Nanopartículas con extracto de uva País y su potencial biomédico.

En un artículo recién publicado en la revista International Journal of Food Science and Technology, se he demostrado el potencial que tiene la tecnología de nanoencapsulación para mejorar la capacidad de los extractos naturales de atravesar la barrera epitelial intestinal y llegar al torrente sanguíneo para cumplir su rol protector.

En este estudio se describe cómo se generaron nanopartículas de 300-400 nanómetros (esto es 30-40 millones de veces más pequeño que un centímetro) que contienen en su interior un extracto de uva País (Vitis vinifera)(imagen inferior, extraída de www.cosas.com), que tienen un alto contenido en antioxidantes, principalmente proantocianidinas. La necesidad de la nanoencapsulación surge debido a que los extractos, una vez consumidos por vía oral, son en gran medida degradados en el tracto gastrointestinal, por lo que la cantidad que llega al torrente sanguíneo es prácticamente nula. Previamente, este mismo grupo de trabajo determinó que éstos extractos tienen potencial biomédico ya que son capaces de mejorar la respuesta de los vasos sanguíneos al estrés, potenciando la síntesis del vasodilatador óxido nítrico, lo cual conllevaría beneficios cardiovasculares asociados a la disminución de enfermedades como la hipertensión y ateroesclerosis.

De esta manera, la alternativa de incorporar los extractos en una partícula muy pequeña hace posible que éstos resistan a la degradación gastrointestinal y puedan llegar a su sitio de acción biológica. Mediante los experimentos realizados para este estudio, se demuestra que la nanoencapsulación mejora la capacidad de los extractos de atravesar una barrera formada por células intestinales, lo cual permitiría aumentar los beneficios cardiovasculares del consumo de éste y otros extractos con potencial biomédico. En la imagen inferior se puede apreciar como las nanopartículas, conteniendo una molécula fluorescente verde, ingresan a la célula, lo cual podría ser indicativo de que son capaces de atravesar este barrera y llegar hasta los vasos sanguíneos.

Cabe destacar que este fue un trabajo realizado íntegramente en la Universidad de Concepción, en colaboración entre el Laboratorio de Fisiología Vascular de la Facultad de Ciencias Biológicas y el Departamento de Ingeniería Química. El financiamiento se logró a partir del proyecto FONDECYT N°1120148, cuya investigadora principal fue la Dra. Katherina Fernández, mientras que el Dr. Marcelo González fue co-investigador. Los resultados publicados se enmarcaron en el desarrollo de tesis de Ingeniería Química de la Srta. María Soledad Parada.
Este logro demuestra que a partir de las técnicas utilizadas en los laboratorios de ciencia básica es factible apuntar a la innovación y a la aplicación mediante el trabajo colaborativo con investigadoras e investigadores que se desarrollan en el área de biomateriales, cómo en este caso son las nanopartículas.

Enlace artículo: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ijfs.13655/full

Escuela Palestina de Palomares visita Laboratorios de Antropología y de Fisiología Vascular

La carrera de Antropología de la Universidad de Concepción organizó una visita por parte alumnos de séptimo y octavo básico de la Escuela Palestina de Palomares a los laboratorios de Arqueología y Antropología, además del Laboratorio de Fisiología Vascular, perteneciente a la Facultad de Ciencias Biológicas.

La actividad, que se realizó el lunes 30 de octubre, fue organizada por Carla Donoso, Antropóloga y académica de la Facultad de Ciencias Sociales UdeC, con la ayuda del Dr. Marcelo González Ortiz, académico del Departamento de Fisiología de la Facultad de Ciencias Biológicas y Director del Laboratorio de Fisiología Vascular.

El objetivo es dar a conocer a este grupo de estudiantes y su comunidad distintas maneras de afrontar el trabajo científico desde dos disciplinas distintas pero relacionadas, como son la Antropología y la Fisiología.

Los estudiantes, acompañados por la Profesora de Ciencias Naturales Francis Chavarría y la encargada de biblioteca de la escuela Sandra Sánchez, luego de conocer el Laboratorio de Arqueología y Antropología, recorrieron el Laboratorio de Fisiología Vascular de nuestra facultad, guiados por el Dr. Marcelo González, Susana Rojas (Asistente de Prácticos e Investigación), Millaray Burgos (estudiante de Química y Farmacia) y Natalia Vallejos (estudiante de Bioquímica).

La profesora Francis Chavarría destaca la cantidad de laboratorios e investigación que se realiza en el arco de medicina: “primero se realizó una charla sobre antropología en la escuela, luego se seleccionó a los alumnos que manifestaron mayor interés para hacer esta visita. El arco siempre se ha visto como un patrimonio, parte de la ciudad, pero dentro tiene una gran cantidad de laboratorios y un movimiento muy importante en investigación, es algo que los estudiantes no sabían”.

“Para los estudiantes resulta significativo conocer estas experiencias porque están en una etapa donde están vislumbrando sus posibles vocaciones e intereses, por lo que esta instancia puede significar un estímulo importante para que alguna o alguno de ellos se interese en aprender más sobre ciencia”, señaló el Dr. Marcelo González.

(Extraído de www.csbiol.cl, fotos y texto por Flavio Henríquez)

Oferta de Tesis Interdisciplinaria en el LFV-UdeC

Tema propuesto:

Efecto de nano estructuras poliméricas biocompatibles sobre la funcionalidad de la barrera endotelial

El endotelio, entre otras funciones, actúa como una barrera permeable y selectiva a sustancias químicas, fármacos y drogas. Generalmente, los fármacos se administran utilizando vehículos que garantizan su biodisponibilidad, controlan su farmacocinética y lo protegen de la degradación (térmica, enzimática, etc.) en el organismo. Asimismo, los vehículos deben poseer una alta capacidad de carga y ser sitio-dirigidos. Uno de los vehículos más utilizados son las micro/nanoestructuras poliméricas biocompatibles. El tamaño de las nanoestructuras, su carga superficial, la modificación química de su superficie y su hidrofobicidad juegan un importante rol en su interacción con la membrana celular y por ende en la penetración del fármaco al endotelio (Kumari et al. 2010). Lo más recomendable es que las micro/nanoestructuras sean endocitadas, ya sea mediadas por clatrina o caveolinas (Voigt, 2013). Las células endoteliales de vena umbilical humana (HUVECs) se han utilizado como modelo para estudiar la interacción de las nanopartículas con el endotelio. Así, por ejemplo, se determinó que nanopartículas de sílice en contacto con células HUVECs fueron endocitadas en un mecanismo mediado por clatrina, sin embargo disminuyó la actividad mitocondrial y se alteró la integridad de su membrana plasmática de las células (Blechinger et al., 2013).
El objetivo de esta tesis será evaluar el efecto de nanoestructuras biocompatibles, preparadas a partir de diferentes polímeros precursores, sobre la barrera endotelial. Para ello, se sintetizarán nanoestructuras a partir de polivinil alcohol, almidón, pectina y polihidroxibutirato-co-valerato. Luego, se determinarán los efectos que tengan estas nanoestructuras sobre parámetros funcionales de células HUVECs: morfología y confluencia (microscopía óptica), actividad metabólica (ensayo con Alamar blue), citotoxicidad (ensayo MTT) y funcionalidad de barrera (resistencia eléctrica trans-endotelial).

Es importante destacar que las técnicas a emplear ya han sido estandarizadas y se han utilizado con frecuencia en el laboratorio, por lo que se estima que los objetivos de la tesis pueden lograrse en un periodo de 5-6 meses de trabajo experimental.

*Se considera un pago en función a objetivo logrado



Referencias

Blechinger, J., Bauer, A. T., Torrano, A. A., Gorzelanny, C., Bräuchle, C., & Schneider, S. W. (2013). Uptake kinetics and nanotoxicity of silica nanoparticles are cell type dependent. Small, 9(23), 3970-3980.
Kumari, A., Yadav, S. K., & Yadav, S. C. (2010). Biodegradable polymeric nanoparticles based drug delivery systems. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 75(1), 1-18.
Voigt, J., Christensen, J., & Shastri, V. P. (2014). Differential uptake of nanoparticles by endothelial cells through polyelectrolytes with affinity for caveolae. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(8), 2942-2947.

Profesores tutores:
- Dra. Saddys Rodríguez-Llamazares (Centro de Investigación en Polímeros Avanzados)
- Dr. Marcelo González (Laboratorio de Fisiología Vascular, Facultad de Ciencias Biológicas, UdeC).

Contacto
Dr. Marcelo González mgonzalezo@udec.cl

Dr. Marcelo González presentó investigación en Reunión de la Sociedad Internacional de Biofísica en México

Entre el 10 y 13 de octubre el Dr. Marcelo González Ortiz, Académico del Departamento de Fisiología de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad de Concepción, participó en la Reunión Temática de la Sociedad Internacional de Biofísica, titulada “Emerging concepts in Ion Channels Biophysics”, realizada en Ciudad de México.

En esta reunión se presentaron los descubrimientos recientes relacionados con el estudio de la función de los canales de iones y de transportadores, por lo que reunió a un grupo diverso de expertos de todo el mundo que utilizan variadas técnicas para estudiar estas proteínas desde lo estructural a la funcionalidad.
Los temas que se abordaron incluyen los principales conocimientos sobre la función de los canales iónicos y transportadores dependientes de voltaje, así como el uso de técnicas estructurales, ópticas, electrofisiológicas, bioquímicas y de bioinformática, para delimitar las interacciones estructurales finas dentro de los canales iónicos, así como para estudiar su regulación por diferentes moléculas.

En la oportunidad, el Dr. Marcelo González presentó el trabajo que lleva por título “Role of calcium-activated potassium channels in L-arginine/NO pathway regulation by insulin in human fetal endothelim”, trabajo de tesis de pregrado de la estudiante del Laboratorio de Fisiología Vascular Emerita Basualto.

El trabajo trata sobre el estudio del rol de los canales de potasio activados por calcio en el endotelio placentario humano, en particular, sobre la posible participación de estos canales en el mecanismo de transporte de L-arginina y síntesis de óxido nítrico. Este mecanismo es fundamental para la mantención del tono vascular de la placenta, que permite un flujo fetoplacentario adecuado durante la gestación y, por ende, sostiene el desarrollo adecuado del feto.
La reunión proporcionó un entorno positivo para la retroalimentación y la discusión entre los líderes en el campo, investigadores y estudiantes que utilizan diferentes enfoques para estudiar la biofísica y fisiología de los canales iónicos y los transportadores, estimulando las interacciones y las colaboraciones entre ellos.
Este viaje contó con el apoyo de la Facultad de Ciencias Biológicas, la Vicerrectoría de Investigación y Desarrollo, y de la Vicerrectoría de Relaciones Institucionales y Vinculación con el Medio.

Mural de Jorge González Camarena en el Palacio de Bellas Artes de Ciudad de México 

Mural de Jorge González Camarena en el Museo de Antropología de Ciudad de México

Artículo sobre angiogénesis en diabetes gestacional, recientemente publicado en revista Plos One.

Como parte de nuestra participación en el Grupo de Investigación e Innovación en Salud Vascular, GRIVAS-Health, hemos sido parte de una investigación recientemente publicada en la revista Plos One.

En este trabajo se ha determinado que el estado de diabetes gestacional induciría un mecanismo fisiopatológico en la placenta humana que llevaría a un aumento de la capacidad migratoria y de formación de estructuras tipo vasos sanguíneos por parte de células endoteliales, lo cual resultaría en un aumento en la cantidad de vasos de resistencia y capilares en las placentas de término de estas pacientes.

Debido a que en trabajos anteriores se ha mostrado que en la placenta diabética existe un ambiente pro-oxidante relacionado con la disfunción vascular, es factible pensar que el aumento en la formación de vasos sanguíneos sea una respuesta de tipo adaptativa, con tal de mantener un flujo adecuado durante el proceso gestacional y así permitir el acceso a nutrientes por parte del feto. En este mecanismo estarían involucradas las proteínas sFlt-1 y VEGF, lo cual abre un campo de estudio relacionado con entender el rol y los mecanismos de regulación de estas proteínas y sus vías de señalización en condiciones de resistencia a la insulina y diabetes.

Este trabajo fue realizado principalmente en el laboratorio del Dr. Carlos Escudero de la Universidad del Biobío en Chillán, contando con la colaboración de investigadores de la Universidad de Concepción, Universidad Católica de la Santísima Concepción, Universidad San Sebastián (Concepción) y de la Universidad de Graz (Austria).


Link para descargar artículo completo: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0182509

Nuevo artículo de revisión publicado en Journal of Diabetes Research

Artículo de revisión sobre el rol de la vía de señalización Akt/mTOR en la resistencia a la insulina en patologías de la gestación humana.

Este documento, que ha sido publicado en la revista Journal of Diabetes Research, se desarrolló como producto de la colaboración permanente con el Laboratorio de Fisiología Celular y Molecular de la P. Universidad Católica de Chile, siendo autor principal del mismo el estudiante de Doctorado en Ciencias Fisiológicas, Sr. Roberto Villalobos. Cabe destacar que Roberto realizó su tesis de Licenciatura en Bioquímica en nuestro Laboratorio de Fisiología Vascular.

Esta revisión busca como objetivo describir parte del mecanismo de disfunción vascular que se generan en patologías gestacionales como son la preeclampsia, diabetes gestacional y obesidad pre-gestacional, con énfasis en el rol de la vía Akt/mTOR.
En resumen, se puede indicar que las alteraciones en esta vía (principalmente disminución de la actividad y/o expresión) se relacionan con la resistencia a la insulina en la placenta, lo cual llevaría a la disminución de la biodisponibilidad del óxido nítrico (principal vasodilatador endógeno) y a un aumento en la resistencia vascular durante el proceso gestacional.

Para acceder el artículo completo: https://www.hindawi.com/journals/jdr/2017/5947859/

Estudiante de Medicina Brasileña realiza pasantía en Lab. de Fisiología Vascular

Ana Júlia Araújo de Carvalho tiene 21 años y proviene de Uberlandia, del Estado de Minas Gerais, y se encuentra cursando el cuarto año de la carrera de Medicina en la Universidade Federal de Uberlândia (UFU), en Brasil. Llega a principios de agosto a través de un programa de intercambio a realizar una pasantía en el Laboratorio de Fisiología Vascular de la Facultad de Ciencias Biológicas, en donde su Director Dr. Marcelo González Ortiz fue el profesor tutor.

El programa internacional de intercambio para estudiantes de medicina fue el que financió esta instancia, por lo que Ana realizó con anterioridad una solicitud para ir al país y universidad que deseaba ir, quedando seleccionada en la Universidad de Concepción. “Tanto en Brasil como en Chile hay buenas universidades con diversas investigaciones, por lo que mi interés era conocer las investigaciones que se realizan en otras universidades sudamericanas”, señaló la estudiante de Medicina.
Durante su estadía en el Laboratorio de Fisiología Vascular pudo aprender técnicas relacionadas con reactividad vascular y función endotelial. Así pudo ilustrarse en técnicas de miografía en vasos de placenta y en obtención de células endoteliales para estudios de biología molecular. “Básicamente nuestra pasante ha estado colaborando y aprendiendo técnicas ex vivo e in vitro para estudiar la función endotelial y la función de la placenta”, destacó el Dr. Marcelo González.
Ana destaca la importancia de contar con este tipo de laboratorios para la formación de los profesionales del área de la salud. “Ha sido una buena experiencia estar en la Universidad de Concepción, ya que en mi casa de estudios no se hace mucha investigación en Medicina, por lo que acá he podido ver y aprender cómo funciona un laboratorio de investigación y técnicas que sólo había visto en libros y artículos”, destacó la pasante.
Para finalizar su estadía, el miércoles 30 de agosto realizó una presentación en el mismo laboratorio, en donde Ana Júlia Araújo de Carvalho mostró los resultados obtenidos durante su estadía, lo que también es informado al Programa Internacional de Intercambio para Estudiantes de Medicina.
Cabe destacar que esta es la cuarta visita que recibe el Laboratorio de Fisiología Vascular como parte de este programa de intercambio, habiendo recibido antes a estudiantes de Venezuela, Marruecos y Brasil (San Pablo).


(Nota publicada originalmente en http://csbiol.udec.cl)