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Actividad insecticida de metabolitos de plantas medicinales que influyen en la bioenergética mitocondrial y la acetilcolinesterasa en larvas de mosquitos Aedes aegypti
(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-23) Angarita Vergara, Daniela Zulay; Mendez Sanchez, Stelia Carolina; Vesga Gamboa, Luis Carlos; Duque Luna, Jonny Edward; Cano Calle, Herminsul de Jesús; Daza Espinosa, Martha Cecilia
Durante los últimos años, las epidemias de los virus del Zika, dengue y chikunguña han tenido un impacto significativo en la mayoría de las regiones tropicales y otros territorios donde está presente el vector Aedes aegypti; por ello, su efecto se ha convertido en una problemática de salud pública. La Organización Mundial de la Salud (OMS) notificó 3.110.442 casos de arbovirosis en el año 2022. Del total de casos, 2.803.096 (90.1%) fueron casos de dengue, 271.006 (8,7%) casos de chikunguña y 36.340 (1,2%) casos de zika, en las Américas y el Caribe, y se encuentran entre las primeras enfermedades con mayor incidencia en zonas tropicales (Organización Panamericana de la Salud, 2022). En la actualidad, una solución efectiva y rápida para evitar el brote masivo del vector son los insecticidas sintético, causantes de problemas ambientales, de salud y resistencia en la especie (Devine, 2008). Por otro lado, la alternativa de insecticidas naturales es menos agresiva con el ambiente, razón por la cual, este trabajo tuvo como objetivo la identificación mediante técnicas In silico de metabolitos naturales que sirvan para el control del vector Aedes aegypti, teniendo como diana farmacológica la mitocondria, específicamente en los complejos II, IV y la acetilcolinesterasa, y su posterior evaluación, In vitro e In vivo, de los compuestos promisorios. Este libro se encuentra dividido en tres capítulos, en el primero se muestra la identificación y selección de los metabolitos promisorios por acoplamiento molecular. El segundo capítulo muestra las técnicas experimentales aplicadas en las enzimas mitocondriales y la acetilcolinesterasa, y, por último, en el tercer capítulo se relacionan los resultados obtenidos en los anteriores capítulos. Para la fase In silico, se elaboró un modelo de homología para cada proteína y se eligió la estructura cristalina de la especie Drosophila melanogaster para la enzima acetilcolinesterasa. Luego, se construyó una base de datos con metabolitos de plantas y se evaluó la posible interacción de estos metabolitos secundarios con los modelos de cada enzima usando el paquete “Small Molecule Drug Discovery” de Schrödinger. En la etapa In vivo, se evaluó el efecto tóxico de los metabolitos previamente seleccionados sobre las larvas en estadios 3 y 4 luego de 24 y 48 horas de exposición, determinando así las concentraciones letales (CL50). Como resultados de la fase In vitro e In vivo, se seleccionaron los compuestos carvacrol, timol y xantona, debido a su mayor letalidad sobre larvas de Ae. aegypti, y, se les evaluó su efecto sobre el trasporte de electrones a través de las proteínas de los complejos II, IV, así como el efecto en la actividad de la acetilcolinesterasa, con el fin de relacionar el efecto tóxico de estos metabolitos sobre los organismos vivos, con la actividad de las proteínas relevantes como la AChE y la mitocondria. Los resultados obtenidos en el docking molecular sugieren que el carvacrol, el timol y la xantona pueden interactuar con las subunidad A del complejo II y la subunidad IV del complejo IV, así como también pueden interaccionar con la acetilcolinesterasa. Para soportar estos resultados, la evaluación de la fase In Vivo, indican que, el carvacrol, presentó un CL50 de 37,4 ppm y 34,5 ppm para las 24 y 48 horas respectivamente. El timol mostró un CL50 de 63,3 ppm y 56,7 ppm para las 24 y 48 horas respectivamente, y, la xantona presentó un CL50 de 3,5 ppm para las 24 horas y de 2,7 ppm para las 48 horas. Dicha mortalidad puede estar relacionada con la inhibición de la cadena transportadora de electrones a través de la inhibición producida por el carvacrol en el complejo IV y la xantona y el timol en el complejo II. Además, el compuesto carvacrol, logró inhibir efectivamente la enzima acetilcolinesterasa. De esta forma, los metabolitos evaluados en este estudio se presentan como alternativas naturales prometedoras y de gran impacto para el control del vector, por la excelente alteración de la actividad de las enzimas de la cadena respiratoria y la acetilcolinesterasa del individuo; además, se demuestra la efectividad de los estudios In silico para evaluación preliminar de futuros compuestos.
Análisis in silico de compuestos derivados del cumato y floretina para suprimir la expresión génica en Drosophila melanogaster modificadas genéticamente
(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-09) Fuentes Pinto, Juan Nicolas; Méndez Sánchez, Stelia Carolina; Vesga Gamboa, Luis Carlos; Daza Espinosa, Martha Cecilia; Oliver Doerr, Markus Hans
En la actualidad, los insectos son una problemática que se asocia a la pérdida de producción agrícola y transmisión de enfermedades. En consecuencia, los métodos genéticos de control de plagas han adquirido creciente importancia, donde los sistemas de expresión genética para el control poblacional permiten emplear proteínas represoras como estrategia para la inducción de letalidad sexo específica en insectos. Por tanto, en el laboratorio del profesor Omar Akbari (Universidad de California, San Diego UCSD) se generaron moscas Drosophilla melanogaster modificadas genéticamente. Estas moscas presentan sistemas binarios conformados por: una proteína represora (CymR y TtgR, que son reguladas por cumato y floretina, respectivamente) y la proteína VP16 como factor de transcripción que pueden inducir la expresión de proteínas fluorescentes como la proteína GFP y luciferasa in vivo. En cultivos In vitro, se ha demostrado que estos sistemas reprimen la transcripción (en presencia de la molécula represora), sin embargo, en modelos in vivo no se obtienen los mismos resultados. En nuestro laboratorio surgió como hipótesis que una de las posibles razones por las cuales no se evidencia la inhibición de la expresión in vivo, se debe a la baja biodisponibilidad de las moléculas represoras en el músculo del vuelo de los insectos. Por consiguiente, se identificaron compuestos con posible capacidad inhibidora para las proteínas CymR y TtgR, y se evaluó su estabilidad en el sitio de unión propuesto mediante ensayos de docking molecular y dinámica molecular. A partir de ello, se determinó que el ácido 4-amino-3-hidroxibenzoico presenta interacciones tipo puente de hidrógeno con los aminoácidos encargados de la estabilidad del complejo proteína-ligando, los cuales son: Arg126, Asn136 y Arg170 con una frecuencia de 100%, 50% y 30% respectivamente, logrando una estabilidad en el sitio de unión de la proteína CymR durante 200ns. Asimismo, la quercetina presenta interacciones tipo puente de hidrógeno con los aminoácidos encargados de la inhibición de la proteína TtgR Asn110, Arg130 y Aps172 con una frecuencia de 10%, 20% y 40%, respectivamente, permaneciendo en el sitio de unión de la proteína TtgR a lo largo de 200ns. Por consiguiente, los resultados sugieren que el ácido 4-amino-3-hidroxibenzoico y la quercetina son compuestos promisorios para inhibir la expresión génica de la proteína GFP en moscas transgénicas que expresan las proteínas CymR y TtgR, como sistemas represores.
Análisis metabolómico del efecto del aceite esencial de Lippia origanoides sobre la inhibición de Pseudomonas aeruginosa
(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-15) Arciniegas Galeano, Maria Fernanda; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Cáceres Ortiz, Marlon Yesid; Daza Espinosa, Martha Cecilia; Stashenko, Elena
La resistencia a los antimicrobianos es un problema global que surgió desde el descubrimiento de los antibióticos y ha ido en aumento debido a la capacidad que tienen los microorganismos de desarrollar resistencia como un proceso natural de su crecimiento. El patógeno oportunista Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) es una de las principales causas de las infecciones nosocomiales en la actualidad, ha sido clasificado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) como una amenaza urgente para la salud pública. En consecuencia, la investigación de nuevas alternativas antimicrobianas para combatir la resistencia está en auge. Aquí, se evaluó el efecto del aceite esencial (AE) de Lippia origanoides (L. origanoides) sobre el crecimiento y metabolismo de P. aeruginosa en estado planctónico. La concentración mínima inhibitoria (CMI) se determinó mediante el método de microdilución en caldo, y los análisis del perfil metabolómico se realizaron mediante análisis por cromatografía líquida de ultra alta eficiencia acoplada a espectrometría de masas de alta resolución (UHPLC-ESI/Orbitrap-HRMS). El AE inhibió el crecimiento de P. aeruginosa con una CMI30 de 0,37 mg/mL. Los análisis estadísticos univariados y multivariados permitieron identificar cambios metabólicos significativos en la abundancia de múltiples metabolitos en el microorganismo, los cuales estuvieron asociados con diferentes rutas metabólicas, entre las que se encuentra el metabolismo central del carbono, el metabolismo y la biosíntesis de aminoácidos, el metabolismo de las purinas, entre otros. Teniendo en cuenta el rol que desempeñan estas rutas en diferentes procesos bioquímicos del microorganismo en estudio, se diseñó un mapa metabólico para proponer el posible mecanismo de acción causado por el AE de L. origanoides sobre P. aeruginosa. Esta investigación destacó el importante papel de los AE como alternativas terapéuticas, con el fin de ampliar el conocimiento respecto al modo de acción para el desarrollo de nuevos productos antimicrobianos.
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 Cecilia
Staphylococcus 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.
Caracterización por UHPLC/MS de compuestos fenólicos de Banisteriopsis caapi y medición de su actividad antioxidante
(Universidad Industrial de Santander, 2024-05-15) Rojas Acevedo, Javier Felipe; Stashenko, Elena; Oliveros, Cristian Andres; Poveda Jaramillo, Juan Carlos; Daza Espinosa, Martha Cecilia
Las plantas del género Banisteriopsis poseen una gran variedad de metabolitos secundarios bioactivos con diversas propiedades biológicas, como antioxidantes y antiinflamatorias. En la especie Banisteriosis caapi, la presencia de alcaloides harmala (β-carbolinas), ha sido el foco de estudio contra enfermedades neurodegenerativas por su capacidad de inhibir las enzimas monoamino oxidasas (MAO, por sus siglas en inglés). Sin embargo, estos no son los únicos metabolitos secundarios en la planta que aportan propiedades biológicas. El objetivo de este trabajo de investigación fue aportar información sobre la composición química y la capacidad antioxidante de los extractos aislados de hojas y lianas obtenidos por extracción con solvente asistida con ultrasonido (UASE) y por dispersión de la matriz en fase sólida (MSPD) de B. caapi, una especie vegetal no explorada en Colombia hasta la fecha. Los extractos aislados por UASE fueron fraccionados por RP-Prep-HPLC para obtener fracciones enriquecidas con compuestos biológicamente activos. El estudio de los extractos se realizó por las técnicas de cromatografía líquida de alta eficiencia acoplada a un detector de arreglo de diodos (HPLC-DAD) y cromatografía líquida de ultra-alta eficiencia acoplada a un detector selectivo de masas de alta resolución (UHPLC-ESI+/--Q-Exactive-Orbitrap-HRMS). Se cuantificaron los extractos y fracciones empleando el método de monitoreo de iones seleccionados (SIM). Se identificaron nueve compuestos fenólicos, de los cuales cuatro no han sido reportados en las investigaciones científicas sobre B. caapi. Se identificaron los compuestos responsables de aportar la actividad antioxidante en la planta usando on-line-HPLC/ABTS+•. Se midió la actividad antioxidante por cuatro métodos no reportados en investigaciones sobre la planta, a saber: ABTS+•, on-line-HPLC/ABTS+•, ORAC, y SRSA. Estos hallazgos proporcionaron información valiosa que amplía el conocimiento sobre el potencial uso terapéutico de la planta, abriendo nuevas vías para la comprensión de sus propiedades y aplicaciones.
Caracterización química y evaluación de la capacidad antioxidante de los aceites esenciales y extractos obtenidos de diferentes partes de plantas del género Piper
(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-14) Poveda Carreño, Darlyng Fernanda; Stashenko, Elena E.; Saavedra Barrera, Rogerio Alejandro; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Daza Espinosa, Martha Cecilia
las plantas del género Piper tienen importancia comercial, económica y medicinal, contienen una gran variedad de metabolitos secundarios con diversas propiedades biológicas, e.g., antibacteriana, antiinflamatoria, antioxidante y antiviral. En este estudio, se destilaron aceites esenciales de partes aéreas, inflorescencias y hojas de Piper spp. Por hidrodestilación asistida por la radiación microondas y se caracterizaron por GC/MS y GC/FID. Los extractos de Piper spp. se obtuvieron por extracción con solvente asistido por ultrasonido y la caracterización química se llevó a cabo por UHPLC/ESI+-/Orbitrap-HRMS. La actividad antioxidante de AE y extractos se determinó por el ensayo de decoloración de ABTS+•. Los rendimientos de P. aduncum, P. dilatatum y P. peltatum fueron desde 0.14% a 0.27% (p/p). En los AE de Piper spp. se encontraron compuestos monoterpénicos y monoterpenos oxigenados. Los extractos de Piper spp. tuvieron rendimientos entre 4.95% y 13% (p/p), y contenían flavonas, alcaloides y amidas substituidas del ácido benzoico, con propiedad antioxidante. Los resultados de esta investigación contribuyen al estudio fitoquímico de plantas de Piper spp., a su vez, podrían ser útiles para la búsqueda de nuevos compuestos naturales con potencial farmacológico.
Determinación de metabolitos secundarios de plantas como posibles inhibidores de la glucoproteína spike del SARS-CoV-2
(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-26) Ruiz Hernandez, Camilo Andrés; Mendez Sanchez, Stelia Carolina; Vesga Gamboa, Luis Carlos; Cano Calle, Herminsul de Jesús; Daza Espinosa, Martha Cecilia
El SARS-CoV-2 es un virus surgido a finales del año 2019 el cual genera una enfermedad en los humanos denominada COVID-19. A día de hoy, esta enfermedad ha causado más de 360 millones de contagios alrededor del mundo y continúa siendo un problema de salud global a medida que nuevas cepas del virus aparecen con el paso del tiempo. A pesar del descubrimiento de las vacunas y algunos fármacos con respuesta frente al virus, aún no se ha establecido ningún tratamiento terapéutico para el manejo de la enfermedad. En consecuencia, se estableció este proyecto de investigación con el que se buscó la identificación de metabolitos secundarios como posibles inhibidores de la glucoproteína spike del virus del SARS-CoV-2. Para alcanzar este objetivo, se realizó un estudio de screening virtual a una base de datos de metabolitos para analizar sus interacciones aminoacídicas, docking score y cálculo de energía libre. Se seleccionaron los mejores resultados en base a los criterios previamente mencionados para evaluar su estabilidad y su perfil de interacción con aminoácidos relevantes mediante el uso de dinámica molecular en simulaciones de 200 nanosegundos. Los resultados obtenidos sugieren que el sesquipinsapol B contiene el mejor perfil de interacción aminoacídico en los sitios de unión propuestos. Además, interactúo con los residuos aminoacídicos críticos como E484, N487, Y489 en el sitio de unión propuesto entre la glucoproteína spike con la enzima ACE2. Finalmente, su análisis mediante dinámica molecular se puede concluir que el sesquipinsapol B se mantuvo dentro del sitio de unión generando cambios conformacionales en el ligando que contribuyen a la inhibición de la actividad del virus.
Estudio metabolómico de la reexpresión de interferón kappa en modelos celulares in vitro de cáncer de cuello uterino infectados con virus del papiloma humano
(Universidad Industrial de Santander, 2023-08-14) Sierra Guevara, Leidy Tatiana; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Rincón Orozco, Bladimiro; Daza Espinosa, Martha Cecilia; Mendez Sanchez, Stelia Carolina
Los Virus del Papiloma Humano (VPH) modulan procesos inmunológicos en queratinocitos y reconfiguran su metabolismo celular, favoreciendo la propagación viral, el desarrollo tumoral y la resistencia a tratamientos. Los responsables son los oncogenes E6 y E7, ya que inhiben la expresión de interferones tipo I como el IFN-k, ocasionando una proliferación descontrolada de los queratinocitos infectados, que desencadenan el cáncer de cuello uterino (CCU). A nivel mundial, el CCU genera más de 300.000 muertes anuales y en Colombia se registran más de 2.500 casos anuales con un 50 % de mortalidad en estadios muy avanzados. Los queratinocitos expresan constitutivamente el IFN-k como respuesta ante patógenos. Sin embargo, en los queratinocitos infectados con VPH se inhibe la expresión de está citoquina, ocasionando cambios inmunometabólicos, que hasta el momento no son bien comprendidos. Por tal motivo, en la presente investigación se realizó un estudio metabólico de la reexpresión del IFN-k en una línea celular cervical tumoral (SiHa) y en un queratinocito no tumoral (HaCat). La reexpresión del IFN-k se realizó por transfección química y se comprobó por retrotranscripción (RT-PCR) y cuantificación absoluta por ddPCR, para posterior análisis metabólico mediante UHPLC-Orbitrap/HRMS, procesamiento estadístico de datos e identificación de los metabolitos de interés. Finalmente, se identificaron diferencias en los perfiles metabólicos entre las células control (sin transfección y mock) y tratamiento (transfectadas con IFN-k). Para las células cancerígenas (SiHa) fueron representativos los cambios ocurridos en el metabolismo de fenilalanina, tirosina, triptófano, ácidos grasos y aminoacil-ARNt. En los queratinocitos no tumorales (HaCat), fueron modulados el metabolismo de fenilalanina, valina, leucina e isoleucina. Por ende, los cambios metabólicos modulados por la reexpresión del IFN-k variaron entre los controles y tratamientos de células no tumorales y cancerígenas, permitiendo la activación de respuestas inmunometabólicas que contribuyen a disminuir la proliferación de células cancerígenas cervicales.
Evaluación de las propiedades emulsificantes de mezclas de fosfolípidos aislados de Theobroma cacao L.
(Universidad Industrial de Santander, 2024-07-29) Paiba Arias, Laura Alejandra; Combariza Montañez, Marianny Yajaira; Díaz Sánchez, Luis Miguel; Gutiérrez Gallego, José Carlos; Daza Espinosa, Martha Cecilia
Los fosfolípidos (PLs) son los principales constituyentes de los surfactantes alimenticios comerciales como las lecitinas de soya y girasol. Estos compuestos se encuentran también en otras semillas oleosas como las del grano de Theobroma cacao L. En este proyecto se extrajeron y caracterizaron mezclas de PLs presentes en manteca de cacao mediante el método de desgomado ácido modificado. Los análisis moleculares por espectrometría de masas muestran similitudes entre la composición de PLs de granos de cacao con la de lecitinas comerciales. Los PLs detectados en mayor proporción incluyen fosfatidilcolina (PC), fostafitiletanolamina (PE), fosfatidilinositol (PI), ácido fosfatídico (PA) y fostatidilserina (PS). Las propiedades surfactantes de los PLs de grano de cacao se estudiaron y compararon con las de lecitina de girasol mediante la formación de emulsiones de aceite y agua asistidas por ultrasonido. Se desarrolló una emulsión estable compuesta de 70-30 %v/v aceite-agua, enriquecida con 3 %p/p de extractos purificados de PLs de manteca de cacao. Esta emulsión demostró poseer un tamaño de partícula promedio comparable al obtenido con lecitina de girasol, y significativamente más pequeño que el de la emulsión denominada como blanco. Además, exhibió una menor tensión interfacial y un índice de estabilidad (TSI) reducido, lo que sugiere una disminución en la separación de fases de las emulsiones. Estos hallazgos indican que los extractos enriquecidos de PLs obtenidos del grano de T. cacao L. pueden ser empleados eficazmente como emulsionantes w/o en la industria, brindando de esta manera un valor agregado al cacao.
Identificación de metabolitos presentes en plantas medicinales como adyuvantes en el tratamiento contra el adenocarcinoma de cérvix y estudio del mecanismo de acción sobre la bioenergética mitocondrial.
(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-28) Otero Mojica, Andrea; Méndez Sánchez, Stelia Carolina; Vesga Gamboa, Luis Carlos; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Daza Espinosa, Martha Cecilia
El cáncer de cérvix es la cuarta principal causas de muerte por cáncer en mujeres alrededor del mundo (GLOBOCAN, 2020). En países con bajos recursos económicos y deficiencia en los servicios de salud, el número de casos de mortalidad es mayor debido a la baja probabilidad de supervivencia a un año en pacientes en estado avanzado/recurrente. La quimioterapia es el método más empleado para tratar el cáncer de cuello uterino avanzado, sin embargo, debido a los efectos secundarios letales que genera y a la quimioresistencia, son más los riesgos que los beneficios. A partir de esto, la búsqueda de alternativas para el tratamiento con quimioterapia se ha ido incrementando. El uso de la mitocondria como una diana farmacológica y el uso de compuestos naturales que potencialicen sinérgicamente el efecto citotóxico generado por fármacos, son dos de los diversos enfoques de estudio que se han ido implementando. Con base en lo anterior, el presente proyecto tuvo como objetivo general identificar metabolitos presentes en plantas medicinales que potencialicen el efecto citotóxico de los fármacos empleados en la quimioterapia (la doxorrubicina y el oxaliplatino) en células HeLa, teniendo como diana farmacológica la mitocondria. Para el cumplimiento del objetivo planteado, se llevó a cabo una fase in silico que consistió en un cribado virtual de una base de datos de 187 metabolitos a partir de interfaz Maestro de la suit Schrödinger Drug Discovery para modelado molecular. En primer lugar, se calcularon las propiedades ADME de los metabolitos, luego se llevó a cabo el docking score en dos niveles de precisión (precisión estándar y extra-precisión), para así determinar las posibles interacciones presentes con los residuos de la subunidad 4 (Lys122, Leu129, Met119 y Tyr126) y subunidad 1 (Ile452, Val456 y Phe459) del complejo IV de la cadena de transporte de electrones mitocondrial, reportados como sitio de unión del inhibidor clorpromazina (ID:5z62, resolución 3.60 Å). A partir del acoplamiento molecular, fueron identificados la quercetina, el carvacrol, el ácido gálico y el timol como posibles inhibidores del complejo IV debido a sus propiedades ADME, energía de afinidad, docking score e interacciones presentes con los residuos aminoacídicos importantes. Teniendo los metabolitos seleccionados, se llevó a cabo la fase in vitro, donde inicialmente se evaluó la citotoxicidad de los metabolitos y fármacos seleccionados sobre la línea de cáncer de cérvix HeLa, a partir del método MTT descrito por Mossman (Mosmann, 1983). Se determinó la concentración citotóxica que causa el 50% de la muerte celular (CC50), en un tiempo de 48 horas para cada compuesto, cuyos valores obtenidos fueron 95, 432, 87,52 y 256,4 µM para la quercetina, carvacrol, ácido gálico y timol respectivamente, así como 1,55 y 3,63 µM para los fármacos doxorrubicina y oxaliplatino respectivamente. A partir del CC50 de los compuestos, se llevaron a cabo ensayos de citotoxicidad evaluando mezclas entre los metabolitos (quercetina, carvacrol, ácido gálico y timol) y los fármacos (doxorrubicina y oxaliplatino) sobre las células HeLa, con el objetivo de determinar el efecto citotóxico y la interacción farmacológica presente. La mezcla doxorrubicina-carvacrol, se seleccionó como la mejor combinación debido a que disminuyó el porcentaje de viabilidad celular en un 98% y presentó efecto sinérgico. Finalmente, con el objetivo de corroborar el efecto de la mezcla sobre la mitocondria, se llevaron a cabo ensayos de respiración celular con la mezcla doxorrubicina-carvacrol, sobre la línea HeLa (0,25CC50), obteniendo una disminución significativa de 27 y 40% en los estados basal y desacoplado respectivamente, indicando así una alteración en la respiración celular. A partir de los resultados obtenidos mediante acoplamiento molecular, se sugiere que los metabolitos quercetina, carvacrol, ácido gálico y timol son posibles inhibidores del complejo IV de la cadena de transporte de electrones mitocondrial. Posteriormente, con los ensayos realizados de la fase in vitro se identificó que estos compuestos potencializaron sinérgicamente el efecto citotóxico de la doxorrubicina sobre las células HeLa. Además, a partir de ensayos de respiración celular, se obtuvo que el efecto citotóxico generado por la mezcla carvacrol-doxorrubicina era debido una alteración en los estados basal y desacoplado de la respiración mitocondrial.
Identificación y caracterización de bacterias productoras de polihidroxialcanoato (PHA) aisladas de muestras de suelos del departamento de Santander.
(Universidad Industrial de Santander, 2022-11-09) Mier Villamizar, Christian Javier; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Hernández Céli, Inés; Daza Espinosa, Martha Cecilia; Mendez Sanchez, Stelia Carolina
Los polímeros plásticos derivados del petróleo acarrean serios problemas ambientales en la actualidad, principalmente debido a la alta resistencia a degradación y su bajo costo de producción. Actualmente, la producción global de plásticos equivale a un poco más de 400 millones de toneladas al año; aproximadamente el 40% del plástico producido se emplea para empaques en Europa, de acuerdo con datos reportados por Plastic Europe, la Asociación de Fabricantes de Plásticos de Europa y EPRO (Asociación Europea de Organizaciones de Reciclado y Recuperación de Plásticos). Para combatir la necesidad de un plástico que posea una degradación ambiental a mediano plazo, provenga de recursos renovables y pueda ser implementada para múltiples aplicaciones médicas, industriales y de agricultura, están los ésteres de polihidroxialcanoato (PHA), una familia de monómeros que a lo largo de los años han demostrado ser una excelente alternativa. En este proyecto de investigación se analizaron tres muestras de suelo de diferentes partes de Santander, dando como resultado 27 aislados bacterianos, los cuales 11 fueron PHA positivas empleando azul nilo como colorante y observándolo bajo el microscopio de fluorescencia. La identificación monomérica se realizó usando cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC/MS), junto con la confirmación de estos resultados mediante resonancia magnética nuclear (RMN) uni- y bidimensional y análisis por termogravimetría (TGA). Las bacterias con mayor producción fueron identificadas como Acinetobacter calcoaceticus y Klebsiella pneumoniae subsp. rhinoscleromatis con una acumulación de 59% y 97% del monómero ácido 3-hidroxibutírico (3HB) en función de su PHA total extraído respectivamente.
Simulación de espectros IR y UV-VIS de los complejos Au(MTU)2 – y Au(MTU)4 –
(Universidad Industrial de Santander, 2021) Ariza Arenas, Diego Alexander; Pérez Torres, Jhon Fredy; Daza Espinosa, Martha Cecilia
A lo largo de la historia de la humanidad el oro en su forma elemental hasido un elemento deseado por un gran número de civilizaciones para ostentar poder, riqueza yestatus social. Sin embargo, con el paso del tiempo, compuestos de oro han sido sintetizados conaplicaciones en medicina, electrónica, nanomateriales, entre otras áreas. Uno de los mecanismospara la síntesis de nanomateriales de oro consiste en formar complejos con ligandos orgánicos enla etapa previa a la aglomeración de átomos de oro. Gran parte de la estabilidad de los complejosde oro con moléculas orgánicas se debe al fuerte enlace oro-azufre (Au–S). En el presente estudiose desea estudiar los complejos de oro con 4-hidroxi-2-mercapto-6-metilpirimidina (MTU) comoligando, motivados por estudios previos de agregados de cobre con MTU, debido a la actividadantitiroidea del MTU. Dado que el costo de los precursores de oro, comparado con los precursoresde cobre, necesarios para la síntesis de los complejos, es muy alto, optaremos por un estudio teóricoprevio a un estudio futuro experimental que puedan guiar la síntesis de complejos de oro con MTU. Para ello, estudiaremos la estabilidad termodinámica de los complejos de oro Au(MTU)2 –Au(MTU)4 – , además de simular sus espectros IR y UV-VIS, empleando la teoría de los funcionalesde la densidad.

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