Actualidades Biológicas

Genetic and epigenetic factors of gastric cancer

Resumen El cáncer gástrico (CG) es la primera causa de muerte por cáncer en Colombia, la tumorogénesis gástrica es un proceso gradual y de larga evolución que incluye cambios genéticos y epigenéticos que activan protooncogenes e inactivan genes supresores de tumor (GST). Los cambios genéticos incluyen pérdida de heterocigocidad (LOH), inestabilidad microsatelital (MSI), translocaciones, aneuploidía, y mutaciones en GST; y amplificaciones o mutaciones en protooncogenes. Por otro lado, la alteración epigenética más frecuente es la metilación de los promotores. En la actualidad, el CG es un problema de salud pública en Colombia por tres factores: las altas tasas de incidencia/mortalidad, los sobrecostos de los tratamientos de la enfermedad en estadios avanzado y la falta de acceso de la población a los servicios de salud. Esta revisión expondrá las alteraciones genéticas y epigenéticas que se encuentran con mayor frecuencia en CG, y su asociación con los diferentes tipos de CG.

Abstract Gastric cancer (GC) is the leading cause of cancer death in Colombia, gastric tumorigenesis is a gradual and long evolution process involving genetic and epigenetic changes that activate protooncogenes and inactivate tumor suppressor genes (GST). The genetic changes include loss of heterozygosity (LOH), microsatellite instability (MSI), translocations, aneuploidy, and mutations in GST; and mutations in protooncogenes or amplifications. Meanwhile, methylation of promoters is the commonest epigenetic alteration. Actually, CG is a public health problem in the country for three factors: high rates of incidence/mortality, overruns treatments for advanced disease stages and lack of public access to services health. This review the genetic and epigenetic alterations that are found more often in CG, and its association with different types of CG.

Growth promoter effect on the Botryococcus braunii Kutzing 1849 culture by several different bacterial strains

Abstract There are several strategies to improve the growth of microalgae in industrial processes. In recent years, one of them has gained strength to achieve this goal: the co-culture with bacteria. Using growth-promoting substances, producer bacteria enhance microalgae biology activity, similar to how they have been used to promote the successful production of crops. The aim of this study was to evaluate the promoter capacity of strains Bacillus subtilis, Corynebacterium aquatile and Flavobacterium aquatile, evaluate their ability to improve the growth rate of microalgae Botryococcus braunii and to optimize the process derived from its cultivation. This study showed that the tested bacteria were able to increase up to 1.7 times the B. braunii growth rate and this promoting ability remained present in cell lysate preparations from the same bacterial strains.

Resumen El empleo de bacterias productoras de sustancias promotoras de crecimiento, para mejorar la eficiencia en el crecimiento de las microalgas y así potenciar su actividad en procesos industriales es una práctica que ha tomado fuerza durante los últimos años, de manera análoga a como han sido utilizadas las bacterias para favorecer la producción exitosa de cultivos vegetales. El objetivo de este trabajo fue evaluar la capacidad de las cepas Flavobacterium aquatile, Corynobacterium aquatile y Bacillus subtilis de actuar como promotoras en el crecimiento de la microalga Botryococcus braunii con el fin de mejorar su velocidad de crecimiento y optimizar los procesos derivados de su cultivo. Este estudio muestra que las bacterias evaluadas tienen la capacidad de aumentar hasta 1,7 veces el crecimiento de B. braunii y esta capacidad promotora continúa presente en preparaciones de lisados celulares procedentes de estas mismas cepas bacterianas.

Relationship between litter production and soil conditions in tropical rainforests of biogeographic Chocó, Colombia

Resumen La producción de hojarasca (PNNhojarasca) es uno de los principales componentes de la productividad primaria neta (PPN) en ecosistemas boscosos. Dicha PPNhojarasca está determinada considerablemente por las condiciones edáficas en bosques lluviosos tropicales. Para evaluar esta hipótesis se establecieron cinco parcelas permanentes de una hectárea en dos bosques de Opogodó y Pacurita (Chocó), Colombia, donde se determinó la PPNhojarasca mediante 125 recolectores que se evaluaron mensualmente durante un año. Además, se midieron los parámetros básicos de fertilidad edáfica, y se relacionaron con la PPNhojarasca. Se observó que ambos bosques presentaron suelos pobres en nutrientes, pero con mayor contenido de arena, N total y materia orgánica (MO) en Opogodó. La PPNhojarasca fue similar en ambos bosques (7,82 t ha-1 año-1 en Opogodó, y 7,35 t ha-1 año-1 en Pacurita). Asimismo, los componentes con mayor aporte fueron las hojas (>60%), tallos (19%) y miscelánea (14%). La PPNhojarasca total presentó correlación negativa débil con el porcentaje de limo edáfico. Mientras la producción de hojas se asoció positivamente con el contenido de arena, pH, MO y N total, la relación fue negativa con el aluminio (Al), la capacidad de intercambio catiónico efectiva (CICE) y limo. En general, las correlaciones entre la PPNhojarasca y los parámetros edáficos fueron débiles; al parecer, por la poca variación en la fertilidad y la baja disponibilidad de algunos nutrientes (Fósforo y Calcio) del suelo. Por lo tanto, se confirmó débilmente la hipótesis de la limitación por fertilidad del suelo de la PPN en los bosques del Chocó.

Abstract Litter production (NPPlitterfall) is one of the main components of net primary productivity (NPP) in forest ecosystems. Such NPPlitterfall is determined considerably by the soil conditions in tropical rainforests. To evaluate this hypothesis five 1-ha permanent plots were established in two forests of Chocó (Opogodó and Pacurita) where NPPlitterfall was measured in 125 collectors, monthly-monitored for a year. In addition, basic soil-fertility parameters were measured and related to the NPPlitterfall. It was observed that both forests exhibited nutrient-poor soils, but with higher sand content, total N and organic matter (OM) in Opogodó. The NPPlitterfall was similar in both forests (7.82 t ha-1 yr-1 in Opogodó, and 7.35 t ha-1 yr-1 in Pacurita). Also, the litter-fall components with greatest contribution were leaves (> 60%), stems (19%) and miscellaneous (14%). Total NPPlitterfall showed a weak negative correlation with the percentage of silt. Leaf litter production was positively associated with sand content, pH, O.M. and total nitrogen; whereas, it was negatively correlated with aluminum (Al), effective cation exchange capacity (ECEC) and silt. In general, correlations between NPPlitterfall and soil parameters were weak, apparently due to the small variation in soil fertility and low availability of some nutrients (phosphorus and calcium). Therefore, these results partially confirmed the hypothesis of soil-fertility limitation upon NPP in the forests of Chocó.

Relation between infection by galls and the structural variables of Rhizophora mangle L., in Gulf of Urabá (Colombia)

Resumen En los últimos años se han identificado diversos problemas fitosanitarios, que causan el deterioro de los manglares del golfo de Urabá y en consecuencia han afectado a las comunidades que aprovechan sus productos. Especialmente se detectó la presencia de tumores en árboles de Rhizophora mangle. Con el fin de evaluar su relación con la estructura y anatomía de los árboles, se establecieron 24 parcelas circulares de 500 m², en la desembocadura del río Atrato, sitio con alta incidencia, y tres parcelas en la ensenada de Ríonegro, donde no se han registrado tumores hasta ahora. Se midieron diámetros y alturas de árboles con DAP mayor que 2,5 cm, y se evaluó su vigor. Las parcelas localizadas en la desembocadura del río Atrato, presentaron en general infección alta (sólo cuatro tuvieron infección baja). En el modelo logístico, para cualquier combinación de DAP y vigor, la presencia de agallas en los árboles fue más probable que la ausencia, y la probabilidad de encontrar un árbol infectado aumentó, a medida que el DAP aumentó, y su vigor era más desfavorable. El efecto general del vigor fue estadísticamente significativo, sin embargo, los contrastes entre las categorías superiores (2-4) no mostraron diferencias significativas. La proporción de árboles infectados fue alta (> 75%) en categorías mayores a 10 cm de DAP, evidenciando el grado de expansión de la infección en el delta del río Atrato. Las distribuciones diamétricas conservan la relación positiva encontrada con el modelo logístico entre el diámetro de los árboles y la presencia de agallas.

Abstract In recent years, several phytosanitary problems have been identified, causing deterioration of the mangrove forests of the gulf of Urabá and, consequently affecting the communities that use their products. Especially the presence of tumors in Rhizophora mangle trees was detected several years ago. In order to evaluate its relationship with the structure and anatomy of R. mangle trees, 24 circular plots of 500 m² were established, at the mouth of the Atrato river, a site with a high incidence of these tumors in mangroves, and three plots in the cove of Rionegro, where have not been registered tumors so far. Diameters and heights of trees with DBH greater than 2.5 cm were measured, and their vigor was evaluated. Most plots located at the mouth of the Atrato River, showed a higher percentage of infection (only 4 of them showed low infection percentage). In the logistic model, for any combination of DAP and vigor, the presence of galls in trees was more likely than absence, and the probability of finding an infected tree increased, as DAP increased, and its vigor was more unfavorable. The overall vigor effect was statistically significant, however, the contrasts between upper categories (2-4) did no show significant differences. The proportion of infected trees was high (> 75%) in categories greater than 10 cm of DBH, showing the high level of spread of the infection in the Atrato river delta. The diameter distributions retain the positive relationship found with the logistic model between the diameter of the trees and the presence of galls.

Antimicrobial activity of peels and seeds of Citrus limonia and Citrus sinensis

Resumen Se evaluó la actividad antimicrobiana de extractos etanólicos y fracciones en n-hexano, acetato de etilo, diclorometano y agua-etanol obtenidos a partir de semillas y cáscaras de Citrus sinensis y Citrus limonia, sobre los fitopatógenos Aspergillus niger, Botrytis cinerea, Phytophthora cinnamoni y Rhizopus oryzae. El efecto inhibitorio de los diferentes extractos se midió sobre el crecimiento micelial, la esporulación y sobre los daños en la micromorfología de los microorganismos por los métodos densidad óptica y difusión en agar; los extractos fueron caracterizados por cromatografía de capa delgada, verificándose la presencia de metabolitos secundarios de tipo flavonoide, alcaloide y limonoide. Se presentó un comportamiento diferencial en cuanto a la actividad antimicrobiana de los diferentes tratamientos siendo los más activos los diclorometánicos de las cáscaras, y en este orden con mayor actividad en la fracción diclorometánica de C. limonia. Se observó efecto inhibitorio sobre los microorganismos, el cual fue dependiente de la concentración, apreciándose daños micromorfológicos sobre hifas y estructuras reproductivas, como esporangios y conidios a concentraciones cercanas a los 7 mg/ml. Los resultados sugieren que residuos de la agroindustria de cítricos como las cáscaras son fuente de metabolitos, con potencial antimicrobiano en el control de fitopatógenos de importancia agrícola.

Abstract The antimicrobial activity of ethanol extracts and fractions in n-hexane, ethyl acetate, dichloromethane, and water-ethanol obtained from seeds and peels of Citrus limonia and Citrus sinensis, against Aspergillus niger, Botrytis cinerea, Phytophthora cinnamoni, and Rhizopus oryzae was evaluated. The inhibitory effect of various extracts was measured on mycelial growth, sporulation, and damage on microscopic morphology of microorganisms by the following methods: optical density and agar diffusion, determining the inhibitory effect on mycelial growth, sporulation, and microscopic morphology of plant pathogens; the extracts were characterized by thin layer chromatography, verifying the presence of secondary metabolites of flavonoid type, alkaloid, and limonoids. A differential behavior arises in the antimicrobial activity of different treatments, being the most active dichloromethane shells extracts, and in this order with increased activity in the dichloromethane fraction of C. limonia. The inhibitory effect on the microorganisms tested was observed at concentrations close to 7 mg/ml, the result of micromorphological damage on hyphae and reproductive structures such as sporangia and conidia, which were dependent on the extracts concentration. The results suggest that residues as agribusiness citrus peels are a source of metabolites with antimicrobial potential in controlling agriculturally important plant pathogens.

Variation in the electrical activity of the prefrontal, frontal and temporal cortex in Cannabis users

Resumen El presente estudio evaluó la variación en la actividad eléctrica de la corteza cerebral prefrontal, frontal y temporal en registros electroencefalográficos de estudiantes universitarios consumidores y residentes en la ciudad de Bogotá, durante y en ausencia de consumo de Cannabis, contrastado con una población control de no consumidores. Se evidenció que los efectos de Cannabis en la actividad eléctrica cerebral durante el consumo, ocasionan la presencia de una mayor actividad alfa, indicando estados de relajación y poca concentración; a su vez, un incremento en la actividad beta, vinculada a la captación de diversos estímulos y la disminución de la actividad delta tras la recompensa generada con el consumo. En ausencia de consumo, se manifiesta el aumento de las ondas delta con respecto a la población control, ondas asociadas con estados de ansiedad. Adicionalmente, se evidenció que el uso prolongado y frecuente de esta sustancia genera una tolerancia, al no variar la actividad cerebral durante y en ausencia del consumo de Cannabis, del mismo modo, la presencia en mayor proporción de ondas theta en ausencia de consumo frente a no consumidores, sugiere que tras el uso prologado de la sustancia los consumidores tienden a manifestar estados de somnolencia y adormecimiento constantes.

Abstract This research assessed the variation in the electrical activity of the prefrontal, frontal and temporal on the cerebral cortex in EEG records from college Cannabis-user residents in Bogota, during and in the absence of Cannabis use, contrasted with a control population of non-users. It was evident that the effects of Cannabis in brain electrical activity during the consume cause the increase of alpha activity, indicating states of relax and low concentration; also, an increase in beta activity, related to the reception of different stimulus and decrease of delta activity generated by the rewarding after the use. In the absence of consumption, delta waves increasing in comparison with the control group, waves associated with anxiety states. Furthermore, it was noticed that the prolonged and frequent use of this substance generates tolerance, without variation in brain activity during and in the absence of Cannabis use. In the same way, the presence in a greater proportion of theta waves in the absence of consumption compared to nonusers, suggesting that after the prolonged use of the substance consumers tend to manifest constant sleepiness and drowsiness.

Detection of extracellular enzymes in Cuban strains of Metarhizium anisopliae complex with entomopathogenic action against Cylas formicarius Fabricius (Coleoptera: Brentidae)

Resumen El presente trabajo informa la detección, por métodos bioquímicos, de enzimas extracelulares relacionadas con la actividad biológica de nueve cepas del complejo Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorokin. Se determinó, a diferentes concentraciones, la capacidad patogénica contra el insecto Cylas formicarius Fabricius, y se calculó el tiempo y la concentración letal. Se analizó tanto la presencia de enzimas extracelulares en las cepas fúngicas como su relación con el efecto entomopatogénico y virulencia contra C. formicarius. Todas las cepas del complejo M. anisopliae estudiadas resultaron patogénicas exhibiendo un índice de actividad enzimática superior a 1. La cepa LBM-30 fue la más eficiente al detectarse la presencia de enzimas proteasa, quitinasa, caseínasa, amilasa y lipasa. Esto corrobora la relación de la actividad enzimática con la virulencia observada.

Abstract This study reports the detection, by biochemical methods, of extracellular enzymes related to the biological activity of nine strains of the complex Metarhizium anisopliae (Metsch.) Sorokin. We determined the pathogenic capacity against the insect Cylas formicarius Fabricius at different concentrations, calculated the lethal time and concentration, and analyzed both the presence of extracellular enzymes in the fungal strains as well as their relation to the entomopathogenic effect and virulence against C. formicarius. All strains of the M. anisopliae complex studied were pathogenic with an enzymatic activity index greater than 1. The LBM-30 strain was the most effective with presence of protease, chitinase, caseinase, amylase and lipase enzymes. This result corroborates the relationship between of the enzymatic activity with the observed virulence.

Variation of the genetic profiles obtained by PCR with and without DNA extraction from blood stain

Resumen La PCR sin extracción es una herramienta clave en investigaciones forenses, tratándose de una de las opciones a elegir cuando se tienen muestras con baja cantidad o calidad del ADN. El objetivo de este estudio fue determinar si hay diferencias entre los perfiles genéticos obtenidos por PCR i) en muestras de ADN extraídas con Chelex® 100, ii) en muestras de ADN obtenidas con el reactivo de purificación de muestras en tarjetas FTA, y iii) por la PCR muestras sin extracción, empleando el kit comercial AmpFLSTR® Identifiler®, utilizado de rutina en el laboratorio IdentiGEN de la Universidad de Antioquia. Manchas de sangre almacenadas en tarjetas FTATM Genecard WhatmanTM, papel de Cromatografía y papel filtro, se amplificaron por PCR sin extracción utilizando los buffers EzwayTM, PCRboostTM, STRboostTM y Buffer 5X Colorless Go Taq® Flexi. Los perfiles obtenidos se analizaron por medio de electroforesis capilar. Los resultados muestran que con los buffers utilizados se obtiene la amplificación de todos los marcadores STRs de las muestras almacenadas en los tres diferentes soportes. Esto permite concluir, que utilizando la PCR sin extracción, además de reducirse los costos y el tiempo de procesamiento de las muestras, se logra obtener perfiles genéticos que cumplan los criterios de calidad establecidos por el laboratorio, generando resultados de manera más eficiente al no ser necesario realizar la extracción y purificación del ADN.

Abstract The PCR without extraction is a key tool in forensic investigation, being a good option when samples with small amounts or degraded DNA are available. The objective of this study was to compare genetic profiles obtained by PCR using: i) DNA samples extracted using Chelex® 100, ii) DNA samples extracted using an FTA purification reagent, and iii) samples without extraction using the commercial kits AmpFLSTR® Identifiler®, routinely employed in the laboratory IdentiGEN of the University of Antioquia. Blood stains were collected in FTA cards Genecard WhatmanTM, chromatography paper, and in filter papers. PCR without extraction was performed using the buffers EzwayTM, PCRboostTM, STRboostTM, and Buffer 5X Colorless Go Taq® Flexi. The profiles were obtained by capillary electrophoresis. The results show that, using the above-mentioned buffers, all STR markers were amplified, for samples collected in the three different types of support. In conclusion, the PCR without extraction, apart from reducing the cost and time needed for processing the samples, it allows obtaining genetic profiles that meet the quality criteria established by the laboratory, in a more efficiently way, since DNA extraction and purification steps are eliminated.