Nanopartículas híbridas cargadas con un compuesto bioactivo y su efecto en biomarcadores neuroinflamatorios como potencial tratamiento de la enfermedad de Alzheimer

Hybrid nanoparticles loaded with a bioactive compound and their effect on neuroinflammatory biomarkers as a potential treatment for Alzheimer’s disease

Alondra Vargas Barona (2024, [Tesis de maestría])

La enfermedad de Alzheimer (EA) es una enfermedad neurodegenerativa progresiva caracterizada por el deterioro cognitivo asociado a la acumulación de la proteína beta amiloide (Aβ). La Aβ activa a las células gliales del cerebro, generando un aumento en la secreción de citocinas pro-inflamatorias que conducen a la neuroinflamación y muerte neuronal. Actualmente no existen tratamientos efectivos que curen o detengan su progresión, por ello, la EA se considera como una prioridad de salud mundial. Las principales limitaciones son la baja biodisponibilidad del fármaco y la impermeabilidad de la barrera hematoencefálica (BHE). Afortunadamente, la nanomedicina ha surgido como un campo prometedor para el desarrollo de nuevos sistemas para la entrega controlada y dirigida de fármacos hacia el cerebro. Por ello, en este trabajo se sintetizaron nanopartículas híbridas de polímeros y lípidos (NPsHPL) conjugadas con transferrina (Tf) para facilitar el cruce de la BHE, y cargadas con N-acetilcisteína (NAC) por su efecto anti-inflamatorio, y se llevó a cabo su caracterización fisicoquímica. Posteriormente se implementó un modelo in vitro con astrocitos humanos derivados de células pluripotentes inducidas (iPSC) provenientes de un paciente diagnosticado con la EA, las cuales se llevaron a un estado reactivo por la estimulación con lipopolisacárido (LPS). El cultivo de células fue tratado con las NPsHPL conjugadas con Tf y cargadas con NAC (NPsHPL-Tf-NAC) a 0.25 mg/mL y NAC libre a 5 mM. Los resultados mostraron que las NPsHPL-Tf-NAC modularon favorablemente la expresión de genes pro-inflamatorios, como la interleucina-1β (IL-1β), la proteína precursora de amiloide (APP) y la proteína ácida fibrilar glial (GFAP). Además, redujo la secreción de las citocinas pro-inflamatorias interleucina 6 (IL-6), IL-1β e interferóngamma (INF-γ), ambos casos respecto al grupo de células que no recibieron algún tratamiento. Por otra parte, la NAC libre sólo tuvo este efecto en la expresión de IL-1β y la secreción de las citocinas IL-6 e INF-γ. Estos resultados posicionan a las NPsHPL-Tf-NAC como un potencial tratamiento para la EA.

Alzheimer’s disease (AD) is a progressive neurodegenerative disease characterized by cognitive impairment associated with the accumulation of beta-amyloid protein (Aβ). Aβ activates glial cells in the brain, increasing the secretion of pro-inflammatory cytokines that lead to neuroinflammation and neuronal death. Currently, there are no effective treatments that cure or stop its progression, therefore AD is considered a global health priority. The main limitations are the low drug bioavailability and impermeability of the blood-brain barrier (BBB). Fortunately, nanomedicine has emerged as a promising field for the development of new nanosystems for the controlled and targeted delivery of drugs to the brain. Therefore, in this work, lipid–polymer hybrid nanoparticles (LPHNPs) conjugated with transferrin (Tf) to facilitate crossing the BBB, and loaded with N-acetylcysteine (NAC) for its anti-inflammatory effect were synthesized, and their physicochemical characterization was carried out. Subsequently, an in vitro model with human astrocytes derived from induced pluripotent stem cells (iPSC) from an AD diagnosed patient was implemented, which were brought to a reactive state by stimulation with lipopolysaccharide (LPS). The cell culture was treated with Tf-conjugated LPHNPs loaded with NAC (LPHNPs-Tf-NAC) at 0.25 mg/mL and free NAC at 5 mM. The results showed that LPHNPs-Tf-NAC favorably modulated the expression of pro-inflammatory genes, such as interleukin-1β (IL-1β), amyloid precursor protein (APP) and glial fibrillary acidic protein (GFAP). In addition, they reduced the secretion of the pro-inflammatory cytokines interleukin 6 (IL-6), IL-1β and interferon-gamma (INF-γ), both cases compared to the group of cells that did not receive any treatment. On the other hand, free NAC only had this effect on the expression of IL-1β and the secretion of the cytokines IL-6 and INF-γ. These results position LPHNPs-Tf-NAC as a potential treatment for AD.

nanopartículas híbridas; enfermedad de Alzheimer; neuroinflamación; astrocitos; iPSC; nanomedicina hybrid nanoparticles, Alzheimer’s disease, neuroinflammation; astrocytes; iPSC; nanomedicine BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA OTRAS ESPECIALIDADES DE LA BIOLOGÍA OTRAS OTRAS

Educación del diseño en el futuro. Híbrida, sustentable y especializada

Rubén Sahagún Angulo (2023, [Capítulo de libro])

Las disciplinas del Diseño, como otras, sobre todo en escuelas de las grandes ciudades, deberán ofertar sus carreras a distancia para reducir significativamente los problemas asociados a la movilidad y la segregación socioespacial de sus estudiantes. También deberán revisar sus planes de estudio para verter los temas de la sustentabilidad de manera transversal. Finalmente, las especialidades serán una vía para que los profesionales del Diseño regresen a la Universidad a prepararse, en lugar de ofrecer únicamente maestrías y doctorados que, en su mayoría, son cursados por profesores o investigadores.

Design disciplines, like others, especially in schools in large cities, should offer their degrees online to significantly reduce the problems associated with mobility and socio-spatial segregation of their students. Also, they should review their study plans to cover sustainability issues in a transversal way. Finally, the specialties will be a way for design professionals to return to the University to prepare, instead of only offering master’s and doctoral degrees, which are mostly taken by professors or researchers.

Educación, diseño, híbrida, sustentable y especializada. Education, design, hybrid, sustainable and specialized. Design--Study and teaching, Higher. Sustainable design. Educational change. Distance education. Artes gráficas. Diseño sustentable. Cambio educativo. Educación a Distancia. NK1170 HUMANIDADES Y CIENCIAS DE LA CONDUCTA CIENCIAS DE LAS ARTES Y LAS LETRAS TEORÍA, ANÁLISIS Y CRÍTICA DE LAS BELLAS ARTES

Efecto del fotoperiodo y la temperatura sobre la composición bioquímica en reproductores silvestres de cabrilla sardinera, Mycteroperca rosacea (Streets, 1877)

Effect of photoperiod and temperature on the biochemical composition in wild broodstock of sardine cabrilla, Mycteroperca rosacea (Streets, 1877)

JOSE ANTONIO ESTRADA GODINEZ MINERVA CONCEPCION MALDONADO GARCIA VICENTE GRACIA LOPEZ Rene Rebollar MILTON ALEJANDRO SPANOPOULOS ZARCO (2014, [Artículo])

"Se estimó el factor de condición (K), el índice gonadosomático (IGS), hepatosomático (IHS) y de grasa visceral (IGV), así como la composición bioquímica en diferentes tejidos de reproductores silvestres de cabrilla sardinera, Mycteroperca rosacea, para evaluarlos a lo largo de un ciclo reproductivo y ver la relación que presentan los cambios con respecto a la temperatura del agua y fotoperiodo de la zona de muestreo. Se capturaron 187 reproductores, 146 hembras y 41 machos en el golfo de California, México. Se observaron diferencias significativas (P < 0,005) en los IGS, IHS e IGV; en el caso de K no se encontraron diferencias. También, se observaron variaciones significativas (P < 0,05) en la mayoría de los parámetros bioquímicos, encontrándose los valores más altos durante la etapa de desove, mientras que los más bajos durante la etapa de reposo. Todos los índices estimados y los parámetros bioquímicos determinados, se correlacionaron significativamente (P < 0,05) con el fotoperiodo, mientras que solo se encontraron correlaciones significativas (P < 0,05) entre el IGS e IGV con respecto a la temperatura del agua."

"Condition factor (K), gonadosomatic index, (IGS), hepatosomatic index (IHS) and fat visceral index (IGV) were estimated and the biochemical composition in different tissues of wild leopard grouper broodstock was determinate too, in order to evaluate them along a reproductive cycle and see the relationship of these changes with respect to the water temperature and photoperiod in the sampling area. 187 brooders were caught, 146 females and 41 males in the Gulf of California, Mexico. Significant differences (P < 0.005) in the IGS, IHS and IGV but not for K were observed. Significant changes (P < 0.05) were also observed in most of the biochemical parameters, being the highest value during the spawning stage, whereas the lowest occurred during the resting stage. Significant correlations (P < 0.05) between all estimated indices and biochemical parameters were observed, while only significant correlations (P < 0.05) between the IGS and IGV with respect to water temperature."

Mycteroperca rosacea, cabrilla sardinera, ciclo reproductivo, composición bioquímica, fotoperiodo, temperatura, golfo de California wavelet sardine, reproductive cycle, biochemical composition, photoperiod, temperature, Gulf of California BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA ANIMAL (ZOOLOGÍA) FISIOLOGÍA ANIMAL FISIOLOGÍA ANIMAL

Evaluación de la cinética de liberación de compuestos hidrofílicos y lipofílicos a partir de nanopartículas híbridas polímero-lípido

Evaluation of the release kinetics of hydrophilic and lipophilic compounds from polymer-lipid hybrid nanoparticles

Juan Pablo Carmona Almazán (2023, [Tesis de maestría])

En el tratamiento de enfermedades, la administración de dosis múltiples es una estrategia común para mantener la concentración de los fármacos dentro de un margen terapéutico. Sin embargo, la adherencia de los pacientes a este tipo de tratamiento puede ser un desafío, llevando a una administración irregular de dosis. Una alternativa utilizada para abordar este reto son las nanopartículas híbridas polímero/lípido(NPPLs), las cuales, con menos administraciones, tienen el potencial de alcanzar la dosis necesaria en el tratamiento, posibilitando entonces el incremento del apego al tratamiento. En nuestro proyecto, se llevó a cabo la síntesis de nanopartículas de ácido poli láctico-co-glicólico (PLGA) recubiertas de lecitina de soya, por medio de técnicas de nanoprecipitación y autoensamblaje. Además, integramos estas nanopartículas en una matriz polimérica a base de aerogeles de gelatina de manera que estuvieran distribuidas de manera homogénea y concentrada. Nuestro enfoque central radica en entender la cinética de liberación de un compuesto hidrofílico (ácido gálico) y uno lipofílico (quercetina) a partir de este sistema. Logramos sintetizar nanopartículas con un diámetro hidrodinámico de 100 ± 15 nm, 153 ± 33 y149±21 nm, en el caso de las nanopartículas vacías y cargadas con ácido gálico y cargadas con quercetina, respectivamente. La eficiencia de encapsulación del ácido gálico fue del 90 ± 5 % y de la quercetina fue del 70 ± 10 %. Los resultados que obtuvimos muestran que el ácido gálico sigue una cinética del modelo de Korsmeyer-Peppas, con un valor de n = 1.01 y la quercetina una cinética de primer orden. Dado que los compuestos encapsulados tuvieron una liberación más lenta con respecto a los compuestos libres en los aerogeles de gelatina, nuestro trabajo indica que el encapsulamiento en NPPLs de un compuesto bioactivo, independientemente de su naturaleza química, puede ayudar a retrasar su liberación y reducir el número de dosis administradas, en consecuencia, esto pudiera contribuir a incrementar el apego de un paciente al tratamiento.

In the treatment of diseases, the administration of multiple doses is a common strategy to maintain drug concentrations within a therapeutic range. However, patient adherence to this type of treatment can be challenging, resulting in irregular dosing. An alternative approach used to address this challenge involves polymer/lipid hybrid nanoparticles (NPPLs), which have the potential to achieve the necessary drug dose with fewer administrations, thereby increasing treatment adherence. In our project, we synthesized poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) nanoparticles coated with soy lecithin using nanoprecipitation and self-assembly techniques. These nanoparticles were then integrated into a polymer matrix based on gelatin aerogels to ensure homogeneous and concentrated distribution. Our main focus was to understand the release kinetics of a hydrophilic compound (gallic acid) and a lipophilic one (quercetin) from this system. We successfully synthesized nanoparticles with a hydrodynamic diameter of 100 ± 15 nm, 153 ± 33 nm, and 149 ± 21 nm for empty nanoparticles, gallic acid-loaded, and quercetin-loaded nanoparticles, respectively. The encapsulation efficiency was 90 ± 5 % for gallic acid and 70 ± 10 % for quercetin. The results we obtained indicate that gallic acid follows Korsmeyer-Peppas kinetics with a value of n = 1.01, while quercetin exhibits first-order kinetics. Since the encapsulated compounds showed slower release compared to free compounds in gelatin aerogels, our work suggests that encapsulation in NPPLs with a bioactive compound, regardless of its chemical nature, can help delay its release and reduce the number of doses administered. Consequently, this could contribute to improve patient treatment adherence.

nanopartículas híbridas, cinética de liberación, sistemas poliméricos, PLGA/lecitina, compuestos hidrofílicos y lipofílicos hybrid nanoparticles, release kinetics, polymeric systems, PLGA/lecithin, hydrophilic and lipophilic compounds INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA QUÍMICAS ANÁLISIS DE POLÍMEROS ANÁLISIS DE POLÍMEROS