (equivalente a 0.55 mg CuAqE/kg de peso

corporal) que consume la comunidad Xi’iuy es segura, debido a que se encuentra 9091veces por

debajo de la DL50. Se sugiere que los compuestos fenólicos presentes en el CuAqE pueden ser los responsables de inhibir la inflamación inducida por LPS en macrófagos RAW 264.7 a través de la vía NO/iNOS y la supresión de la vía de señalización del NF-κB así como por la inhibición de la producción de ROS.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Estudio etnofarmacológico y fitoquímico de las plantas medicinales de mayor uso en Julián Blanco, Guerrero, México

SAMUEL CONDORI CORDERO DAVID OSVALDO SALINAS SANCHEZ (2022, [Artículo])

El uso de plantas medicinales para tratar diversas enfermedades se ha visto fuertemente impulsado por el aumento del costo de los medicamentos y los efectos secundarios de éstos. Así, en países en vías de desarrollo, el uso de plantas medicinales se ha vuelto cada vez más importante en la atención primaria de la salud. En este artículo, se describen las especies vegetales que los habitantes de Julián Blanco, Guerrero, México, utilizan frecuentemente para el tratamiento de sus enfermedades. La información sobre nombres comunes, partes usadas y métodos de preparación fue obtenida a través de la aplicación de una encuesta mixta a 100 personas de la localidad. Se reporta un total de 74 especies pertenecientes a 35 familias y 69 géneros. Las especies vegetales con mayor porcentaje de mención fueron: Ceiba aesculifolia (Kunth) Britten & Baker f. (Malvaceae) (23%), Aristolochia tentaculata O.C.Schmidt (Aristolochiaceae) (12%), Lippia alba (Mill.) N.E.Br. ex Britton & P.Wilson (Verbenaceae) (12%), Senna alata (L.) Roxb. (Fabaceae) (12%) y Heterotheca inuloides Cav. ex Sosa & Gómez (Astaraceae) (10%). Mediante pruebas fitoquímicas clásicas, se registró que las especies de mayor uso contienen alcaloides, terpenos, flavonoides, cumarinas y triterpenos. Además, se llevó a cabo un análisis de cromatografía de gases masas (CG-MS) a C. aesculifolia, la especie vegetal de mayor mención, y se identificó el alcano nonacosano como compuesto mayoritario. Estos resultados indican que existe una gran variedad de especies vegetales y un conocimiento valioso para combatir las enfermedades.

The use of medicinal plants to treat various diseases is strongly encouraged by the increase in

drug costs and their side effects. In underdeveloped countries, it has become increasingly important in primary health care. This work describes the plant species frequently used by the inhabitants of Julián Blanco, Guerrero, Mexico, for the treatment of their diseases. The information on common names, parts of the plants and preparation methods was obtained through a mixed survey of 100 people from the locality. A total of 74 species belonging to 35 families and 69 genera are reported. The plant species with the highest percentage of mentions were: Ceiba aesculifolia (Kunth) Britten & Baker f. (Malvaceae) (23%), Aristolochia tentaculate O.C.Schmidt (Aristolochiaceae) (12%), Lippia alba (Mill.) N.E.Br. ex Britton & P. Wilson (Verbenaceae) (12%), Senna alata (L.) Roxb. (Fabaceae) (12%) and Heterotheca inuloides Cav. ex Sosa & Gómez (Astaraceae) (10%). Classical phytochemical tests recorded that the most popular species contain alkaloids, terpenes, flavonoids, coumarins, and triterpenes. In addition, a mass gas chromatography (GC-MS) analysis was performed on C. aesculifolia, the most frequently mentioned plant species. The alkane nonacosane was identified as the main compound. These results indicate that there is a great variety of plant species and valuable knowledge to combat diseases.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA Plantas medicinales, conocimiento tradicional, enfermedades, estudio fitoquímico.

Reintegración de los RCD como agregado grueso con base al análisis de sus resistencias mecánicas en concreto F' c= 200 kg/cm2

PAOLA JUDITH JIMÉNEZ ROSAS (2023, [Tesis de maestría])

La disposición de Residuos de la Construcción y Demolición (RCD) en México, constituye

un problema tan normalizado como poco atendido. El manejo inadecuado de dichos

desperdicios provoca que éstos no se aprovechen adecuadamente, sino que tienen como

destino final sitios clandestinos como terrenos baldíos o áreas ecológicas, creando con ello

diversos impactos tanto al ser humano como al medio ambiente. El presente trabajo analiza

el uso de RCD como agregado grueso dentro de un concreto F’c=200 kg/cm2

, a través de

ensayos compresivos que determinaron el esfuerzo de fractura y la máxima resistencia a la

compresión. Concluyendo que existe la posibilidad de que éste residuo sea utilizado con

éxito dentro de dicho concreto.

Construction and demolition waste (CDW) disposal is little attended problem in México.

Inadequate management of such waste causes it not to be used in a properly manner but

instead, has its final destination in clandestine sites such as vacant lots or ecological areas

creating various impacts on both human beings and the environment. The present work

analyzes the use of CDW as coarse aggregate within a concrete F'c=200 kg/cm2

, through

compression test that determined the fracture stress and the maximum compression

resistance. It was found a possibility that this residue can be used successfully within said

concrete.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA

Reconocimiento molecular de HAPs con un derivado de perilendiimida: Integración de la evidencia experimental y teórica en el diseño de sensores

NADIA ALEJANDRA RODRIGUEZ URIBE (2024, [Tesis de doctorado])

Se sintetizó un derivado de perilendiimida con benciletilendiamina (PDI) en una reacción en un solo paso. La geometría que adopta tipo “doble anzuelo” permite la autoagregación con una constante kd ~108 M⁻¹ determinada por fluorescencia. La habilidad de PDI para reconocer hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) se estudió por medio de titulaciones en CHCl₃ en UV-vis, fluorescencia y RMN de ¹H. Las constantes de asociación calculadas (Ka~104 M⁻¹) siguen la tendencia pireno > perileno > fenantreno > naftaleno > antraceno. La formación de los complejos PDI-HAP resulta en una nueva banda en 567 nm, mientras que por florescencia se

observa el apagamiento del máximo de emisión en 587 nm y por RMN de ¹H las señales de H1 y H2 de PDI se desplazan hacia frecuencias bajas. El análisis de FESEM muestra el cambio de la morfología inicial de PDI de globular a cilíndrica o planar al formase los complejos. Los modelos teóricos de estos sistemas, utilizando DFT ωB97X–D/6–311G(d,p) demostraron ser útiles en la

descripción de la formación del complejo y las tendencias observadas. La nueva banda a 567 nm

característica en UV-vis, resultado de la formación del complejo, se debe a una transferencia de

carga entre los orbitales de HAP hacia el anfitrión. SAPT(DFT) confirmó que las fuerzas que rigen

la formación de los complejos son de intercambio y dispersión (interacciones π–π), pero el

reconocimiento depende de los componentes electrostáticos de la interacción, que es una

fracción minoritaria. Con los hallazgos experimentales y teóricos se diseñó un sensor en el cual

PDI es depositada sobre una superficie de vidrio, para la remoción de HAP en cuerpos de agua.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA

Manual de métodos para el estudio de extremófilos

MA. NIEVES TRUJILLO TAPIA RAMON ALBERTO BATISTA GARCIA MARIA EUGENIA HIDALGO LARA ROSA MARIA CAMACHO RUIZ (2023, [Libro])

En un principio, se pensó que si era posible encontrar vida en ambientes con elevada o baja temperatura, con valores de pH muy ácidos o alcalinos o en lugares con baja disponibilidad de agua, alta presión y elevados niveles de salinidad, entonces se podía hallar vida en otros planetas cuyas condiciones fueran similares. Es así como se exploraron los desiertos, glaciares, géiseres, lagos salados, volcanes, ventanas hidrotermales y numerosos lugares extremos. No obstante, el estudio de los ambientes extremos nos ha llevado a la mejor comprensión de la evolución de la vida en la Tierra y a entender las interacciones que se establecen en las comunidades bacterianas para sobrevivir en ambientes hostiles.

Esta publicación, compilada por miembros de la Red Mexicana de Extremófilos (REMEX), se concibió con el propósito de contribuir a la difusión de los procedimientos que la comunidad científica nacional ha desarrollado para el estudio de los ambientes extremos y de los organismos que en estos pueden encontrarse. El manual está organizado en ocho capítulos que abordan temas como: aislamiento, identificación, conservación de microorganismos, extracción, producción, cuantificación, prospección, aplicaciones de sus biomoléculas, así como enfoques bioinformáticos y metagenómicos. Incluye además recomendaciones para buenas prácticas y manejo de residuos. Esta edición busca, además, introducir a investigadores y estudiantes al estudio de la vida en condiciones extremas.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA extremófilos

EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD Y EXPRESIÓN GÉNICA DE ENZIMAS ANTIOXIDANTES (SOD, GPX, GST, GR y CAT) COMO BIOMARCADORES DE EXPOSICIÓN A FTALATOS EN CULTIVO CELULAR

Elizabeth Brassea Pérez (2023, [Tesis de doctorado])

"El plastificante bis(2-etilhexilo) ftalato (DEHP) altera el equilibrio entre la producción de especies reactivas de oxígeno y las defensas antioxidantes. A pesar de la información disponible sobre los efectos tóxicos del DEHP en organismos modelo, la respuesta celular al DEHP en especies naturalmente adaptadas para tolerar el estrés oxidativo aún no se ha explorado. Los mamíferos marinos están naturalmente adaptados para hacer frente al estrés oxidativo derivado de la isquemia/reperfusión inducida por el buceo. El objetivo de este estudio fue comparar los cambios en los indicadores de estrés oxidativo asociados al DEHP en células de músculo esquelético de humanos (Homo sapiens sapiens) y lobos marinos de California (Zalophus californianus). Se recolectaron muestras de músculo abdominal de mujeres sanas sometidas a cesárea programada, tras obtener su consentimiento informado. Las muestras de músculo de lobo marino se obtuvieron de crías encontradas recientemente muertas en la colonia de Los Islotes, Golfo de California. Las células de músculo esquelético se aislaron y cultivaron en condiciones estándar. Las células se dividieron en dos grupos. Un grupo fue expuesto a DEHP (1 mM) durante 13 días (n=25; exposición), el otro grupo se mantuvo bajo condiciones control, es decir sin DEHP añadido (n=25; control). Se midió la producción de radical superóxido (O2•-), el daño oxidativo, la actividad de enzimas antioxidantes y la expresión génica mediante métodos espectrofotométricos y RT-qPCR. En células expuestas al DEHP la producción de O2•- y la actividad de superóxido dismutasa (SOD) fueron mayores que en las células bajo condiciones control para ambas especies. La actividad de glutatión S-transferasa (GST) y los niveles de carbonilos proteicos (PC) aumentaron significativamente en las células humanas expuestas a DEHP, y no significativamente en las células de lobo marino. Por el contrario, las actividades de glutatión peroxidasa (GPx) y catalasa (CAT) aumentaron significativamente en las células de lobo marino, pero no en las de humano expuestas a DEHP. Se observó una expresión diferencial de los genes implicados en el metabolismo redox entre las células control y expuestas a DEHP y entre especies. Los patrones de expresión de 26 y 19 genes fueron significativamente diferentes en las células humanas y de lobo marino, respectivamente, después de la exposición a DEHP. En las células humanas, la expresión de la GST1 microsomal y la GST (κ, μ, θ, ω y ᴢ) fue mayor,

"The plasticizer bis (2-ethylhexyl) phthalate (DEHP) dysregulates the balance between reactive oxygen species production and antioxidant defenses. Despite the information available on DEHP’s hazardous effects in model species, the cellular response to DEHP in organisms naturally adapted to tolerate oxidative stress remains unexplored. Marine mammals are naturally adapted to cope with oxidative stress derived from diving-induced ischemia/reperfusion. The objective of this study was to compare changes in oxidative stress indicators induced by DEHP in human (Homo sapiens sapiens) and California sea lion (Zalophus californianus) skeletal muscle cells. Abdominal muscle samples were collected from healthy women undergoing planned cesarean surgery at full term after obtaining informed consent. Sea lion muscle samples were obtained from recently deceased pups at Los Islotes rookery, Gulf of California. Skeletal muscle cells were isolated and cultured under standard conditions. Cells were divided into two groups. One group was exposed to 1 mM DEHP for 13 days (n=25; treatment), and the other served as a control (n=25; no DEHP). Superoxide radical (O2•-) production, oxidative damage, antioxidant enzyme activities and gene expression were measured using spectrophotometric methods and RT-qPCR. DEHP exposure increased O2•- production and superoxide dismutase (SOD) activity in both species. While the activity of glutathione S-transferase (GST) and protein carbonyls (PC) levels significantly increased in human cells, these indicators showed a non-significant elevation in sea lion cells. In contrast, glutathione peroxidase (GPx) and catalase (CAT) activities increased significantly in sea lion but not in human cultures exposed to DEHP. Genes involved in redox metabolism showed differential expression between treatments and species. DEHP exposure led to widespread modifications in gene expression patterns, with 26 and 19 differentially expressed genes in human and sea lion cells, respectively. In human cells, DEHP increased GST1 and GST (κ, μ, θ, ω, and ᴢ), while suppressing 8-oxoguanine DNA glycosylase (OGG1), CAT, GR, and nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) expression, suggesting increased oxidative stress and phase two detoxification processes. In contrast, DEHP increased OGG1, NRF2, GPx2 and SOD3 expression, suggesting that DEHP activates antioxidant defenses in sea lion cells, potentially contributing to maintain redox homeostasis and avoid oxidative...

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