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Una serie de novedosos modelos de nueva física postulan la existencia de dimensiones espaciales extras para dar solución al problema de jerarquía, referido a la gran disparidad existente entre la escala electrodébil y la escala de Planck. Esta Tesis utiliza los datos colectados por el detector ATLAS del Gran Colisionador de Hadrones para realizar una búsqueda de dimensiones extras en el estado final de dos fotones. Se utilizaron datos de las colisiones protón-protón a √ s = 7 TeV correspondientes a una luminosidad integrada de 2.12 fb⁻¹. La distribución de masa invariante de dos fotones en el estado final presenta un buen acuerdo con las predicciones del Modelo Estándar. En el contexto del modelo de N. Arkani-Hamed, S. Dimopoulos y G. Dvali, los resultados proveen límites inferiores sobre la escala efectiva de Planck a 95% CL entre 2.27 y 3.53 TeV, dependiendo del número de dimensiones extras y el formalismo considerado. En el contexto del modelo de L. Randall y R. Sundrum, se determinaron límites inferiores sobre la masa más liviana del gravitón a 95% CL con resultados entre 0.79 y 1.85 TeV, para valores del acoplamiento k/M_Pt entre 0.01 y 0.1. Combinando estos resultados con los provenientes de los canales leptónicos e⁺ e⁻ y µ⁺ µ⁻, previamente publicados por ATLAS, el límite inferior toma el valor de 0.8 (1.95) TeV para un valor de k/M_Pt=0.01 (0.1).

Los tratamientos disponibles contra la Enfermedad de Chagas son poco efectivos y pueden presentar efectos secundarios severos. Existe una urgente necesidad de encontrar nuevos blancos moleculares y nuevas terapias antiparasitarias. El primer objetivo de este trabajo consistió en la búsqueda de extractos naturales con capacidad de interrumpir interacciones entre proteínas que participan en procesos esenciales del parásito y presentan características divergentes respecto de su contraparte en humanos. El rastreo se realizó sobre la interacción entre las proteínas p14 y Sf3b155 a través de un ensayo basado en la transferencia de energía resonante bioluminiscente (BRET). Contrariamente al objetivo original, encontramos que un extracto de Nardophyllum bryoides provocó un aumento de la señal de BRET, lo cual reflejaría su capacidad de modular positivamente la interacción; asimismo, el extracto presentó propiedades antiproliferativas sobre cultivos de epimastigotes. Por otra parte, se planteó la identificación de nuevos blancos moleculares a partir de dos estrategias. La primera se basó en la caracterización de potenciales interacciones entre proteínas del parásito, en particular, a través de la búsqueda de ligandos de una proteína exclusiva de T. cruzi, TcCLB.504427.180, que presenta dominios WW y podría participar en diversos procesos fisiológicos. La segunda, se enfocó en la búsqueda de nuevos efectores de la vía del AMPc en T. cruzi. Si bien la primera estrategia no arrojó resultados positivos, el segundo enfoque nos permitió demostrar que la proteína TcCLB.508523.80 es capaz de unir AMPc y que podría estar involucrada en la invasión de la célula hospedadora. Estas evidencias sugieren que TcCLB.508523.80 sería un novedoso sensor primario del AMPc en la biología del parásito.

El virus del tumor mamario murino (MMTV),es un retrovirus de tipo B que induce el desarrollo de tumores de mama, en ratones suceptibles a la infección, mediante mutagénesis insercional en genes de células somáticas. En este trabajo se utilizaron ratones de la cepa BALB/c infectados con la variante viral MMTV(LA),la cual fue encontrada previamente en nuestro laboratorio. Se ha descripto anteriormente que los ratones infectados con esta variante viral, poseen una incidencia de tumores de mama del 90%. Estos tumores presentan inicialmente un crecimiento preñez-dependiente (HD)que luego se independiza del control hormonal para mostrar un fenotipo hormono-independiente (HI). Para determinar si el compartimiento lobulo-alveolar es o no un factor relevante en la inducción de tumores por el MMTV(LA),se infectaron crías transgénicas WAP-TGFβ1 con esta variante viral mediante el amamantamiento utilizando madres infectadas con el virus. Estos ratones transgénicos expresan TGFBl bajo el control del promotor de la proteína WAP. Este promotor pertenece a una proteína de la leche abundante en murinos, es específica del epitelio mamario y se activa principalmente durante la preñez tardía y la lactancia. Ha sido demostrado previamente, que las hembras transgénicas para WAP-TGFβ1 son incapaces de amamantar a sus crías. Esto se debe a que la sobre-expresión de este factor durante la preñez, desencadena un incremento de la apoptosis en las células alveolares responsables de la producción y secreción de leche. Otra consecuencia de la expresión del transgen es la senescencia prematura de las células progenitoras (stem cells) mamarias, puesta en evidencia por la pérdida de la capacidad clonogénica de las mismas. Los resultados obtenidos en el presente trabajo indican que la actividad pro-apoptótica del TGFβ1 sobre las células lobulo-alveolares mamarias, no redujo la capacidad tumorigénica del MMTV(LA). Por otro lado, encontramos que la infección de las hembras WAPTGFβ1 con el MMTV(LA)revirtió la senescencia prematura de las células progenitores inducida por el transgen. El hecho que la infección con MMTV induzca el restablecimiento de la capacidad clonogénica de las “stem cells” mamarias transgénicas, sugiere que un evento temprano de la oncogénesis inducida por este vian podría ser la inmortalizaciónde las células progenitoras mamarias. Estos resultados (junto con los reportados por otros autores) sugieren que las "stem cells" mamarias podrían ser un blanco preferencial para la actividad oncogénica del MMTV. Esto implicaría un origen y crecimiento clonal para estos tumores. En relación con esta hipótesis se estudió, por análisis de Southern blot, el DNA de las inserciones virales exógenas en los pasajes de tumores mamarios inducidos por MMTV(LA). Estos experimentos se basan en el hecho que sólo puede encontrarse un patrón de bandas especifico y estable del DNA viral en todos los pasajes tumorales, si los tumores originales poseen un origen clonal u oligoclonal. El análisis de los resultados de 17 líneas tumorales in vivo generadas por pasajes singenéicos, muestran que los tumores HD se originan frecuentemente a partir de distintas células mamarias infectadas, mientras que los tumores HI surgen a partir de una sola célula. En todos los casos analizados, se encontraron nuevas inserciones de MMTV(LA) durante la progresión de tumores policlonales HD a tumores monoclonales HI. Por lo tanto, en este modelo, la progresión tumoral se produce asociada al surgimiento de clones que contienen inserciones ausentes o minoritarias en los tumores HD originales. Se ha reportado que la expresión del LIF tanto en el útero como en algunas líneas celulares de cáncer de mama puede ser regulada por estrógeno y progesterona. Sin embargo, no existían evidencias en la literatura sobre la expresión ni la actividad del LIF en la glándula mamaria normal. Por otro lado, se conoce bien que la presencia del LIF es necesaria para mantener a las “stem cells" embrionarias en estado pluripotente. Dado que la glándula mamaria está regulada por hormonas ováricas y que existen células progenitoras mamarias especificas involucradas en el desarrollo mamario normal y tumoral, nos propusimos investigar la participación del LIF en la biologia de la glándula mamaria. Nuestros resultados muestran que este factor se expresa durante el desarrollo de la glándula mamaria del ratón en mamas de hembras vírgenes y preñadas. Sin embargo, hallamos que su expresión máxima se induce durante la fase temprana de la involución mamaria postlactancia. En esta etapa, se habia demostrado que la acumulación de la leche causada por la falta de succión induce la liberación de factores locales que desencadenan la activación del factor de transcripción Stat3 y apoptosis del epitelio mamario. Aunque se sabía que dicho factor cumple un rol fundamental en desencadenar apoptosis durante esta fase, se desconocian los factores involucrados en su activación. Los resultados mostrados aquí indican que el LIF se libera como un factor local durante la fase temprana de la involución debido a la acumulación de la leche en la mama e induce apoptosis en el epitelio. Además detenninamos que el LIF es capaz de inducir la activación de Stat3 en el epitelio mamario in vivo. Por otro lado, nuestros resultados muestran que todos los tumores mamarios inducidos por MMTV(LA) poseen altos niveles de expresión de LIF y de activación de Stat3 y sugieren que el primero sería al menos parcialmente responsable de la activación del segundo. Si bien hemos encontrado el rol biológico de este camino de señalización (LIF-Stat3) en la glándula mamaria normal, queda todavía por dilucidar la significancia de este mecanismo en los tumores mamarios. En conclusión, los resultados presentados aquí refuerzan la idea que las células pluripotenciales y los factores asociados a prevenir su diferenciación, pueden cumplir un rol relevante en la biología de la glándula mamaria normal y tumoral.

La papa (Solanum tuberosum ssp. tuberosum) es el tercer cultivo más importante y la dicotiledónea de mayor importancia en la alimentación. El estrés hídrico es la mayor limitante de la producción. En respuesta a la sequía las plantas activan estrategias que involucran adaptaciones morfológicas, fisiológicas y bioquímicas controladas por un número de genes aditivos y en muchas ocasiones sinérgicos. Esta tesis se focalizó en el análisis de los cambios transcripcionales de las especies silvestres de Solanum: S. venturii (VNT) y S. cardiophyllum (CPH) que presentan comportamientos contrastantes frente al estrés hídrico mediante hibridación con micromatrices de ADNc. Se analizaron 1.033.250 datos de expresión de 32 soportes de cristal de papa, que monitorearon 10 días de evolución del estrés. El análisis bioinformático de los datos de expresión de estas especies arrojó diferencias significativas en los perfiles transcripcionales. El análisis comparativo de estos perfiles reveló que en CPH se ven afectados por el tratamiento de sequía un total de 235 genes, mientras que en VNT la diferenciación involucra 4133 genes. Ambas especies presentan una expresión de 151 genes comunes. Los genes expresados diferencialmente no solo variaron en el número sino también en sus perfiles temporales de expresión. Los genes diferencialmente expresados como respuesta al tratamiento tendieron a agruparse mostrando comportamientos particulares en ambas especies. En CPH, los perfiles de expresión permitieron identificar al menos 5 conglomerados que resumen las principales tendencias del comportamiento de los transcriptos frente al estrés, mientras que en VNT la dinámica de expresión mostró expresiones contrastantes y agrupadas, que sugieren una regulación común sincrónica, confirmando la diversidad genética de respuestas en el germoplasma de especies silvestres de papa. Estas diferencias de expresión entre las especies silvestres de papa sugieren nuevas vías para explotar la variabilidad genética del germoplasma silvestre para el mejoramiento del cultivo. La información generada brinda interesantes genes candidatos involucrados en respuesta al estrés hídrico a la vez que permite identificar secuencias para el desarrollo de marcadores funcionales útiles en programas de mejoramiento asistido.

El objetivo principal de este trabajo es determinar las condiciones óptimas sobre las cuales realizar simulaciones de dinámica molecular que permitan describir el espacio conformacional de moléculas de disacáridos y, eventualmente, polisacáridos. No existe mucha información reportada sobre estas moléculas, por lo que es importante conocer en qué condiciones llevar a cabo una simulación para obtener un buen muestreo del espacio conformacional sin necesidad de recurrir a un método exhaustivo que implique el análisis de más de cuatro millones de estructuras.

Desde su planteo inicial, alrededor del año 1930, el problema de la materia oscura permanece como uno de los mayores problemas abiertos en Física. Actualmente, existe un gran número de evidencias observacionales, astrofísicas y cosmológicas, que motivan la hipótesis de la existencia de una forma de materia distinta a la materia ordinaria, llamada materia oscura. A pesar del esfuerzo realizado para detectarla, su naturaleza permanece ignota. Las búsquedas por detección directa comenzaron enfocadas en extensiones supersimétricas mínimas del modelo estándar, que predicen partículas con masas de ~ 100 GeV/c². Los límites de exclusión impuestos por los experimentos de búsqueda, los nulos resultados de las búsquedas de supersimetría en el Large Hadron Collider, las afirmaciones de detección de algunas colaboraciones como DAMA, y el desarrollo de nuevos modelos de partículas de materia oscura liviana, motivó a la comunidad a buscar partículas de materia oscura con masas por debajo de los ~ 10 GeV/c². Se piensa que las partículas de materia oscura interactúan coherentemente (en forma elástica) con los núcleos produciendo retrocesos nucleares. Por consideraciones cinemáticas, cuanto menor sea la masa de la partícula de materia oscura, menor será la energía del retroceso nuclear a detectar. El experimento DAMIC, que enmarca este trabajo de tesis, utiliza sensores CCDs (Charge-Coupled Devices) de grado científico como detectores para la búsqueda de materia oscura. En su programa de R&D, entre 2011 y 2015, ha demostrado la operación de los CCDs con el umbral más bajo alcanzado por la comunidad de detección directa. Esto ha motivado el desarrollo de un detector masivo, llamado DAMIC100, que buscará materia oscura de baja masa en una zona del espacio de fases no explorada aún. En los detectores semiconductores, un retroceso nuclear deposita su energía produciendo ionización y fonones. Dado que el detector DAMIC solo es capaz de medir la señal de ionización, resulta fundamental determinar la ionización producida por los retrocesos nucleares para la interpretación de los datos adquiridos en los experimentos de búsqueda de partículas de materia oscura. En este trabajo describimos el problema de la materia oscura, detallando la evidencia experimental que motiva su hipótesis. Explicamos los métodos utilizados para su búsqueda y discutimos el estado actual de estos efuerzos. Describimos el experimento DAMIC, su principio de funcionamiento, características y el arreglo experimental utilizado en el laboratorio subterráneo SNOLAB. Discutimos la importancia de la calibración del detector mediante la medición de la ionización producida por retrocesos nucleares y revisamos los antecedentes en la literatura. Finalmente, describimos un experimento de dispersión elástica de neutrones realizado para medir la eficiencia de ionización a bajas energías, y discutimos los resultados obtenidos.

El análisis de redes de interacciones se aplica en forma creciente en investigación biológica. Se han reportado análisis derivados de los métodos desarrollados para análisis de redes sociales en diferentes organismos y con distintos objetivos. Para el análisis de redes biológicas se manipulan estructuras de datos en memoria que en su mayoría no están optimizadas para grandes cantidades de datos y en las cuales no es posible realizar exploración de datos conectados en red de manera ágil y flexible. Una alternativa de uso creciente para este tipo de situaciones, no solo en biología, es el uso de bases de datos no relacionales orientadas a grafos. En este trabajo investigamos el uso de bases de datos no relacionales orientadas a grafos para el análisis de datos moleculares de la bacteria Mycobacterium tuberculosis, causante de la tuberculosis humana. Específicamente utilizamos datos de experimentos que cubren diversos procesos biológicos: expresión génica, interacciones proteína - proteína e interacciones proteína - ADN. Este tipo de enfoque integrado se conoce como biología de sistemas y es un área donde el uso de bases de datos de grafos todavía está en su infancia, pero tiene enorme potencial. Para los análisis se construye un multigrafo mixto y se definen preguntas a nivel biológico que posteriormente se traducen en patrones de consultas con quasi-cliques; las consultas se implementan en dos bases de datos no relacionales orientadas a grafos: Neo4J (http://neo4j.com/) y Titan (http://thinkaurelius.github.io/titan/) haciendo uso de lenguajes de consulta tales como Cypher y Gremlin.

El objetivo de esta Tesis es la búsqueda de reacciones y estrategias sintéticas aplicadas a la generación de diversidad en la construcción de moléculas cíclicas de interés biológico.Inicialmente, se realizó un aplicación de reacciones de ciclación de Michael en tándem multicomponente a partir de 1,3-ciclohexanodionas, alquinos e yodo para obtener novedosos ésteres de 1,8-dioxo-2,3,4,5,6,7,8,9-octahidroxantenos (24-35). Los derivados de ésteres de hidroxanteno junto con yodo y CAN se utilizaron para la aromatización oxidativa muy eficiente obteniendo compuestos mono y di-aromáticos (76-95) con buenos rendimientos. Todos los ésteres de hidroxanteno ensayados fueron inactivos en pruebas in vitro contra P. falciparum y L. donovani, mientras que los ésteres mono y di-aromáticos mostraron variadas actividades biológicas.Luego, se prepararon ácidos carboxílicos y amidas derivados de los núcleos previamente obtenidos modificando así la cadena de estos ésteres (101-115). Algunos de estos compuestos se evaluaron como antiparasitarios, obteniendo resultados prometedores para los compuestos 105 y 114 en las pruebas in vitro contra P. falciparum, mientras que contra L donovani, 105, 106 y 109 fueron activos. El producto 115 mostró una muy buena actividad contra L. donovani, así como también en las pruebas contra T. brucei manifestó tener buena actividad.En la búsqueda de nuevos núcleos se prepararon acridinonas (116, 117 y 123) y ésteres de enaminona (118-122) que se sintetizaron mediante la adición secuencial asistida por microondas Michael-Michael y ciclación a partir de ciclohexano-1,3-dionas. Se proponen posibles mecanismos de reacción tanto para estructuras abiertas como cerradas, y la presencia de sistema cíclico intramolecular de doce miembros de enlaces HN-H y HO-H de ésteres de enaminona.Explorando el comportamiento de otros núcleos más simples, se presenta el diseño racional y la síntesis de una serie de análogos derivados de ácido 5-nitro-2-furoico. Se evaluó la actividad tripanocida contra las formas epimastigotes de Tripanosoma cruzi y los efectos tóxicos sobre las células humanas HeLa. Entre todos los compuestos sintéticos, tres de trece presentaron un valor de IC50 cercanos a niturfimox, pero el compuesto 140 exhibió un mejor efecto con una IC50 de 1,0 ± 0,1 mM y un índice selectivo de 70 en su toxicidad contra las células HeLa. Se analiza la actividad de los compuestos 135, 139 y 140 para interferir en la vía metabólica redox central en tripanosomátidos, que depende de la tripanotiona reducida. Los tres compuestos se comportaron como mejores inhibidores de la tripanodiona reductasa que nifurtimox (valores Ki de 118, 61 y 68 mM para 135, 139 y 140, respectivamente, en comparación con 245 mM para nifurtimox), todos siguiendo un patrón de inhibición enzimática no competitivo. El análisis de acoplamiento predijo una unión a inhibidores del complejo enzima-sustrato con energía de enlace calculada en silico que respalda tal interacción molecular.Finalmente, fueron sintetizadas nuevas aminas secundarias y terciarias (155-157) por aminación reductiva, estos compuestos mostraron actividad contra T. brucei. También, se prepararon aminas bicíclicas sustituidas (179-188 y 190) por aminación reductiva controlada de diaminas alifáticas, bencilamina y butilamina con diferentes tetralonas sustituidas. La serie de aminas obtenidas se caracterizaron y las estructuras se determinaron mediante espectroscopía IR, RMN (1H y 13C) y espectrometría de masas.

El Detector de Superficie del Observatorio Pierre Auger es sensible a neutrinos de todos los sabores con energía por encima de 0,1 eV. Estos interactúan en la atmósfera mediante corrientes cargadas y neutras, iniciando cascadas atmosféricas extendidas. Al interactuar profundo en la atmófera a incidencia casi horizontal, los neutrinos pueden ser distinguidos del fondo producido por rayos cósmicos de origen hadrónico gracias a la estructura temporalmente extendida de las señales que producen en los detectores Che- renkov de agua. En este trabajo se presenta por primera vez un análisis basado en neutrinos descendentes. Se describe el procedimiento de búqueda, las posibles fuentes de fondo, el método desarrollado para calcular la exposición y las incertezas sistemáticas asociadas. Ningún candidato a neutrino fue encontrado en los datos adquiridos entre 1-Ene-2004 hasta 31-May-2010. Asumiendo un flujo diferencial típico Φ(Eν ) = k · EνE-2 , se fijo un límite sobre el flujo de neutrinos de cada sabor de k <1.65 × 10E−7 GeV cmE−2 sE−1 srE−1 con un nivel de confianza del 90 %.

En el presente trabajo se obtuvieron sustancias estructuralmente novedosas y biológicamente activas mediante modificaciones sintéticas de productos naturales abundantes. En particular, se trabajó con el pachydictyol A, un diterpeno con el core de perhidroazuleno, aislado a partir del alga parda Dictyota dichotoma, y con el ácido secochiliolídico, otro diterpeno pero con un core de espiro-furanolactona, aislado de la planta Nardophyllum bryoides. A partir del pachydictyol A se obtuvieron derivados modificados por oxidaciones selectivas; hidroxilación alílica, dihidroxilación de doble enlace y epoxidación. También se obtuvo un producto de iodociclación mediante tratamiento con el reactivo de Barluenga. Por último se obtuvieron productos híbridos de acoplamiento pachydictyol-p-benzoquinona mediante la cicloadición de Paterno-Buchi. Se ensayó la actividad antifouling de los dictyoles naturales y de algunos dictyoles modificados frente al molusco invasor Limnoperna fortunei. A partir del ácido secochiliolídico se sintetizaron; aza-derivados, híbridos secochiliolídico-quinona e hidroquinona, derivados de ácido, epóxidos y lactonas entre otros. Se ensayó la actividad tripanosomicida. Se sintetizaron híbridos terpeno-quinona y esteroide-quinona a partir de ácidos terpénicos naturales, ácidos biliares y p-benzoquinona, utilizándo la química que los ésteres tiohidroxámicos de Barton. Mediante una descarboxilación radicalaria fotoinducida y posterior adición a p-benzoquinona se logró sintetizar 12 quinonas e hidroquinonas esteroidales, una de ellas presentó una interesante actividad citotóxica frente a líneas celulares tumorales. Se estudió el alcance de la metodología para sustratos terpénicos mas complejos.