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Bioprospección de metabolitos de hongos aislados de ambientes extremos
GABRIELA GUERRA IGLESIAS (2023, [Tesis de maestría])
Las levaduras han sido utilizadas en la industria biotecnológica debido a su gran potencial
terapéutico, ya sea por sus propiedades inmunomoduladoras, antineoplásicas,
antiinflamatorias, antioxidantes, antialérgicas, antibacterianas, antifúngicas y antivirales en
general. Los extractos enriquecidos en pared celular y metabolitos secundarios de
levaduras extremotolerantes y extremófilas son valiosos desde las perspectivas
farmacéutica y biotecnológica. El principal objetivo del presente trabajo fue analizar la
bioactividad de dichos extractos enriquecidos en pared celular y metabolitos
secundarios. Para ello se realizó la obtención de extractos de una colección de levaduras
extremófilas aisladas de glaciares mexicanos y salinas de Eslovenia, crecidas en dos
condiciones de temperaturas. Se evaluó la capacidad de inducir actividad antimicrobiana,
antibioincrustante, herbicida o degradación de lípidos, así como un estudio preliminar de la
naturaleza química de las posibles moléculas presentes en los extractos de nuestro estudio.
Las levaduras crecidas a 15 ° C presentaron mayores rendimientos a los obtenidos para las
crecidas a 28 ° C de manera general. Los extractos de las levaduras Protomyces, Naganishia
albida y Rhodotorula sp.4 crecidas a 15°C, tienen una actividad parcial en la reducción de
lípidos. La cepa P4 crecida a ambas condiciones de temperatura tiene en efecto mínimamente
inhibitorio en la formación de biopelículas, al igual que la levadura P8 crecida a 15 ° C. Ninguno
de los extractos obtenidos presenta actividad antimicrobiana. Las señales de los espectros
indicaron la presencia de mayor diversidad estructural de las moléculas que componen los
extractos a 15 ° C para Cystofillobasidium y Rhodotorula sp.2 con respecto a los de 28°C. Los
extractos de Rhodotorula sp.2, Cystofillobasidium y el hongo Aspergillus pseudoviridinutans
crecidas a 28 ° C presentaron una actividad herbicida del 100 % con inhibición total del
crecimiento, mientras que en las crecidas a 15 ° C solo el extracto de Exophiala Dermatitidis
EXF.8192 presentó acción inhibitoria del crecimiento. Este estudio de bioprospección de
levaduras extremófilas abre por primera vez proyectos a desarrollar encaminados a
aplicaciones biotecnológicas.
Environmental Nanoparticles Reach Human Fetal Brains
LILIAN OFELIA CALDERON GARCIDUEÑAS ANGEL AUGUSTO PEREZ CALATAYUD ANGELICA GONZALEZ MACIEL RAFAEL REYNOSO ROBLES Héctor Gabriel Silva Pereyra Andrea Ramos Morales RICARDO TORRES JARDON Candelario de Jesús Soberanes Cerino Raúl Carrillo Esper JESÚS CARLOS BRIONES GARDUÑO Yazmin del Socorro Conde Gutiérrez (2022, [Artículo])
"Anthropogenic ultrafine particulate matter (UFPM) and industrial and natural nanoparticles (NPs) are ubiquitous. Normal term, preeclamptic, and postconceptional weeks(PCW) 8–15 human placentas and brains from polluted Mexican cities were analyzed by TEM and energy-dispersive X-ray spectroscopy. We documented NPs in maternal erythrocytes, early syncytiotrophoblast, Hofbauer cells, and fetal endothelium (ECs). Fetal ECs exhibited caveolar NP activity and widespread erythroblast contact. Brain ECs displayed micropodial extensions reaching luminal NP-loaded erythroblasts. Neurons and primitive glia displayed nuclear, organelle, and cytoplasmic NPs in both singles and conglomerates. Nanoscale Fe, Ti, and Al alloys, Hg, Cu, Ca, Sn, and Si were detected in placentas and fetal brains. Preeclamptic fetal blood NP vesicles are prospective neonate UFPM exposure biomarkers. NPs are reaching brain tissues at the early developmental PCW 8–15 stage, and NPs in maternal and fetal placental tissue compartments strongly suggests the placental barrier is not limiting the access of environmental NPs. Erythroblasts are the main early NP carriers to fetal tissues. The passage of UFPM/NPs from mothers to fetuses is documented and fingerprinting placental single particle composition could be useful for postnatal risk assessments. Fetal brain combustion and industrial NPs raise medical concerns about prenatal and postnatal health, including neurological and neurodegenerative lifelong consequences."
Environmental medicine Placental impairment Neurodevelopmental disorders Fetal brains Erythroblasts Preeclampsia Nanoparticles NPs extracellular vesicles Petrochemical pollution Villahermosa Tabasco BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA BIOQUÍMICA BIOQUÍMICA
LAURA PATRICIA ALVAREZ BERBER MARIA DE LOS ANGELES RAMIREZ CISNEROS (2024, [Artículo])
The present study shows the untargeted metabolite profiling and in vitro antibacterial, cytotoxic, and nitric oxide (NO) inhibitory activities of the methanolic leaves extract (MLE) and methanolic stem extract (MSE) of Erythroxylum mexicanum, as well as the fractions from MSE. Using ultra-high performance liquid chromatography/quadrupole time-of-flight tandem mass spectrometry (UHPLC-QTOF-MS/MS), a total of 70 metabolites were identified; mainly alkaloids in the MLE, while the MSE showed a high abundance of diterpenoids. The MSE fractions exhibited differential activity against Gram-positive bacteria. Notably, the hexane fraction (HSF) against Streptococcus pyogenes ATCC 19615 (MIC=62.5 µg/mL) exhibited a bactericidal effect. The MSE fractions exhibited cytotoxicity against all cancer cell lines tested, with selectivity towards them compared to a noncancerous cell line. Particularly, the HSF and chloroform fraction (CSF) showed the highest cytotoxicity against prostate cancer (PC-3) cells, with IC50 values of 19.9 and 18.1 µg/mL and selectivity indexes of 3.8 and 4.2, respectively. Both the HSF and ethyl acetate (EASF) fractions of the MSE inhibited NO production in RAW 264.7 macrophages, with NO production percentages of 50.0% and 51.7%, respectively, at a concentration of 30 µg/mL. These results indicated that E. mexicanum can be a source of antibacterial, cytotoxic, and anti-inflammatory metabolites.
BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA MS analysis • diterpenoids • biological activities
Degradación de Dexametasona en disolución acuosa mediante procesos avanzados de oxidación
JENNY MARLENE RAMÍREZ MADRID (2023, [Tesis de maestría])
La Dexametasona (Dx) es un glucocorticoide que se utiliza como antinflamatorio e inmunosupresor.
En la pandemia por COVID-19, este medicamento contribuyó a reducir significativamente la
mortalidad en los pacientes que requerían hospitalización y/o asistencia respiratoria, administrando
una dosis de 6 mg/día por 10 días. El incremento de su uso supone probablemente un mayor
vertimiento de Dx en cuerpos de agua, ya que, según su farmacocinética el 10% de la dosis
administrada se excreta por la orina, la remoción es deficiente en las plantas de tratamiento de aguas
residuales hospitalarias convencionales y posee una baja tasa de degradación biológica. En adición,
se ha encontrado que puede experimentar foto transformación parcial en disolución acuosa y generar
otras moléculas con potencial riesgo para el ambiente y la salud humana. Por esta razón, en este
trabajo se estimó el vertimiento de Dx en el Estado de Morelos durante la pandemia por COVID-19
y se ensayó el uso del acople de ozono con peróxido de hidrogeno (O³/H²O²) para la oxidación de la
estructura orgánica de la molécula del fármaco como alternativa a los procedimientos biológicos que
suelen ser menos estables y tienen dificultades para su degradación. Los experimentos se realizaron
a escala de laboratorio en un reactor de 100 mL, la degradación y formación de posibles sub productos
se analizaron por cromatografía líquida con detector de arreglo de diodos (HPLC-DAD),
cromatografía de gases con espectrometría de masas (CGEM) y espectroscopia infrarroja y UV-vis.
Las estimaciones indican que se vertieron aproximadamente 46,914 mg de Dx a diversos cuerpos de
agua del Estado de Morelos entre junio de 2020 a diciembre de 2022. La más alta eficiencia de
degradación fue del 100 % y se obtuvo al exponer una disolución de 10 ppm de Dx a H²O² en una
relación molar fármaco-oxidante de 1:100 y un suministro continuo de ozono por 60 min a un pH de
9. El análisis por IR mostro que las bandas características de Dx (3412 nm, 2952 nm y 2881 nm) se
reducen casi hasta nivel de ruido, sugiriendo una completa mineralización hasta CO² y H²O que se
confirmó a través de la cuantificación del Carbono Orgánico Total (COT). El análisis por HPLC y
CGEM indica que a medida que transcurre la degradación aparecen señales que corresponden a la
formación de posibles sub productos con estructuras como amidas, ácidos carboxílicos y esteres. Por
lo tanto, el acople ozono/H²O² degrada eficiente y en forma reproducible la Dx en disolución acuosa
Hugo Albeiro Saldarriaga Noreña MARIO ALFONSO MURILLO TOVAR JOSEFINA VERGARA SANCHEZ JEANNETE RAMIREZ APARICIO Lorena Magallón Cacho MARIA LUISA GARCIA BETANCOURT (2023, [Artículo])
Wastewater-containing dyes are an environmental problem. The prime source of dye pollutants is the textile industry, such as paper manufacturing, food processing, leather, pigments, etc. Dye removal from wastewater using nanotechnology has received attention in recent decades thanks to efficient nanomaterials improving traditional technologies. In recent years, multiple research reports on carbon nanotubes for dye removal and photocatalytic dye degradation provided substantial insight into the comprehension of nanotechnology and remediation. This work presents a review and bibliometric analysis of carbon nanotubes for dye removal and photocatalytic dye degradation, which have an environmental impact today. The bibliometric study showed that the current research tendency on carbon nanotubes applied in dye removal and photocatalysis is still growing. According to research, this work observed that carbon nanotubes for dye removal exhibit high removal and efficient photocatalysis activity, indicating the functionality of nanotechnology for environmental remediation. The analysis of the parameters involved in the removal studies, such as temperature and pH, showed adsorption behavior. The photodegradation of methylene blue demonstrated the photocatalytic activity of carbon nanotubes attributed to the sp2 lattice of graphitic configuration.
BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA adsorption; carbon nanotubes; methylene blue; photocatalysis; photodegradation of methylene blue
Josefina Vergara Sanchez CESAR TORRES SEGUNDO Hugo Albeiro Saldarriaga Noreña (2024, [Artículo])
The decolorization of the Basic violet I (BVI) dye when interacted with a corona discharge is studied in the present work, taking in account two systems, batch and flux. The current and voltage were measured during the whole process in which a corona plasma was generated, with an applied power of 51.9 and 167.72 W where the transport gas was air. A batch reactor and a flow reactor were used, where 500 and 5000 mL of
samples were treated, respectively. Optical emission spectra (OES) were measured where the oxidizing species ・OH were at wavelengths of 307.597 and 310.148 nm, associated with the A2Σ+ − X2Π transition. The absorption spectra for the batch system showed a discoloration of 85.7% in the first 10 min, while in the flow system, the absorption was 93.9% at the same time and 4.5% at the same time by conventional heating. Characteristics of the final sample included an acidic solution with an electrical conductivity of 449.20 } 55.44 and 313.6 } 39.58 μS/cm, a dissolved oxygen concentration of 7.74 } 0.2 and 6.37 } 0.23 mg/L, an absorbance of 0.04 } 0.01 and 0.03 } 0.01 au, with turbidity measuring 1.22 } 1.59 and 10.34 } 4.96 NTU, and an energy cost of 1.1 × 10−1 and 6.3 × 10−1 g/kWh in the batch and continuous flow systems, respectively. The interaction of the corona plasma with water promoted the production of reactive species, resulting in the discoloration of the Basic Violet I dye.
BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA anions, degradation, dyes and pigments, electrodes, plasma
PABLO HUMBERTO HERNÁNDEZ PERALTA (2023, [Tesis de maestría])
En la actualidad, en diferentes ciudades del mundo, existe una gran variedad de problemas
por el uso de los diferentes sistemas de transporte, principalmente el terrestre, los cuales son
generados por el aumento del parque vehicular y deficiencias en las vías de tránsito que son
rebasadas en capacidad y diseño, esto propicia mayor tiempo de traslado de un punto a otro
y al mismo tiempo una alta emisión de gases que contribuyen al efecto invernadero.
En la última década, los científicos del mundo han puesto un mayor interés en la busca de
soluciones a esta problemática, destacando los modelos que implementan inteligencia
artificial y ciencia de datos para realizar modelos de simulación de distintas condiciones de
tráfico vial.
Como resultado del desarrollo de estos modelos, podemos obtener soluciones a las nuevas
problemáticas que se manifiestan en los sistemas de transporte, mejorando los tiempos de
traslado, disminuyendo las emisiones de gases que causan el efecto invernadero y reduciendo
la probabilidad de accidentes viales.
En el presente estudio, se realizó una simulación de los accidentes viales en una intersección
utilizando las reglas de Nagel & Schreckenberg llamadas autómatas celulares.
Posteriormente se analizaron los datos resultantes para hacer una predicción de los accidentes
viales con inteligencia artificial, específicamente las herramientas de aprendizaje automático.
Currently, in different cities around the world, there is a wide variety of problems due to the
use of different transportation systems, mainly land transportation, which are generated by
the increase in the vehicle fleet and deficiencies in traffic routes that are exceeded. In capacity
and design, this leads to a longer transfer time from one point to another and at the same time
a high emission of gases that contribute to the greenhouse effect.
In the last decade, scientists around the world have placed greater interest in finding solutions
to this problem, highlighting models that implement artificial intelligence and data science
to create simulation models of different road traffic conditions.
As a result of the development of these models, we can obtain solutions to the new problems
that arise in transportation systems, improving travel times, reducing gas emissions that cause
the greenhouse effect and reducing the probability of road accidents.
In the present study, a simulation of road accidents at an intersection was carried out using
the Nagel & Schreckenberg rules called cellular automata. The resulting data was then
analyzed to make a prediction of road accidents with artificial intelligence, specifically
machine learning tools.
LINDA AIMARA KEMPIS CALANIS (2024, [Tesis de doctorado])
La respuesta inmune adaptativa es coordinada por las células T CD4+, que determinan el tipo y la fuerza de la respuesta inmune, así como las células efectoras involucradas durante un desafío inmunitario particular. Se ha reportado que las células T CD4+ de los recién nacidos son menos responsivas y sesgadas en su respuesta, lo que lleva a una activación baja de la respuesta inmune celular y una producción deficiente de anticuerpos por parte de las células B. Esta baja respuesta es esencial para la ventana tolerante que favorece la transición del nacimiento del ambiente estéril en el útero al mundo exterior plagado de antígenos, pero deja a los recién nacidos vulnerables a la infección, que sigue siendo un problema de salud importante en México y el mundo. Los recién nacidos tienen una alta tasa de morbilidad y mortalidad por infecciones. Los mecanismos celulares y moleculares asociados están poco descritos. En este trabajo, nos preguntamos si los linfocitos T CD4+ neonatales, tienen un programa genómico especifico que los predispone a una baja respuesta inmune en comparación con las células vírgenes de adultos. Para responder a esta pregunta, evaluamos el transcriptoma de los linfocitos T CD4+ vírgenes neonatales y de adultos humanos. Nuestros resultados apuntan a una red de regulación muy particular en las células neonatales, que favorece procesos como la proliferación, el metabolismo de la glucosa, la señalización intracelular y una baja respuesta de las células T. Comprender esta red es de suma importancia ya que podría conducir a mejores vacunas para recién nacidos y mejor tratamiento de las enfermedades potencialmente mortales durante este período altamente vulnerable de nuestras vidas. Adicionalmente, quisimos saber si el tipo de nacimiento o la edad gestacional (parto prematuro) influyen en el establecimiento del perfil génico neonatal. Usando transcriptómica, encontramos que, en la transición del nacimiento, el tipo de parto determina el establecimiento del perfil de expresión génica que tendrá el recién nacido, ya que los linfocitos T CD4+ de neonatos nacidos por parto por cesárea presentan un perfil de expresión génica diferente que los de los neonatos nacidos por parto natura. Por otra parte, los neonatos prematuros no cambian mucho su patrón de expresión génico al compararlos con los neonatos de término, nacidos en ambos casos por cesárea. Nuestros hallazgos indican que para los linfocitos T CD4+, el tipo de nacimiento es sumamente importante en el establecimiento del perfil de expresión génica del neonato, teniendo mayor impacto que las últimas semanas de gestación.
Development of P22 viral capsid nanocomposites for enzymatic prodrug therapy in breast cancer
Astrid Rebeca Luna Rios (2024, [Tesis de maestría])
Las estrategias actuales contra el cáncer de mama presentan limitaciones debido a la falta de selectividad, disminuyendo su efectividad. La mayoría de los fármacos, como el tamoxifeno, requieren la activación metabólica por parte de las enzimas de la familia citocromo P450 (CYP) para ejercer mayores efectos anticancerígenos. Sin embargo, la concentración del CYP es variable y baja en las células tumorales, especialmente en el cáncer de mama, lo que provoca efectos secundarios. En la terapia de activación enzimática de profármacos (EPT), las enzimas se dirigen al tumor para transformar el profármaco, lo que normalmente implica la administración de la enzima seguida del profármaco. Sin embargo, las diferencias entre la farmacocinética y farmacodinamia son un obstáculo para mejorar el tratamiento. Por lo tanto, la administración conjunta de profármaco y enzima es esencial para garantizar su interacción favorable en el tumor. Este trabajo reporta una nueva clase de nanocompositos terapéuticos basados en partículas tipo virus P22 confinando CYP, funcionalizadas superficialmente con glucosa oxidasa (GOx) que transforma la glucosa en D-glucono-δ-lactona produciendo H2O2, el aceptor final de electrones en la transformación de tamoxifeno mediado por CYP, y conjugadas con un derivado de tamoxifeno como profármaco y ligando dirigido utilizando polietilenglicol como conector. En un microambiente tumoral rico en glucosa, estos nanocompuestos pueden producir fármaco activo in situ. Se caracterizaron las propiedades fisicoquímicas y la catálisis secuencial mediada por glucosa de los nanocompositos. Los estudios in vitro demostraron una disminución en la viabilidad celular en líneas celulares de cáncer de mama ER+ y ER-. Sin embargo, la internalización celular en ausencia de glucosa mostró ser preferencial con las VLPs dirigidas en ambas líneas celulares. La administración conjunta de enzimas y profármacos con una localización mejorada de las VLPs desarrolladas después de la funcionalización del tamoxifeno, lo que sugiere el potencial de los nanocompositos desarrollados para superar los desafíos existentes de la EPT y mejorar los resultados terapéuticos con efectos secundarios reducidos.
Current treatment strategies against breast cancer have limitations due to lack in selectivity. Most drugs, such as tamoxifen, require metabolic activation by cytochrome P450 (CYP) enzymes to perform greater anticancer effects. However, the concentration of CYP varies and is low in tumor cells, especially in breast cancer, resulting in side-effects. In enzyme prodrug therapy (EPT), enzymes are targeted to the tumor cells for prodrug transformation, typically involving the sequential delivery of the enzyme followed by the prodrug. However, differences in pharmacokinetics and pharmacodynamics are a major hindrance for improving treatment. Therefore, co-delivery of prodrug and enzyme is essential to ensure their favorable interaction in tumor. This work reports a new class of therapeutic nanocomposites based on P22 virus like particles (VLPs) confining the CYP activity, surface functionalized with glucose oxidase (GOx) that transforms glucose into D-glucono-δ-lactone producing hydrogen peroxide, the final electron acceptor in the CYP-mediated transformation of tamoxifen, and together conjugated with a tamoxifen derivative as prodrug and targeting ligand using polyethylene glycol as a linker. In glucose-rich tumor microenvironment, these nanocomposites can produce active drug in situ. The physicochemical properties and sequential glucose-mediated catalysis of the nanocomposites were characterized. In vitro studies demonstrated a decrease in cell viability in both ER+ and ER- breast cancer cell lines. However, cellular internalization in the absence of glucose showed improved uptake of targeted VLPs in both cell lines. The co-delivery of enzymes and prodrug with improved localization of developed VLPs after tamoxifen functionalization, suggests the potential of developed nanocomposites to overcome the existing challenges of EPT and improve the therapeutic outcomes with reduced side effects.
VLP-P22, Citocromo P45O, Glucosa oxidasa, Tamoxifeno, Terapia de activación enzimática de profármacos VLP-P22, Cytochrome P45O, Glucose oxidase, Tamoxifen, Enzyme prodrug therapy BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA FARMACÉUTICA DISEÑO.SÍNTESIS Y ESTUDIO NUEVOS FÁRMACOS DISEÑO.SÍNTESIS Y ESTUDIO NUEVOS FÁRMACOS
EECTO DE NANOESTRUCTURAS ORO-SÍLICE EN ARTRITIS REUMATOIDE INDUCIDA POR COLÁGENA
ROSA ISELA RUVALCABA ONTIVEROS (2023, [Tesis de doctorado])
La artritis reumatoide (AR) es una enfermedad inflamatoria autoinmune crónica que
afecta a las articulaciones y causa un daño progresivo que, en la ausencia de un
tratamiento adecuado, puede terminar en discapacidad. Se caracteriza por un
reclutamiento excesivo de células inflamatorias dentro de la membrana sinovial que
conlleva a hiperplasia sinovial, neovascularización, erosión secundaria de cartílago y
hueso y posteriormente la destrucción de la articulación y su deformación. Además de
las características articulares, la inflamación sistemática que presenta la AR repercute
negativamente a nivel sistémico afectando varios órganos, incluyendo las estructuras
cardiovasculares (McInnes & Schett, 2011).
Las sales de oro han demostrado ser eficaces en el control de algunos pacientes con AR
(Massai et al., 2021) y otros padecimientos relacionados como el lupus eritematoso
sistémico (Wallace, 2013) y la artritis psoriásica (Salvarani et al., 1989). Sin embargo, su
uso ha sido limitado en las últimas décadas por la llegada de terapias presumiblemente
más seguras y efectivas. Al aplicar estos tratamientos, los iones de oro se unen a la
albúmina y su vida promedio esta entre los 5 y 7 días (Balfourier et al., 2020). Sin
embargo, después de varios tratamientos, su vida media se eleva y sus trazas son
detectables en varios tejidos incluyendo el hígado, riñones y membrana sinovial. Estas
trazas pueden permanecer en el tejido por décadas (James et al., 2015) y probablemente
de manera indefinida debido a que los iones de oro provenientes de las sales se
combinan con el azufre formando aurosomas que aparecen como vesículas densas
intracelulares (Yamashita, 2021).
Aun así, los efectos benéficos de las sales de oro en el control del proceso inflamatorio
y la remisión sostenida por una porción de los pacientes siguen siendo de interés en la
búsqueda de tratamientos efectivos para AR y condiciones relacionadas. Por esta razón
y gracias a los avances en nanotecnología, se han desarrollado métodos alternativos
para el tratamiento de la AR con oro, ya sea en forma de nanopartículas (Jhun et al.,
2020; Kirdaite et al., 2019; Leonavičienė et al., 2012; Sumbayev et al., 2013) o
nanoestructuras de oro combinadas con polímeros (Yaqoob et al., 2020) que podrían ser
una estrategia más segura de acarrear compuestos de oro dentro de la membrana
sinovial inflamada.
Los modelos animales son un paso crucial para evaluar nuevas terapias en AR (Hong et
al., 2020). Particularmente, la AIC en
Nanoestructuras Oro-sílice Artritis reumatoide BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA OTRAS ESPECIALIDADES QUÍMICAS OTRAS OTRAS