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Detección de betalactamasas, diversidad y localización genética de sus genes en bacterias aisladas de intestino de peces del Lago Chungará, Chile.
(Universidad de Concepción, 2025) Mardones Verdugo, Victoria Sofía; González Rocha, Gerardo Enrique; Gómez Uchida, Daniel Guillermo
La resistencia a antibióticos (RA) es una creciente problemática para la salud global, en especial la resistencia a antibióticos betalactámicos, ampliamente usados en clínica humana. El principal mecanismo de resistencia a estos compuestos es la producción de betalactamasas. Bajo el enfoque “Una Salud”, se reconoce la necesidad de estudiar la RA en diversos entornos. El Lago Chungará (4500 m.s.n.m.), hábitat de la especie invasora Onchorhynchus mykiss y los peces endémicos Orestias chungarensis y Trichomycterus chungaraensis, representa un entorno extremo único para investigar este fenómeno. Se estudió la producción de betalactamasas en cepas bacterianas aisladas del intestino de estos peces y se determinaron los niveles de resistencia a 8 antibióticos betalactámicos. Veinte cepas fueron sometidas a secuenciación de genoma completo para identificar genes codificantes de betalactamasas. Se detectó actividad de betalactamasas en más del 90% de las cepas y se identificaron 8 géneros bacterianos. Se detectaron betalactamasas de clases A, B, C y/o D. Los análisis estadísticos demostraron diferencias significativas según géneros bacterianos (p=0,000999), pero no entre especie de peces (p=0,985). Las cepas analizadas presentaron baja susceptibilidad a antibióticos betalactámicos, que podría estar asociada a la producción de betalactamasas. La diversidad de estas enzimas depende del género bacteriano y no de la especie hospedera, lo que sugiere una baja presión de selección ambiental en este ecosistema extremo.
Análisis de la comunidad bacteriana endófita en la embriogénesis somática de Pinus radiata.
(Universidad de Concepción, 2025) Guic Neira, Francisco Javier; Hasbún Zaror, Rodrigo Jorge
El proyecto se centró en caracterizar la microbiota bacteriana de líneas embriogénicas somáticas de Pinus radiata mediante secuenciación de lecturas largas (Nanopore) del operón 16S–ITS–23S y análisis bioinformático con la base rEGEN. Primero, se optimizó un protocolo de extracción de ADN usando columnas y bloqueadores PNA, consiguiendo amplicones de alta integridad y mínima co-amplificación vegetal. A continuación, se compararon flujos wf metagenomics y un pipeline adaptado de RESCUE, seleccionando rEGEN por su balance entre calidad de mapeo y recuperación de diversidad. En la corrida completa, se identificó un microbioma núcleo de ~15–17 especies con prevalencia ≥ 95 %, dominado por Sphingomonas sanxanigenens, Kordiimonas spp. y Candidatus Liberibacter spp., cuyas funciones metabólicas, detoxificación de fenoles, síntesis de exopolisacáridos y producción de fitohormonas o sideróforos, sugieren un apoyo activo al desarrollo embrionario in vitro. Aunque no se hallaron diferencias significativas en diversidad alfa ni beta entre líneas de alta y baja maduración, el estudio establece una base metodológica y funcional para ensayos futuros de metagenómica shotgun, transcriptómica y de inoculación con consorcios microbianos que optimicen la embriogénesis somática en coníferas.
Epidemiología molecular de cepas de Klebsiella pneumoniae aisladas en hospitales de Chile portadoras de metiltransferasas de ARNr 16S y carbapenemasas.
(Universidad de Concepción, 2025) Matus Köhler, Maximiliano Luis; Bello Toledo, Helia Magaly; Morales León, Felipe Eduardo
La resistencia a los antimicrobianos (RAM) representa una amenaza creciente para la salud pública global, especialmente en bacterias Gram negativas como Klebsiella pneumoniae. Esta tesis aborda la epidemiología molecular de cepas clínicas de K. pneumoniae aisladas en hospitales de Chile, co-portadoras de genes que codifican metiltransferasas de ARNr 16S (16S-RMTasas) y carbapenemasas. Se analizaron 36 cepas co-portadoras de 16S-RMTasas y carbapenemasas mediante PCR convencional, ERIC-PCR y, secuenciación del genoma completo. La co-portación más prevalente fue rmtC junto con blaNDM-1. El análisis filogenético evidenció una diversidad de linajes en las cepas co portadoras, destacando el ST25 como el predominante en Chile y el ST258 en Sudamérica. Se identificaron plásmidos conjugativos tipo IncC co-portadores de rmtC y blaNDM-1, mientras que blaKPC-2 y blaVIM-2 no se encontraron co-portados en el mismo plásmido que rmtC y rmtD2, respectivamente. El gen blaVIM-2 se detectó en un plásmido del rep-cluster 435, sin grupo de incompatibilidad determinado. En total, se reconstruyeron 29 plásmidos putativos, lo que evidenció una amplia diversidad de plataformas genéticas. Estos resultados sugieren que la diseminación de genes de resistencia está mediada por múltiples elementos genéticos móviles, varios de ellos con capacidad de transferencia horizontal. La co-portación de 16S-RMTasas y carbapenemasas representa un desafío terapéutico significativo, especialmente en entornos hospitalarios. Este estudio contribuye al fortalecimiento de la vigilancia genómica y a la optimización de estrategias de control de K. pneumoniae multirresistente, mediante una caracterización epidemiológica y genómica.
Caracterización de plásmidos portadores de carbapenemasas adquiridas tipo oxa en cepas de acinetobacter baumannii aisladas en hospitales chilenos.
(Universidad de Concepción, 2025) Araya Vega, Pablo Simón; Opazo Capurro, Andrés
La resistencia a los antibióticos es actualmente uno de los problemas más importantes para la salud humana y animal, en donde según lo publicado por The Lancet el 19 de enero del año 2022, se atribuyen 1.2 millones de muertes directamente relacionadas con la resistencia a antibióticos a nivel mundial, lo cual reafirma las proyecciones que estiman que este valor alcanzaría las10 millones de muertes al año 2050 asociadas a bacterias resistentes, si es que no se aplican medidas para su control. Además, es importante considerar el elevado costo económico asociado a la resistencia a antibióticos, argumentos con los que la Organización Mundial de la Salud (OMS) publicó una lista de patógenos resistentes a antibióticos para favorecer tanto la investigación y el desarrollo de nuevas terapias antibióticas, así como también para promover la investigación sobre estos microorganismos. La lista de la OMS clasifica a los patógenos bacterianos resistentes en 3 categorías según su impacto en la salud humana, en donde la prioridad crítica incluye a Acinetobacter baumannii y Pseudomonas aeruginosa resistente a los carbapenémicos, y a especies de Enterobacteriaceae productoras de betalactamasas de espectro extendido (BLEE) y resistentes a los carbapenémicos. Los carbapenémicos son antibióticos de gran importancia, ya que son considerados como última alternativa terapéutica para el tratamiento de infecciones graves causadas por bacterias multirresistentes, por lo que las cepas resistentes a estos son un problema para la salud pública ya que limitan las alternativas de tratamiento, por ejemplo, una de las opciones disponibles corresponde a antibióticos del grupo de las polimixinas (p.ej. colistín), el cual lamentablemente se asocia a neuro y nefrotoxicidad. A. baumannii es uno de los principales microorganismos patógenos involucrados en infecciones asociadas a la atención en salud (IAAS), siendo aislado frecuentemente en centros de atención hospitalaria. Este microorganismo presenta una gran plasticidad genética, lo que le permite adquirir diferentes genes de resistencia a través de diversos procesos de trasferencia horizontal de genes, los cuales son mecanismos asociados generalmente a elementos genéticos móviles capaces de mediar la diseminación de dichos genes tanto inter e intra-especies. La resistencia a carbapenémicos y su diseminación significan un gran problema, en donde microorganismos como A. baumannii representan un gran desafío para la salud humana y animal. En esta especie bacteriana se ha evidenciado una gran diseminación de determinantes resistencia a antibióticos carbapenémicos, específicamente mecanismos enzimáticos capaces de hidrolizar estas drogas, los que, a su vez, se asocian elementos genéticos móviles, tales como plásmidos, transposones y secuencias de inserción. Debido a lo anterior, el objetivo de este trabajo fue establecer cuáles son los principales plásmidos asociados a carbapenemasas presentes en cepas de A. baumannii resistentes a carbapenémicos aisladas en hospitales chilenos, y determinar su capacidad de diseminación. La estrategia para lograr cumplir con el objetivo anteriormente planteado consistió en el estudio de cepas de A. baumannii resistentes a carbapenémicos aisladas en hospitales chilenos mediante técnicas de microbiología básica, biología molecular, secuenciación del genoma completo y análisis bioinformáticos. Los principales hallazgos de este trabajo tienen relación con la caracterización de dos tipos de plásmidos portadores de diferentes genes de carbapenemasas tipo oxacilinasas, específicamente blaOXA-23 y blaOXA-58, que se relacionaron con plásmidos del tipo RP-T1 y R3-T14 respectivamente, según la clasificación de plásmidos de Acinetobacter (Lam et al., 2023). Por un lado, plásmidos del tipo RP-T1 clasificados como conjugativos y de un tamaño aproximados de 78kpb y por el otro, plásmidos del tipo R3-T14 resultaron ser plásmidos movilizables de un tamaño aproximado de 19kpb, siendo estos los responsables de la diseminación de genes de carbapenemasas en cepas de A. baumannii, que además son portadores de genes de virulencia, específicamente TonB, relacionado con adherencia celular y posiblemente relacionado con los procesos infecciosos causados por estas cepas. Finalmente, los plásmidos caracterizados en este trabajo están altamente relacionados a secuenciotipos (STs) específicos, como ST162 y ST318, los cuales corresponden a STs con alta incidencia en Latinoamérica, por lo que esta información aporta a la generación de una línea base de las características de estos STs y permitiéndonos entender de mejor manera las dinámicas de la diseminación de resistencia en este patógeno bacteriano de relevancia critica.
Acción sinérgica entre ox-LDL y TNF-α en la activación de las vías de señalización intracelular sensibles a especies redox y su relación con la proliferación celular en cáncer colorrectal.
(Universidad de Concepción, 2025) Palma Vejares, María Esther; Toledo Alonso, Jorge Roberto
A nivel global, el cáncer colorrectal sigue siendo una de las principales causas de mortalidad. Diversos factores de riesgo se han asociado a su desarrollo, entre ellos la obesidad, la cual está estrechamente relacionada con procesos inflamatorios y trastornos metabólicos como la dislipidemia. Esto favorece la generación de un microambiente tumoral proinflamatorio, caracterizado por niveles elevados de ox-LDL y TNF-α. En este estudio se analizó el efecto sinérgico entre ox-LDL y TNF-α sobre la activación de vías de señalización intracelular sensibles a especies redox WNT/β-catenina y PI3K/AKT, implicadas en la regulación de la proliferación celular en líneas de cáncer colorrectal. Para ello, se utilizaron dos líneas celulares de cáncer colorrectal, COLO320 y SW620, que fueron tratadas con distintas concentraciones de ox-LDL y TNF-α y combinados. Se evaluó el efecto proliferativo inducido por el sinergismo, así como la producción de especies reactivas del oxígeno (ROS), la fosforilación de proteínas involucradas en las vías mencionadas, y la viabilidad celular bajo condiciones de inhibición de dichas rutas de señalización. Se determinó que, el co-tratamiento con ox-LDL y TNF-α aumentó significativamente la proliferación celular en la línea COLO320, acompañado de un incremento en la generación de ROS en ambas líneas celulares. Aunque no se demostró un aumento significativo en la fosforilación de AKT o β-catenina tras el co-tratamiento, la inhibición de las vías WNT/β-catenina y PI3K/AKT generó efectos diferenciales entre ambas líneas, sugiriendo una activación heterogénea y dependiente del contexto molecular. Estos resultados podrían contribuir al desarrollo de terapias mas efectivas, avanzando hacia aplicaciones traslacionales con proyección clínica y biotecnológica.
Evaluación de la microestructura de ingesta hedónica en modelos transgénicos de Enfermedad de Alzheimer.
(Universidad de Concepción, 2025) Ramos Flores, Gerson Rubén; Aguayo Hernández, Luis Gerardo; Pino Quiroga, Esteban Javier
Basado en estudios previos que mostraron la existencia de alteraciones del sistema de recompensa en modelos de neurodegeneración, esta tesis explora el impacto de las alteraciones en el sistema de recompensa en la microestructura del consumo de líquidos en un modelo transgénico de la Enfermedad de Alzheimer. Para este fin, fueron desarrollados y validados dos dispositivos: un lickometro fotoeléctrico y otro capacitivo, diseñados para medir parámetros como la frecuencia y duración de eventos de consumo (bouts). Estas herramientas permitieron caracterizar el patrón temporal de ingesta de sustancias hedónicas, como chocolate líquido, en ratones transgénicos APP/PS1. El análisis de la microestructura se llevó a cabo mediante scripts personalizados en Python, los cuales establecieron el patrón de consumo y segmentaron los datos en intervalos de 30 minutos para calcular métricas relacionadas con la motivación y persistencia de la conducta de ingesta. Los resultados mostraron diferencias significativas en la frecuencia de los eventos de consumo y en el tiempo promedio de duración de estos eventos, entre los grupos experimentales, lo que podría estar relacionado con alteraciones en los circuitos de recompensa, mediadas por cambios en los receptores de glicina previamente descritos en este modelo animal. Este estudio proporciona una aproximación detallada para analizar la conducta de consumo en modelos animales de la Enfermedad de Alzheimer, resaltando su potencial como herramienta para la detección temprana de síntomas no cognitivos asociados a la Enfermedad de Alzheimer en animales de laboratorio.
Diseño de moléculas alostéricas selectivas que modulen la función del receptor de glicina que porta la mutación R271Q causante de la enfermedad Hiperekplexia.
(Universidad de Concepción, 2025) Oviedo Pino, Victoria Paz; Moraga Cid, Gustavo Alonso; Ramírez Sánchez, David Mauricio
La Hiperekplexia es una rara enfermedad neurológica que se caracteriza por una respuesta de sobresalto exagerado y una rigidez muscular grave generalizada o intermitente. Las mutaciones descritas en el gen GLRA1 producen la disfunción del GlyRα1 que lleva a un descontrol de la excitabilidad de la red neuronal. La mutación R271Q en RGliα1 no afecta la expresión del receptor en la membrana, pero altera la activación del canal por su agonista (glicina). A la fecha, se ha demostrado que propofol, un anestésico general intravenoso es capaz de recuperar la función en RGliα1 R271Q. Dado este antecedente, este proyecto tiene como objetivo identificar nuevas moléculas capaces de restaurar la función del receptor de glicina mutante. Utilizando herramientas bioinformáticas, se empleó la estructura del receptor RGliα1 (PDB ID: 7M6S) para identificar una cavidad putativa asociada con la unión de propofol. Esta cavidad fue utilizada como base para el diseño de moléculas de novo. A continuación, se llevó a cabo un cribado virtual basado en la similitud de forma, utilizando diversas bases de datos. Las moléculas seleccionadas fueron filtradas según los resultados obtenidos en estudios de acoplamiento molecular y predicciones de energía libre de unión. Como resultado, se seleccionaron 11 moléculas candidatas, las cuales 6 moléculas fueron sometidas a evaluación experimental mediante registros electrofisiológicos. Los resultados obtenidos mostraron un potencial para la recuperación de la funcionalidad del receptor mutado.
Caracterización del complejo Citrobacter freundii en Chile: mecanismos de resistencia a carbapenémicos y epidemiología.
(Universidad de Concepción, 2025) Manríquez Cuadra, Isidora Francisca; Opazo Capurro, Andrés; González Rocha, Gerardo Enrique
La resistencia a antibióticos (RA) es un desafío global, y el complejo Citrobacter freundii contribuye a ello, ya que emergen como un patógeno clínico grave debido a su capacidad para desarrollar resistencia a múltiples antibióticos, incluidos los carbapenémicos. En Chile, la emergencia de cepas productoras de carbapenemasas de C. freundii y la falta de datos epidemiológicos sobre estas generan una brecha en el conocimiento necesario para implementar medidas de control efectivas. Por esta razón, el objetivo de este trabajo fue determinar la epidemiología molecular de las cepas del complejo C. freundii aisladas en hospitales chilenos, así como identificar las carbapenemasas que estas producen. De los resultados obtenidos, 9 de las 27 cepas analizadas presentaron resistencia a carbapenémicos, siendo identificados los genes de carbapenemasas blaKPC, blaNDM y blaVIM. Además, el análisis de los secuenciotipos (STs) reveló que el ST22 es altamente prevalente, y destaca como un clon de alto riesgo, lo que subraya la importancia de su vigilancia. Estos hallazgos subrayan la importancia de la vigilancia epidemiológica para monitorizar la diseminación y evolución de las cepas y perfiles de resistencia, lo cual es crucial para mejorar las estrategias de control y vigilancia de estas.
Efecto del tratamiento de las aguas servidas del Gran Concepción, en la carga de Enterobacterales resistentes a cefalosporinas de tercera generación y/o carbapenémicos, y de genes codificantes de β-lactamasas de espectro extendido y/o carbapenemasas.
(Universidad de Concepción, 2025) Ilabaca Carrasco, Franco Amilcar; González Rocha, Gerardo Enrique; Bello Toledo, Helia Magaly
La resistencia a cefalosporinas de tercera generación (C3G), y a carbapenémicos mediada por β-lactamasas de espectro extendido (BLEE) y, por carbapenemasas respectivamente, constituye un creciente problema a nivel mundial, por ser mecanismos de resistencia de prioridad critica, presentes principalmente, aunque no exclusivamente en Enterobacterales. La resistencia a tales antibacterianos se ha estudiado tradicionalmente durante décadas, desde una perspectiva antropocéntrica. Sin embargo, las evidencias más recientes indican que la fauna doméstica y silvestre, la flora, así como otros sustratos naturales, también se han perjudicado por dicho problema, por lo cual, se ha incentivado su estudio desde el enfoque “One health”. Las plantas de tratamiento de aguas servidas (PTAS) constituyen importantes reservorios de múltiples contaminantes, en las cuales se han pesquisado por varios autores a nivel internacional, bacterias resistentes productoras de BLEE y carbapenemasas, así como genes codificantes para tales enzimas, directamente en muestras de aguas servidas (AS) y de lodos. No obstante, en Chile existen escasos reportes sobre resistencia a antibióticos en AS, por lo que el objetivo de esta tesis fue; evaluar diferencias en las cargas de Enterobacterales resistentes a C3G y/o carbapenémicos y en la carga de genes que codifican BLEE y/o carbapenemasas, por acción del tratamiento de las AS del Gran Concepción. Se obtuvieron 8 muestras de AS, (4 de afluente (AF) y 4 de efluente (EF)), entre Enero y Julio de 2022, las que se sembraron en agar R2A, MacConkey (MCC), MacConkey suplementado con ceftriaxona (MCC+C) y MacConkey suplementado con meropenem (MCC+M), empleando diluciones seriadas para estimar recuentos bacterianos. Se aislaron un total de 205 Bacilos Gram negativos (BGN), de los cuales 50 correspondieron a Enterobacterales (48 de AF y 2 EF). A estos últimos, se les determinó la susceptibilidad a diferentes antibióticos mediante antibiograma, la detección fenotípica y genotípica de BLEE y carbapenemasas. Además, directamente desde las mismas muestras de AF y EF, se llevó a cabo detección genotípica de dichas enzimas. Los recuentos bacterianos se redujeron significativamente en todas las muestras de AF en comparación a las de EF, y en todos los medios de cultivo empleados, sobre todo, los recuentos totales, que disminuyeron entre 5 a 6 logaritmos. De los Enterobacterales aislados, las especies más frecuentes fueron E. coli (16/50), K. pneumoniae complex (12/50), y K. oxytoca complex (6/50). En las cepas de Enterobacterales obtenidos de AF (48/50), 7 cepas demostraron índices MAR > 0,5, de las cuales; dos destacaron por poseer MAR de 0,81 y 0,75, presentando resistencia a 13 y 12 antibióticos de 16 probados. Otras tres presentaron un MAR de 0,63, (resistentes a 10/16 antibacterianos). Mientras que las dos restantes poseyeron un MAR de 0,56 (resistentes a 10/16 antibacterianos). Además, 8 cepas presentaron perfiles MDR. En la detección fenotípica de BLEE se obtuvo positividad en 23/48 cepas de AF y 1/2 cepas de EF, mientras que 3/48 de AF resultaron positivas para detección fenotípica de carbapenemasas. En relación con los genes codificantes de BLEE, estos se detectaron en 23/48 cepas de AF y en 1/2 de EF, siendo blaCTX-M-1-like el prevalente entre los 50 Enterobacterales indagados. Luego, en 3/48 cepas de AF se detectó el gen codificante de carbapenemasas blaKPC-2. Mientras que, en las cepas de EF, no se detectaron genes codificantes de carbapenemasas. Por otra parte, directo de las AS, se detectaron los genes blaCTX-M-1-like, blaKPC, y blaOXA-48-like en AF y EF, mientras que blaVIM se encontró solo en las muestras de AF. La reducción de los recuentos bacterianos demostró la eficacia del tratamiento de AS del Gran Concepción sobre la vida bacteriana, pero no así sobre los genes codificantes de BLEE y carbapenemasas disueltos en las AS. Los Enterobacterales estudiados representaron un bajo porcentaje (27%) de los 205 BGN totales, por lo que, los restantes 155 (73%) organismos podrían poseer una participación más importante en la mantención y diseminación de genes de resistencia antibiótica (GRAs) en AS. Las BLEE fueron las enzimas más prevalentes en las cepas estudiadas, siendo blaCTX-M-1-like el gen codificante más frecuente encontrado en estas, lo que conecta con el hallazgo de este en todas las muestras de AS. Por lo tanto, la pesquisa de los variados genes codificantes de BLEE y de carbapenemasas, tanto en los Enterobacterales estudiados, como directamente desde las AS, demuestra la capacidad de estas últimas de almacenar y transmitir GRAs de alto impacto en salud pública.
Estrategia computacional para la identificación de compuestos multitarget: aplicaciones en la enfermedad de Alzheimer.
(Universidad de Concepción, 2025) Valenzuela Hormazábal, Paulina Victoria; David Mauricio, Ramírez Sánchez
El Alzheimer es una enfermedad neurodegenerativa que afecta la memoria y las funciones cognitivas, asociada con la acumulación de placas de beta amiloide y la disminución de la actividad colinérgica. Dado que los tratamientos actuales son limitados, los enfoques multitarget, que buscan diseñar moléculas para actuar sobre varios blancos terapéuticos simultáneamente, se presentan como una estrategia prometedora. En este estudio, se priorizaron 6 blancos terapéuticos relevantes, y se aplicaron métodos combinados de Cribado Virtual Basado en Ligandos (LBVS) y Basado en Estructura (SBVS) para encontrar potenciales compuestos multitarget. Esto permitió reducir una base de datos inicial de 14 millones de compuestos a 21 moléculas candidatas para validación experimental. Se realizaron ensayos biológicos, incluyendo el método de Ellman para evaluar el IC50 frente a AChE y ensayos ABTS y DPPH para medir el atrapamiento de radicales libres. Los compuestos E3 y M3 fueron las moléculas destacadas, con IC50 de 8.84 ± 0.04 µM y 6.67 ± 0.03 µM, respectivamente. Adicionalmente, M3 mostró un 76% de atrapamiento de radicales libres. Este estudio demuestra cómo los métodos computacionales para cribado virtual permiten identificar eficientemente moléculas que pueden llegar a convertirse en multitarget. E3 y M3 destacan por su actividad biológica, abriendo nuevas posibilidades para tratamientos efectivos en Alzheimer.
Efectos de un gel nanoestructurado de cobre sobre la microbiota oral normal y la toxicidad a nivel sistémico: Un estudio metagenómico y nanotoxicológico in vivo.
(Universidad de Concepción, 2024) Machuca Ávila, David Esteban; Sánchez Sanhueza, Gabriela; Opazo Capurro, Andrés
Introducción: La clorhexidina (CHX), un antiséptico bucal de referencia presenta efectos antimicrobianos amplios que alteran la microbiota oral, disminuyendo bacterias beneficiosas esenciales para la homeostasis oral y la salud sistémica. Por otro lado, las nanopartículas de cobre (CuNPs) ofrecen propiedades antimicrobianas específicas, con menor probabilidad de inducir resistencia y efectos colaterales, constituyéndose como una alternativa terapéutica prometedora. Objetivo: Evaluar los efectos de un gel basado en CuNPs sobre la microbiota oral, sus vías metabólicas funcionales y la seguridad sistémica, comparándolo con CHX en un modelo experimental de ratas Sprague-Dawley. Métodos: Se incluyeron 16 ratas divididas en cuatro grupos: control, CHX por 7 días (CHX7d), CuNPs por 7 días (NG7d) y CuNPs por 30 días (NG30d). La microbiota oral fue caracterizada mediante secuenciación del gen 16S rRNA de longitud completa (Oxford Nanopore) y análisis bioinformático con PICRUSt2 y EMU. Además, se evaluaron parámetros hematológicos, bioquímicos y enzimáticos (ALT) para determinar toxicidad sistémica. La presencia de CuNPs en sangre y tejidos se analizó mediante TEM y SEM-EDS. Resultados: Los tratamientos con CuNPs preservaron la diversidad microbiana relativa y potenciaron rutas metabólicas clave como la reducción de nitrato a nitrito en NG7d y NG30d, favoreciendo funciones bacterianas relacionadas con la homeostasis metabólica. CHX mostró un impacto más amplio, disminuyendo la diversidad alfa y afectando negativamente la estructura de la microbiota. En términos de seguridad sistémica, ningún grupo mostró pérdida significativa de peso ni alteraciones en el peso de órganos internos. Los parámetros hematológicos y bioquímicos permanecieron mayoritariamente dentro de rangos fisiológicos. Sin embargo, las imágenes TEM confirmaron la presencia de CuNPs en suero, mientras que SEM-EDS no detectó acumulación en tejidos renales. Conclusiones: El gel basado en CuNPs demostró un efecto antimicrobiano selectivo y preservó la seguridad sistémica en este modelo experimental. Estos hallazgos subrayan el potencial de las CuNPs como alternativa terapéutica en odontología, abordando las preocupaciones globales sobre la resistencia antimicrobiana y ofreciendo una estrategia eficaz que preserva funciones microbianas esenciales.
Desarrollo de sulfonamidas como moduladores alostéricos positivos del receptor de glicina α3 fosforilado: una alternativa terapéutica potencial para el tratamiento del dolor crónico.
(Universidad de Concepción, 2025) Pacheco Paternina, Laura Cristina; Ramírez Sánchez, David Mauricio; Moraga Cid, Gustavo Alonso; López Villa, Jhon Jairo
Glycine receptor modulation has emerged as a promising strategy for developing safer and more effective therapeutic alternatives for chronic pain treatment. This study evaluated the potential of sulfonamides containing tetrahydroquinoline rings as positive allosteric modulators (PAMs) of the glycine receptor α3 (GlyRα3). Phosphorylation of GlyRα3 at serine 346, mediated by protein kinase A (PKA), inhibits glycinergic currents and contributes to pain sensitization. To counteract this effect, sulfonamide derivatives with tetrahydroquinoline (THQs) rings for GlyRα3 were computationally designed and evaluated. Through molecular dynamics simulations and binding free energy (∆GBind) calculations, the most stable and high-affinity compounds were selected. Subsequently, electrophysiological recordings were used to assess their ability to modulate glycinergic currents in both wild-type GlyRα3 and its phosphomimetic mutant S346E. The results demonstrated that JL-02 and CO2-1 establish stable interactions with GlyRα3, exhibiting improved stability and specificity compared to AM-3607. Notably, CO2-1 significantly enhanced glycinergic currents in GlyRα3 S346E, positioning it as a promising candidate for novel pain therapies. This study provides a strong foundation for the development of allosteric modulators targeting phosphorylated GlyRα3, with potential applications in chronic pain treatment.
Efecto de la acidificación del agua de mar en el transcriptoma y epitranscriptoma asociado a la formación de la concha embrionaria y larval en la Ostra del Pacífico (Crassostrea gigas).
(Universidad de Concepción, 2024) Fuller Vargas, Sebastián Enrique; Aguilera Muñoz, Felipe Eleander
Desde la Revolución Industrial, las actividades antropogénicas han aumentado drásticamente la concentración de CO2 atmosférico en nuestro planeta. Una parte significativa de este CO2 se disuelve en los océanos, lo que provoca la acidificación del agua de mar al reducir el pH y la disponibilidad de iones carbonatos (CO32-). Esta acidificación afecta negativamente a organismos marinos que dependen de carbonato de calcio (CaCO3) para formar estructuras mineralizadas, como la concha en especies de moluscos, causando problemas en su fabricación y propiedades físicas. Estudios transcriptómicos han proporcionado información valiosa sobre la respuesta molecular de los moluscos a la acidificación oceánica; sin embargo, el papel de la regulación epigenética, como la metilación del ADN y del ARN, en la respuesta de los moluscos a la acidificación del océano ha sido poco explorada. Aunque se ha mostrado que metilaciones en el ADN tienen un rol en la adaptación de especies de moluscos a la acidificación de los océanos, no se tiene conocimiento si las metilaciones en el ARN tendrían un rol similar. Por lo tanto, esta falta de comprensión subraya la necesidad de investigaciones adicionales para abordar la compleja red regulatoria involucrada en el proceso de formación de la concha en moluscos y su respuesta a condiciones ambientales cambiantes. En esta tesis, determinamos el efecto de la disminución del pH del agua de mar en la expresión génica y su regulación mediante la modificación química N6-metiladenosina (m6A) presente en el ARN asociado a la formación de concha embrionaria y larval del molusco, conocido como Crassostrea gigas. Mediante secuenciación directa del ARN y análisis de datos de ARN-Seq, se identificaron metilaciones m6A del ARN y se estableció un catálogo de diferentes modificaciones m6A presentes en transcritos expresados en las etapas embrionarias y larvales de C. gigas. Además, se identificaron transcritos expresados diferencialmente producto del efecto del agua de mar acidificada en estas etapas del desarrollo. Nuestros resultados describen un catálogo epitranscriptómico m6A altamente dinamicó proporcionando un vistazo a los procesos biológicos y funciones moleculares que se ven alterados producto de la acidificación del agua de mar, junto a su implicancia en la formación de la concha en C. gigas. Enmarcando a la modificación química del ARN m6A como un nuevo nivel de complejidad en la red de regulación de la biomineralización.
Estudio funcional de Ric-8A/Gαq en la formación del mesodermo dorsal en Xenopus tropicalis.
(Universidad de Concepción, 2024) Ruíz Norambuena, María José; Torrejón Quezada, Marcela Eliana; Aguilera Muñoz, Felipe Eleander
La cresta neural (CN) es un tejido embrionario pluripotencial, transitorio y característico en vertebrados, que es inducido en el borde de la placa neural y puede diferenciarse a distintos tejidos. Para su inducción y mantención, requiere de señales provenientes del mesodermo dorsal, ectodermo neural y no neural, que permiten su desarrollo y posterior migración a lo largo del embrión. Se ha descrito que tanto la proteína Ric-8A como Gαq se expresan en tejido de CN y mesodermo dorsal. Además, resultados previos evidencian que, tanto Ric-8A como Gαq son necesarios para la correcta inducción de la CN, así como también que Gαq se encuentra regulando a la vía Wnt en el mesodermo dorsal, tejido donde se encuentra el organizador de Spemann-Mangold, lo que nos permitió asociar todas estas proteínas con la formación del mesodermo y con ello presentar nuestra hipótesis de trabajo “La señalización mediada por Ric-8A/Gαq regula la formación del mesodermo dorsal necesaria para la correcta inducción de la cresta neural en conjunto con otras vías de señalización involucradas, en Xenopus tropicalis”. Para responder a ésta, se realizaron ensayos de pérdida y ganancia de función, tanto de Ric-8A como Gαq, en los cuales se determinó que el silenciamiento de ambas proteínas inhibe la expresión del marcador de CN snail2, por lo que ambas proteínas estarían regulando la inducción de CN. El análisis, por medio de hibridación in situ, de la expresión de los marcadores de mesodermo (chordin, goosecoid, xbra) y de ectodermo queratina xk81a1 al silenciar a Ric-8A, evidencia la inhibición de la expresión de chordin y goosecoid, sin embargo, al realizar el análisis por medio de RT-qPCR, disminuye la expresión de goosecoid, mientras que la expresión de queratina aumenta, sugiriendo que Ric-8A regula la formación del mesodermo y ectodermo no neural. Por otro lado, el silenciamiento de Gαq evidenció la inhibición de la expresión de goosecoid y xbra, al emplear ambas técnicas, sugiriendo que Gαq regula la formación del mesodermo. Ensayos de epistasis del silenciamiento de Ric-8A con Gαq, mostraron que Gαq rescata el fenotipo anormal observado, indicando que ambas proteínas estarían en la misma vía de señalización regulando la formación del mesodermo. Ensayos de recombinación de tejidos también respaldan que la vía de señalización Ric-8A/Gαq es necesaria en la inducción de CN, específicamente en la zona marginal dorso-lateral del mesodermo, ya que al silenciar estas proteínas en dicho tejido, se inhibe la inducción de la CN. Además, la expresión del marcador neural sox2 también se ve afectada al inhibir la expresión de Ric-8A y Gαq, sugiriendo que ambas proteínas, además, estarían regulando la formación del ectodermo neural. Ensayos realizados con el fin de determinar si otra subunidad Gα pudiera estar involucrada en el efecto observado con la disminución de los niveles de Ric-8A, muestran que Gαi2 no estaría involucrada. Finalmente, análisis bioinformáticos de expresión diferencial de genes empleando secuencias de ARN-seq de Zona Marginal Dorsal y CN, en conjunto con análisis de enriquecimiento de términos GO, evidencian la importancia de procesos biológicos asociados al desarrollo de tejidos, migración celular y regulación de vías de señalización como Wnt y BMP en estos tejidos. Además, empleando el programa STRING se comprobó que proteínas pertenecientes a la vía de señalización de proteína G heterotrimérica están presentes en la zona marginal dorsal, región correspondiente al organizador de Spemann-Mangold, y CN, en conjunto con proteínas de la vía Wnt, FGF, BMP, y Hedgehog. Todos estos resultados en conjunto nos permiten sugerir que la señalización de Ric-8A/Gαq regula la correcta formación del mesodermo dorsal, ectodermo neural y no neural, necesarias para la inducción de la CN, en conjunto con otras vías de señalización.
Cambios en los niveles de expresión de SVCT2 en presencia de oligómeros del péptido aβ en modelos de la enfermedad de Alzheimer.
(Universidad de Concepción, 2024) Morel Soto, Camila Andrea; Muñoz Montesino, Carola
La enfermedad de Alzheimer (EA) es un trastorno neurodegenerativo caracterizado la acumulación de oligómeros solubles del péptido β-amiloide (AβOs) que provocan efectos deletéreos como estrés oxidativo y disfunción mitocondrial. La vitamina C, un antioxidante fundamental, desempeña un papel protector en la preservación de la integridad y función mitocondrial. Sin embargo, el mecanismo por el cual se transporta a las mitocondrias, especialmente en neuronas afectadas por la EA, aun no se comprende completamente. Si bien se ha propuesto que la vitamina C ingresa a la células principalmente como ácido deshidroascórbico (DHA) mediante transportadores de glucosa (GLUTs), investigaciones recientes indican que el transportador de vitamina C dependiente de sodio 2 (SVCT2), típicamente localizado en la membrana plasmática, también podría localizarse en las mitocondrias y medias el transporte de vitamina C en su forma reducida, ácido ascórbico (AA). La presente tesis busca investigar el papel de SVCT2 en neuronas hipocampales de ratón y células CAD diferenciadas expuestas a AβOs, con el objetivo de determinar si SVCT2 se localiza en las mitocondrias y si su expresión se ve afectada por el estrés inducido por los AβOs. A través de cultivos primarios de neuronas hipocampales de ratón y de modelos celulares, se evaluó la expresión y localización de SVCT2 en respuesta a concentraciones crecientes de AβOs. El estudio reveló un aumento significativo en la expresión de una variante corta de SVCT2, que podría representar una forma dominante-negativa, en neuronas tratadas con AβOs, lo que podría agravar el daño oxidativo al afectar el transporte de vitamina C. Además, en tejidos cerebrales de pacientes con enfermedades neurodegenerativas avanzadas, se detectó una señal débil de SVCT2, posiblemente debido a la marcada pérdida de neuronas.
Desarrollo de un prototipo de plataforma de evaluación de moléculas con actividad potencial frente al cáncer de próstata resistente a la castración y resistente a la abiraterona.
(Universidad de Concepción, 2024) Rivas Morales, Yerko Ignacio; González Chavarría, Iván Antonio
El cáncer es una de las principales causas de muerte en el mundo. En Chile, el cáncer de próstata (CaP) es la neoplasia maligna más prevalente y con mayor mortalidad en hombres, y el costo de tratamiento asociado a esta patología es elevado, lo que la convierte en un problema de salud pública. El tratamiento principal para el cáncer de próstata avanzado es la terapia hormonal o terapia de privación de andrógenos (ADT). Sin embargo, un porcentaje significativo de pacientes que recibe ADT desarrolla resistencia, evolucionando a cáncer de próstata resistente a la castración (CRPC). La alternativa terapéutica de última línea para el CRPC es la Abiraterona, un inhibidor selectivo de la enzima esteroidogénica CYP17A1, pero un tercio de los pacientes tratados con este fármaco también desarrollan resistencia, reduciendo su eficacia y limitando la sobrevida. Por lo tanto, es esencial encontrar nuevas estrategias y moléculas para tratar el CRPC resistente a Abiraterona. La evidencia científica actual indica que no existen herramientas celulares y moleculares comerciales o metodologías estandarizadas para evaluar compuestos con potencial terapéutico contra el CRPC resistente a la Abiraterona. En esta tesis, desarrollamos un prototipo de plataforma para la identificación de compuestos y/o moléculas contra el CRPC resistente a la Abiraterona mediante la generación de dos modelos celulares resistentes y la estandarización de una metodología para evaluar la actividad citotóxica o citostática de dichos compuestos. Los modelos celulares de CRPC resistente a la Abiraterona fueron generados mediante el tratamiento crónico de células de CRPC 22RV1 y C4-2B con concentraciones crecientes del fármaco. La estandarización de la metodología de evaluación de compuestos se realizó comparando la información obtenida y las limitaciones metodológicas de los métodos de cristal violeta y el análisis de proliferación y muerte en tiempo real. Nuestros resultados muestran que es posible generar dos modelos de CRPC resistente a la Abiraterona (AbiR), diferenciados fenotípicamente por la sobreexpresión de los marcadores de resistencia a ADT y Abiraterona: AR, CYP17A1, 17β-HSD y PSA, en comparación con las células parentales (wt). Los modelos de CRPC resistentes a la Abiraterona fueron validados por un aumento significativo en la resistencia al fármaco, con un porcentaje de resistencia mayor al 20%. Además, el análisis de proliferación y muerte en tiempo real presentó múltiples ventajas en términos de cantidad de información, precisión, y tiempos, en comparación con el método de cristal violeta. Se evaluaron 5 compuestos con actividad potencial frente al CRPC resistente a la Abiraterona utilizando un sistema semiautomatizado de ensayos de citotoxicidad mediante tratamientos con una plataforma robótica y análisis de proliferación y muerte en tiempo real. Esto permitió identificar actividad diferencial de estos 5 compuestos en los modelos de CRPC AbiR en comparación con las células CRPC wt.
Modulación de la conductancia unitaria del receptor de glicina variante α3K por fosforilación mediada por PKA.
(Universidad de Concepción, 2024) Fariña Oliva, Katherine Nicole; Moraga Cid, Gustavo Alonso; Yévenes Crisóstomo, Gonzalo Enrique
El RGli pertenece a la superfamilia de canales iónicos activados por ligando pentaméricos (pLGICs) y se ha demostrado que subunidades específicas del RGli pueden desempeñar un papel clave en varias enfermedades. En el caso de la subunidad α3; se ha visto relacionada con la nocicepción y mecanismos de sensibilización al dolor crónico. Esta subunidad del receptor de glicina presenta dos variantes; α3L y α3K, que difieren en 15 aminoácidos ubicados en el ICD de la variante α3L y que no presenta la variante α3K. Esto debido al splicing alternativo que elimina el exón 8 del gen GNRL3. Se ha estudiado un mecanismo de sensibilización al dolor inflamatorio crónico, dependiente de la pérdida de inhibición glicinérgica del RGli α3L, tras la activación de los receptores neuronales EP2 y consecuente activación de PKA. De modo que, a través de estudios de inmunocitoquímica y registros electrofisiológicos pudimos observar que la mutación fosfomimética o la activación de PKA a través de bPAC, disminuye las corrientes glicinérgica de la variante α3K del RGli. Esta disminución es producto de una disminución en la conductancia unitaria del canal. Por lo tanto, nuestros hallazgos muestran que la variante α3K actúa de una forma similar a la variante α3L del RGli, frente a la activación de PKA mediante bPAC o en el modelo fosfomimético de α3K. De igual manera, pudimos observar que el PAM del RGli; 2,6-DTBP, restauró la conductancia unitaria del RGli α3K S346E, siendo esta similar a la conductancia de la variante α3K WT del RGli. Finalmente, el desarrollo de herramientas farmacológicas para la restauración de la actividad glicinérgica podría ejercer efectos anti-nociceptivos, recuperando el equilibrio excitatorio – inhibitorio fundamental en el funcionamiento del SNC.
Análisis de la formación de biopelículas de acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 53993 sobre soportes inorgánicos y orgánicos y evaluación de su potencial biotecnológico en el tratamiento de aguas contaminadas con arsénico inorgánico.
(Universidad de Concepción, 2024) Castro Piña, Matías Sebastián; Martínez Poblete, Miguel; Castro González, Matías
El arsénico (As) es un metaloide altamente tóxico para todas las formas de vida, el cual es liberado al ambiente por fuentes naturales y actividades antrópicas. El consumo de agua contaminada con As es un problema a nivel mundial, lo que representa un problema a la salud pública. Para remediar esta situación, existen tecnologías como la adsorción, método basado en la capacidad de retención de contaminantes en la superficie de adsorbentes. En la búsqueda de nuevos adsorbentes, los óxidos de hierro como Schwertmannita (Sch) y Jarosita (Jt), presentan buenas propiedades de adsorción de As, compuestos que pueden ser biomineralizados por bacterias acidófilas oxidantes de hierro como Acidithiobacillus ferrooxidans. La biomineralización de óxidos de hierro es un proceso mediado por factores como la formación de biopelículas y las interacciones del Fe(III) con diferentes estructuras de la matriz extracelular (ECM, del inglés extracelular matrix), por lo que es necesario caracterizar las biopelículas formadas por Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 53993, incluyendo componentes de su matriz extracelular, y evaluar su utilidad en el tratamiento de aguas contaminadas con As inorgánico mediante biomineralización de óxidos de hierro. Así, se evaluó la viabilidad de A. ferrooxidans ATCC 53993 a diferentes concentraciones de As inorgánico, mediante análisis espectrofotométricos midiendo la densidad óptica a 430 nm. Se analizó la formación de biopelículas sobre soportes inorgánicos y orgánicos mediante ensayos de adherencia evaluados por microscopia de epifluorescencia y con microscopia electrónica de barrido. La caracterización de las estructuras presentes en la ECM se realizó mediante análisis de distribución de tamaño, microscopia electrónica de transmisión y análisis proteómico. Además, se analizaron los óxidos de hierro biomineralizados por biopelículas de A. ferrooxidans ATCC 53993 sobre un soporte orgánico inerte, los cuales fueron caracterizados mediante microscopia electrónica de barrido asociado a espectroscopia de rayos X de energía dispersiva y difracción de rayos X, junto también con una evaluación de su capacidad de adsorción de As mediante Espectrometría de Masas con Plasma Acoplado Inductivamente. Los resultados indicaron que A. ferrooxidans ATCC 53993 fue capaz tolerar hasta 2 mM de As(III) y 32 mM de As(V). Además, de adherirse a sustratos inorgánicos (pirita y azufre elemental) y a un soporte orgánico inerte (bioball), formando biopelículas. En cuanto a la caracterización de su ECM, esta cepa es capaz de producir vesículas de membrana, las cuales presentan capacidad de adherencia a pirita y azufre elemental como también una capacidad oxidativa de hierro reducida con respecto a las células. Por último, las biopelículas de A. ferrooxidans ATCC 53993 son capaces de biomineralizar óxidos de hierro, principalmente Sch y Jt. Los cuales presentaron una capacidad para adsorber As(III) de 23.2 mg·g-1. Valores que sugieren la posibilidad de desarrollar un sistema de tratamiento de aguas contaminadas con As basado en la inmovilización de Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC 53993 sobre bioballs y que permiten la biomineralización de óxidos de hierro y éstos pueden capturar el As inorgánico. Como proyecciones a este proyecto quedan estudiar el desarrollo de un sistema de tratamiento a mayor escala para evaluar los rendimientos de biomineralización de óxidos de hierro como de la adsorción de As. Por otra parte, surge la necesidad de esclarecer las funciones de las MVs dentro del contexto de la formación de biopelículas de esta bacteria, junto con la interacción con minerales que puede influir en la biomineralización de óxidos de hierro.
Bacterioma de plastisfera y determinación de genes de resistencia antimicrobiana en vertedero de la región del Bíobío.
(Universidad de Concepción, 2024) Rojas Oñate, Daniela Andrea; Schoebitz Cid, Mauricio Iván; Opazo Capurro, Andrés
Plastisfera se refiere a la comunidad microbiana de la superficie de las partículas de plástico. Aunque han sido bien estudiadas en ecosistemas acuáticos, los estudios terrestres han sido limitados. Este estudio se llevó a cabo en un vertedero de 40 años de antigüedad en Rocuant-Andalién, ubicado a 20 m del Océano Pacífico. Se muestrearon transectos de 1 km de longitud, totalizando seis sitios. El tipo de polímero de los residuos plásticos se identificó mediante espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR), mientras que microscopia electrónica de barrido (SEM) se utilizó para obtener imágenes de la superficie del plástico. Se secuenció la región V3-V4 del gen 16S rRNA bacteriano para analizar la comunidad microbiana utilizando un enfoque metagenómico. Además, se analizó el gen intI1 mediante PCR convencional, revelando la presencia potencial de genes de resistencia a antibióticos de relevancia clínica humana en el 67 % de las seis parcelas. El tipo de plástico más abundante fue el polietileno de alta densidad (HDPE) (56 %). No se encontró relación entre el tipo de plástico y la presencia del gen intI1. La microscopía reveló la presencia de microorganismos en las muestras, incluidos bacilos, cocos y bacterias filamentosas, que formaban pequeños grupos en las superficies de plástico. La secuenciación de amplicones del 16S rRNA mostró un predominio de miembros pertenecientes a los filos Actinobacteria, Firmicutes y Proteobacteria en la mayoría de las muestras. Los índices de diversidad alfa indicaron una elevada diversidad y riqueza entre las muestras, pero no hubo diferencias estadísticas significativas entre los sitios. El análisis de diversidad beta indicó diferencias significativas en las comunidades bacterianas entre los lugares de muestreo, pero no entre los tipos de polímeros. Este estudio entrega información sobre las comunidades bacterianas asociadas a los residuos plásticos de los vertederos, incluida la alta diversidad, la documentación de diversos microorganismos y las diferencias en las comunidades bacterianas y los posibles problemas ecológicos y sanitarios relacionados con la resistencia a los antibióticos.
Determinación de la interacción entre el dominio intracelular de receptor de glicina α3 y la proteína del complejo de exocitosis SEC8.
(Universidad de Concepción, 2024) Soto Ortega, Paul Francisco; Moraga Cid, Gustavo Alonso
El receptor de glicina (GlyR), es un canal iónico pentamerico activado por ligando (pLGIC), crucial para regular la excitabilidad neuronal, y está implicado en afecciones como la hiperekplexia, el dolor crónico y la epilepsia. GlyR, que comprende cuatro subunidades alfa y una subunidad beta, puede existir en configuraciones homopentamérica (solo α) o heteropentamérica (α y β en una proporción de 4:1). Aunque los moduladores alostéricos históricamente se dirigieron a los dominios extracelular (ECD) y transmembrana (TMD), estudios recientes sugieren una modulación a través del dominio intracelular (ICD) que históricamente estuvo relacionado con la agrupación sináptica. Se descubrió que las proteínas intracelulares Gbeta-gamma mejoran su función. En particular, se identificó una nueva interacción del ICD GlyR α3 con la proteína SEC8, que influye en el transporte y tráfico axonal sin claridad sobre el impacto funcional. Este estudio investiga el efecto funcional de la interacción GlyR-SEC8 utilizando métodos bioquímicos, inmunohistoquímicos y electrofisiológicos. Nuestros resultados revelan un desplazamiento a la izquierda en la curva dosis-respuesta, lo que indica una mayor tasa de desensibilización sin alterar la expresión en la membrana o las corrientes máximas. Estos hallazgos abren nuevas vías para explorar la regulación de GlyR por componentes intracelulares.

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