Maestría en Química
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Browsing Maestría en Química by browse.metadata.evaluator "Hidalgo Bucheli, William Fernando"
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Item Determinación del perfil de proteínas odorantes y detección de señales electroantenográficas ante estimulación por moléculas repelentes en el sistema olfativo de Aedes aegypti (Diptera: Culicidae)(Universidad Industrial de Santander, 2021) Portilla Pulido, Johan Sebastian; Méndez Sánchez, Stelia Carolina; Velásquez Martínez, María Carolina; Duque Luna, Jonny Edward; Hidalgo Bucheli, William Fernando; Ríos Angarita, Fabián AlirioInvestigaciones sobre repelentes de origen natural surgen con el propósito de reemplazar de forma parcial o total productos como el DEET, del cual se ha demostrado toxicidad para el ser humano. El objetivo de este estudio fue analizar las señales electrofisiológicas neuronales de las antenas y la expresión diferencial de proteínas del mosquito para elucidar un posible mecanismo de acción o recepción de repelentes, previamente analizados en el laboratorio. Hembras adultas de Aedes aegypti, cepa Rockefeller se usaron en los experimentos. Mediante electroantenografía, los insectos fueron conectados con electrodos para analizar señales eléctricas. A través de un flujo de aire se suministró los compuestos acetato de geranilo, α-bisabolol, nerolidol y DEET en diferentes concentraciones y mezclas, aplicando antes y después de cada sustancia el amoniaco, un compuesto atrayente. Las señales obtenidas fueron computarizadas y analizadas luego de suministrar el amoniaco y el repelente. Para obtener la expresión de proteínas, se realizaron tratamientos a los mosquitos con DEET y la mezcla de los compuestos mencionados en concentraciones de 100 mg/mL. Posteriormente, las cabezas de los mosquitos fueron cortadas y se realizó la separación de proteínas por electroforesis bidimensional e identificación por MALDI-TOF-MS. Las señales de electroantenografía mostraron que todos los repelentes disminuyen la señal de amoniaco entre un 20 y 80%, es decir, un decrecimiento de la capacidad olfativa, destacando la mezcla de los 3 compuestos y DEET. Las proteínas encontradas mostraron que el DEET y la mezcla de los compuestos acusan mecanismos de acción diferentes. Con DEET, proteínas relacionadas a la sinapsis y producción de ATP se inhibieron; mientras que la mezcla, sobre-expresó proteínas de transporte, señalización y detoxificación. Los experimentos de electrofisiología y proteómica demostraron que los repelentes alteran la actividad de canales iónicos ionotrópicos, metabotrópicos y modifican procesos relacionados a la sinapsis neuronal y la producción de energía.Item Estudio de la composición química y evaluación de la capacidad fotoprotectora in vitro contra la radiación UVA y UVB de extractos de algunas plantas medicinales cultivadas en Colombia(Universidad Industrial de Santander, 2023-02-27) Reyes Atuesta, Sheylla Tatiana; Stashenko, Elena E.; Martínez Morales, Jairo René; Daza Espinosa, Martha Cecilia; Hidalgo Bucheli, William FernandoLas sustancias naturales pueden utilizarse como ingredientes para mejorar las propiedades de productos de protección solar, ya que algunos compuestos fenólicos juegan un papel importante como fotoprotectores. En este trabajo de investigación se estudiaron extractos hidroalcohólicos obtenidos de las especies Achyrocline saturejoides, A. bogotensis y Lantana colombiana, que son plantas nativas de América del Sur. En la medicina tradicional se han utilizado para el tratamiento de enfermedades de la piel y otras dolencias. Los extractos hidroalcohólicos se analizaron por UHPLC-ESI-Q-Orbitrap-MS. El potencial fotoprotector se evaluó según los siguientes parámetros: el factor de protección solar por el método de Mansur (SPF in vitro), la relación UVA1/UV y la estimación de la longitud de onda crítica (λc). La actividad antioxidante se determinó por el método de decoloración del catión-radical ABTS+·y por el método on-line HPLC-DAD-ABTS+·. Se evaluó la fotoestabilidad de los extractos frente a la radiación UVA (λ= 365 nm, 40 mW/cm2). En los extractos hidroalcohólicos se identificaron 38 compuestos diferentes entre lo que figuraron ácidos hidroxicinámicos, ésteres de ácido cafeico, flavonoles, flavonas, flavanonas, fenilpropanoides e isoflavonas. En la prueba on-line HPLC-DAD-ABTS+·, se observó que la capacidad antioxidante total de los extractos estudiados se debió en gran parte a la presencia de ésteres de ácido cafeico y flavonoles, como la quercetina y algunos derivados glicosilados. De acuerdo con los resultados de los parámetros de protección, todos los extractos podrían utilizar en productos de protección solar; los extractos de las plantas del género Achyrocline se consideraron como agentes de protección media y, los extractos de A. saturejoides y L. colombiana como sustancias de amplio espectro (λc ≥370 nm). Los extractos de A. bogotensis y A. saturejoides fueron estables a la radiación UVA, ya que después de 2 h de irradiación conservaron el 90 % de su capacidad antioxidante.Item Formulación y análisis de estabilidad de un repelente tópico contra la picadura del mosquito Aedes aegypti(Universidad Industrial de Santander, 2023-11-10) Pérez Niño, Laura Marcela; Méndez Sánchez, Stelia Carolina; Duque Luna, Jonny Edward; Daza Espinosa, Martha Cecilia; Hidalgo Bucheli, William FernandoLa actividad de los repelentes de origen sintético contrasta con los efectos adversos que generan (irritación de la piel, toxicidad del sistema nervioso y absorción cutánea). Por lo cual, se proponen los repelentes de origen natural como una alternativa a estos repelentes. Dentro de estos se encuentran los aceites esenciales y sus compuestos mayoritarios, que presentan actividad repelente y son menos tóxicos. No obstante, las diferentes investigaciones reportadas destacan que su eficacia como repelentes no es significativa en comparación a los sintéticos. Por lo cual, el objetivo del presente estudio fue desarrollar una nanoemulsión (NE) con una mezcla de metabolitos secundarios (acetato de geranilo y nerolidol) con acción repelente y con estabilidad a largo plazo, así como proponer un posible mecanismo de recepción-acción de un repelente de origen natural y uno sintético (DEET), e identificar mediante herramientas computacionales las interacciones químicas del acetato de geranilo, nerolidol y DEET con proteínas involucradas en la recepción olfativa de los repelentes. Para la formulación de las distintas NEs se utilizó un rango de valores de equilibrio hidrofílico-lipofílico (HLB) de 11 a 15 para la mezcla de tensoactivos (Tween 80 + Span 80) empleando para la síntesis un procesador ultrasónico. Las NEs se caracterizaron por su tamaño de partícula, índice de polidispersidad (PdI) y potencial zeta. La caracterización de la mejor NE se realizó mediante Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y pH, además se evaluó su estabilidad a largo plazo, su perfil de liberación in vitro y su potencial irritante/corrosivo dérmico en ratones hembra BALB/c. La NE compuesta por Tween 80 al 14,3%, Span 80 al 5,7%, acetato de geranilo al 5% y nerolidol al 5% presentó un tamaño de partícula de 58,99 ± 0,55 nm, PdI de 0,25 ± 0,01, pH de 3,59 ± 0,02 y potencial zeta de -22,88 ± 1,22 mV. En la caracterización de la NE por SEM, se observó que la morfología de las gotas de la NE es esférica con aglomeraciones, adicionalmente, la NE brindó estabilidad a la mezcla de metabolitos por un periodo de 5 meses. En cuanto a la cinética de liberación del acetato de geranilo y del nerolidol, esta se ajustó al modelo cinético de orden cero mostrando una liberación controlada. Al evaluar el efecto de la NE en piel de ratón, se evidenció irritación a la cuarta hora de su aplicación. Por otra parte, para dilucidar un posible mecanismo de recepción/acción de una mezcla de metabolitos secundarios y el DEET, se utilizó como base de datos las proteínas que presentaron expresión diferencial después de la exposición de hembras adultas de Ae. aegypti a repelentes como la mezcla 1 (acetato de geranilo, α-bisabolol, nerolidol) y DEET de una investigación previa del grupo de investigación. Se realizaron diagramas de interacción proteína-proteína identificando a la frequenina como proteína que posiblemente conecta rutas metabólicas diferentes en el proceso de recepción de odorantes, por lo tanto, se investigó su efecto en la transmisión sináptica para identificar así más proteínas que podrían participar en la recepción de estos, y mediante herramientas computacionales como docking molecular se determinó las interacciones de estas proteínas con las moléculas repelentes. Se encontró que la exposición del mosquito Ae. aegypti al DEET altera la expresión de proteínas que intervienen en la producción de energía, síntesis de neurotransmisores, mensajeros secundarios y proteínas, mientras que la mezcla 1 afecta la expresión de proteínas relacionadas con el transporte axonal, anclaje de vesículas sinápticas, producción de energía y síntesis de proteínas. En conjunto los repelentes intervienen en la señalización, sinapsis, síntesis de óxido nítrico y producción de energía, la alteración de la expresión de todas esas proteínas podría conllevar a una disminución en la capacidad del insecto de percibir los odorantes afectando procesos como la transmisión sináptica y la producción de energía. Dentro de las proteínas que participan en la transmisión sináptica se encuentra la frequenina, esta participa en la cascada de señalización producida por los repelentes, en esta se identificaron proteínas que intervienen en la activación de canales iónicos y de receptores odorantes. Adicionalmente, se identificó que, de los metabolitos secundarios, el acetato de geranilo mostró interacciones con las proteínas frequenina, guanilil ciclasa y calmodulina, lo anterior indica que este podría intervenir en la liberación de neurotransmisores y en la producción de mensajeros secundarios. En resumen, fue posible encapsular el acetato de geranilo y el nerolidol en un sistema de nanoemulsión logrando una estabilidad por un periodo de cinco meses así como una liberación controlada de estos metabolitos, adicionalmente, el efecto repelente de moléculas tanto de origen sintético como natural posiblemente esté relacionado con una alteración en conjunto de diferentes proteínas que participan en la transmisión sináptica y la producción de energía, lo anterior podría desencadenar en una inhibición en la percepción de odorantes dificultando al insecto localizar el hospedero, además de interaccionar con proteínas que participan del proceso odorante como la frequenina, guanilil ciclasa y la calmodulina.