Predicción de actividad antimicrobiana usando modelos de escala evolutiva a través de un flujo de trabajo en la plataforma KNIME

Prediction of antimicrobial activity using models of evolutionary scale through a workflow in the KNIME platform

Karla Lorena MartÍnez Mauricio (2023, [Tesis de maestría])

Dentro de las estrategias para combatir la resistencia antimicrobiana, se está llevando a cabo investigación para la creación de nuevos fármacos basados en péptidos antimicrobianos. En los últimos años, se han realizado esfuerzos para incorporar herramientas computacionales que ayuden a acelerar la identificación de péptidos con actividad antimicrobiana. Una de estas herramientas son los modelos QSAR basados en aprendizaje tradicional, que permiten predecir la actividad antimicrobiana en péptidos a partir de información basada en su secuencia. Un componente clave en este proceso es el tipo de características moleculares a utilizar. Recientemente, ha surgido una familia de modelos pre-entrenados llamados ESM-2, los cuales generan incrustaciones (características) que fueron aprendidas a partir de 65 millones de secuencias que abarcan diversidad evolutiva. En este trabajo de tesis, se analiza la contribución de las incrustaciones ESM-2 de diferentes dimensiones de forma individual y en conjunto en el desarrollo de modelos QSAR basados en aprendizaje tradicional para la clasificación de péptidos antimicrobianos, así como sus tipos funcionales, como antibacteriano, antifúngico y antiviral. A partir de este estudio se concluye que aumentar la capacidad de los modelos ESM-2 no implica una mejora en el rendimiento de los modelos para predecir péptidos antimicrobianos. Los modelos ESM-2 t30 y ESM-2 t33 son los más apropiados para extraer características y mejorar la exactitud en las predicciones de péptidos antimicrobianos. Además, fusionar características de diferentes incrustaciones ESM-2 es una estrategia efectiva para construir mejores modelos QSAR que el uso exclusivo de características derivadas de un modelo ESM-2 específico. Se construyeron modelos más simples con un rendimiento comparable o superior a los modelos basados en aprendizaje profundo reportados en la literatura. Para llevar a cabo este estudio se implementó un flujo de trabajo en KNIME que genera de forma automática hasta 1980 modelos de clasificación binaria basados en aprendizaje tradicional. Incorpora diversas técnicas de selección de características, algoritmos de clasificación, métricas de desempeño y una fase de limpieza de datos. Este flujo de trabajo se encuentra disponible en https://github.com/cicese-biocom/classification-QSAR-bioKom.

Molecular features play an important role in different bio-chem-informatics tasks, such as the Quantitative Structure-Activity Relationships (QSAR) modeling. Several pre-trained models have been recently created to be used in downstream tasks either by fine-tuning a specific model or by extracting features to feed traditional classifiers. In this sense, a new family of Evolutionary Scale Modeling models (termed as ESM-2 models) has been recently introduced, demonstrating outstanding results in structure protein prediction benchmarks. Herein, we are devoted to assessing the usefulness of different-dimensional embeddings derived from ESM-2 models in the prediction of antimicrobial peptides, given the great deal of attention received because of their potential to become a plausible option to mainly fight multi-drug resistant bacteria. To this end, we created a KNIME workflow to guarantee using the same modeling methodology, and consequently, carrying out fair comparisons. As a result, it can be drawn that the 640- and 1,280- dimensional embeddings are the most appropriate to be used in modeling because statistically better results were achieved from them. We also combined features from different embeddings, and we can draw that the fusion of features of different embeddings contributes to getting better models than only using a specific model ESM-2. Comparisons regarding state-of-the-art deep learning models confirm that when performing methodologically principled studies in the prediction of AMPs, non-DL based models yield comparable-to-superior results to DL-based models. The implemented KNIME workflow is availablefreely at https://github.com/cicese-biocom/classification-QSAR-bioKom. We consider that this workflow can be valuable to prevent unfair comparisons regarding new computational methods, as well as to propose new non-DL based models.

péptidos antimicrobianos, QSAR, aprendizaje automático ESM-2, KNIME antimicrobial peptides, QSAR, machine learning, ESM-2, KNIME INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS TECNOLOGÍA DE LOS ORDENADORES DISEÑO CON AYUDA DE ORDENADOR DISEÑO CON AYUDA DE ORDENADOR

Desarrollo de nanocompositos de cápside viral P22 para la terapia con profármacos enzimáticos en cáncer de mama

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

Conceptos originales relevantes de la Ley de Aguas Nacionales

GUSTAVO ARMANDO ORTIZ RENDON (1993, [Artículo])

En este artículo se mencionan los nuevos conceptos que contempla la Ley de Aguas Nacionales, los cuales constituyen una redefinición del marco normativo hidráulico en cuanto a: gestión, vigilancia y control, coordinación, concertación, financiamiento y a todos aquellos aspectos relacionados con la política que, respecto al manejo del agua, impulsa el gobierno federal.

Abastecimiento de agua Calidad del agua Legislación Política hídrica CIENCIAS SOCIALES

Odonata (Insecta) de tres cuencas en la costa de Chiapas: lista de especies y registro nuevo

Perla Alonso_EguíaLis (2015, [Artículo])

Se recolectaron 512 adultos del orden Odonata, que corresponden a 41 especies. Estas se agrupan en 24 géneros que pertenecen a las familias Calopterygidae, Coenagrionidae y Libellulidae. El porcentaje de individuos recolectados fue del 58.54% para el suborden Zygoptera y 41.46% para el suborden Anisoptera. La representatividad del muestreo de las especies esperadas a lo largo de todo el estudio varió de 75.6% para septiembre hasta 95.2% para enero. Se registra por primera vez a la especie Brachymesia herbida para Chiapas. La especie dominante fue Argia pulla, la cual se recolectó en todos los sitios. Mediante el índice de similitud de Morisita-Horn, se agruparon las especies y se relacionaron con las características del ambiente en las subregiones: alta, media y baja.

Libélulas Chiapas BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Gestión y regulación de los servicios de agua potable y saneamiento : la experiencia mexicana e internacional

POLIOPTRO FORTUNATO MARTINEZ AUSTRIA VÍCTOR JAVIER BOURGUETT ORTÍZ Flor Cruz (2007, [Libro])

En este libro se revisan las experiencias de la regulación de los precios, en los servicios de agua potable y saneamiento, en varios países y se examinan los problemas generales que enfrenta América Latina en este campo, así como las alternativas que existen para elaborar marcos reguladores que permitan lograr la eficiencia en la prestación de los servicios. En particular, se revisa el marco normativo establecido para la regulación y control del servicio púbica de agua potable y saneamiento en México, incluidos los aspectos constitucionales.

Gestión del agua Agua potable Abastecimiento de agua Regulación Finanzas del agua Legislación CIENCIAS SOCIALES

Las estrategias comerciales de las cerveceras nacionales por el control del mercado de Hermosillo, Sonora, 1950-1985

MARIO ALBERTO GOMEZ ARAUJO (2022, [Tesis de doctorado])

El objetivo general de esta investigación es analizar las estrategias de penetración y crecimiento desarrolladas por las compañías cerveceras nacionales (Cuauhtémoc, Moctezuma y Modelo) para ampliar el mercado de Hermosillo en términos de producción, distribución y consumo entre 1950-1985. A principios del siglo XX nacieron en el país cerveceras locales que producían de manera artesanal. Así fue como poco a poco, el líquido ambarino se posicionó en el gusto de la sociedad mexicana, desplazando a otras bebidas embriagantes como el pulque, el tequila y otros aguardientes. Lo que facilitó la rápida aceptación por las formas de presentación y acceso a ella. Las compañías cerveceras concretaron estrategias para cubrir el mercado regional.

A partir de la década de los cincuenta, la Cervecería Cuauhtémoc logró incursionar en Hermosillo, un mercado cubierto por la Cervecería de Sonora; en 1960 compró a dicha empresa y la desapareció como industria local, quedándose con el mercado y sus marcas, especialmente la High Life. En breve también incursionaron las cervecerías Moctezuma y Modelo, compitiendo así, con la Cuauhtémoc. Entre todas desarrollaron estrategias con la que mantuvieron una competencia cerrada hasta conformar un mercado hasta cierto punto equilibrado.

A través de esta investigación también se analizó a la Asociación Nacional de Fabricantes de Cerveza (ANFACER), organismo que representó los intereses de la industria cervecera nacional e hizo prevalecer que la cerveza producida por sus agremiados era completamente saludable e higiénica; única bebida autorizada por la constitución mexicana para combatir el alcoholismo. Bajo estos argumentos, la ANFACER apoyó a las compañías cerveceras para que penetraran en el mercado de Hermosillo. El mercado de cerveza de Hermosillo se transformó luego de la federalización de los impuestos a la cerveza, en un mercado masivo en cual se dio una dura competencia entre las compañías nacionales y la local.

El Reglamento de Cantinas y Expendios de Bebidas Alcohólicas y de Cerveza en el municipio de Hermosillo en 1952 trató de inhibir la libre venta en determinados horarios y lugares de expendios para el consumo. El gobierno municipal se amparó en el reglamento para ejercer su autoridad frente al embate de las estrategias de mercadotecnia que ejercían las cerveceras que, a su vez, se amparaban también, en la federalización de impuestos de 1948. por inhibir el consumo excesivo los fines de semana, justo cuando las ventas podían alcanzar el auge en la semana.

CIENCIAS SOCIALES Industria cervecera Impuesto al consumo Legislación Cervecería Modelo Cervecería Cuauhtémoc

Propiedades fisicoquímicas del aceite de semillas de Jatropha curcas de poblaciones silvestres en México

NIDIA ARAIZA LIZARDE MIGUEL ANGEL ANGULO ESCALANTE TEODORO REYNOSO GRANADOS MARIA MAGDALENA ORTEGA NIEBLAS Lilia Alcaráz Meléndez Pedro Cruz Hernández (2015, [Artículo])

"Existe la necesidad de estudiar fuentes renovables de energía a partir de plantas oleaginosas con este potencial. La semilla de Jatropha curca se caracteriza por su alto contenido de aceite. En México solo existen estudios enfocados en evaluar las propie-dades fisicoquímicas del aceite de J. curcas silvestre y cultivada en la región sur. El objetivo de este trabajo, fue evaluar las propiedades fisicoquímicas del aceite de J. curcas silvestre en tres ecotipos del estado de Sinaloa (noroeste de México) y su aplicación en la elaboración de biodiesel. Los resultados obtenidos fueron que el contenido de aceite del germen fue de 52 a 56%. La viscosidad, densidad específica, índice de acidez, peróxido, yodo y refracción no mostraron diferencias significativas en las semillas colectadas en los tres ecotipos en estudio. Los ácidos grasos saturados más abundantes fueron el palmítico (4 a 6%) y esteárico (3 a 4%). Los ácidos grasos insaturados más abundantes fueron el oleico (44 a 46%) y linoleico (42 a 44%). Las características fisicoquímicas del aceite de J. curcas de Sinaloa son similares a las del sur de México y otros países, esto sugiere que el germoplasma del noroeste del país podría ser considerado para su conservación, aprovechamiento racional y producción de biodiesel."

"The need for studying sources of renewable energy is important starting from potential oleaginous plants. Jatropha curcas seed is characterized by its high oil content. In Mexico studies are focused on evaluating the physicochemical properties of J. curcas oil in wild plants cultivated in the southern region. The objective of this study was to evaluate these properties in three ecotypes of wild J. curcas of Sinaloa and their oil application in biodiesel production. The oil content of the germ was found to be 52 to 56%. Viscosity, density, acidity index, peroxide, iodine, and refraction showed no signif-icant differences in the seeds collected from the three ecotypes in our study. The most abundant saturated fatty acids were palmitic (4 to 6%) and stearic (3 to 4%). The most abundant unsaturated fatty acids were oleic (44 to 46%) and linoleic (42 to 44%). Physi-cochemical characteristics of J. curcas oil of Sinaloa specimens are similar to those of southern Mexico and other countries, which suggest that the germplasm of the north-western part of the country could be considered for conservation, rational utilization, and biodiesel production."

Fatty acid, ecotype, fatty acid, physicochemical analysis Ácidos grasos, biodiesel, ecotipos, análisis fisicoquímicos, Jatropha BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOQUÍMICA LÍPIDOS LÍPIDOS

Uso potencial de pellets para el tratamiento de aguas contaminadas con arsénico en comunidades de Xichú, Gto., México

Pellets potential use for the treatment of contaminated water with arsenic in communities Xichú, Gto. Mexico

ALMA HORTENSIA SERAFIN MUÑOZ MELINA GUADALUPE MEDINA GARCIA FRANCISCO AGUSTIN VIDO GARCIA BERENICE NORIEGA LUNA ADRIAN ZAMORATEGUI MOLINA (2017, [Artículo])

En el presente trabajo se llevó a cabo el desarrollo del uso de pellets, provenientes de resi-duos lignocelulósicos, para el tratamiento de aguas contaminadas con arsénico de las comu-nidades del municipio de Xichú, Gto., México. Las muestras de agua, n = 72, se evaluaron con base en la NOM-127-SSA1-1994. La concentración más alta de arsénico fue arriba de los límites permisibles, 0.2 mg.L–1 ± 0.04 mg.L–1. Los pellets utilizados fueron a partir de aserrín, paja de trigo, agave y sorgo. Se optimizó la rampa de temperatura para la mejor consistencia de los pellets. Se realizaron varios diseños experimentales con los pellets, n = 162, a diferentes condiciones, para desarrollar el proceso de activación y tratamiento con Fe (III). Los pellets obtenidos fueron colocados en muestras de agua contaminadas con ar-sénico por 24 h. Se logró una remoción de arsénico a pH entre 6.5 a 7, del 98.50% ± 1.2%.

Present work was carried out development of use of pellets from lignocellulosic waste for arsenic-contaminated waters treatment in communities of the municipality of Xichu, Guanajuato, Mexico. Water samples, n = 72, were evaluated based on NOM-127-SSA1-1994.

The highest concentration of arsenic was above permissible limits, 0.2 mg.L–1 ± 0.04 mg.L–1. Pellets used were from sawdust, wheat straw, agave and sorghum. Temperature ramp to the best consistency of pellets is optimized. Several experimental designs with pellets were

performed,n = 162, in different conditions to develop activation process and treatment with Fe (III). Pellets obtained were placed in water samples contaminated with arsenic 24 h. Arsenic removal at pH between 6.5 to 7, of 98.50% ± 1.2% was achieved.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA Arsénico Pellets Lignocelulósica Tecnologías sustentables Xichú, Gto. México Arsenic Lignocellulosic wastes Sustainable technologies

Discussion on sustainable water technologies for peri-urban areas of Mexico City: balancing urbanization and environmental conservation

EDUARDO LOPEZ RAMIREZ JOSE LUIS MARTINEZ RUIZ DANIEL MURILLO LICEA (2012, [Artículo])

This paper shows and demonstrates examples of different types of sustainable technologies that can be implemented in the peri-urban areas of Mexico City [rainwater harvesting, EcoSan and biofiltros (small constructed wetlands), and (vermi-)composting]. An innovative participatory planning method, combining scenario development with a participatory planning workshop with key stakeholders, was applied and resulted in three concept scenarios. Specific technologies were then selected for each concept scenario that the technical feasibility and applicability was assessed. Following this, the resulting resource flows (nutrients, water and energy) were determined and analyzed. The results show that decentralized technologies not only have the potential to deliver adequate water supply, sanitation and solid waste services in peri-urban areas and lessen environmental pollution, but also can recover significant amounts of resources thereby saving costs and providing valuable inputs in, for instance, the agricultural sector. Social acceptance of the technologies and institutional cooperation, however, is key for successful implementation.

Participación social Tecnología apropiada Abastecimiento de agua Saneamiento Zonas periurbanas Humedales Lombricultura CIENCIAS SOCIALES

Closing the yield gap of soybean (Glycine max (L.) Merril) in Southern Africa: a case of Malawi, Zambia, and Mozambique

Siyabusa Mkuhlani Isaiah Nyagumbo (2023, [Artículo])

Introduction: Smallholder farmers in Sub-Saharan Africa (SSA) are increasingly producing soybean for food, feed, cash, and soil fertility improvement. Yet, the difference between the smallholder farmers’ yield and either the attainable in research fields or the potential from crop models is wide. Reasons for the yield gap include low to nonapplication of appropriate fertilizers and inoculants, late planting, low plant populations, recycling seeds, etc. Methods: Here, we reviewed the literature on the yield gap and the technologies for narrowing it and modelled yields through the right sowing dates and suitable high-yielding varieties in APSIM. Results and Discussion: Results highlighted that between 2010 and 2020 in SSA, soybean production increased; however, it was through an expansion in the cropped area rather than a yield increase per hectare. Also, the actual smallholder farmers’ yield was 3.8, 2.2, and 2.3 times lower than the attainable yield in Malawi, Zambia, and Mozambique, respectively. Through inoculants, soybean yield increased by 23.8%. Coupling this with either 40 kg ha−1 of P or 60 kg ha−1 of K boosted the yields by 89.1% and 26.0%, respectively. Overall, application of 21–30 kg ha-1 of P to soybean in SSA could increase yields by about 48.2%. Furthermore, sowing at the right time increased soybean yield by 300%. Although these technologies enhance soybean yields, they are not fully embraced by smallholder farmers. Hence, refining and bundling them in a digital advisory tool will enhance the availability of the correct information to smallholder farmers at the right time and improve soybean yields per unit area.

Decision Support Tools Digital Tools Site-Specific Recommendations CIENCIAS AGROPECUARIAS Y BIOTECNOLOGÍA DECISION SUPPORT SYSTEMS LEGUMES YIELDS SOYBEANS