Actualidades Biológicas

Search for new genetic biomarkers in high-grade gliomas

Resumen Los gliomas de alto grado son los tumores cerebrales más comunes dentro de las neoplasias del sistema nervioso central (SNC); presentan una sobrevida media de sólo 18 meses, debido principalmente a su resistencia a las diferentes estrategias terapéuticas. A la fecha, el único tratamiento que ha logrado aumentar algunos meses la sobrevida de los pacientes con estos gliomas es el protocolo diseñado por Stupp et al. (2005), que consta de una cirugía junto con temozolamida (TMZ) y radioterapia (RT) adyuvante. Sin embargo, aunque prolonga hasta 18 meses la vida de los pacientes, aún carece de valor pronóstico sensible y/o específico. Hasta ahora sólo existen tres marcadores moleculares de relevancia clínica para esta enfermedad; sin embargo, el Instituto Nacional de Salud de los Estados Unidos detectó un grupo de individuos (“respondedores excepcionales”) que parecen tener una supervivencia más larga asociada a la hipermetilación del promotor del gen MGMT. Estudios recientes sugieren que en los “respondedores excepcionales” hay otros factores genéticos no descritos aún, involucrados en la reparación de daños en el ADN. En esta revisión se sugiere emplear la reparación del ADN como un biomarcador cuando los pacientes con gliomas de alto grado son tratados con los genotóxicos TMZ y RT. Además, se describen con detalle tres técnicas que permiten cuantificar la inestabilidad genética de estos pacientes: la detección de Micronúcleos (MN) en linfocitos de sangre periférica mediante el método de Fenech, la detección de MN en reticulocitos de sangre periférica mediante citometría de flujo, y el Intercambio de Cromátidas Hermanas (ICH).

Abstract High-grade gliomas are the most common brain tumors within central nervous system (CNS) neoplasms; they have an average survival of only 18 months, mainly due to their resistance to different therapeutic strategies. To date, the only treatment that has managed to improve in some months the survival of patients with these gliomas is the protocol designed by Stupp et al. (2005), which consists of surgery paired with adjuvant temozolamide (TMZ), and radiotherapy (RT). However, despite prolonging the life of patients up to 18 months, it still lacks a sensitive and/or specific prognostic value. So far, there are only three molecular markers of clinical relevance for this disease; however, the National Institute of Health of the United States, detected a small group of individuals ("exceptional responders") that seem to have a longer survival associated with hypermethylation of the promoter of gene MGMT. Recent studies suggest that in “exceptional responders” there are other genetic factors not yet described involved in DNA damage repair. In this review the use of DNA repair as a biomarker is suggested when patients with high-grade gliomas are treated with genotoxics TMZ and RT. Furthermore, three techniques that allow quantification of the genetic instability of these patients are detailed: detection of Micronuclei (MN) in peripheral blood lymphocytes by Fenech method, detection of MN in peripheral blood reticulocytes by flow cytometry, and Sister Chromatid Exchange (SCE).

Secondary metabolites in Trichoderma spp. and its agricultural biotechnological applications

Resumen Trichoderma es un hongo con múltiples aplicaciones biotecnológicas agrícolas. La más importante es la capacidad de inhibir el crecimiento, la esporulación y la germinación de esporas de hongos patógenos. Una gran variedad de investigaciones se centra en estudiar el potencial biológico y la formulación a base de especies de Trichoderma con actividad inhibitoria sobre microorganismos, lo que genera que estas prácticas sean más eficaces en un amplio rango de condiciones ambientales, de especies de plagas y de sistemas de cultivos. La presente revisión ofrece una visión específica sobre los reportes de los metabolitos secundarios identificados en cepas del hongo de género Trichoderma con aplicación biotecnológica en la generación de productos agrícolas biocontroladores, con un enfoque prometedor para el descubrimiento de nuevos agentes de control basados en alternativas agroecológicas en el manejo integrado de hongos, bacterias, parásitos e insectos.

Abstract Trichoderma is a fungus with multiple agricultural biotechnological applications. The most important is its ability to inhibit the growth, sporulation and germination of spores from pathogenic fungi. A wide variety of research focuses on studying the biological potential and formulation based on Trichoderma spp. with inhibitory activity on microorganisms; the result of these research makes the practices in which the fungus is used more effective in a wide range of environmental conditions, species of pests and crop systems. This review offers a specific view on reports of secondary metabolites identified in strains of fungi of the genus Trichoderma with biotechnological application in the generation of biocontrol agricultural products, with a promising approach for the discovery of new control agents based on agroecological alternatives in the integrated management of fungi, bacteria, parasites and insects.

Influence of fibroblast growth factor 2 on stem cells in vitro. Review.

Resumen El interés y la necesidad de estudiar las células madre en terapias regenerativas han aumentado en los últimos años debido a su capacidad de proliferación y diferenciación hacia múltiples linajes. Desafortunadamente, el número de células demandado para un trasplante satisfactorio es mayor al que se logra extraer directamente del paciente, por lo que se deben realizar cultivos in vitro de células madre. Sin embargo, con el tiempo las células de estos cultivos se vuelven senescentes, disminuyendo así su número de divisiones celulares y su capacidad proliferativa. Para solucionar esta problemática se han propuesto factores de crecimiento como agentes potenciadores de la proliferación celular. Entre estos se encuentra el factor de crecimiento fibroblástico 2, que al agregarse al medio podría promover la proliferación y aumentar el tiempo de vida de las células en cultivo. En la siguiente revisión se recopila información sobre la biología de este factor de crecimiento y el tipo de señalización que utiliza, al igual que sus aplicaciones en terapia regenerativa y su efecto en la proliferación celular y senescencia.

Abstract The interest and need to study stem cells in regenerative therapies has increased in recent years due to their ability to proliferate and differentiate into multiple lineages. Unfortunately, the number of cells needed for a successful transplant is greater than that obtained directly from the patient, so in vitro cultures of stem cells must be done. However, over time the cells in these cultures become senescent, decreasing their number of cellular divisions and their proliferative capacity. To solve this problem, different growth factors have been proposed as promoting agents for cell proliferation. Among these is the fibroblast growth factor 2 which, when added to the medium, could promote proliferation and increase the life time of the cells in the culture. The following review compiles information about the biology of this growth factor and the type of signaling it uses, as well as its applications in regenerative therapy and its effect on cell proliferation and senescence.

Antifungal protein determination for submerged cultures of the medicinal mushroom Ganoderma lucidum (Ganodermataceae) with activity over the phytopathogen fungus Mycosphaerella fijiensis (Mycosphaerellaceae)

Abstract Banana is one of the most important edible crops in the world, however, it’s attacked by different pathogens, one of the most prominent of these is the fungus Mycosphaerella fijiensis, causal agent of Black Sigatoka. The environmental and economic issues related to the pesticides used for its control have encouraged the search for cleaner alternative biomolecules. Previous studies were made by the Biotechnology group from the Universidad de Antioquia searching for a biological alternative for the control of M. fijiensis; in these the antifungal capacity of the fungus Ganoderma lucidum was determined as an antagonist and then as a source of protein extracts with inhibitory activity in vitro and in greenhouse plants; these findings were the foundation of this work, which focuses in the study of the enzymatic capacity of the proteins present in the protein extracts, due to their potential ability to degrade different compounds, including polysaccharides, lipids, peptides and nucleic acids, constituents of essential parts of a living cell; therefore these extracts can act as possible antifungal agents. In this study, protein extracts of G. lucidum obtained from bioreactor cultures (BIOFLO 110 ®) were characterized in terms of their deoxyribonuclease, ribonuclease, protease, glucanase and chitinase enzymatic activities. The extracts were also fractionated and each fraction obtained was evaluated for its inhibitory capacity against the phytopathogen fungus M. fijiensis, and through mass spectrometry analysis the presence of different enzymes with antifungal potential was confirmed.

Resumen El banano es uno de los cultivos comestibles más importante en el mundo, sin embargo, es atacado por diferentes patógenos, uno de los más destacados es el hongo Mycosphaerella fijiensis, agente causal de la Sigatoka Negra. Los problemas ambientales y económicos relacionados con los pesticidas usados para su control han estimulado la búsqueda de biomoléculas alternativas no contaminantes. En el grupo de Biotecnología de la Universidad de Antioquia se realizaron estudios previos buscando una alternativa biológica al control de M. fijiensis, en los cuales se determinó la capacidad antifúngica del hongo Ganoderma lucidum como antagonista y posteriormente como fuente de extractos proteicos con actividad inhibitoria in vitro y en plantas de invernadero; estos hallazgos fueron la base de este trabajo, que está enfocado en el estudio de la capacidad enzimática de las proteínas presentes en los extractos proteicos, debido a su capacidad potencial para degradar diferentes compuestos, incluyendo polisacáridos, lípidos, péptidos y ácidos nucleicos, que constituyen partes esenciales de una célula viva; por lo tanto, estos extractos pueden actuar como posibles agentes antifúngicos. En este estudio, los extractos proteicos de G. lucidum obtenidos a partir de cultivos en biorreactor (BIOFLO 110®) fueron caracterizados en términos de sus actividades enzimáticas: deoxyribonucleasa, ribonucleasa, proteasa, glucanasa y quitinasa. Los extractos también fueron fraccionados y cada fracción obtenida fue evaluada para la capacidad inhibitoria contra el hongo fitopatógeno M. fijiensis, y a través de los análisis de espectrometría de masas se confirmó la presencia de diferentes enzimas con potencial antifúngico.

Diagnosis of Babesia bovis (Babesiidae) and Babesia bigemina (Babesiidae) in ticks collected from Turbo and Necoclí municipalities (Antioquia) in 2014

Resumen La babesiosis afecta principalmente a bovinos y humanos; en su transmisión están implicadas las garrapatas, particularmente Rhipicephalus microplus, especie distribuida ampliamente en Latinoamérica. El método diagnóstico utilizado para determinar la presencia de Babesia spp. en garrapatas es la microscopía de hemolinfa, diagnóstico menos sensible que la PCR, la cual tiene una sensibilidad entre 95%-100% y una especificidad del 100%. En Colombia, zonas como la Costa Atlántica, el Bajo Cauca y Urabá son ecológicamente aptas para la presencia del parásito y del vector, considerando que se han registrado garrapatas de los géneros Dermacentor, Amblyomma y Rhipicephalus, implicadas en la transmisión de diversos patógenos de interés médico y veterinario. El estudio de la dinámica de transmisión por garrapatas es esencial para la elaboración de estrategias de control adecuadas. El objetivo de este trabajo fue identificar las especies de garrapatas presentes en predios ganaderos de la región de Urabá (Colombia) y su frecuencia de infección por Babesia bovis y B. bigemina. Se muestrearon 202 bovinos, en 30 predios de 15 localidades de los municipios Turbo y Necoclí. Se recolectaron 515 garrapatas; la especie predominante fue R. microplus 98% (507/515); la presencia del género Amblyomma estuvo asociada a predios aledaños de zonas boscosas. La frecuencia de infección en 162 subconjuntos de garrapatas (154 de R. microplus y 8 especímenes de A. cajennense) fue 18,5% (30/162), 15,4% (25/162) por B. bigemina, 4,9% (8/162) por B. bovis y 1,8% (3/162) de coinfección por estas especies.

Abstract Babesiosis affects mainly cattle and humans; ticks are involved in its transmission, especially Rhipicephalus microplus, widely distributed in Latin America. The diagnostic method used in ticks to determine the presence of the parasite is hemolymph microscopy, a diagnosis less sensitive than PCR, has a sensitivity between 95%-100%, and a specificity of 100%. In Colombia, regions such as Costa Atlántica, Bajo Cauca and Urabá are ecologically suitable for the presence of the parasite and the vector; the presence of ticks of the genus Dermacentor, Amblyomma and Rhipicephalus, implicated in the transmission of various pathogens of medical and veterinary interest, has been reported. The study of the dynamics of transmission by ticks is essential for the development of adequate control strategies. The main goal of this study was to identify the tick species present in livestock farms from Urabá (Colombia) and their frequency of infection by Babesia bovis and B. bigemina. 202 cattle were sampled in 30 farms from 15 localities from Turbo and Necoclí municipalities. 515 ticks were collected; the predominant species was R. microplus 98% (507/515); the presence of the genus Amblyomma was associated with neighboring farms in forested areas. The frequency of infection in 162 subsets of ticks (154 R. microplus and 8 A. cajennense) by PCR was 18.5% (30/162), 15.4% (25/162) by B. bigemina, 4.9% (8/162) by B. bovis and 1.8% (3/162) coinfection.

Distribution of species richness of the odonates (Insecta: Odonata) of the Dominican Republic: An update from collection specimens

Resumen Las colecciones científicas, como la del Instituto de Investigaciones Botánicas y Zoológicas (IIBZ) de la Universidad Autónoma de Santo Domingo, son importantes registros de la biodiversidad. Éstas ofrecen una visión parcial, aunque útil, de las localidades típicas de incidencia de los seres vivos y de los vacíos de información. En este artículo se presenta una lista de especies y un mapa de incidencia de los odonatos en estado adulto representados en la colección del IIBZ, República Dominicana, y se realiza una comparación con reportes de trabajos previos. De las 67 especies registradas actualmente en República Dominicana, 63 fueron encontradas en la colección. Respecto a trabajos previos, la incidencia de especies aumentó en varias provincias, destacando el caso del Distrito Nacional, que aumentó de 44 a 51 especies. Un análisis de correlación evaluó la asociación de la riqueza numérica con la densidad de drenaje, la precipitación anual y la superficie de la provincia. Ninguna de las correlaciones resultó significativa. Adicionalmente se generaron modelos lineales de efecto mixto, utilizando como efecto fijo las variables mencionadas y, como efecto aleatorio, una variable cualitativa relacionada con la accesibilidad y la densidad poblacional. Los modelos encontraron que un porcentaje considerable de la varianza de la riqueza numérica es explicado por el efecto aleatorio, lo que significa que la accesibilidad condiciona la incidencia de especies, sugiriendo que existe sesgo de muestreo. Se plantea la necesidad de realizar recolectas en regiones con pocos registros para conocer mejor la distribución de los odonatos en el país.

Abstract Scientific collections are important biodiversity records, as is the one from the Instituto de Investigaciones Botánicas y Zoológicas (IIBZ) from the Universidad Autónoma de Santo Domingo in Dominican Republic. They provide a partial but useful view of the common occurrence localities and information gaps of specific groups of organisms. Presented in this paper are a list of species and an occurrence map of adult odonate specimens represented in the collection from the IIBZ; a comparison of them with reports from previous works was performed. Of the 67 species currently reported in the Dominican Republic, 63 were found in the collection. Regarding previous works, species richness increased in some provinces, such was the case in Distrito Nacional, where it increased from 44 to 51. A correlation analysis examined the association between numeric richness and the drainage density, annual precipitation and surface area of the province; none of the correlations yielded significant results. Additionally, linear mixed effect models were generated, using the mentioned variables as fixed effect and a qualitative variable related to accessibility and population density as random effect. All the models found that a substantial percentage of the variance of the numeric richness is explained by the random effect variable, which means the accessibility conditions the species’ occurrence, suggesting a sampling bias exists. From this arises the need of collecting specimens in regions with few records to better comprehend the distribution of odonates in the country.