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Distribución de las principales especies de encinos (Quercus spp.) ante escenarios de cambio climático en la república mexicana
Get PDF"La biodiversidad brinda servicios ecosistémicos indispensables para el bienestar humano y, por lo tanto, es fundamental conocer las especies que nos rodean y los sitios donde se localizan. Debido al acelerado cambio climático que actualmente se está manifestando, también es esencial estimar el efecto que esto tendrá sobre la biodiversidad. Un grupo de especies emblemático para México son los encinos (genero Quercus) debido a la gran variedad de servicios ecosistémicos que ofrecen a los mexicanos desde la época precolombina. Por tal motivo, los objetivos de esta investigación se englobaron en dos capítulos. En el primer capítulo se desarrolla una metodología para determinar áreas con elevada riqueza y endemismo de encinos. Esta metodología se basa en modelos de hábitat adecuado para determinar los rangos de distribución de los encinos, y mediante el solapamiento de estos rangos se estima la riqueza de especies a través de México. Esta metodología fue comparada con la metodología tradicional que se usa para tomar decisiones de conservación (conteo de ocurrencias reales en unidades espaciales discretas). Adicionalmente, se evaluó si los sitios con alta diversidad se encuentran dentro de áreas naturales protegidas del país. Los resultados indicaron que el 70% de la superficie de México cumple con los requerimientos climáticos para que se encuentre presente al menos una especie de encino. La riqueza de encinos se concentra en las principales regiones montañosas del país, pero la metodología propuesta predice un mayor número de especies en comparación con la metodología tradicional. Finalmente, al evaluar la ubicación de las áreas naturales protegidas, los resultados indicaron que la superficie destinada a proteger a los encinos es aún limitada. En el segundo capítulo se estima el efecto que tendrá el 2 cambio climático sobre la riqueza y composición de encinos a través del país. Para esto, se estimó la diversidad alfa y beta con la misma metodología utilizada en el primer capítulo, pero añadiendo las predicciones de dos escenarios de cambio climático (RCP2.6 y RCP8.5) para mediados del siglo XXI. Los resultados indicaron que la diversidad alfa (riqueza de encinos) disminuirá en ambos escenarios de cambio climático, siendo más acentuada en regiones con elevada riqueza. Los cambios en diversidad beta, por el contrario, serán más fuertes en regiones con menos número de especies. En ambos casos, los cambios serán más severos en el escenario RCP8.5. Estos resultados indican que, aunque las regiones con elevada riqueza son más propensas a sufrir extinciones de especies, la gran variedad de encinos que actualmente poseen les confiere mayor resiliencia a cambios en su composición. De esta investigación se concluye que los modelos de hábitat adecuado son una herramienta confiable para estimar la riqueza de especies sobre extensas áreas geográficas. Por ello, puede ser implementada para sustentar la toma de decisiones en materia de conservación. Con relación a los encinos, la situación actual es preocupante, debido a que no se cuenta con las suficientes áreas naturales protegidas que coadyuven a mantener sus poblaciones y las predicciones a futuro no son alentadoras para el género.""Biodiversity provides a number of ecosystem services for human well-being and,
therefore, it is essential to know the species that surround us and the places where they
are located. Because of the accelerated climate change that is currently occurring, it is
also essential to estimate the effect that this will have on biodiversity. An emblematic
group of species for Mexico are the oaks (genus Quercus) because of the wide variety of
ecosystem services provide to Mexicans since pre-Columbian times. For this reason, the
objectives of this study were included in two chapters. In the first chapter proposes novel
a methodology to determine areas with high richness and endemism of oaks. This
methodology uses habitat suitability models to determine the distribution ranges of oaks,
and estimates species richness across Mexico by overlapping them. This methodology
was compared with the traditional methodology used for making conservation decisions
(counting real occurrences in discrete spatial units). Additionally, it was evaluated if sites
with high diversity are within natural protected areas of this country. The results indicated
that 70% of the surface of Mexico meets the climatic requirements for oaks. Richness of
oaks is concentrated in the main mountain ranges of Mexico, but our methodology predicts
greater numbers of species than the traditional methodology. Finally, when evaluating the
location of protected natural areas, the results indicated that surface destined to protect
oaks is still reduced. In the second chapter we estimate the effect that climate change will
have on richness and composition of oaks across the country. For this, alpha and beta
diversity were estimated with the same methodology used in the first chapter but, in this
case, predictions of two climate change scenarios (RCP2.6 and RCP8.5) for the middle
of the 21st century were added. The results indicated that alpha diversity (oak richness)
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will decrease in both climate change scenarios, being more marked in highly-rich regions.
Changes in beta diversity, on the other hand, will be stronger in regions with fewer
species. In both cases, the changes will be more severe in the RCP8.5 scenario. These
results indicate that, although regions with elevated richness are more prone to species
extinctions, the great variety of oaks that they currently contain makes them more resilient
to changes in their composition. This research allows concluding that habitat suitability
models are a reliable tool to estimate species richness across extensive geographic
areas. Therefore, it can be implemented in decision-making processes in conservation
biology. Regard to the oaks, the current situation is worrisome, mainly because there are
not enough natural protected areas to maintain their populations and the future for the
diversity of this group of trees are not positive.
Antitumor and immunostimulatory activities of a genotype V recombinantattenuated veterinary Newcastle disease virus vaccine
Get PDF"Antitumor conventional treatments including chemo/radiotherapy result in several side effects and non-specificity. Therapies including the use of oncolytic viruses, particularly the Newcastle disease virus (NDV), have emerged as an attractive alternative due to their capacity to kill cancer cells directly or through stimulation of the immune system. In the present study, a commercial vaccine composed of a recombinant attenuated NDV strain P05 (rNDV-P05) was assessed for antitumor and immunostimulatory activity. Firstly, hemagglutination activity was evaluated at different pH and temperature conditions. Then, cancer cell lines and peripheral blood mononuclear cells (PBMC) were co-cultured with or without rNDV-P05 and cytoplasmic nucleosomes were measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) as an apoptosis indicator. Antitumor cytokines produced by PBMC in response to the virus were analyzed by ELISA and reverse transcription quantitative polymerase chain reaction. Characterization ofrNDV-P05 indicates that the virus is slightly sensible to acid and basic pH, and stable at temperatures no greater than 42 degrees C. The majority of cell lines developed apoptosis in co-culture with rNDV-P05 in a dose-time dependent manner. The highest level of HeLa, HCC1954 and HepG2 cell apoptosis was at 48 h/50 hemagglutination units (HU), and HL-60 was 24 h/50 HU.A549 cell line and PBMC did not show sensitivity to apoptosis by the virus. PBMC from healthy donors stimulated with the rNDV-P05 increased significantly the levels of interferon (IFN)-alpha, IFN-gamma, tumor necrosis factor (TNF)-alpha and soluble TNF-related apoptosis-inducing I igand in culture supernatants, as well as their mRNA expression. These results demonstrate that the pro-apoptotic effect ofrNDV-P05 and its magnitude is specific to particular tumor cell lines and is not induced on PBMC; and the virusstimulates the expression of several key antitumor cytokines. This study promotes the use of rNDV-P05 in an alternate application of different viral strains during virotherapy with NDV.
Nanoestructuras de NPsAg/TNT y Ag3PO4/TNT como alternativa para la degradación de contaminantes y como agentes microbicidas
Get PDF"Los nanotubos de titanatos de hidrógeno son nanoestructuras alternativas (TNT) para tratar la contaminación ambiental, tales como la desinfección de microorganismos patógenos y la limpieza de aguas residuales y aire contaminado. Una posible solución para estas problemáticas ambientales es el desarrollo de fotocatalizadores que pueden responder a la radiación de luz visible. En esta tesis, se sintetizaron nanotubos de titanato funcionalizados con nanopartículas de plata (NPsAg) y fosfato de plata (Ag3PO4) utilizando TiO2 comercial. Las nanopartículas funcionalizadas en la superficie de los nanotubos TNT se caracterizan por sus capacidades microbicidas y mejoran la separación de pares electrón-hueco fotogenerados. Las nanoestructuras preparadas se caracterizaron por difracción de rayos X (DRX), microcopias electrónicas (MEB y MET), espectroscopía UV-vis-DRS y fisisorción de nitrógeno (BET-BJH). Los nanotubos TNT funcionalizados con diferentes porcentajes de NPsAg y Ag3PO4. Primero se evaluaron en la degradación de Eosina amarillenta para determinar las principales especies reactivas responsables (ROS) que controlan la fotoactividad. Luego se estudió su rol como agentes microbicidas con Escherichia coli (E. coli) y Candida glabrata (C. glabrata) como microorganismos modelo patógenos. La vía de la desactivación fotocatalítica asistida se estudió mediante las microscopias MEB y MET mostrando que la integridad de la membrana fue dañada por las especies reactivas de oxígeno; y también revela que la morfología penetrante de los nanotubos puede inducir la muerte celular en un período de 45-60 minutos. Las nanoestructuras de Ag3PO4 son letales para C. glabrata.""Titanate nanotubes are alternative nanostructures (TNT) to treat
environmental pollution such as pathogenic microorganism disinfection and
cleaning of wastewater and polluted air. A possible solution for these
environmental problems is the development of photocatalysts that can respond to
visible-light radiation. In this research, the synthesis of titanate nanotubes
functionalized with silver nanoparticles (AgNPs) and silver phosphate (Ag3PO4)
using a commercial TiO2 is achieved.
The nanoparticles functionalized on the TNT surface are known as
microbicides and enhances the separation of photogenerated electron-hole pairs.
The as-prepared nanostructures were characterized by X-ray diffraction (XRD),
electronic microcopies (SEM and TEM), UV-vis-DRS spectroscopy and nitrogen
physisorption (BET-BJH). The TNT nanostructures functionalized with different
loadings of AgNPs and Ag3PO4. First they were evaluated in the Eosin Y
degradation in order to determine the main responsible reactive species (ROS)
which control the photocatalytic performance. Then the role as microbicides agents
was studied using Escherichia coli (E. coli) and Candida glabrata (C. glabrata) as
pathogenic model microorganisms. The pathway of the photo-assisted catalytic
inactivation was studied by SEM and TEM techniques displaying that the
membrane integrity was damaged by the reactive oxygen species; and also
revealing the sharp nanotube morphology which induces the cell death within a
period of 45–60 min. The Ag3PO4 results to be lethal for C. glabrata.
Novel application of graphene oxide-based nanomaterials as redox mediators to improve the reductive transformation of iopromide
Get PDF"Iopromide (IOP), a tri-iodinated X-ray contrast medium, is a persistent pollutant, which is poorly removed from conventional wastewater treatment system and frequently released into environmental compartments. Accordingly, several techniques have been employed for the removal of this pollutant from contaminated water. The use of graphene oxide (GO)-based materials as redox mediators (RM) is an attractive option for reductive transformation of IOP. However, the major challenge for the application of GO-based is its recovery and retention in a biological continuous wastewater system. This work reported, for the first time, the successful application of GO, partially reduced GO (rGO) and magnetic rGO nanosacks (MrGO-N) as redox mediator (RM) to facilitate the chemical and biological transformation of IOP in batch incubations and biological continuous system under anaerobic conditions. The results demonstrated that the redox activity of GO-based materials enhanced the removal and transformation degree of IOP up to 5.0-fold in chemical/biological systems performed in batch assays. Also, results indicated a correlation between the intrinsic properties of GO-based materials and their redox performance. Moreover, the application of MrGO-N in an upflow anaerobic sludge blancket (UASB) reactor under methanogenic conditions was evaluated. Results indicated a high removal efficiency of IOP (~82 %) in the bioreactor supplied with the MrGO-N as RM, indicating their contribution in the redox conversion of this contaminant. For chemical and biological experiments mentioned above, reductive transformation pathways of IOP were proposed. Transformation byproducts with simpler chemical structures than IOP molecule were identified, involving completely dehalogenation of the aromatic ring and partial rupture of ramifications of IOP by several reductive reactions, which is the first step toward its mineralization by conventional treatment techniques. In addition, reductive mechanisms that carried out during degradation of IOP were elucidated. The results presented in this doctoral thesis demonstrated the great potential to apply GO, rGO and MrGO-N as electron shuttles in the redox conversion of IOP in water, offering a simple and feasible alternative to tailoring GO-based materials in wastewater treatment systems and industrial effluents to facilitate the reductive transformation of persistent pollutants from contaminated water.""La iopromida (IOP), un medio de contraste yodado, es un contaminante persistente el cual es difícilmente removido en los sistemas convencionales de tratamiento de aguas residuales y por consiguiente, frecuentemente liberado al medio ambiente. En consecuencia, diferentes técnicas de degradación se han empleado para la remoción de este contaminante presente en el agua. Una atractiva opción para la transformación reductiva de la IOP es el uso de materiales a base de óxido de grafeno (OG), como mediadores redox (MR), debido a su excelente actividad redox. Sin embargo, el mayor reto para la aplicación de estos nanomateriales es su recuperación y retención en un sistema biológico de tratamiento de aguas residuales operado en continuo. Este trabajo reporta, por primera vez, la aplicación exitosa del OG, OG parcialmente reducido (OG-r) y nanosacos magnéticos de OG-r (NMOG-r) como MR en la transformación química y biológica de IOP en ensayos en lote y en un sistema biológico en continuo, bajo condiciones anaerobias. Los resultados demostraron que la actividad redox de los materiales a base de OG mejoró la remoción y grado de transformación de la IOP hasta en 5 veces en los sistemas químicos/biológicos realizados en ensayos en lote. También, los resultados indicaron una correlación entre las propiedades intrínsecas de los materiales a base de OG y su desempeño catalíticos. Asimismo, se evaluó la aplicación de los NMOG-r en un reactor anaerobio de flujo ascendente (UASB) bajo condiciones metanogénicas. Los resultados indicaron una alta eficiencia de remoción de la IOP (~82 %) en el bioreactor enriquecido con los NMOG-r como MR, indicando su contribución en la conversión redox de este contaminante. Para los sistemas químicos y biológicos mencionados anteriormente, se propusieron las vías de transformación reductiva de la IOP. En este sentido, se identificaron subproductos de transformación con una estructura química más simple que la molécula de la IOP, involucrando la completa deshalogenación del anillo aromático y la ruptura parcial de las ramificaciones de esta molécula, lo cual es el primer paso hacia su mineralización mediante técnicas de tratamiento convencionales. Además, se elucidaron los mecanismos reductivos que se llevan a cabo durante los procesos de degradación de la IOP. Los resultados presentados en esta tesis doctoral demuestran el gran potencial del OG, OG-r y los NMOG-r como MR en la conversión redox de la IOP, ofreciendo una alternativa simple y factible para adaptar a los materiales a base de OG en sistemas de tratamiento de aguas residuales y efluentes industriales con la finalidad de facilitar la transformación reductiva de contaminantes persistentes presentes en aguas contaminadas.
Producción de hidrógeno en un reactor de filtro percolador: Evaluación de los hidrolizados de bagazo de agave obtenidos con enzimas comerciales
Get PDF"El bagazo de agave es un residuo lignocelulósico generado durante la elaboración de tequila que puede ser empleado como materia prima para la producción de hidrógeno (H2), a través de procesos biológicos como la fermentación oscura. Sin embargo, debido a su estructura compleja, este material debe ser hidrolizado con el fin de liberar azúcares fácilmente fermentables para los microorganismos. En este estudio se investigó la viabilidad de la producción de H2 a partir de hidrolizados enzimáticos de bagazo de agave. Se utilizaron enzimas comerciales que presentan actividades celulolíticas y hemicelulolíticas. Se realizaron dos diferentes hidrólisis enzimáticas, en la primera se empleó una mezcla de dos enzimas importadas (Celluclast 1.5L y Viscozyme L) y en la segunda se empleó una enzima nacional (Stonezyme). Se evaluó la producción continua de H2 de dichos hidrolizados en un reactor de filtro percolador (TBR, por sus siglas en inglés) variando la carga orgánica. El TBR para el hidrolizado con la mezcla enzimática y con la enzima individual fueron operados por 59 y 40 días, respectivamente, a cargas orgánicas volumétricas (COV) aplicadas con valores entre 34.6 y 81 g DQO/L·d. En ambos hidrolizados se encontró que la velocidad volumétrica de producción de H2 (VVPH) estaba directamente relacionada con la COV aplicada, donde las máximas VVPH alcanzadas con los hidrolizados de la mezcla enzimática y de la enzima individual fueron de 5.75 y 1.98 L H2/L·d, respectivamente, a una COV de 81 g DQO/L·d. Por otra parte, con los hidrolizados obtenidos con la mezcla enzimática, el rendimiento específico de H2 (REH) incrementó claramente en función de la COV, obteniendo un valor máximo de 73.21 L H2/kg de bagazo a la máxima COV aplicada; este valor es mayor a lo obtenido con el hidrolizado de la enzima individual donde se obtuvo un rendimiento de 16.15 L H2/kg de bagazo a la misma COV. En conclusión, los resultados muestran que los hidrolizados obtenidos con la mezcla enzimática pueden aumentar significativamente la producción de H2 a partir de bagazo de agave y ser una alternativa prometedora en el contexto de la transición energética.""Agave bagasse is a lignocellulosic residue generated during the tequila
manufacturing that can be used as a feedstock for H2 production. Nevertheless,
due to its complex structure, this material has to be hydrolysed in order to release
easily fermentable sugars. In this study, it was investigated the feasibility of H2
production from enzymatic hydrolysates of agave bagasse. Commercial enzymes
with cellulolytic and hemicellulolytic activities were used. Two different enzymatic
hydrolysis of agave bagasse were performed, in the first one a mixture of two
imported enzymes (Celluclast 1.5L and Viscozyme L) was used and in the second
one a domestic enzyme (Stonezyme) was used. The continuous H2 production
from both hydrolysates was evaluated in a trickling bed reactor (TBR) using
different organic loading rates (OLR). TBR for hydrolysates with enzymatic
mixture and with individual enzyme were successfully operated for 59 and 40
days, respectively, under OLR ranging from 43.2 to 81 g COD/L·d. In both
hydrolysates, the volumetric H2 production rate (VHPR) was found to be directly
linked to the OLR applied, where the maximum VHPR for the hydrolysates of the
mixture and the individual enzyme were 5.75 and 1.98 L H2/L·d, respectively, at
an OLR of 81 g COD/L·d. Moreover, for the hydrolysates obtained with the
mixture of enzymes, the specific hydrogen yield clearly increased as function of
OLR, reaching a maximum value of 73.21 L H2/kg bagasse at the maximum OLR,
which is higher than that obtained with hydrolysates from the individual enzyme
that reported a yield of 16.15 H2/kg bagasse at the same OLR. Overall, the results
showed that the enzymatic mixture hydrolysate can substantially improve the H2
production from agave bagasse in comparison with the individual enzyme
hydrolysate and therefore it becomes a promising alternative in the energy
transition context.
Information entropy production of maximum entropy markov chains from spike trains
Get PDF"The spiking activity of neuronal networks follows laws that are not time-reversal symmetric; the notion of pre-synaptic and post-synaptic neurons, stimulus correlations and noise correlations have a clear time order. Therefore, a biologically realistic statistical model for the spiking activity should be able to capture some degree of time irreversibility. We use the thermodynamic formalism to build a framework in the context maximum entropy models to quantify the degree of time irreversibility, providing an explicit formula for the information entropy production of the inferred maximum entropy Markov chain. We provide examples to illustrate our results and discuss the importance of time irreversibility for modeling the spike train statistics.
Caracterización molecular del complejo Sir en aislados clínicos hiperadherentes de Candida glabrata
Get PDF"Candida glabrata se ha convertido en un patógeno de humanos importante debido al incremento de su aislamiento en infecciones fúngicas de la sangre. Un factor de virulencia importante para el patógeno C. glabrata es su habilidad para adherirse a las células del hospedero, lo cual es mediado por la expresión de adhesinas. Epa1 es la adhesina responsable de ~95% de la adherencia in vitro a células epiteliales y es el primer miembro de la familia de adhesinas Epa. La mayoría de los genes EPA se encuentran localizados cerca de diferentes telómeros, lo cual causa su represión transcripcional debido al mecanismo de silenciamiento subtelomérico. En C. glabrata hay tres proteínas Sir (Sir2, Sir3 y Sir4) que son esenciales para el silenciamiento subtelomérico. En una colección de 79 aislados clínicos, algunos de ellos muestran un fenotipo hiperadherente a células epiteliales comparado con nuestra cepa estándar de laboratorio BG14. Estos aislados hiperadherentes también expresan varios genes EPA simultáneamente. Nosotros clonamos los genes SIR2, SIR3 y SIR4 de los aislados clínicos hiperadherentes, de la cepa BG14 y la cepa secuenciada CBS138 en un vector replicativo para complementar cepas mutantes nulas de estos genes en el fondo genético de la cepa BG14. Todos los alelos evaluados de los genes SIR2 y SIR4 provenientes de los aislados clínicos hiperadherentes escogidos, fueron funcionales y eficientes para silenciar un gen reportero URA3 insertado en la región subtelomérica, a pesar de tener polimorfismos en la secuencia de amino ácidos respecto a la cepa BG14. Los alelos SIR3 también fueron funcionales, excepto el alelo SIR3 del aislado clínico MC2 (sir3-MC2), que no fue funcional para silenciar el gen reportero y no complementó el fenotipo hiperadherente de la cepa BG14 sir3∆. Consecuentemente, el alelo sir3-MC2 es recesivo al alelo SIR3 de la cepa BG14. La combinación de polimorfismos en el alelo sir3-MC2 y en el alelo SIR4-MC2 podrían explicar en parte el fenotipo hiperadherente mostrado por este aislado clínico.""Candida glabrata has become an important human pathogen due to the increased frequency of isolation in fungal blood infections. An important virulence factor for C. glabrata is the ability to adhere to the host cells, which is mediated by the expression of adhesins. Epa1 is responsible for ~95% of the in vitro adherence to epithelial cells and is the founding member of the Epa family of adhesins. The majority of EPA genes are localized close to different telomeres, which causes transcriptional repression due to subtelomeric silencing. In C. glabrata there are three Sir proteins (Sir2, Sir3 and Sir4) that are essential for subtelomeric silencing. Among a collection of 79 clinical isolates, some display a hyperadherent phenotype to epithelial cells compared to our standard laboratory strain, BG14. These isolates also express several subtelomeric EPA genes simultaneously. We cloned the SIR2, SIR3 and SIR4 genes from the hyperadherent isolates and from the BG14 and the sequenced strain CBS138 in a replicative vector, to complement null mutants in each of these genes in the BG14 background. All the SIR2 and SIR4 alleles tested from selected hyper-adherent isolates were functional and efficient to silence a URA3 reporter gene inserted in a subtelomeric region, even though they contain several amino acid polymorphisms when compared to the BG14 proteins. The SIR3 alleles from these isolates were also functional, except the allele from isolate MC2 (sir3-MC2), which was not functional to silence the reporter and did not complement the hyperadherent phenotype of the BG14 sir3∆. Consistently, sir3-MC2 allele is recessive to the SIR3 allele from BG14. The combination of polymorphisms in sir3-MC2 and in SIR4-MC2 could explain in part the hyperadherent phenotype displayed by this isolate."Esta tesis fue elaborada en el Laboratorio de Microbiología Molecular de la División de Biología Molecular del Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica, A.C., bajo la dirección de la Dra. Irene Beatriz Castaño Navarro, apoyada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT) con el proyecto No. CB-2014-239629 y el proyecto No. 161971del Fondo Sectorial de Salud (FOSISS).
Durante la realización del trabajo el autor recibió una beca académica del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología con No. de registro 623207
Densidades invariantes, intermitencia y transición de fase en mapeos aleatorios en el intervalo
Get PDF"Este trabajo de tesis está centrado en la exploración numérica de algunas familias
de mapeos aleatorios en el intervalo para las cuales, los resultados teóricos
existentes no garantizan que pueda contar con una medida invariante absolutamente
continua respecto a la medida de Lebesgue (m.i.a.c.). La evidencia aquí presentada
funge como un argumento de la plausibilidad de su existencia en este tipo de
dinámicas que presentan una importante influencia de dinámicas con dirección no
expansiva, o bien, contractiva estricta.""This thesis explores numerically some random interval maps families, which are not granted to have an absolutely continuous invariant measure with respecto to the Lebesgue measure (ACIM), since most of the existent results about the existence of an ACIM for random interval maps require the strict expansiveness of the dynamic. The numeric evidence shown here sugest that these theoric results may be extended to interval maps with an important influence of non-expansive dynamics, or even strictly contractive ones.
AuNPs funcionalizadas con β-Ciclodextrina, NH2-PEG-SH y ácido fólico como potenciales sistemas de tratamiento contra el cáncer.
Get PDF"Los nanomateriales de origen tecnológico como lo son las nanopartículas de oro (AuNPs) han sido extensamente estudiados para su aplicación en la nanomedicina, sin embargo hay muy pocos ejemplos de productos nanotecnológicos basados en oro que sean implementados en ensayos clínicos y, hasta el momento, ninguno ha sido aprobado por la Administración de Medicamentos y Alimentos de la Unión Americana (FDA por sus siglas en inglés). Para ser aplicados en el área médica, ya sea como tratamiento o en la línea diagnóstica, todos los sistemas nanoestructurados deben de ser adecuadamente caracterizados en cuanto a sus propiedades fisicoquímicas utilizando el entorno biológico en el que se propone sea empleado, para determinar su potencial de funcionalidad, toxicidad y efectividad El objetivo del presente trabajo fue sintetizar y caracterizar fisicoquímicamente tres sistemas basados en nanopartículas de oro con un tamaño inferiror a 100 nm y de distintas morfologías: esféricas (AuNSP), en forma de barra (AuNRD) y en forma de estrella o multiramificadas (AuNST), evaluando y seleccionando aquellos con la capacidad de ser funcionalizados con β-ciclodextrina, poli-etilenglicol amino tiolado y ácido fólico para determinar su citotoxicidad empleando un modelo in-vitro con dos tipos celulares de un mismo linaje: células madre normales (NSCs) y células madre cancerosas (CSCs) de la próstata humana. Los tres sistemas de AuNPs fueron sintetizados por métodos químicos. Mediante Microscopía de Barrido y Transmisión por electrones (SEM y TEM respectivamente) se analizó la morfología buscada así como el tamaño de las NPs. El análisis por Espectroscopía de Fotoelectrones Emitidos por Rayos X (XPS) y Espectroscopía de Infrarrojo por Transformada de Fourier (FTIR) permitió determinar que el sistema AuNST fue exitosamente funcionalizado (AuNST@BCD-PEG-AF). Por otro lado, el potencial citotóxico de AuNPs fue evaluado en NSC y CSC a través de los ensayos de Liberación de Lactato Deshidrogenasa (LDH) y la Reducción de Sales de Tetrazolio (MTS) al exponer las células a los sistemas AuNST y AuNST@BCD-PEG-AF durante 24 horas en diferentes concentraciones Los resultados mostraron que ambos tipos celulares no ven comprometida gravemente la integridad de su membrana plasmática además de mostrar una alteración significativa en su metabolismo. Finalmente, las concentraciones de Au reportadas de los medios sobrenadantes indican que el sistema AuNST@BCD-PEG-AF presentó mayor asociación a las CSCs en comparación a las NSCs, lo cual permitió deducir que los sistemas en cuestión tienen afinidad para ser ligados a la membrana plasmática y/o internalizados preferentemente en células cancerosas.""Nanomaterials of technological origin such as gold nanoparticles have been
extensively studied for applications in nanomedicine, however, there are only a few
examples of gold-based nanotechnology products that are implemented in clinical trials and,
so far, none of them has been approved by the USA Food and Drug Administration (FDA).
Any nanomaterial intended for its application in the biomedical area should be properly
characterized physicochemically in the biological environment in which its use is proposed
to determine its functionality, toxicity and effectiveness.
The aim of the project was to synthesize and physicochemically characterize three
systems based on gold nanoparticles with a size < 100 nm and with different morphologies:
spherical-shaped (AuNSP), road-shaped (AuNRD) and star-shaped or multi-branched
(AuNST), and to evaluate and select those with the ability to be functionalized with βcyclodextrin,
polyethylene glycol amino thiolated and folic acid to determine its cytotoxicity
using an in-vitro model with two cell types of the same line: normal (NSC) and cancerous
stem cells (CSC) of the human prostate.
Such three AuNPs systems were synthesized by chemical methods. Scanning and
Transmission Microscopy by Electrons (SEM and TEM respectively) were used to evaluate
the desired NPs morphology and the size. Through X-ray Emitted Photoelectron
Spectroscopy (XPS) and Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) the system based
on AuNST was evaluated for a successful functionalization (AuNST@BCD-PEG-AF).
On the other hand, the cytotoxic potential of AuNPs was evaluated in NSCs and
CSCs through the Lactate Dehydrogenase Release (LDH) and Tetrazolium Salts Reduction
(MTS) essays by exposing the cells to the AuNST and AuNST@BCD-PEG-AF systems
during 24 hours at different concentrations. Results showed that both cell types do not
compromise their plasmatic membrane integrity, furthermore to present significant
alterations in their cellular metabolism. Finally, the Au concentrations reported from the supernatant media indicate that the
AuNST@BCD-PEG-AF system have a greater association with the CSCs compared to the
NSCs, which allowed us to deduce that the systems in question have affinity to be linked to
the plasma membrane and/or internalized preferably in cancerous cells.
Data on the effect of the dispersion of functionalized nanoparticles TiO2 with photocatalytic activity in LDPE
Get PDF"This article contains the dataset referring to the article "Study of the effect of the dispersion of functionalized nanoparticles TiO2with photocatalytic activity in LDPE" (Jahell et al., 2016) [1]. It includes the FT-IR data of the functionalized nanoparticles of TiO2with Hexadecyltrimethoxysilane in different degrees of functionalization, thermogravimetric analysis, distribution and particle size in the polymer matrix by scanning electron microscopy (SEM), carbonyl index, gravimetry and scanning electron microscopy of the nanocomposite degraded by UV radiation.