Química
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Química by browse.metadata.evaluator "Cano Calle, Herminsul de Jesus"
Now showing 1 - 6 of 6
Results Per Page
Sort Options
Item Análisis del Perfil Molecular de Staphylococcus aureus en Estado Plantónico y de Biofilm Empleando Espectrometría de Masas MALDI-TOF y Herramientas de Machine Learning(Universidad Industrial de Santander, 2024-02-27) Colan Avendaño, Willy; Ortiz López, Claudia Cristina; Prada Vargas, Yuly Andrea; Mejía ospino, Enrique; Cano Calle, Herminsul de JesusStaphylococcus aureus es un patógeno oportunista de alta incidencia en la salud y la seguridad alimentaria debido a su perfil de resistencia y capacidad de formar biofilm en diversas superficies. En este trabajo, se llevó a cabo el análisis del perfil molecular S. aureus en estado plantónico y de biofilm mediante espectrometría de masas MALDI-TOF. Se emplearon algoritmos de machine learning supervisado con el objetivo de encontrar diferencias en los perfiles moleculares obtenidos para estos estados. El perfil molecular hace referencia a las señales representativas del espectro de masas de S. aureus en un rango de 2000 m/z a 20000 m/z. Se utilizaron tres cepas de referencia de S. aureus (ATCC 29213, ATCC 43300 y ATCC BAA-44) en estado planctónico (libre flotación) y en estado sésil (formación de biofilm). Todas las muestras se trataron con cuatro protocolos de extracción de proteínas: i) Acido fórmico y acetonitrilo, ii) BugBuster®, iii) Cloroformo - Metanol y iv) buffer de lisis. Los espectros de masas adquiridos se ajustaron y normalizaron para realizar un análisis por componentes principales. Este análisis evidenció que la extracción ácido fórmico y acetonitrilo agrupó mejor los datos según su estado (plantónico o biofilm) en comparación con las demás extracciones. La evaluación de los modelos generados por los algoritmos Máquina de Soporte Vectorial, XGboost, Random Forest y Redes Neuronales Artificiales, de cada extracción mostró que los modelos de los algoritmos Máquina de Soporte Vectorial y Redes Neuronales Artificiales alimentados con datos de la extracción ácido fórmico y acetonitrilo, presentaron valores de F1-score de 0.94 y 0.92, respectivamente. Los modelos predictivos generados con los datos provenientes de la extracción AF-ACN y los algoritmos SVC y ANN son los más adecuados para continuar los estudios realizados en este trabajo, debido a que presentaron valores superiores a 0.92 en la métrica F1-score. En la matriz de confusión los dos algoritmos presentaron dos falsas identificaciones del estado planctónico y ninguna falsa identificación del estado de biofilm. en general, ambas asociadas al estado planctónico. Los resultados de este trabajo evidenciaron la viabilidad de implementar modelos predictivos para la identificación del estado de biofilmItem Aplicación de metabolómica en el estudio del efecto del aceite esencial Lippia origanoides sobre Staphylococcus aureus en estado planctónico(Universidad Industrial de Santander, 2024-08-28) García Rodríguez, Zaireth Lizeth; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Cáceres Ortiz, Marlon Yesid; Stashenko, Elena; Cano Calle, Herminsul de JesusDebido al uso extensivo de los antibióticos, muchos microorganismos han desarrollado resistencia antimicrobiana; entre estos, Staphylococcus aureus resistente a múltiples fármacos, se ha convertido en uno de los problemas de salud pública de gran relevancia en el mundo. Por lo tanto, el estudio y la búsqueda de nuevos agentes antimicrobianos se convierte en un tema de gran interés clínico. Entre las posibles alternativas, los aceites esenciales (AE) surgen como una opción natural prometedora a los antibióticos convencionales; sin embargo, el desconocimiento del mecanismo de acción por el cual ejercen su actividad biológica es, actualmente, un desafío que se puede abordar a través de las ciencias ómicas. Entre éstas, la metabolómica es una estrategia poderosa puesto que permite rastrear los cambios metabólicos que ocurren en un sistema biológico a causa del efecto de moléculas bioactivas de origen vegetal. Por tanto, a través de una aproximación quimiométrica basada en LC/MS, la presente investigación exploró el posible mecanismo de acción por el cual el AE de Lippia origanoides quimiotipo timol ejerce su efecto biológico sobre S. aureus. La concentración mínima inhibitoria (CMI) del AE se determinó a través del método microdilución en caldo. La extracción de metabolitos se llevó a cabo en el periodo de crecimiento de la bacteria en presencia del AE y en las muestras control con ayuda de una lisis mecánica. Las muestras fueron procesadas mediante cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (UHPLC-HRMS) y los datos analizados a través de estadística uni- y multivariada. La identificación de los metabolitos diferenciales se llevó a cabo por comparación de los espectros de masas con los reportados en la literatura y en bases de datos como MassBank, HMDB, Metlin y Pubchem. Un enriquecimiento de vías se llevó a cabo para determinar las rutas metabólicas afectadas por el AE. Para el AE se determinó una CMI de 0,75 mg/mL sobre S. aureus. El análisis metabolómico permitió identificar que los metabolitos AMP, putrescina, adenina, fueron algunos de los identificados entre las muestras, sugiriendo que el AE ejerce su acción biológica a través de la inhibición o alteración de las rutas biosintéticas implicadas en el metabolismo de aminoácidos como lo es el metabolismo de la arginina y la prolina o rutas como el metabolismo del glutatión. Estos resultados nos proporcionan una aproximación de cómo posiblemente el aceite esencial afecta a S. aureus en estado planctónico y fomentan la investigación de posibles dianas terapéuticas para contrarrestar el desarrollo de bacterias resistentes a múltiples fármacos.Item Aproximación metabolómica aplicada al efecto del aceite esencial de Lippia origanoides sobre la formación del biofilm de Staphylococcus aureus ATCC 43300(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-14) Rojas Medina, Yurley Tatiana; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Cáceres Ortiz, Marlon Yesid; Cano Calle, Herminsul de Jesus; Daza Espinosa, Martha CeciliaStaphylococcus aureus es un patógeno multirresistente responsable de un amplio espectro de infecciones intrahospitalarias, se ha asociado con un elevado índice de infecciones en dispositivos médicos gracias a su capacidad de formar biofilm. A nivel mundial se encuentra presente en aproximadamente 30% en la población humana adulta. Ante este panorama, el estudio productos naturales como los aceites esenciales (AE) han demostrado tener efectos antimicrobianos y anti-biofilm sobre S. aureus, la evaluación del modo de acción de estos AE permite mejorar nuestra compresión sobre el metabolismo adaptativo de este patógeno. En este estudio, se evaluó la actividad del aceite esencial (AE) de Lippia origanoides quimiotipo timol (LOT II) sobre las vías metabólicas involucradas durante la formación del biofilm de S. aureus ATCC 43300. Se llevó a cabo un análisis de metabolómica no dirigida para este propósito. La actividad anti-biofilm se evaluó utilizando el método semicuantitativo de tinción de cristal violeta y, posteriormente, se realizó un análisis metabolómico utilizando la técnica UHPLC ESI/Orbitrap-HRMS. Para el procesamiento y análisis de datos, se utilizaron los programas XCMS, MetaboAnalyst y Xcalibur. La identificación tentativa de metabolitos se realizó por el software online CEU mass mediator junto con la base de datos MassBank, HMDB, Metlin y Pubchem. Los resultados mostraron que, el AE en concentración de 125 µg/mL inhibió más del 80% de la formación del biofilm. Además, se determinó alteraciones en el metabolismo de S. aureus especialmente en el metabolismo de aminoácidos, con modulación negativa en metabolitos como la valina y la β-alanina. También, se afectó la vía de las pentosas fosfato, con un incremento en los niveles del metabolito ácido 6-fosfoglucónico y, en la biosíntesis del pantotenato y CoA, con una disminución para los metabolitos dihidrouracilo y pantotenato. En conclusión, el AE de L. origanoides presentó un efecto inhibitorio sobre la formación del biofilm de S. aureus. Cuya actividad a nivel biológico como el metabolismo de los aminoácidos y otras vías metabólicas importantes para el desarrollo del biofilm por parte del microorganismo de estudio.Item Caracterización química y fraccionamiento de aceites esenciales y extractos hidroalcohólicos obtenidos de Lippa alba y Turnera diffusa.(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-27) Garcia Quintero, Cesar Alberto; Estashenko, Elena; Saavedra Barrera, Rogerio Alejandro Sebastian; Carreño Diaz, Luz Angela; Cano Calle, Herminsul de JesusEn este trabajo de investigación se destilo el aceite esencial y se obtuvieron los extractos hidroalcohólicos de Lippia alba y Turnera diffusa, especies aromáticas y medicinales nativas de centro y sur América (Szewczyk, k y col. 2014), con el fin de determinar la variación de la actividad antioxidante por el método de cation-radical ABTS+. al enriquecerse los AE y extractos hidroalcohólicos en compuestos de interés por medio destilación en columna rotatoria, UHLPLC- preprativo y fraccionamiento en columna abierta (técnicas de fraccionamiento). La caracterización de los AE, extractos vegetales y las fracciones se realizó usando las técnicas cromatográficas GC-MS, GC-FID, HPLC-DAD y UHPL-ESI-Orbitrap/MS. Se observo que en el AE de L. alba las fracciones obtenidas a temperaturas (T1) mayores que 77 °C, enriquecidas en monoterpenos oxigenados y sesquiterpenos presentan un aumento en la actividad antioxidante, en el AE destilado la especie vegetal T. diffusa se observó que la fracción volátil obtenida a T1 menores de 49°C presentaba un aumento en la actividad antioxidante respecto al AE previo al fraccionamiento, Las fracciones del extracto de T. diffusa de mayor polaridad, presentaron la mayor actividad antioxidante. Las fracciones del extracto de L. alba de menor polaridad, obtenidas los solventes diclorometano/metanol presentaron la mayor actividad antioxidante, se demostró que, al enriquecer, mediante técnicas de fraccionamiento, los AE y extractos hidroalcohólicos de las especies bajo estudio, se genera una variación en la actividad antioxidante. Estos resultados muestran que las especies L. alba y T. diffusa son fuente importante de moléculas bioactivas, que podrían ser aprovechadas por las industrias farmacéutica, cosmética y de alimentos; lo que podría beneficiar al sector agropecuario colombiano, promoviendo el cultivo de plantas aromáticas.Item Identificación de compuestos naturales con posible actividad repelente contra el vector del Chagas Rhodnius prolixus(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-15) Ruiz Estupiñan, Maria Alejandra; Mendez Sanchez, Stelia carolina; Vesga Gamboa, Luis carlos; Cano Calle, Herminsul de Jesus; Muñoz Mantilla, GerardoEl mal de Chagas es transmitido por insectos hematófagos denominados triatominos, los cuales una vez infectados transmiten a través de sus heces el Trypanosoma cruzi, principal causa de la enfermedad. La prevención a la picadura del insecto se ha manejado por medio del uso de repelentes como el DEET y el IR3535. Debido a la limitada cantidad de compuestos con actividad repelente sobre este vector surge necesidad de buscar estrategias que permitan evitar el acercamiento del insecto y evitar su picadura, por esta razón el objetivo de este proyecto consistió en identificar compuestos naturales con posible actividad repelente contra el vector Rhodnius prolixus, usando técnicas de docking molecular y electroantenografía. Mediante técnicas computacionales se modelaron las proteínas odorantes 6,11,13,14,22,23 y el receptor Orco para determinar interacciones con compuestos naturales. Con los compuestos que se evidenció alta afinidad por alguna de las proteínas descritas, se realizaron pruebas de electroantenograma. Para realizar los registros electroantenográficos, los insectos fueron puestos en ayuno de 30 días, a oscuridad total y finalmente fueron conectados con electrodos para analizar señales eléctricas. Dentro de este proceso se encontró que los compuestos acetato de geranilo, farnesol, nerolidol e IR3535 disminuyeron en un 50% las respuestas electrofisiológicas al amoniaco, es decir, produjeron una disminución de la capacidad olfativa y posible alteración al sistema olfativo. Según los resultados de las pruebas in silico, las interacciones presentadas por el acetato de geranilo, farnesol, nerolidol están relacionadas con acoplamientos de tipo puente de hidrógeno, 𝜋 − 𝜋, o 𝜋 − catión con los mismos aminoácidos que interaccionan con los compuestos de referencia DEET e IR3535. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos en el screening virtual y en las pruebas de electroantenografía, se proponen como posibles repelentes contra R prolixus, los compuestos acetato de geranilo, farnesol y nerolidol, dicha actividad repelente se evaluará experimentalmente en trabajos futuros en el grupo de investigación CINTROP.Item Purificación mediante HPLC, caracterización estructural y evaluación biológica de resinas glicosídicas de Operculina hamiltonii (Batata de Purga)(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-01) Carrillo Rojas, Juan Sebastian; Fragoso Serrano, Mabel Clara; Pinzón Joya, Julio Roberto; Cano Calle, Herminsul de Jesus; Mendez Sanchez, Stelia CarolinaLa investigación se enfoca en el estudio de las plantas medicinales, sus compuestos y su relevancia en la oncología. Estos compuestos, como las resinas glicosídicas presentes en plantas de la familia Convolvulaceae, poseen propiedades curativas y pueden ser valiosos en la industria farmacéutica. Se han identificado más de 350 resinas glicosídicas con diversas actividades biológicas. La familia Convolvulaceae, a la que pertenecen estas plantas, se caracteriza por su diversidad y crecimiento trepador. Sus flores tienen una corola tubulosa y sus frutos se desarrollan en cápsulas. Por ello, este estudio contribuye al conocimiento de las propiedades medicinales de estas plantas y su potencial en la lucha contra el cáncer. El estudio se lleva a cabo mediante la caracterización de los productos obtenidos de la raíz de jalapa brasileña, Operculina hamiltonii, que contiene estas resinas glicosídicas. Esto se logra a través de la identificación de los compuestos mayoritarios, la optimización del método de purificación mediante HPLC, la determinación de su pureza y el análisis de su estructura química. Además, se evalúa la actividad biológica de estos productos en líneas celulares de cáncer de mama.