Catálogo de Proyectos de Investigación SIIP

Base de datos de Proyectos de Investigación de la Universidad Nacional de Cuyo

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Unidad académica Ciencias Exactas y Naturales

Modelado Computacional de la Química Atmosférica a Escala Regional y Global: 2da etapa

Regional and Global Atmospheric Chemistry Modelling: 2nd stage

Código M032 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016 Resolucion

En los últimos años se han desarrollado complejos modelos regionales y globales que incluyen la interacción entre la química y la meteorología con distintos grados de complejidad. A escala global, existen modelos de Química-Clima que incluyen parametrizaciones simplificadas de los principales procesos físicos y químicos que ocurren en la atmósfera, biosfera y océanos. A escala regional, los modelos químicos de transporte permiten incrementar la resolución espacial y temporal del área de estudio, y de este modo mejorar el detalle de la representación de los procesos de interacción física-química.Luego de realizar una estadía postdoctoral en el exterior, el director del proyecto retornó a Argentina para comenzar una nueva línea de investigación interdisciplinaria tendiente a realizar el modelado computacional de la química atmosférica a escala Global y Regional. En una primer etapa se implementó en las instalaciones de la FCEN-UNCuyo el modelo regional WRF-Chem y el modelo global CAM-Chem (SeCTyP 2013-2015). Dicho proyecto tuvo una mayoritaria componente técnica y de configuración del modelo, por lo que no se pudo profundizar los objetivos científicos. Esta segunda etapa del proyecto se presenta como continuación de esta nueva línea de investigación, con el objetivo de utilizar las herramientas técnicas de última generación implementadas en la UNCuyo para estudiar la química atmosférica en Sudamérica, Argentina y Mendoza bajo distintas escalas espacio-temporales, evaluando el impacto que poseen las distintas fuentes de emisión sobre la capacidad oxidativa de la tropósfera y la calidad de aire urbano y regional.

Palabra claves: WRF-Chem, Calidad de aire, interacción química-meteorología

In the last few years, several global and regional 3D models have been developed oriented to improve the understanding of the complex interaction between chemistry and meteorology. On a global scale, the so-called Chemistry-Climate Models (CCMs) include simplified parameterizations of the dominant physical and chemical processes occurring in the atmosphere, biosphere and oceans. On the regional scale, the existence of Chemical Transport Models (CTMs) allows to increase the spatial and temporal resolution of the area under study, improving the complex representation of the physical-chemistry interaction. After an external posdoctoral position, the director of the proyect returned to Argentina to start a novel interdisciplinary research área oriented to perform a coulpled modelling of the atmospheric chemistry on regional and global scales. During the 1st stage of the project, the regional WRF-Chem and the global CAM-Chem models were implemented on the high efficiency computing cluster TOKO at the FCEN-UNCuyo (SeCTyP 2013-2015). Due to the major technical and configuration components of the initial project, the scientific objectives proposed could not been fully achieved. Thus, during this 2nd stage, we propose using the state-of-the-art computational tools available at FCEN-UNCuyo to study the atmospheric chemistry in South America, Argentina and Mendoza under different spatial and temporal scales. This would allow to evaluate the independent impact of the different emission sources on the oxidative capacity of the troposphere and the urban, regional and global air quality.

Keywords: WRF-Chem, Air Quality, chemistry-meteorology feedback

Integrantes

Fernandez, Rafael Pedro (Director)

Narvarte, Adriana (Becario)

Castro, Fernando (Codirector)

Purpora, Rebeca Laura (Investigador Estudiante de Grado)

López Plantey, Rodrigo Javier (Becario)

Segura Zuin, María Josefina (Investigador)

Desigualdades Geométricas en dimensión 3 y Geodésicas en el espacio-tiempo de Anabalón

Geometrical inequalities in dimension 3 and geodesics in the Anabalón spacetime.

Código M020 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016 Resolucion

1) Desigualdades geométricasEl objetivo general de la investigación propuesta es estudiar las desigualdades geométricas en Relatividad General en dimensión 3. Una desigualdad geométrica relaciona cantidades que poseen significado físico y a la vez tienen una definición puramente geométrica, como por ejemplo la masa, la carga, el momento angular y el área de un objeto. Varias de estas desigualdades se conocen en dimensión 4 y se han buscado extensiones a dimensiones mayores. Sin embargo todavía no se han estudiado en el caso de dimensión 3.El objetivo específico de este plan de trabajo es encontrar y probar desigualdades geométricas entre cantidades físicas de interés como el área, la masa, el momento angular y la carga para agujeros negros en Relatividad General en dimensión 3.2) Geodésicas en el espacio-tiempo de AnabalónEl objetivo de esta investigación es encontrar las geodésicas en el espacio-tiempo de Anabalón, el cual representa un agujero negro rodeado de campo escalar. En particular se buscan las geodésicas cuasikeplerianas, lo que permitiría obtener cantidades medibles para comparar la solución en contextos astronómicos.

Palabra claves: desigualdades geométricas, agujeros negros, campo escalar

1) Geometrical inequalitiesThe general objective of this research proposal is to study geometrical inequalities in General Relativity in dimension 3. A geometrical inequality relates quantities endowed with physical meaning and also a purely geometric meaning, as the mass, charge, angular momentum and area of an object. Several of these inequalities are known in dimension 4 and there has been extensions to higher dimensions. However they have not yet been studied in dimension 3.The specific objective of this research plan is find and prove geometrical inequalities relating physical quantities of interes, such as the area, the mass, the angular momentum and the charge for black holes in General Relativity in dimension 3.2) Geodesics in the Anabalón spacetime.The objective of this research is to find the geodesics in the Anabalón spacetime. This spacetime represents a black hole surrounded by scalar field. In particular, the quasikeplerian geodesics are sought, which would allow to obtain measurable quantities to compare the solution in astronomical context.

Keywords: geometrical inequalities, black holes, scalar field

Integrantes

AceÑa, Andrés Esteban (Director)

Roggiero, Erica Beatriz (Codirector)

Bruno, Renzo (Investigador)

Gúngolo, Ana Victoria (Tesista)

Fernandez Codoseo, Daniela (Tesista)

Gálvez, Leandro Sebastián (Investigador)

Escalamiento industrial a nivel piloto de un sistema biorremediador de suelos y aguas contaminados con metales pesados y radioisótopos, compuesto por Senecio bonariensis, Rhyzophagus intraradices, un cofactor metálico enzimático y cenizas volcánicas.

Engineering scaling pilot a system biorremediador of soil and water contaminated with heavy metals and radioisotopes, composed of Senecio bonariensis, intraradices Rhyzophagus, an enzyme metalic cofactor and volcanic ash.

Código M051 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016 Resolucion

La biorremediación es una herramienta útil y socio-políticamente bien aceptada para el saneamiento de suelos y aguas contaminados por diversas corrientes de residuos peligrosos descriptos en la ley 24051. El sistema biorremediador propuesto se encuentra descripto en la patente presentada al INPI titulada Sistema biorremediador para tratamiento de suelos y/o aguas contaminados, Patente P- 2013-01-00620. publicada en boletín oficial en agosto 2014. El objetivo de este proyecto es realizar un escalamiento de los trabajos realizados en laboratorio y llevarlos a prueba piloto en un Módulo de Depuración Vegetal (MDV) el cual fue construido y semi-calibrado mediante un proyecto Sectyp 2013-2015 en vinculación con una empresa ambiental GT Ingeniería SA mediante un proyecto Fontar I+D 2012. El MDV consiste en piletas impermeabilizadas con desagote a cámaras recolectoras constituyendo un sistema cerrado con tela antigranizo y nylon invernadero. Las piletas tienen una pendiente del 5 % y sus dimensiones son 2,8 x 5 x 0.5-0,75 metros cúbicos. El agua ingresa desde los tanques, filtra a través del sustrato y del sistema de piedras de distinta volumetría, es recolectada por el sistema hidráulico y conducida a las cámaras recolectoras. Desde allí puede reciclarse hacia los tanques nuevamente a los efectos de realizar calibraciones por cada ciclo del MDV de prueba. Se espera testear la capacidad bioacumuladora y fitoextractiva del sistema biorremediador compuesto por Senecio bonariensis, Rhizhophagus intraradices, cenizas volcánicas y un cofactor metálico enzimático, cuando se lo coloca en el MDV en presencia de Zn, Mn, Cu, Cr, U y Ni tanto en agua como en suelo. Se calibrará la bioacumulación del sistema en función del caudal de ingreso de agua, la concentración de contaminantes, la densidad de especies vegetales, la micorrización y el volumen del sustrato.Los diseños experimentales para las pruebas con los contaminantes en suelo y en agua se efectuarán de modo separado, de esta manera el primer año se colocarán los contaminantes en suelo y se regará con agua limpia mientras que en el segundo año se colocarán los contaminantes en los tanques con agua para riego. Las concentraciones a contaminar agua y suelo se determinarán según el doble de los valores permitidos en la Ley 24051 Decreto Reglamentario 831/93 Anexo II Tabla 9, nivel guía de calidad de suelo para uso agrícola y Tabla 5 nivel guía de calidad de agua para irrigación.

Palabra claves: Biorremediación, Senecio bonariensis micorrizado, Módulo Depurador Vegetal

Bioremediation is a useful and social-politically well-accepted tool for the remediation of soil and water contaminated with various hazardous waste streams described in the Law 24051. The proposed system is described in the patent filed to INPI entitled biorremediador treatment system soil and / or contaminated water, P- Patent 2013-01-00620. published in Official Gazette in August 2014. The objective of this project is to conduct an escalation of the work done in the laboratory and bring them to test pilot in a Debug Module Plant (MDV) which was built and semi-calibrated by a Sectyp 2013 - 2015 project in connection with an environmental company GT Engineering SA through a Fontar R & D 2012 project. MDV is consisted by pools with cameras gatherers waterproofed forming a system closed with greenhouse nylon fabric and anti-hail fabric.The pools have a slope of 5% and its dimensions are 2.8 x 5 x 0.5 to 0.75 cubic meters. Water enters from the tanks through the substrate and filters stones system , is collected by the hydraulic system and led to the collecting chambers. From there it can be recycled back into the tanks for the purpose of performing calibrations for each "module" test. Is expected to test the bioaccumulative and phyto-extractive capacity of bioremediation system composed of Senecio bonariensis, Rhizhophagus intraradices, volcanic ash and an enzymatic metalic cofactor, when it is placed in the MDV in the presence of Zn, Mn,Cu, C r, U, Ni in both water and soil. Bioaccumulation of the system according to the flow of water ingress the concentration of pollutants, the density of plant species, the mycorrhizal colonization and the volume of the substrate will be calibrated. Experimental designs for testing the bioremediation for contaminants in soil and water will be made in separate mode, so the first year pollutants will be placed in the ground and watered with clean water while in the second year pollutants will be placed in the tanks for irrigation. Concentrations pollutants in water and soil will be put like twice the allowed values, which are described in Law 24051 Regulatory Decree 831/93 Annex II Table 9 guide level soil quality for agricultural use and Table 5 guide level of water quality for irrigation.

Keywords: Bioremediation, Senecio bonariensis mycorrhized, Debug Module Plant

Integrantes

Scotti, Adalgisa (Director)

Lampugnani, Leandro Gabriel (Codirector)

García Martínez, Pablo Luis (Investigador)

Ferrari, Hugo (Becario - Tesista)

Olguin, Romina Daiana (Investigador)

Schwarz, Patricia Karina Natalia (Becario)

Materiales híbridos basados en nanomateriales aplicados al desarrollo de metodologías analíticas

Hybrid materials based nanomaterials applied to the development of analytical methods

Código M039 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016 Resolucion

En los últimos años, se ha desarrollado una marcada tendencia hacia la creación y optimización de nuevos materiales, que han sido incorporados y utilizados en una amplia variedad de procesos analíticos. En este sentido, la mayor atención se ha centrado en la creación de nuevos nanomateriales, que presentan propiedades únicas que hacen que su uso se haya visto incrementado en el campo de la química analítica, así como en otros campos. La combinación de nanomateriales a elevadas concentraciones con líquidos iónicos, conduce a la formación de nuevos materiales híbridos en la forma de geles. Estos materiales están diseñados con el fin de explotar las propiedades sinérgicas derivadas de dicha combinación. El objetivo de este proyecto es potenciar y emplear las propiedades de los nanomateriales híbridos para su aplicación en el desarrollo de metodologías analíticas. Las metodologías desarrolladas se basarán en técnicas de microextracción para la separación y preconcentración de especies químicas de elementos tóxicos (ej.: As, Hg y Sb). Se innovará en la implementación de los nanomateriales híbridos en técnicas de microextracción en sistemas en flujo y procedimientos discontinuos o batch, que resulten útiles para determinación de elementos tóxicos en diferentes muestras. Se prestará particular atención a la aplicación de los métodos desarrollados para el análisis de muestras de interés ambiental y toxicológico. Las técnicas de microextracción/preconcentración desarrolladas con nanomateriales híbridos serán fundamentales para la obtención de métodos analíticos con elevada sensibilidad y selectividad, sumado al mejoramiento de los límites de detección cuando se acoplen a técnicas de espectrometría atómica (AAS, AFS, ICP-OES e ICP-MS) para la detección elemental específica. El proyecto generará métodos analíticos altamente eficientes, pero que a la vez apliquen conceptos de cuidado ambiental en el marco de la ?Química Verde? (?Green Chemistry?) o ambientalmente sustentable mediante el empleo de volúmenes bajos de reactivos y disminución de los desechos de laboratorio.

Palabra claves: Nanomateriales, Micorextracciones, Materiales híbridos

In recent years, it has developed a strong tendency towards the creation and optimization of new materials, which have been incorporated and used in a wide variety of analytical processes. In this sense, most attention has focused on the creation of new nanomaterials, which have unique properties that make their use has been increased in the field of analytical chemisty and other fields. The combination of nanomaterials at high concentrations with ionic liquids, leads to the formation of new hybrid materials in the form of gels. These materials have been designed to exploit the synergistic properties resulting from this combination. The objective of this project is to promote and use the properties of hybrid nanomaterials for application in the development of analytical methodologies. The developed methodologies will be based on microextraction techniques for separation and preconcentration of chemical species of toxic elements (eg .: As, Hg and Sb). It will be renewed in implementing hybrid nanomaterials microextraction techniques and systems in flow or batch batch processes, that will be useful for determination of toxic elements in different samples. Particular attention will be given to the application of the developed methods for the analysis of samples with environmental and toxicological concern. Microextraction preconcentration techniques coupled to atomic spectrometry techniques (AAS, AFS, ICP-OES and ICP -MS) for the specific elemental detection will be essential for obtaining analytical methods with high sensitivity and selectivity improving detection limits. The project will generate highly efficient analytical methods, but at the same time will apply concepts of environmental care within the framework of "Green Chemistry? by using low volumes of reagents and reducing laboratory waste.

Keywords: Nanomaterials, Microextraction, Hybrid material

Integrantes

Martinis, Estefanía Mabel (Director)

Urretavizcaya, Guillermina (Becario)

Borzone, Emiliano Manque (Becario)

Ruda, Margarita María (Codirector)

Meyer, Gabriel Omar (Alumno)

Somonte, Alejandra Andrea (Becario)

Teoría de homotopía de espacios topológicos finitos

Homotopy theory of finite topological spaces

Código M044 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016 Resolucion

En este proyecto estudiaremos elementos importantes de la teoría de homotopía clásica pero en el contexto de los espacios topológicos finitos con el objetivo de desarrollar nuevas técnicas para estudiar tanto espacios topológicos finitos como espacios topológicos en general. Centraremos nuestra atención en las fibraciones y cofibraciones entre espacios topológicos finitos y en el estudio de tipos homotópicos débiles y de problemas de minimalidad relacionados. De esta manera, profundizaremos en el estudio de los espacios topológicos finitos, que han demostrado ser de interés y utilidad para abordar conjeturas importantes de la Topología y la Geometría desde una nueva perspectiva.

Palabra claves: ESPACIOS TOPOLÓGICOS FINITOS, FIBRACIONES, TIPOS HOMOTÓPICOS DÉBILES

In this project we will study important elements of the classical homotopy theory but in the context of finite topological spaces in order to develop new techniques to study finite topological spaces as well as general topological spaces. We will focus our attention in the fibrations and cofibrations between finite topological spaces and in the study of weak homotopy types and related minimality problems. In this way we will delve into the study of finite topological spaces, which have proved to be interesting and useful to tackle important conjectures of Topology and Geometry from a new perspective.

Keywords: FINITE TOPOLOGICAL SPACES, FIBRATIONS, WEAK HOMOTOPY TYPES

Integrantes

Ottina, Miguel (Director)

Giaroli, María Carolina (Codirector)

Pighin, Santiago Alberto (Alumno)

Caracterización Funcional de la Proteína Vpu del Virus de la Inmunodeficiencia Humana 1 (HIV-1)

Functional Characterization of the Human Immunodeficiency Virus 1 (HIV-1) Vpu protein

Código M038 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016 Resolucion

La replicación viral crónica y persistente que caracteriza a la infección por el HIV-1 refleja la compleja interacción entre las defensas del organismo hospedador y ciertos factores virales cuya función primaria es facilitar la evasión de tales respuestas inmunológicas. Para infectar a un nuevo hospedador, replicar en él por muchos años y propagarse a nuevos individuos, el HIV-1 debe eludir no sólo las defensas innatas, que incluyen a los llamados "factores antivirales de restricción", sino también a las defensas adaptativas humorales y celulares antígeno-específicas. Hasta el día de hoy, se han identificado numerosos factores de restricción que actúan activamente contra el HIV-1, entre ellos APOBEC3G, TRIM5a, cyclophilin A, BST-2/tetherin, SAMHD1 y SERINC3/5. El HIV-1 ha evolucionado numerosos mecanismos para evadir a estos factores, ya sea adquiriendo mutaciones en las proteínas virales susceptibles a su accionar o codificando proteínas específicas que logran neutralizarlos. Estas últimas, conocidas como "proteínas accesorias" (Vif, Vpr, Vpu y Nef ), actúan como adaptadores moleculares que conectan blancos celulares específicos con vías proteolíticas o rutas alternativas de tráfico intracelular. En el proyecto propuesto nos enfocaremos particularmente en Vpu, una de las proteínas del HIV-1 más atractivas desde un punto de vista clínico y farmacológico. Entre sus múltiples funciones, Vpu promueve el "downregulation" de sus blancos específicos, entre ellos el propio receptor viral CD4 y el factor de restricción BST-2/tetherin, a través de mecanismos celulares que están lejos de entenderse en su totalidad. Aquí proponemos estudiarlos a nivel molecular mediante la creación de un perfil proteómico completo de las proteínas celulares que interactúan específicamente con Vpu tipo salvaje y con versiones mutantes bien caracterizadas. Esta información nos permitirá identificar y analizar 1) nuevos sustratos de Vpu; 2) proteínas celulares importantes para su accionar; y 3) factores que regulan las vías de transporte que Vpu utiliza para alcanzar sus diversos destinos intracelulares. Por otro lado, los virus en general "secuestran" componentes específicos de las vías celulares "normales" para facilitar la progresión de su ciclo infeccioso. Nuestro análisis podría eventualmente definir también la participación de factores aún desconocidos en los complejos mecanismos celulares que utiliza Vpu para ejercer cada una de sus acciones específicas

Palabra claves: HIV-1, VPU, BIOLOGIA CELULAR

The chronic and persistent viral replication that characterizes the HIV-1 infection reflects the complex interplay between the host defenses and a number of viral factors whose primary function is to facilitate the evasion of such immune responses. In order to infect a new host, replicate on it for many years and spread to new individuals, HIV-1 should avoid not only the innate defenses, including the so-called "antiviral restriction factors", but also the humoral and cellular adaptive defenses. To date, many restriction factors that actively act against HIV-1 have been identified, including APOBEC3G, TRIM5a, cyclophilin A, BST-2/tetherin, SAMHD1 and SERINC3/5. HIV-1 has evolved a variety of mechanisms to evade these factors, by either acquiring mutations in the viral proteins susceptible to their action or encoding specific proteins that neutralize them. The latter, known as "accessory proteins" (Vif, Vpr, Vpu and Nef), act as molecular adapters that connect specific cellular targets with proteolytic or alternative intracellular trafficking pathways. In the proposed project we will focus on Vpu, one of the more attractive HIV-1 proteins from a clinical and pharmacological point of view. Among its many functions, Vpu promotes the downregulation of its specific targets, including the viral receptor CD4 and the restriction factor BST-2/tetherin, through cellular mechanisms that are not fully understood. Here we propose to study them at a molecular level by creating a complete proteomic profile of cellular proteins that interact specifically with wild-type and well-characterized Vpu mutants. This information will allow us to identify and analyze 1) new Vpu substrates; 2) key cellular proteins important for its multiple actions; and 3) cellular factors that regulate the trafficking pathways followed by Vpu. On the other hand, viruses generally "hijack" specific components of "normal" cellular pathways to facilitate the progression of their infectious cycle. Our analysis could eventually also define the participation of yet unknown factors in the complex cellular mechanisms that Vpu uses to perform each of its specific actions

Keywords: HIV-1, VPU, CELL BIOLOGY

Integrantes

Magadán, Javier Guillermo (Director)

Piccioni, Romina Fernanda (Alumno)

Fuentes Bonthoux, Ana Verónica (Alumno)

Richards, Fabiana (Codirector)

Identificación de blancos moleculares y descripción de los mecanismos de acción de compuestos naturales sobre Trypanosoma cruzi.

Identification of Molecular Targets and description of the mechanisms of action of natural compounds on Trypanosoma cruzi.

Código M023 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016 Resolucion

Trypanosoma cruzi (T. cruzi) es un parásito perteneciente a la familia Trypanosomatidae que causa la enfermedad de Chagas cuyo tratamiento está restringido a Nifurtimox y Benznidazol, ambos tóxicos y con limitada eficacia. El Ministerio de Salud de la Presidencia de la Nación informa que en Argentina hay un millón y medio de personas con Chagas, lo que constituye uno de los principales problemas de salud pública.T. cruzi tiene un complejo ciclo de vida que involucra diferentes estadios y hospedadores: epismastigotes y tripomastigotes metacíclicos (vinchuca); amastigotes intracelulares y tripomastigotes sanguíneos (hospedero mamífero). Una característica de los tripanosomátidos es la abundancia de ergosterol en sus membranas, particularidad compartida con los hongos. Por esto es que ha sido habitual el uso de antimicóticos como agentes tripanocidas. La vía de síntesis del ergosterol en tripanosomátidos y la del colesterol en células de mamíferos, comparten la mayoría de las enzimas y los metabolitos intermedios. Sin embargo, la vía se bifurca en algún punto produciendo uno u otro esterol, una enzima muy importante de esta vía es la escualeno sintetasa. Así, estudiar a las enzimas exclusivas de T.cruzi podría permitir la identificación de valiosos blancos terapéuticos. Por otro lado, el sistema de defensa contra especies reactivas de oxígeno con el que cuentan los tripanosomátidos podría ser otro blanco de drogas, ya que su maquinaria molecular antioxidante es diferente con respecto al sistema de defensa de otros eucariotas. En nuestro laboratorio se observó que Lactonas Sesquiterpénicas (LTS), purificadas desde plantas de la región Cuyo generaron estrés oxidativo en Leishmania mexicana y mostraron actividad antiproliferativa sobre T.cruzi. Pensamos que el grupo alfa-metileno-gamma-lactona presente en estos compuestos sería importante en la inhibición de enzimas claves para el balance redox en el parásito. Es desafío de este proyecto es dilucidar si enzimas que participan en la defensa antioxidativa de los tripanosomátidos o en la vía del ergosterol son afectadas por las LTS. Así, la familia de las LTS son interesantes debido a su gran abundancia en las hojas de las plantas y la factibilidad de su purificación. En este proyecto deseamos seguir avanzando en la búsqueda de blancos moleculares, y los mecanismos de acción de estos compuestos sobre T.cruzi.

Palabra claves: Trypanosoma cruzi, Lactonas, Tratamiento

Trypanosoma cruzi (T. cruzi) is a parasite that belongs to the Trypanosomatidae family. It that causes Chagas disease whose treatment is restricted to nifurtimox and benznidazole, both are toxic and present low effectiveness.The Argentinian Ministry of Health reports that there exist a million and half people suffering Chagas in our country, being one of the major public health issue.T. cruzi has a complex life cycle involving different stages and hosts: epismastigotes and metacyclic trypomastigotes (insect vector); intracellular amastigotes and bloodstream trypomastigotes (mammalian host).Trypanosomatids, as fungi, have abundant ergosterol in their membranes. This characteristic has permitted to use antifungals as trypanocidal agents. The ergosterol synthesis pathway in trypanosomatids, and cholesterol in mammalian cells, share most of the enzymes and intermediate metabolites. However, the pathway bifurcates at some point giving as result ergosterol or cholesterol. An important enzyme of this pathway is squalene synthetase. Thus, the study of T. cruzi exclusive enzymes could allow identification of valuable therapeutic targets. On the ohter hand, given that the T. cruzi antioxidant molecular machinery is different of the other eukaryotes, its system of defense against reactive oxygen species in trypanosomatids could be another interesting drug target. In our laboratory, we observed that sesquiterpene lactones (LTS), purified from plants of the region Cuyo generated oxidative stress on Leishmania mexicana as well as it showed antiproliferative effect on T. cruzi. We thought the chemical group alf-methylene-gamma-lactone present at the molecule of these compounds, would be important to inhibit key enzymes of the redox balance in the parasite. The challenge of our research is to know if enzymes involved in the antioxidant defense of trypanosomatids or the ergosterol pathway are affected by LTS. Thus, the family of the LTS are interesting due to their abundance in the leaves of plants and the feasibility of its purification. In this research, we want to continue searching molecular targets and mechanisms of action of these compounds on T. cruzi.

Keywords: Trypanosoma cruzi, Lactones, Treatment

Integrantes

Barrera, Patricia Andrea (Director)

Lopez, Noelia Lorena (Investigador)

Moreno Goyeneche, Aldana Macarena (Codirector)

Moreno, Verónica (Becario)

Estudio del potencial antiviral de compuestos naturales en infecciones in vitro por Rotavirus

Study of the antiviral potential activity of natural compounds in infections in vitro by Rotavirus

Código M029 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016 Resolucion

Rotavirus (RV) es el principal agente etiológico de gastroenteritis aguda severa en niños menores de 5 años. Hasta el año 2008, las infecciones por RV eran causantes de aproximadamente 450.000 muertes por año, la mayoría de ellas en los países en vías de desarrollo. En Argentina, se estima que ocurren hasta 10 muertes cada 100.000 niños por año (http://www.who.int/immunization_monitoring/burden/rotavirus). En el año 2009, la Organización Mundial para la Salud (OMS) recomendó la inclusión de vacunas para RV en el programa de inmunización nacional de todos los países. Sin embargo, la enorme variabilidad genética del virus representa un problema frente a la vacunación como método de control de RV.Las plantas medicinales ofrecen una amplia diversidad de compuestos químicos y representan un acervo rico y renovable de productos naturales con múltiples actividades biológicas, como por ejemplo, propiedades antivirales. De hecho, los antivirales de origen natural comprenden un área de estudio en pleno desarrollo actualmente, ya que son capaces de bloquear uno o más pasos del ciclo de infección de un virus o presentan acción virucida directa.Nuestro grupo de investigación se ha centrado en el estudio de la posible actividad antiviral de componentes de origen vegetal, que puedean constituir alternativas terapéuticas para el tratamiento de infecciones por RVs. Proponemos evaluar, a partir del aislamiento y concentración de extractos de Ilex paraguarienis, Vitis vinífera y Equinacea purpúrea, su potencial actividad antiviral en infecciones por RVs. Para ello, utilizaremos técnicas de virología, biología celular y molecular y los resultados obtenidos constituirán un aporte al desarrollo e identificación de antivirales efectivos que puedan ser implementados en el control de la enfermedad.

Palabra claves: ROTAVIRUS, ANTIVIRAL, COMPUESTOS MEDICINALES

Rotavirus (RV) is the main etiological agent of severe acute gastroenteritis in children younger than 5 years old. Until 2008, RV infections were responsible of about 450,000 deaths per year, most of them in developing countries. In Argentina, it is estimated to occur up to 10 deaths per 100,000 children per year (http://www.who.int/immunization_monitoring/burden/rotavirus). In 2009, the World Health Organization (WHO) recommended the inclusion of RV vaccines in the national immunization program in all countries. However, the enormous genetic variability of the virus is a problem for vaccination and RV control methods efficiency.Medicinal plants offer a wide variety of chemical compounds and represent a rich and renewable natural body of products with multiple biological activities, such as antiviral properties. In fact, antiviral molecules from natural compounds include an extended area of study currently, as they are able to either block one or more steps of the infection cycle of a virus or have direct virucidal action.Our research group is focused on the study of potential antiviral activity of plant components that constitute therapeutic alternatives for the treatment of infections by RVs. We propose to evaluate, from the isolation and concentration of extracts from Ilex paraguarienis, Vitis vinifera and Echinacea purpurea, their potential antiviral activity in RVs infections. To do this, we will use techniques of virology, cell and molecular biology and the results will constitute a contribution to the development and identification of effective antiviral that can be implemented to control the disease.

Keywords: ROTAVIRUS, ANTIVIRAL, MEDICAL COMPOUNDS

Integrantes

Delgui, Laura Ruth (Director)

Cova, Federico Héctor (Becario)

Fernandez Albanesi, Luisa Francisca (Codirector)

Amica, Guillermina (Investigador Estudiante de Grado)

Recombinaciones genómicas y dinámica estructural de genomas mitocondriales de plantas

Genomic recombination and horizontal gene transfer in plant mitochondria.

Código M033 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016 Resolucion

Los genomas mitocondriales (mtDNA) de angiospermas son singulares por varias razones, entre ellas: bajas tasas de sustitución y tamaño grande y variable. Una característica muy particular de los mtDNA de plantas es su naturaleza recombinante y dinámica. La misma se refleja en numerosas propiedades inusuales. La mayoría exhiben muy altas tasas de recombinación simétrica, intra e inter molecular entre repeticiones grandes, directas e invertidas dando lugar a un genoma que consiste en una multitud de formas subgenómicas e isómeros multiméricos. Dada las tasas extraordinariamente altas de reordenamientos en el mtDNA de plantas el orden génico es altamente variable entre especies estrechamente relacionadas y aún dentro de una misma especie. De gran importancia funcional y económica son aquellos reordenamientos que crean genes quiméricos con nuevas funcionalidades involucrados en la CMS (esterilidad citoplasmática del macho). Finalmente, el mtDNA de angiospermas incorpora con mucha frecuencia secuencias foráneas, desde el cloroplasto y el núcleo de la misma planta a través de transferencia génica intracelular y a partir de otras plantas mediante transferencia génica horizontal (THG). Este fenómeno consiste en el intercambio de material genético entre organismos no relacionados. Está muy extendido en procariotas y en menor medida en eucariotas unicelulares. Últimamente, la THG ha sido reportada en organismos multicelulares. Se ha propuesto un modelo de fusión mitocondrial para explicar la transferencia de DNA entre mitocondrias de plantas pertenecientes a especies no relacionadas, en el cual el genoma mitocondrial completo ingresa a la célula de otra planta y recombina con el genoma nativo. El objetivo general de este proyecto es desarrollar un sistema experimental en el cual investigar aspectos de la recombinación del genoma mitocondrial y la THG entre mitocondrias de plantas. Debido a la ausencia de métodos reportados para trasformar directamente genomas mitocondriales de plantas nosotros usaremos la ventaja del hecho bien conocido de que los híbridos somáticos de plantas contienen genomas mitocondriales recombinantes resultantes de la fusión de las mitocondrias parentales luego de la fusión de los protoplastos. El desarrollo de esta técnica para superar barreras reproductivas e incorporar características agronómicas valiosas constituiría un importante activo en programas locales de mejoramiento de Solanaceas.

Palabra claves: genoma mitocondrial, cibridos, transferencia genica horizontal

Plant mitochondrial genomes are remarkable for several reason, between them: very low substitution rates and relatively large and highly variable size. A hallmark of plant mitochondrial genomes is their highly dynamic, recombinationally active nature, which is reflected in a number of unusual properties. Most angiosperm mtDNAs exhibit very high rates of symmetric, intra- and intermolecular recombination between large direct and inverted repeats, leading to genome assemblies consisting of a plethora of subgenomic and multimeric isomeric forms of the genome. Given the extraordinarily high rates of evolutionary rearrangement in angiosperm mtDNAs, the gene order is highly scrambled between closely related species and sometimes even within a species. Of great functional and economic importance are those rearrangements that create functionally novel, chimeric genes involved in cytoplasmic male sterility. Finally, angiosperm mtDNAs incorporate foreign sequences remarkably often, from chloroplast and nuclear genomes of the same plant via intracellular gene transfer, and from other plants (and even green algae) via horizontal gene transfer.Horizontal gene transfer (HGT), the exchange of genetic material between more or less distantly related, ?non-mating? organisms, is widespread in prokaryotes and, to a lesser extent, unicellular eukaryotes. Over the past few years, however, HGT involving multicellular eukaryotes has been increasingly reported. A mitochondrial fusion model has been proposed to explain the horizontal transfer of DNA between plant mitochondria to plant mitochondria belonging to unrelated land plants, in which complete mitochondrial genomes enter a foreign plant cell and recombine with the native genome. The overall goal of this proposal is to develop a genetic, experimental system in which to investigate aspects of mitochondrial genome recombination and HGT among plant mitochondria. Due to the unavailability of reported methods for directly transforming plant mitochondrial genomes, we will instead take advantage of the well-known fact that somatic hybrid plants invariably contain recombinant mitochondrial genomes resulting from the fusion of parental mitochondria following protoplast fusion. The development of such a useful technique to overcome inevitable reproductive barriers and incorporate agronomically valuable traits would constitute an important asset in local breeding programs in Solanaceae.

Keywords: mitochondrial DNA, cybrids, horizontal gene transfer

Integrantes

Garcia, Laura Evangelina (Director)

Bandursky, Yamila Lihué (Becario - Tesista)

Palazzo, Elena (Codirector)

Corral, Sandra Margarita (Becario)

Estudio de la modulación hormonal en el transporte intracelular en células infectadas con el patógeno de transmisión sexual Chlamydia trachomatis.

Hormonal modulation study of the intracelular transport in cells infected with the sexually transmitted pathogen, Chlamydia trachomatis

Código M036 Tipo: PROYECTO SeCTyP TIPO 1 BIENAL 2016 Convocatoria 2016 Resolucion

Las Enfermedades de Transmisión Sexual (ETS) son una de las principales causa mundial de infertilidad, discapacidad aguda a largo plazo y muerte. Las manifestaciones clínicas de ETS son directas e incómodas para los pacientes afectados, y si no se tratan, puede dar lugar a graves complicaciones y secuelas. La creciente resistencia a los tratamientos comunes está agravando aún más el problema. Chlamydia trachomatis interfiere con la vías de tráfico vesicular Rab dependiente con el fin de generar condiciones favorables para su supervivencia y multiplicación. Nuestro laboratorio ha demostrado que la adquisición de ciertas proteínas Rabs es beneficiosa para el desarrollo y multiplicación del patógeno. Los estrógenos afectan la capacidad fagocítica de células del sistema inmune. El efecto de esta hormona podría atribuirse a su capacidad para modificar la expresión de proteínas claves involucradas en el transporte vesicular como las proteínas Rab y/o efectores, y consecuentemente la biogénesis normal del fagosoma. Nuestro interés es revelar si la expresión y/o localización de estas GTPasas y/o efectores involucradas en la infección de Chlamydia trachomatis, tales como Rab11, Rab14, Rab39 y FIP2 estarían afectadas bajo la acción de hormonas sexuales.La actividad de las Rabs puede modificarse favoreciendo su unión a GTP (forma activa) o GDP (forma inactiva). Las proteínas que asisten a las Rabs en su ciclo, por ejemplo las proteínas GAP favorecen la hidrólisis del GTP y las Rabs quedan inactivas. Resultados preliminares en nuestro laboratorio indican que AKT se fosforila en células infectadas por Chlamydia provocando la inactivación de AS160 (GAP de Rab11 y Rab14) de esta manera Rab11 o Rab14 permanecen en estado activo, unido a GTP. La Genisteína es un fitoestrógenos aislado de la soja. Este isoflavoide posee múltiples actividades biológicas y es un inhibidor natural de proteinas tirosina quinasa. Estudios indican que Genisteína podría reducir la expresión de Akt y su fosforilación. Este compuesto puede actuar tanto como agonista o antagonista de receptores de estrógenos. El estudio del microambiente hormonal y su impacto en la modulación de proteínas claves y necesarias para la adquisición ciertos lípidos, principalmente esfingolípidos y colesterol a partir de células huésped eucariotas, nos abriría un escenario para encontrar compuestos antimicrobianos alternativos a los antibióticos convencionales.

Palabra claves: Chlamydia trachomatis, Rab, Estrógeno

Sexually Transmitted Diseases (STDs) are major cause of acute long-term disability and infertility. The clinical manifestations of STDs are uncomfortable for affected patients, and if remain untreated, they can lead to serious complications and sequelae. The increasing resistance to classical antibiotics are further aggravating this health problem.Chlamydia trachomatis interferes with vesicular trafficking pathways in order to create favorable conditions for their survival and multiplication. Our laboratory has shown that the acquisition of certain Rab proteins is beneficial for the development and multiplication of this pathogen.The estrogens affect the phagocytic capacity of immune cells. The effect of this hormone could be attributed to its ability to modify the expression of Rab proteins or their effectors, key controllers of vesicular transport; and consequently, the phagolysosome biogenesis. Our interest is to explore if sexual hormones affect the expression and / or location of certain Rab GTPases, mainly Rab11, Rab14, Rab39 and FIP2.In addition, Rab activity can be modified by favoring its binding to GTP (active form) or GDP (inactive form). Several kinases alter Rab GTP/GDP cycling. Genistein is an isolated phytoestrogen of the soy. This isoflavoide has multiple biological activities and is a natural inhibitor of protein tyrosine kinases. Studies indicate that this compound can act as both, agonist or antagonist of the estrogen receptor. The study of hormonal microenvironment and its impact on Rab proteins involved in chlamydial infection development, could be of interest in the search of novel antimicrobial compounds, alternative to conventional antibiotics.

Keywords: Chlamydia trachomatis, Rab, Estrogen

Integrantes

Leiva, Natalia Lorena (Director)

Pastor, Gabriela Claudia (Becario - Tesista)

Torres, Laura (Prof técnico)

Dubbini, Daniela (Investigador)

Acosta, Gabriela Lourdes (Codirector)