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Tesis (Doctora en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2019

Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) y Xanthomonas axonopodis pv. citri (Xac) son los agentes causales de la pudrición negra en crucíferas y de la cancrosis de los cítricos, respectivamente. En ambas bacterias la producción de diversos factores de virulencia está regulada por un grupo de genes denominados rpf (por regulation of pathogenicity factors) a través de la síntesis y percepción de moléculas difusibles que ellas mismas producen y que se denominan DSF (diffusible signal factor). RpfF y RpfB son responsables de la biosíntesis de DSF y RpfC y RpfG están involucrados en su detección y posterior transducción de la señal al interior de la bacteria. Mutaciones en los genes rpfF y rpfC producen una reducción en la producción de enzimas y polisacáridos extracelulares, formación de biofilm y patogenicidad cuando son comparadas con las respectivas cepas silvestres, lo que involucra a estos genes en la regulación de factores involucrados en todos éstos procesos. Entre éstos, hemos detectado un nuevo factor que es secretado por Xcc, que tiene la propiedad de revertir el cierre de estomas inducido por ácido Absísico (ABA), Lipopolisacárido (LPS) o bacterias. Las mutantes rprF y rpfC no pueden revertir el cierre de estomas, demostrando que la síntesis de este factor es también regulada por el sistema rpf/DSF.

La presente tesis describe los estudios realizados sobre la actividad de la enzima 3β-hidroxiesteroide deshidrogenasa/isomerasa (3βHSD/I), así como su participación en la regulación de la espermiación inducida por hCG en testículos de Bufo arenarum. La enzima 3βHSD/I se localiza en las fracciones mitocondrial y microsomal. Ambas localizaciones muestran diferente especificidad de sustrato, dehidroepiandrosterona (DHE) es el sustrato preferido de la enzima microsomal en tanto que la mitocondrial utiliza solamente pregnenolona. Esta doble localización establecería una compartimentalización de las dos vías de síntesis de esteroides previamente descriptas en B. arenarum: la via Δ4 en las mitocondrias y la via Δ5 en los microsomas. La actividad de ambas fracciones subcelulares es mayor en el período reproductivo que en el no reproductivo. Cuando se incluye DHE en el análisis cinético de la transformación de pregnenolona, se observa una importante modificación de la Vmax, en tanto que el Km permanece constante. Estos resultados indican que DHE se comporta como un inhibidor no competitivo de la conversión de pregnenolona. Los valores de Km y Ki sugieren la presencia de dos sitios de unión. Por otra parte, cuando se utiliza pregnenolona como inhibidor de la transformación de DHE, solo se modifica ligeramente el valor de Km, en tanto que la Vmáx se mantiene constante. Esto indica que pregnenolona se comporta como un inhibidor competitivo. Los valores del coeficiente de Hill para la transformación de DHE y pregnenolona son, respectivamente, 1.04 and 1.01. Estos estudios sugieren que en esta especie la biosíntesis de andrógenos y progesterona es catalizada por sitios activos diferentes. En esta tesis también se ha utilizado un sistema de espermiación in vitro, con el objeto de identificar, en el sapo, los posibles mediadores esteroideos de la espermiación. La espemiación fue inducida con hCG, utilizándose además distintos inhibidores de la esteroidogénesis. Cianocetona, inhibidor de la síntesis de 3-oxo-4-ene esteroides, no afectó la espermiación inducida por hCG aún cuando la síntesis de aquellos esteroides y sus derivados reducidos disminuyó en más de un 95%. Aminoglutetimida, usada en una concentración que bloqueó la síntesis de esteroides, tampoco afectó la espermiación estimulada por la gonadotrofina. Resultados similares se obtuvieron con spironolactona, inhibidor de la enzima 17α-hidroxilasa/17-20 liasa. Como conclusión, puede decirse que en B. arenarum, la espermiación inducida por hCG no está mediada por la síntesis de esteroides. Cuando el ensayo de espermiación se realizó utilizando FSH Humana recombinante (FSHrh), se observó tanto inducción de la espermiación como aumento en la síntesis de esteroides. La capacidad esteroidogénica de las células de Leydig ha sido establecida desde hace tiempo, sin embargo, la potencialidad esteroidogénica de las células de Sertoli es aún controversial. En este trabajo se informa, también, la separación de dos poblaciones celulares que responden diferencialmente a las gonadotrofinas humanas. Las fracciones con una densidad de 1.05 g/ml respondieron a hCG con un aumento en la producción de testosterona (T). Sin embargo no respondieron a FSHrh con un aumento de andrógenos ni de cAMP. La formación de cAMP fue estimulada en las fracciones con una densidad de 1.038 g/ml. Estas también respondieron a FSHrh con un aumento en la síntesis de T. Cuando FSHrh se ensayó sobre fragmentos de testículo, se observó también un aumento dosis-dependiente de la secreción de T. El método utilizado permitió la separación de dos poblaciones de células con características similares a las células de Leydig y Sertoli de cerdo y trucha. Sin embargo, la fracción con una densidad semejante a las células de Sertoli, respondió a FSHrh no solo con un aumento en la formación de cAMP, sino también con un incremento en T. Se podría concluir que el testículo de B. arenarum tendría células de Sertoli con capacidad esteroidogénica, como fuera descripto para otras especies, y que la espermiación podría ser inducida por las gonadotrofinas directamente sobre las células de Sertoli.

La germinación de las semillas es un proceso expansivo, definido por el ingreso de agua a los ejes embrionales y es visualizado como la protrusión radicular a través de las envolturas seminales. Los mecanismos fisiológicos y moleculares que controlan la germinación de las semillas de soja (Glycne max (L.) Merr.), y especialmente el rol del Ácido Abscísico (ABA) sobre dicho proceso, constituyen el núcleo principal del presente trabajo. Los ejes inmaduros, entre 25 y 40 días después de antesis (DDA), poseen elevadas concentraciones de ABA ([ABA]e), las cuales descienden a valores no inhibitorios hacia la madurez. Presentan en consecuencia, restricciones para germinar, con tasas de germinación in vitro crecientes con la edad. Por otra parte, los ejes embrionales maduros (45 DDA, madurez fisiológica y >60 DDA, maduros y secos) no están intrínsecamente inhibidos por la [ABA]e para germinar, aunque la germinación puede ser bloqueada bajo incubación en presencia de ABA exógeno. En base a estos conocimientos, ejes embrionales de semillas de soja, cosechadas entre los 25 y >60 DDA, constituyeron un modelo experimental adecuado para establecer relaciones causa-efecto entre el ABA y el/los posible/s responsable/s metabólico/s que participa/n de la germinación y es/son controlado/s por éste. Al mismo tiempo, permitieron centrar el foco de estudio en el órgano primario implicado en la germinación, sin tener en cuenta los demás órganos seminales que no cumplen roles decisivos en este proceso. La [ABA]e se cuantificó mediante radioinmunoanálisis, utilizando el anticuerpo monoclonal DBPA1. Para los análisis moleculares se tuvieron en cuenta dos regiones del eje embrional, una de ellas consideró a ambos extremos (plúmula + radícula) y la otra, definida como "Zona de Elongación", ZE, comprendió la porción del hipocótilo, cuyas células experimentan estrictamente la expansión, constituyendo por lo tanto, la zona principal de estudio. Se evaluó la germinación de ejes embrionales en agua destilada, y en diferentes medios de incubación. La naturaleza expansiva de la germinación fue evaluada a través del control por restricción osmótica durante la imbibición en soluciones de Polietilenglicol 8000 (PEG). La incubación en buffer pH8 tuvo por objetivo inhibir el "crecimiento ácido" descripto como evento inicial responsable del alargamiento celular durante la germinación. El control por ABA sobre las paredes celulares, impidiendo que éstas se relajen, evitando la expansión y el alargamiento del eje embrional, fue evaluado a partir de incubaciones en presencia de la hormona. La estrategia de búsqueda se orientó a identificar secuencias Expansinas, cuya actividad óptima a pH~4 es indicada sobre el crecimiento ácido de paredes celulares vegetales, resultando por lo tanto responsables primarias de la remodelación de las paredes celulares en la ZE que da lugar al proceso expansivo durante la germinación. Se evaluó la presencia de Expansinas a nivel de ADN genómico. Posteriormente, se amplificó y secuenció un fragmento (EXPAI-like) a partir de ARN mensajero (ARNm) de la ZE de ejes embrionales germinados en agua destilada, el cual presentó una alta homología con la Expansina 1 de soja. Los análisis de expresión se realizaron por la técnica de Transcripción Reversa seguida de Amplificación por Reacción en Cadena de la Polimerasa, en un único paso, semicuantitativa (RT-PCR) y en dos pasos, cuantitativa y en Tiempo Real (RT-qPCR). Los resultados mostraron la presencia de EXPAI-like mayoritariamente en la ZE de los ejes embrionales, e indicaron tanto que hubo represión por ABA y pH18 como inducción en agua destilada y PEG. Adicionalmente, la presencia del transcripto aún en ejes sin incubación determinó que EXPAI-like forma parte de las biomoléculas almacenadas en el eje embrional de la semilla de soja durante su formación. Estudios complementarios mostraron que, en presencia de un inhibidor transcripcional (a-Amanitina), los ejes embrionales germinaron, aunque a menor tasa y porcentaje que en agua destilada; en tanto no germinaron cuando la traducción fue inhibida en Cicioheximida, indicando que la germinación es posible a partir de los ARNm acumulados durante el desarrollo. Por otra parte, se registró un incremento de expresión progresiva de EXPAI-like en la ZE de ejes embrionales de 25 a >60 DDA, el cual se relacionó con la [ABA]e decreciente a través del desarrollo. Similarmente, tanto el incremento de EXPAI-like como la caída de [ABA]e ocurrieron durante la incubación en condiciones de germinación para cada edad. A partir de estos resultados se postula que EXPAI-like participaría de los eventos moleculares decisivos durante la germinación en soja, permitiendo el relajamiento de paredes celulares necesario para que la misma ocurra. Por su parte, la [ABA]e operaría reprimiendo tanto la síntesis del transcripto EXPAI-like como los eventos moleculares aguas abajo del mismo.

Los efectos de la capsaicina sobre la actividad cardíaca han sido estudiados en diferentes concentraciones, preparados y especies aportando resultados muy diversos que podrían deberse a que la capsaicina evoca respuestas mediadas por la liberación de neurotransmisores de las fibras primarias aferentes sensitivas y por acción directa sobre las células cardíacas. Este trabajo planteó, en primer lugar, el estudio de los posibles efectos inotrópicos, cronotrópicos y lusitrópicos producidos por la estimulación de fibras nerviosas sensibles a la capsaicina en aurícula aislada de rata: A. Utilizando índices apropiados para caracterizar contractilidad y relajación. B. Separando los efectos inotrópicos independientes de los debidos a los cambios en el cronotropismo. C. Identificando los cambios inotrópicos debidos a la liberación de los neurotransmisores de los producidos por acción directa de la capsaicina sobre el miocito cardíaco. El preparado utilizado, aurícula aislada de rata, permite la evaluación de los cambios en la frecuencia de contracción espontánea y de los cambios en la contractilidad tanto a frecuencia espontánea como constante; es por otra parte un preparado que asegura la detección de los efectos de la capsaicina secundarios a la liberación de neurotransmisores por estimulación de las fibras primarias aferentes sensitivas debido a que el tejido auricular está ricamente inervado por este tipo de fibras. En segundo lugar, utilizando células aisladas de aurícula de rata, se investigaron efectos directos de la capsaicina sobre los flujos iónicos medibles por la técnica de patch-clamp.

Se evaluó la capacidad de Saccobolus saccoboloides (Pezizales, Ascomycetes) de producir el sistema celulolítico completo en medio de cultivo líquido sintético. La caracterización de las enzimas producidas permite afirmar que este hongo coprófilo es un verdadero agente celulolítico, ya que su complejo enzimático presenta las tres actividades necesarias para la digestión del polímero (β-1,4 endoglucanasa, β-1,4 exoglucanasa y β-glucosidasa), y que estas enzimas son extracelulares, termoestables y (a diferencia de las de otros organismos) poco inhibidas por producto final. El crecimiento fue alto en glucosa y celobiosa, sin producción de enzimas, en tanto que en celulosa hubo muy buen crecimiento y actividad enzimática, evidenciándose diferencias de respuesta según el medio elegido. La nutrición nitrogenada no afecta la producción enzimática, sino el crecimiento: se investiga, por lo tanto, el control por fuente carbonada, en cultivos de reemplazo. En la inducción, cuando no pudo medirse endoglucanasa, se utilizó un método alternativo de degradación de CMC (Carboximetilcelulosa) en placa (CMCasa). La celulosa fue el mejor inductor, seguida por la lactosa. El sistema no se induce en presencia de glucosa, sorbosa, maltosa ni almidón, y se detecta una mínima actividad en xilano. La CMC es un pobre inductor, en tanto que la celobiosa tiene un efecto diferencial. Cuando se ensayó el efecto represor de los no inductores se ve que el sistema no se reprime fácilmente y que la glucosa y celobiosa tienen efecto diferencial. Finalmente la mezcla de dos inductores tiene un esperado efecto negativo. Las enzimas se producen en todos casos por síntesis de novo, las dos formas diferentes de β-glucosidasa se regulan independientemente, y existe inducción cruzada con el complejo xilanasa. Estos datos, junto al análisis de isoenzimas producidas en cada condición permite postular un novedoso modelo regulatorio que explicaría como los hongos filamentosos son estimulados a producir las hidrolasas específicas para degradar celulosa.

Tesis (Doctor en Ciencias Químicas) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2016