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    Estudios sobre la biosíntesis del metabolito secundario verbascósido en cultivos en suspensión de Buddleja cordata

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    Buddleja cordata Kunth ‘tepozan’ is a species widely distributed in México where its leaves, baks and roots are used in traditional medicine to treat a wide variety of ailments. Its therapeutic properties have been attributed to phenolic compounds including verbascoside. Numerous studies related to the biological and pharmacological attributes of verbascoside, reinforces its significance for its industrial application. The chemical synthesis of the compound has been achieved but is not affordable; additionally, its biosynthesis has not been fully elucidated. Previously, callus and cell suspension cultures of B. cordata were established. However, product concentrations obtained are insufficient to satisfy verbascoside pharmacological and industrial demands. In this work, verbascoside production was increased through two biotechnological strategies: eliciting cell cultures with methyl jasmonate and feeding cultures with L-phenylalanine as a precursor. Subsequently, chemical and molecular information was generated on some key enzymes involved in verbascoside biosynthetic pathway. Finally, metabolomic profiles of cultures treated with methyl jasmonate, L-phenylalanine and enzyme inhibitors were obtained. Results obtained in this thesis allowed to increase the production of verbascoside at the flask level; besides, molecular and chemical experiments let the identification of phenylalanine ammonia lyase, polyphenol oxidase and tyrosine/dopamine decarboxylase, all of them enzymes involved in the biosynthesis of verbascoside. Also, metabolomic analysis enabled the identification of echinacoside, coumarin, and syringic acid none of which have been previously reported in B. cordata.Buddleja cordata Kunth ‘tepozán’ es una especie ampliamente distribuida en el territorio mexicano donde sus hojas, corteza y raíces son empleadas por la medicina tradicional contra diversos malestares y padecimientos. Sus propiedades terapéuticas han sido atribuidas a compuestos de naturaleza fenólica, incluyendo al metabolito verbascósido. Diversos estudios relacionados con las acciones biológicas y farmacológicas del verbascósido han demostrado que posee una gran cantidad de propiedades considerables desde el punto de vista industrial. La síntesis química del compuesto ha sido lograda pero no resulta costeable; además, su biosíntesis no ha sido completamente dilucidada. Previamente, se establecieron cultivos de callo y de células en suspensión de B. cordata. Sin embargo, las concentraciones de producto obtenidas son insuficientes para satisfacer las necesidades farmacológicas e industriales del compuesto. En este trabajo, mediante un par de estrategias biotecnológicas: elicitación de cultivos celulares con metil jasmonato y alimentando los cultivos con L-fenilalanina como precursor, se incrementó la producción del compuesto. Posteriormente, se generó información química y molecular sobre algunas de las enzimas clave implicadas en la ruta biosintética del verbascósido incluyendo fenilalanina amonio liasa ‘PAL’, polifenol oxidasa ‘PPO’ y Tirosina/Dopa decarboxilasa ‘Tir/DopaDC’. Finalmente, se obtuvieron perfiles metabolómicos de cultivos tratados con metil jasmonato, L-fenilalanina e inhibidores enzimáticos. Los resultados obtenidos en esta tesis permitieron aumentar la producción de verbascósido a nivel de matraz y, por otro lado, aportaron información valiosa sobre la biosíntesis del compuesto. Además, el estudio metabolómico permitió identificar los compuestos equinacósido, cumarina y ácido siríngico, ninguno de los cuales ha sido previamente reportado en B. cordata

    Evaluación del efecto del sustrato en cultivos de tibicos para la producción de exopolisacáridos como agentes emulsificantes

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    En los últimos años la tendencia de consumo de alimentos ha sufrido cambios significativos, donde los consumidores han optado por aquellos que le aporten beneficios a la salud relacionados con la prevención de enfermedades o el mejoramiento con problemas relacionados a la digestión, además del aporte nutrimental que estos tienen. En este sentido, los alimentos fermentados con microorganismos probióticos representan un sector de los alimentos que ha recibido especial atención debido a los beneficios que aportan los probióticos a la salud del huésped. Entre estos alimentos se destacan el kéfir de agua o tibicos, los cuales se consideran como macrocolonias o microbiogleas que se componen de bacterias (ácido lácticas y ácido acéticas) en su mayoría y levaduras, en forma de un gel irregular, que se caracterizan por ser de un color blanquecino- transparente, además de ser de diversos tamaños. Dichos cultivos fermentan el medio en el que se encuentran al tener de sustrato una fuente de carbono presente debido a la diversidad de especies microbianas, y embebido en estas estructuras (granos de kéfir) se encuentra la del exopolisacárido dextrano, considerado por demostrar propiedades relacionadas con la estabilidad de los alimentos fermentados, además de presentar propiedades tecnofuncionales relacionadas con su solubilidad, su actividad superficial como agentes bio-espesantes, gelificantes, entre otros, y cuya aplicación no sólo ha considerado la industria de alimentos, sino también la industria farmacéutica. Es por ello que el presente trabajo planteó el manejo de cultivos de kéfir de agua y el uso de fuentes de carbono complejas como lo son las inulinas como sustrato, para conocer el efecto que posee sobre la estructura química, y actividad superficial del exopolisacárido producido, de tal manera que estos biopolímeros exhiban la capacidad de formar emulsiones del tipo O/W (aceite en agua) y su comparación con exopolisacáridos obtenidos de una fuente de carbono sencilla. A partir de los resultados obtenidos en este trabajo, el cultivo de kéfir de agua produjo distintos exopolisacáridos (EPS) empleando tres fuentes de carbono: sacarosa, inulina de alcachofa (IAL) e inulina de agave (IAG). La propiedad de las inulinas más extensivamente estudiada es su comportamiento como prebiótico, definido por su capacidad selectiva de estimular el crecimiento de cierto grupo de bacterias (bifidobacterias y lactobacilos), la planta de agave contiene entre un 16- 25% de inulina mientras que la de alcachofa entre un 3-10%. El crecimiento del cultivo de kéfir tuvo un crecimiento similar con las tres fuentes de carbono, se encontraron diferencias significativas en la composición fisicoquímica de cada EPS, al realizar la cinética de crecimiento se encontró que después de 48 h se encontraba el mejor rendimiento de producción de EPS, obteniendo valores para IAG e IAL de 330 mg/L y para sacarosa de 120 mg/L. También se realizó el análisis del contenido de proteínas y carbohidratos debido, a la relación que presentan ambos puede tener un efecto en la estabilidad de las emulsiones, con valores entre 280 a 494 mg/gEPS en contenido de carbohidratos, siendo mayor el EPS de IAL y en contenido de proteína, valores que oscilaban entre 11 – 25 mg/gEPS siendo el EPS de sacarosa el que obtuvo mayor contenido. Dentro de esta caracterización fisicoquímica se evaluó el peso molecular (PM), y se encontraron valores que oscilaban entre 370 a 450 kDa, estos datos concuerdan con los reportados en la literatura. También se realizó espectroscopia de FT-IR, mostrando señales amplias y redondeadas en 3330 cm- 1 asociadas a la presencia de grupos -OH, presencia de grupos metilenos que se asocia a la vibración de estiramiento del grupo alifático en 2924 cm-1, así como bandas en 1030 cm-1 características de los polisacáridos. Con respecto a la evaluación del potencial zeta se encontró que los tres EPS mostraban un comportamiento de polielectrolitos aniónicos, con potenciales zeta con carga negativa variando de -3 mV a -14 mV en pH de 3 a 8. Se evaluó la tensión interfacial de los EPS obtenidos de las inulinas los cuales se compararon con el EPS de kéfir de leche, donde se encontró que los EPS poseen la capacidad de reducir la tensión superficial, por lo tanto, funcionarían como buenos agentes emulsificantes. Para reforzar estos resultados se formularon emulsiones aceite en agua (O/W) empleando 5% y 10% de aceite de naranja (AN) con el EPS de sacarosa, las emulsiones que se formaron presentaban diámetros de gota a dos porcentajes de AN de entre 1.177 – 1.242 μm, al cabo de 6 días de almacenamiento se evaluó la estabilidad de estas emulsiones, el diámetro de gota no presentó cambios significativos, lo que demostró que este EPS tuvo buena actividad superficial. A pesar de estos resultados prometedores, algunas caracterizaciones no alcanzaron a cubrirse debido a la situación sanitaria que se presenta en la actualidad por el virus SARS-CoV-2 (COVID-19), pero de acuerdo a las propiedades previas a la formación de las emulsiones se puede esperar que los EPS formados por IAG e IAL también van a tener una buena actividad superficial

    El Branding de los candidatos (Elecciones Presidenciales: Estados Unidos 2008-2016)

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    Esta tesis doctoral tiene como objetivo el análisis el branding de los candidatos en las elecciones presidenciales norteamericanas (2008, 2012 y 2016). La interrogante que guía esta investigación es la siguiente: ¿Mediante qué estrategias comunicativas los candidatos construyen su branding en la campaña presidencial? Con la finalidad de responder esta pregunta se propone la siguiente hipótesis: el branding político de los candidatos se construye mediante el mensaje de campaña más importante (el spot político), cuya función es la de comunicar telegráficamente la imagen y las propuestas de campaña de los candidatos. Como metodología se aplica el framing del spot político (Chihu, 2010b, 2014, 2016), este modelo interpreta los spots a partir de tres mensajes: visual (lo óptico), sonoro (lo acústico) y oral y escrito

    Análisis de la cinética de adsorción y desorción de CO₂ en resinas funcionalizadas con grupos amino

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    En el presente trabajo se evalúan resinas de intercambio aniónico poliméricas funcionalizadas con amina primaria y terciaria (Lewatit VP OC 1065, Purolite A110 y Amberlite IRA 96) para su uso en la captura de CO2. El objetivo es separar y purificar CO2 mediante un proceso de adsorción selectiva reversible en función de la temperatura. Se determinó la rapidez de sorción en función del tipo de grupo amino presente en las resinas. Se estudió la adsorción y desorción en función de la temperatura. La capacidad de sorción se estudió en corrientes conteniendo 15% en volumen de CO2 en N2 a temperaturas que varían entre 296K y 376K. Los datos experimentales de adsorción se ajustaron utilizando modelos de pseudo primer orden, pseudo segundo orden y la ecuación de Elovich, siendo los ajustes muy similares. Se obtuvo capacidades de adsorción para Lewatit VP OC 1065 de 2.28 mmol de CO2 g-1 y Purolite A110 de 2.11 mmol de CO2 g-1 a temperatura ambiente. También parámetros cinéticos como constantes de velocidad de reacción, velocidad inicial de adsorción, energías de activación, factor pre exponencial, relación entre la superficie de cobertura y la energía de activación por quimisorción. Para ajustar el proceso de desorción se utilizó la ecuación de Polanyi-Wigner y se encontró que la desorción sigue un proceso de primer orden con energías de descomposición del carbamato alrededor de 40-65 KJ mol-1. Tanto Purolite A110 como Lewatit VP OC 1065 son prometedores adsorbentes de CO2, siendo mejor Purolite A110 por su mayor capacidad de estabilidad de temperatura y de sorción

    Aplicación de pretratamientos físicos y tratamientos biológicos al agua residual de rastro como estrategia para mejorar el rendimiento de metano

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    This thesis aimed to evaluate methane production in batch reactors and a laboratory-scale hybrid UASB reactor during physically pretreated slaughterhouse wastewater treatment. Therefore, the experiment was carried out in three stages: In the first stage, the slaughterhouse wastewater (SWW) underwent a thermal pretreatment (120 °C, 1 atm, 60 min), in which two phases appeared, a liquid (pretreated water) and a semisolid (T). The semisolid went through a mechanical pretreatment (TM), which consisted of homogenization at 30,000 rpm for 1 minute, reducing the particle size from 118.17 to 68.79 μm and increasing the specific surface area from 0.412 to 0.966 m2/g. Both semisolids (T and TM) and SWW were the substrates in biochemical methane potential (BMP) tests, evaluating five different substrate/inoculum (S/I) ratios (1:1, 2:1, 3:1, 4:1, and 5:1). The results showed that both semisolids produced up to fourteen times more methane than SWW; also, the cumulative methane production curves had a stepped form, while with the SWW, they were sigmoidal. Moreover, the highest methane production occurred with the 4:1 S/I ratio; however, in the second experimental stage, the 3:1 S/I ratio was employed to avoid the risk of acidification. In the second stage, new BMP tests were carried out to detail the nitrogenous and carbonated organic matter's behavior. The specific maximum methane production rates were 16 mL CH4/g SV.d for T, and 15 mL CH4/g SV.d for TM, finding that the stepped form in the cumulative methane production curves resulted from a momentary inhibited steady-state due to the accumulation of ammonium (2.8 g/L) and acetate (7.7 g/L), which caused a delay in the production of methane. When these by-products were exhausted, methane production increased. Finally, in the third stage, a hybrid UASB reactor (HUASB) was evaluated. The HUASB consisted of an anaerobic module (UASB) and a zeolite module. The reactor influent was the water obtained after the thermal pretreatment, assessing five different volumetric organic loads (2 – 4, 4 – 6, 6 – 8, 8 – 10, and 10 – 12 g TCOD/L.d). The results showed that the reactor could operate without presenting system instability under all organic loads evaluated. The organic matter removal efficiency with the highest loads tested was close to 70%, obtaining 3.1 L CH4/Lreactor.d, while ammonia exhibited removals of 37.3%. These results demonstrated that the physical pretreatments improved the compounds' bioavailability, facilitating their transformation into methane. Moreover, good removal efficiencies for organic compounds were achieved in the HUASB reactor.El objetivo de esta tesis fue evaluar la producción de metano en reactores en lote, así como en un reactor UASB híbrido a escala laboratorio durante el tratamiento de aguas residuales de rastro pretratadas físicamente. Así, el desarrollo experimental se realizó en tres etapas: En la primera etapa, el agua residual de rastro (ARR) fue sometida a un pretratamiento térmico (120 °C, 1 atm, 60 min), con el que se obtuvieron dos fases: un líquido (agua pretratada) y un semisólido (T). Una parte de este semisólido se sometió también a un pretratamiento mecánico (TM), el cual fue una homogenización a 30000 rpm durante 1 minuto, logrando disminuir el tamaño de partícula de 118.17 a 68.79 μm e incrementar el área superficial específica de 0.412 a 0.966 m2/g. Ambos semisólidos (T y TM), así como el agua de rastro cruda (ARR), fueron sometidos a pruebas de biopotencial de metano (BPM), evaluando cinco diferentes relaciones sustrato/inóculo (1:1, 2:1, 3:1, 4:1 y 5:1). Ambos semisólidos produjeron hasta catorce veces más metano que el ARR, además, las formas en las curvas de producción de metano con los semisólidos fueron escalonadas, mientras que con el ARR fueron sigmoidales. También se encontró que la relación con la que se produjo más metano fue la de 4:1; sin embargo, para evitar riesgo de acidificación, en la siguiente etapa se trabajó con la relación 3:1. En la segunda etapa, se realizaron nuevas pruebas BPM con el fin de seguir detalladamente el comportamiento de la materia orgánica nitrogenada y carbonada. Las tasas máximas específicas de producción de metano fueron de 16 mL CH4/g SV.d para T y de 15 mL CH4/g SV.d para TM, encontrando que la forma escalonada en las curvas de producción de metano fue producto de un estado estacionario inhibido momentáneo causado por la acumulación de amonio (2.8 g/L) y acetato (7.7 g/L), provocando una disminución en la producción de metano. Cuando estos subproductos fueron consumidos, incrementó de nuevo dicha producción de metano. Finalmente, en la tercera etapa, se evaluó el desempeño de un reactor híbrido UASB (HUASB), el cual constó de un módulo anaerobio (UASB) y un módulo de zeolita. El influente del reactor fue el agua obtenida después del pretratamiento térmico, evaluando cinco diferentes cargas orgánicas volumétricas (2 – 4, 4 – 6, 6 – 8, 8 – 10 y, 10 – 12 g DQOT/L.d). Los resultados mostraron que el reactor fue capaz de operar bajo todas las cargas sin presentar inestabilidad. Las eficiencias de remoción de materia orgánica, medida como DQOT y DQOS, con la carga de 10 – 12 g DQOT/L.d fueron cercanas al 70%, registrando una producción de metano de 3.1 L CH4/Lreactor.d; mientras que el amonio presentó remociones del 37.3 %. Con los datos obtenidos se logró demostrar que los pretratamientos físicos mejoraron la biodisponibilidad de los compuestos para ser transformados en metano, además de obtener buenas eficiencias de remoción de compuestos carbonados y nitrogenados en el reactor HUASB

    Generación de un modelo biológico de cocultivo hepatocitos-células beta para simular y determinar las interacciones que se presentan en los trasplantes de islotes pancreáticos

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    El presente trabajo consistió en desarrollar un modelo biológico de cocultivo hepatocitosislotes pancreáticos de rata con la finalidad de emular las interacciones que se presentan durante los trasplantes de islotes pancreáticos o de Langerhans e intentar dilucidar si dichas interacciones producen efectos deletéreos en estos últimos. Para ello se realizaron pruebas de viabilidad con Calceina-AM y homodimero de etidio-1 y pruebas de funcionalidad con ELISA para insulina de rata, de los islotes y hepatocitos en cocultivo vs islotes y hepatocitos control empleando microscopía confocal y de campo claro. Los resultados obtenidos permiten inferir que los hepatocitos se ven beneficiados por la presencia de los islotes pancreáticos situación que fue muy evidente por la diferencia en la cantidad de células adheridas a las cajas de cocultivo vs control, ya que estos generan hormonas como la insulina y el glucagón que tienen efectos mitógenos y estimulantes que favorecen la viabilidad de las células hepáticas. Asimismo, a través del análisis morfológico y el análisis semicuantitativo de células vivas/muertas marcadas por los fluorocromos se observó que la viabilidad de los islotes pancreáticos no se vio disminuida por los hepatocitos. Mismo resultado se obtuvo en las pruebas de funcionalidad en donde se midió la insulina generada por los islotes tanto en cocultivo como control y se hizo el análisis estadístico mediante una prueba de U de Mann-Whitney la cual arrojó que no existe una diferencia estadísticamente significativa entre los grupos. Por lo anterior se concluyó que los hepatocitos per se no producen daños a los islotes pancreáticos y que por lo tanto su corto tiempo de vida en los trasplantes puede obedecer a otras razones como los fármacos inmunosupresores, a las condiciones de hipoxia que son sometidos al inicio del trasplante, a las reacciones inflamatorias que se presentan, entre otros

    Participación del GDF11 como factor de regeneración muscular en ratas con obesidad sarcopénica asociada al envejecimiento bajo un régimen de ejercicio

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    In aging, changes in body composition occur even without significant changes in the body mass index (BMI), which generate a decrease in strength and mobility in the elderly, conditioning them to sedentary lifestyle. The increase in body fat, the decrease in muscle mass and bone mineral density lead to the establishment of sarcopenic obesity (OS) and osteo-sarcopenic obesity (OSO), which are syndromes described in the elderly and, particularly, in women. Exercise is considered an anti-aging factor since it attenuates the loss of muscle mass and the loss of bone mineral density, which in turn favors increased survival. On the other hand, the growth and differentiation factor 11 (GDF11) has been described, in a heterochronic parabiosis model, as the main anti-aging component of the serum of young organisms. Therefore, the objective of this thesis focused on the establishment of a sarcopenic obesity model in female Wistar rats under an exercise regimen in which we studied the participation of GDF11. To do this, we evaluated the body composition and serum levels of GDF11 at 4, 8, 12, 18, 22 and 24 months of age of the rats. The exercise training used was of low intensity (similar to a light walk) throughout the life (long term) of the rats and, subsequently, we compared the experimental groups: sedentary rats versus rats with exercise. Our results indicate that mild exercise prevents OS and in our model OSO by maintaining GDF11 levels for a longer period of time (4 months) compared to the group of sedentary rats.In addition, these findings are related to a decrease in oxidative stress and inflammation.En el envejecimiento ocurren cambios en la composición corporal incluyendo los de menor grado como el índice de masa corporal (IMC), los que generan en el adulto mayor una disminución de la fuerza y de la movilidad, condicionándolo al sedentarismo. El aumento en la grasa corporal, la disminución de la masa muscular y la densidad mineral ósea conducen al establecimiento de la obesidad sarcopénica (OS) y a la obesidad osteo-sarcopénica (OSO), los cuales son síndromes descritos en el adulto mayor, con mayor incidencia en las mujeres. Por otro lado, el ejercicio es considerado un factor anti-envejecimiento ya que tiene la capacidad de atenúar la pérdida de la masa muscular y de la densidad mineral ósea, lo que a su vez favorece el incremento de la sobrevivencia. Particularmente, el factor de crecimiento y diferenciación 11 (GDF11) ha sido descrita, en un modelo de parabiosis heterocrónica, como el principal componente anti-envejecimiento del suero de organismos jóvenes. Por lo tanto, el objetivo de esta tesis se centró en el establecimiento de un modelo de obesidad sarcopénica en ratas Wistar hembras bajo un régimen de ejercicio, en el cual estudiamos la participación de GDF11. Para ello, evaluamos la composición corporal y los niveles séricos de GDF11 a los 4, 8, 12, 18, 22 y 24 meses de edad de las ratas. El entrenamiento de ejercicio empleado fue de baja intensidad (similar a una caminata leve) a lo largo de toda la vida (largo plazo) de las ratas y, posteriormente, comparamos los grupos experimentales: ratas sedentarias versus ratas con ejercicio. Nuestros resultados indican que el ejercicio leve previene la OS y la OSO mediante el mantenimiento de los niveles de GDF11 por un mayor periodo de tiempo (4 meses más) en comparación al grupo de ratas sedentarias. Además, estos hallazgos se relacionan con una disminución del estrés oxidante y de la inflamación

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