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Trabajo final de licenciatura. Director de TFL Luis Osvaldo Taborda

El avance en el estudio de la materia en la escala nanométrica, con distintas propiedades que la fase masiva, y la innovación en generación de nuevos productos posibilitaron el desarrollo de la nanotecnología. La misma se insertó en la sociedad como una herramienta para solucionar inconvenientes en rubros tan disímiles como como medicina, cosmética, indumentaria, lubricación, catálisis, pinturas, construcción, agricultura, transporte, informática, electrónica, etc. Como consecuencia, la producción industrial de nanomateriales (NMs) ha crecido exponencialmente en los últimos años y, junto con ello, el descarte de estos nuevos tipos de desechos cuyo impacto ambiental se desconoce. Por ese motivo, es necesario estudiar las modificaciones que se llevan a cabo en los NMs cuando se produce la liberación de los mismos en el medio ambiente. Entre las posibles alteraciones podemos destacar los cambios de los estados de aglomeración, adsorción de materia orgánica, modificaciones de carga superficial y producción de especies reactivas. Estos cambios en las propiedades físicas y químicas de los NMs son factores determinantes a la hora de analizar la nanotoxicidad. A lo largo de este trabajo de tesis, se trabajó con distintos NMs que se han producido y aplicado industrialmente en los últimos años, debido a que sus propiedades confieren numerosas ventajas a la hora de desarrollar nuevos e innovadores productos. Se planteó como objetivo principal de este trabajo la evaluación del impacto ambiental de estos NMs, ya que no se conocen con certeza los daños y las modificaciones que éstos podrían ocasionar una vez que alcanzan el entorno natural. Se trabajó con nanopartículas de óxidos de metales (NP-OMe), en particular, nanopartículas de óxido de cinc (NP-ZnO) y de óxido de aluminio (NP-Al2O3) y nanotubos de carbono multicapa comerciales (MWCNT). En una primera instancia se evaluó la interacción de los NMs con medios acuosos salinos de composición similar a algunos efluentes naturales, con el objetivo de observar cambios en la capacidad de aglomeración, propiedades hidrodinámicas, carga superficial, entre otros, inducidos por la matriz inorgánica de las aguas naturales sobre los NMs desechados. También se evaluó la interacción con la materia orgánica disuelta (MOD), estudiando los procesos de adsorción de ácidos húmicos (AH) que se llevan a cabo en la superficie del nanomaterial. Por otra parte, la irradiación con fuentes de luz con longitud de onda monocromática permitió obtener un panorama más completo de los cambios fisicoquímicos que sufren los NMs cuando se encuentran suspendidos en solución y reciben dicha radiación. Finalmente, con el objetivo de evaluar la toxicidad, tanto de los materiales prístinos como los modificados por las condiciones anteriormente nombradas, se realizaron estudios utilizando el microorganismo modelo Pseudomonas aeruginosa, tanto en estadío de libre flotación como formando biopelículas. En el caso de los MWCNT, dada la complejidad de la muestra, se estudiaron todas las modificaciones llevadas a cabo por interacción con la MOD y fuentes lumínicas de distinto tipo, lo que permitió conocer en mayor detalle los procesos que dan lugar a los diversos cambios que se generan en el NM e impactan en un entorno medioambiental. Todos los resultados indican que existe una modificación muy importante cuando se descartan NMs al medio ambiente. Estas modificaciones dependen de la presencia o ausencia de MOD, de la fuerza iónica y del tipo de irradiación a la que está sujeto el sistema. Además, los resultados en cultivos bacterianos son dependientes de las modificaciones descriptas anteriormente, así como de la forma de vida del microorganismo. Se observaron modificaciones en la viabilidad, en el tamaño las bacterias y en su proceso de adhesión, incluyendo la producción de material polimérico extracelular, que dependieron del NM evaluado. Los ensayos realizados permitieron concluir que el impacto ambiental de un NM es un proceso complejo resultante de analizar las distintas combinaciones de las variantes y modificaciones que pueden darse en el medioambiente y que impactan directa o indirectamente en el ecosistema

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

Actualmente, el consumo excesivo de aceites ricos en ácidos grasos (AG) de la serie n-6 constituye un problema nutricional. Este desbalance coexiste con déficits de AG esenciales. Los isómeros de AG han despertado gran interés por sus potenciales efectos sobre la salud. Así, los AG trans (AGT) de origen industrial han sido asociados a efectos deletéreos. Mientras que los conjugados del ácido linoleico (CLA) han mostrado poseer propiedades funcionales, como también efectos negativos sobre la salud. El objetivo fue investigar los potenciales efectos metabólico-nutricionales de los AGT y los CLA en dietas enriquecidas o deprivadas en AL en un modelo experimental animal. Ratas macho Wistar fueron alimentadas durante 60 días con las dietas experimentales: +AL: enriquecida en AL; -AL: deprivada de AL; +AL+AGT: +AL sustituida con aceite rico en AGT; AL+AGT: -AL sustituida con aceite rico en AGT; +AL+CLA: +AL sustituida con aceite rico en CLA; AL+CLA: -AL sustituida con aceite rico en CLA Se evaluaron aspectos nutricionales, y del metabolismo glucídico y lipídico. Puede concluirse que: - Los AGT producen efectos deletéreos, fundamentalmente incrementando la acreción de lípidos. - La deprivación de AL influye sobre el efecto de los AGT y en sus mecanismos de acción. - La baja ingesta de AL podría generar una mayor sensibilidad a los CLA. - En dietas ricas en AL, los CLA no competirían en la metabolización de los AGPI n-6, conduciendo a efectos diferenciales en ambas situaciones metabólicas. Además, diferentes niveles de metabolitos bioactivos podrían generarse a partir de los CLA consumidos.

La cuenca del río Colorado, en Argentina, está inmersa en un sistema árido y vulnerable frente a la variabilidad climática y, sumando complejidad a la situación de disponibilidad y manejo del agua, su interprovincialidad. En vista de los cambios en el uso y la cobertura del suelo que han venido ocurriendo, y anticipándonos a los futuros cambios, es importante entonces conocer las consecuencias sobre las principales componentes del balance de agua en este sistema. Existen importantes vacíos de conocimiento sobre los impactos potenciales que provocaría la conversión de sistemas naturales a agricultura bajo riego sobre la hidrología regional en la cuenca y, en consecuencia, sobre la prestación de los servicios ecosistémicos. El objetivo de esta investigación es estudiar los efectos de los cambios en el uso y la cobertura de la tierra sobre los principales componentes del balance de agua, ante distintas situaciones de variación climática en la cuenca del río Colorado. Para abordar dicho objetivo se seleccionaron componentes del balance de agua a escala de cuenca i) nieve, ii) caudal, iii) precipitación, iv) evapotranspiración; y a escala de lote i) precipitación, ii) evapotranspiración y iii) requerimiento de riego de los principales cultivos en la cuenca media del río Colorado. Se utilizó información de series históricas de estaciones meteorológicas e hidrológicas y, además la provista por sensores remotos, a partir de la cual se analizó el comportamiento anual e interanual de las variables a escala de cuenca y lote desde 2000 a 2015. Se evaluó la relación entre la cobertura de nieve y el caudal del río, y de este último con la conductividad eléctrica. También se caracterizó la morfometría, correspondiente a las subcuencas de los ríos Grande y Barrancas, y se asociaron parámetros de relieve (elevación, pendiente y orientación) con la cobertura de nieve estimada. Sobre la cuenca media, se evaluaron los cambios en el uso y la cobertura del suelo desde 2000 a 2015, y sobre el sector donde se desarrolla la agricultura bajo riego se determinaron la evapotranspiración y los requerimientos de riego y la huella hídrica de los cultivos de alfalfa y maíz. Por último, se plantearon y analizaron escenarios de expansión agrícola en la cuenca media, bajo escenarios de variabilidad climática. Los resultados mostraron que la cobertura de nieve ha disminuido hacia el final del período estudiado, y que además tiene menor permanencia en los meses de otoño-inviernoprimavera. Como resultado el derrame del río Colorado ha disminuido y su conductividad eléctrica ha aumentado en los últimos años. Los balances de agua para los cultivos de alfalfa y maíz, a escala de lote, mostraron una alta demanda de agua por parte de los cultivos, asociada a la alta demanda atmosférica y a la baja retención del suelo. A partir del planteo y evaluación de escenarios de expansión de la agricultura bajo riego y escenarios climáticos, se encontró que el agua será limitante en la cuenca media del río Colorado, en la provincia de La Pampa. De esta manera, se podría pensar en la redistribución de caudales entre las provincias que integran la cuenca y también en la producción de cultivos más eficientes en el uso del agua, para aumentar la eficiencia de riego del sistema, y la diversificación de la producción, entre otros. Para lograr un desarrollo sustentable de la cuenca, es necesario contar con conocimiento y tecnología que aseguren un manejo equitativo, eficiente y sustentable del agua. En este marco de conocimiento, y con la disponibilidad de herramientas, como modelos hidrológicos y sensores remotos, se hizo factible un abordaje a distintas escalas temporales (anual e interanual) y espaciales (lote y cuenca). Se aportaron conocimientos que permiten entender con mayor detalle la dinámica hídrica de la cuenca del río Colorado. Esta información es útil para administradores, gestores del recurso agua y técnicos, con el objetivo de minimizar los impactos y riesgos, lo que resulta sumamente interesante en vista al ordenamiento del territorio.

Los efectos de los herbívoros sobre la vegetación y el ambiente pueden alterar en diferente grado el funcionamiento de los ecosistemas. Para comprender mejor los factores que modulan dicho impacto, es necesario realizar experimentos bajo un protocolo común, que abarquen la comunidad vegetal en ecosistemas contrastantes y consideren distintas vías de efecto en diferentes escalas ecológicas. Esta tesis evaluó la importancia de los cambios de largo plazo en la vegetación y el ambiente como mediadores del impacto del pastoreo doméstico sobre el reciclado de carbono (C) y nitrógeno (N) durante la descomposición de broza. Se estableció un experimento multi-sitio en áreas apareadas con y sin pastoreo en tres ecosistemas: bosques Andino-Patagónicos, arbustales del Monte Central y estepas del Distrito Occidental. En cada sistema se realizaron tres experimentos para evaluar los efectos del pastoreo mediados por la calidad de la broza, las condiciones del ambiente, y su interacción. La vegetación se clasificó en componentes estático y dinámico según su sensibilidad al pastoreo. Se consideraron tres escalas: parches, comunidades y ecosistemas. El pastoreo desaceleró el reciclado de C y N en el bosque y de N en la estepa al modificar la composición de la comunidad dinámica. En el arbustal los cambios por el pastoreo fueron pequeños y estuvieron mediados por las condiciones del ambiente edáfico. No se observaron efectos significativos del pastoreo en el reciclado de C y N en la broza de los componentes estáticos de los tres sistemas. Al ponderar los resultados experimentales por la contribución de los componentes estático y dinámico a la comunidad, se observó que los componentes estáticos dominantes amortiguaron los efectos del pastoreo sobre el proceso de descomposición. En general, los efectos del pastoreo sobre la dinámica del C y el N fueron menores a los generados por la heterogeneidad espacial natural de estossistemas leñosos. Los aportes conceptuales, empíricos y metodológicos de esta tesis contribuyen a la comprensión del impacto de herbívoros domésticos sobre el funcionamiento de los ecosistemas.

Desde el descubrimiento de que la expresión y funcionalidad de las deacetilasas de histonas (HDAC) se encuentra alterada en muchos tumores y que las mismas contribuyen a la carcinogénesis, se han desarrollado inhibidores de HDAC (iHDAC) para el tratamiento del cáncer. Los iHDAC inducen apoptosis, arresto del ciclo celular e inhibición de la angiogénesis en células tumorales. Sin embargo, no se ha estudiado adecuadamente el impacto de los iHDAC sobre células del sistema inmune involucradas en la respuesta anti‐tumoral. Por eso y debido a la relevancia de las células NK en la respuesta contra tumores, el objetivo de esta tesis fue estudiar el impacto de los iHDAC sobre estas células. Hemos demostrado que los iHDAC Tricostatina A (TSA), valproato de sodio (VPA) y butirato de sodio (NaB) inhibieron la producción de IFN-γ y la actividad citotóxica de células NK humanas. Aunque las drogas indujeron apoptosis en una fracción de las células NK, la marcada inhibición de sus funciones efectoras también se debió a la inhibición de la translocación nuclear de NF-κB y a una modulación negativa en la expresión de receptores activadores (NKG2D, NKp44 y NKp46), receptores de citoquinas (IL-12Rβ1, IL-15Rβ, IL-2Rγ e IL-18R) y de la subunidad α del receptor de IL-2 de alta afinidad (CD25). Además, demostramos que esta modulación negativa de NKG2D, NKp46 y CD25 fue funcionalmente relevante. Estos resultados fueron validados in vivo con células NK de ratones tratados con TSA, las que mostraron una menor expresión de los receptores NK1.1, NKG2D y NKp46, y una menor producción de IFN‐γ en respuesta a la estimulación ex vivo con citoquinas. Asimismo, comenzamos un estudio con muestras de sangre de pacientes epilépticos tratados con VPA ya que las células NK de estos pacientes se encuentran expuestas sólo a los efectos de la droga. Observamos un menor porcentaje de células NK en células mononucleares de los pacientes, las que exhibieron una menor expresión de receptores activadores, una menor producción de IFN-γ y una menor capacidad de degranulación. Estos resultados indican que estas drogas poseen efectos supresores sobre células NK (comprometidas en la inmunovigilancia contra tumores) y contribuyen al diseño de nuevos enfoques para el desarrollo de drogas terapéuticas que no comprometan la respuesta inmune anti-tumoral.

Alrededor del 14% de la población mundial de mujeres será diagnosticada con cáncer de mama en algún punto de su vida. Si bien, el diagnóstico y tratamiento temprano y la generación de nuevas y mejores terapias han contribuido significativamente a mejorar la sobrevida de las pacientes, una alta tasa de mortalidad aún persiste. La heterogeneidad tumoral, en lo que respecta a la agresividad y complejidad de los distintos subtipos de cáncer de mama, ha sido motivo de diversos estudios con el fin de dilucidar los mecanismos involucrados en la progresión tumoral y el desarrollo de novedosas terapias. El subtipo triple-negativo representa el tumor con peor pronóstico de sobrevida y con la menor cantidad y variedad de terapias disponibles en cáncer de mama. El rol de las hormonas femeninas en cáncer de mama ha sido estudiado durante muchos años, focalizándose principalmente en la contribución de los estrógenos. Sin embargo en los últimos años muchos estudios han señalado la relevancia de la progesterona en las características de esta enfermedad. La exposición a una alta concentración de esta hormona durante el embarazo o debido a terapias de suplementación hormonal se ha asociado a una mayor incidencia y malignidad de tumores mamarios. Los mecanismos involucrados en este efecto se asocian a la remodelación de la arquitectura normal y diferenciación de células de la glándula mamaria. Moléculas como IL-6, TNF y metaloproteinasas y componentes celulares como macrófagos parecen contribuir a este fenómeno. La participación de otras células del sistema inmune, como linfocitos, permanece inexplorada aunque algunos trabajos sugieren que las células T regulatorias podrían tener un rol en el desarrollo y malignidad de tumores de mama. En los últimos años se ha prestado particular atención a la contribución de receptor activator of NF-kb (RANK) ligand (RANKL), mediador clave en el desarrollo de la glándula mamaria, sobre la biología de las neoplasias mamarias. Ha sido demostrado que la expresión de RANKL inducida por progesterona favorece la incidencia de tumores de mama en ratones. Por otro lado se ha visto que las células T regulatorias (Tregs) que expresan RANKL se encuentran asociadas a neoplasias más agresivas. Sin embargo el rol directo de estas células T supresoras en la diseminación metastásica no ha sido demostrado. En este trabajo nos propusimos investigar el rol de los progestágenos sobre la progresión tumoral, focalizándonos en la regulación de la inmunidad tumoral y en la actividad protumoral de células T regulatorias Foxp3+. Utilizamos el modelo tumoral 4T1, que carece de receptores nucleares de Progesterona, Estrógenos y Her2, en ratones BALB/c que fueron tratados con progesterona, acetato de medroxiprogesterona (MPA) o norgestrel. Analizamos la composición y función de distintas poblaciones del sistema inmune en los ganglios drenantes (GD) y en el microambiente tumoral. Determinamos que los animales tratados con progestágenos presentaron una menor respuesta T efectora en los ganglios, con una menor proliferación antígeno-específica y producción de IFN-γ. La infiltración de estos tumores se caracterizó por una mayor presencia de linfocitos T CD8 PD-1+ TIM-3+ exhaustos. La inhibición de la respuesta inmune inducida por los progestágenos se vió acompañada de un incremento en la frecuencia y actividad de Tregs en el microambiente tumoral y en los GD. Determinamos que una mayor proporción de las Tregs presentes en los GD de animales tratados expresaban la molécula CD44, la cual identificó a una población más supresora, productora de mayores niveles de TGFβ-1 y mayor expresión de CTLA-4. A su vez, observamos que esta población expresaba el receptor de quemoquinas CXCR4 y era capaz de migrar más eficientemente in vitro. Estas observaciones sugieren que la progesterona participa de un circuito que promueve la generación de Tregs supresoras infiltrantes de tumor. La inmunosupresión asociada a los progestágenos no impactó sobre el crecimiento del tumor primario, sin embargo, indujo un aumento significativo de metástasis pulmonares. Estudiamos entonces la contribución del eje RANKL-RANK a la progresión tumoral regulada por progestágenos. Determinamos in vitro que la activación de esta vía por RANKL favorece la invasividad tumoral y la estabilidad de células madre tumorales (CSCs) CD44hi acompañada de un aumento de la fosforilación de Akt e Ikba. Asimismo, evaluamos si las células Tregs inducidas por progestágenos favorecían la agresividad de las células tumorales a través de la vía RANKL-RANK. En ensayos de cocultivo entre Tregs y células tumorales observamos una activación de Akt junto con un aumento en la estabilidad de CSCs, efecto que era dependiente de RANKL. Interesantemente, el cocultivo con Tregs favoreció la transición epitelio-mesenquimal de las células tumorales in vitro y una mayor capacidad metastásica in vivo en un ensayo de metástasis experimentales. La contribución de Tregs en la progresión tumoral se comprobó in vivo en animales DEREG, en los cuales la depleción de esta población redujo significativamente el número de metástasis pulmonares y suprimió el efecto de la progesterona. Por otro lado, el bloqueo in vivo de RANKL con un anticuerpo monoclonal redujo el número de metástasis. Los resultados presentados en este trabajo contribuyen a la comprensión de los mecanismos involucrados en la progresión metastásica inducida por progestágenos en cáncer de mama señalando la importancia de los procesos normales tanto en la remodelación de la glándula mamaria como en la progresión tumoral. A su vez, resaltan la participación de las células Tregs con una función novedosa y previamente no conocida como mediadores directos de la diseminación metastásica. Finalmente planteamos a RANKL como blanco terapéutico del cáncer de mama triple negativo no sólo como regulador de la remodelación del nicho óseo sino como inductor de la invasividad del tumor primario.

El trabajo busca proveer evidencia sobre si el Plan de Inclusión Social, un programa de transferencias de ingresos implementado en San Luis en 2003, tuvo efecto sobre el porcentaje de individuos que habitan viviendas de calidad inadecuada. Para ello, se construye un panel de datos a nivel de los aglomerados de Argentina para el periodo 1996-2006, y se utiliza el Método del Control Sintético (Abadie and Gardeazabal, 2003; Abadie et al., 2010) para identificar el impacto causal del programa sobre la variable de interés. Los resultados obtenidos sugieren que el programa posibilitó una reducción de 1.85 puntos porcentuales en el porcentaje de individuos que habitan viviendas de calidad inadecuada (reducción relativa del 25.21% cuando se lo compara con el control sintético), siendo este resultado robusto a diferentes pruebas de falsación.