Estudio del efecto de β-caroteno en el mecanismo de desactivación de oxígeno singlete en células mamíferas

La luz puede ser usada para causar daño a los tejidos de diversas maneras, ya sea, térmica, mecánica o químicamente. Las aplicaciones de la luz incluyen técnicas terapéuticas en oftalmología, fotocoagulación, fotodisrupción y la fotoquímica. La fotoquímica difiere sustancialmente de las demás técnicas, ya que no implica ningún daño térmico o mecánico. El daño fotoquímico puede ocurrir naturalmente por exposición a la luz, induciendo mecanismos oxidativos. Por ejemplo, las consecuencias del estrés oxidativo de la retina generado por exposición a la luz, implican daño oxidativo de ADN, lípidos y proteínas (1,2). Durante años se ha incursionado en la utilización de diferentes terapias para la cura del cáncer. Una de ellas es la Terapia Fotodinámica. El presente trabajo de tesis se enmarca en este contexto, ahondando en el efecto del Beta-caroteno en el mecanismo de desactivación de oxígeno singlete en células mamíferas, a través del monitoreo directo de esta especie reactiva de oxígeno y la utilización de modelos donde se mimetiza tanto el ambiente heterogéneo al cual se enfrenta el carotenoide en la célula como la interacción con proteínas.Facultad de Ciencias Exacta

Ciclo de talleres de Química como experiencia motivadora: una opción para disminuir la deserción de carreras universitarias relacionadas

Si bien cada asignatura presenta sus propias dificultades e ingerencia en el no abandono de los estudios universitarios, en este trabajo se plantea como método paliativo para la no deserción, la incorporación de talleres prácticos de química para asegurar una mayor motivación por esta disciplina como eje dentro de materias de primer año para carreras como Licenciatura en Química, Bioquímica, Farmacia, Ingeniería Química, Biotecnología y Ciencias Naturales.Facultad de Ciencias Exacta

Ciclo de talleres de Química como experiencia motivadora: una opción para disminuir la deserción de carreras universitarias relacionadas

Si bien cada asignatura presenta sus propias dificultades e ingerencia en el no abandono de los estudios universitarios, en este trabajo se plantea como método paliativo para la no deserción, la incorporación de talleres prácticos de química para asegurar una mayor motivación por esta disciplina como eje dentro de materias de primer año para carreras como Licenciatura en Química, Bioquímica, Farmacia, Ingeniería Química, Biotecnología y Ciencias Naturales.Facultad de Ciencias Exacta

Ciclo de talleres de Química como experiencia motivadora: una opción para disminuir la deserción de carreras universitarias relacionadas

Si bien cada asignatura presenta sus propias dificultades e ingerencia en el no abandono de los estudios universitarios, en este trabajo se plantea como método paliativo para la no deserción, la incorporación de talleres prácticos de química para asegurar una mayor motivación por esta disciplina como eje dentro de materias de primer año para carreras como Licenciatura en Química, Bioquímica, Farmacia, Ingeniería Química, Biotecnología y Ciencias Naturales.Facultad de Ciencias Exacta

Uso de nanomateriales magnéticos para tratamiento de iones fluoruro en solución

Objetivos: preparar y caracterizar nanopartículas (NPs) magnéticas de óxidos de hierro recubiertas con hidróxido de aluminio (mediante un enlace covalente) para ser usadas como adsorbentes de bajo costo para la remoción de fluoruros. Preparación: se prepararon NPs de maguemita desnudas por una modificación del método de descomposición térmica de precursores orgánicos. La magnetita se preparó por el método de coprecipitación. El recubrimiento de las NPs se realizó según dos métodos diferentes: (a) añadiendo gota a gota una solución de AlCl3 en éter etílico (relación molar 1:3 con la cantidad de hierro presente en las NPs sintetizadas) a la suspensión de las NPs de sonicada en éter etílico. (b) Se suspendieron las NPs en agua bidestilada y se goteó en paralelo, una solución de nitrato de aluminio y otra solución de NaOH. Ensayos de adsorción de fluoruros: se determinaron las cinéticas de adsorción, para ello se pusieron en contacto soluciones acuosas de los contaminantes con los materiales adsorbentes, los que se separaron magnéticamente. Los iones fluoruros en la solución resultante se analizaron mediante un electrodo específico. Para cada una de las NPs sintetizadas se realizaron ciclos de Adsorción/Desorción, comprobándose que las NPs son reutilizables. Para la desorción se empleó solución acuosa de NaOH 0.5M en todos los casos. Caracterización: Se evaluaron los espectros FTIR y las imágenes TEM de las NPs recubiertas. Además, se realizaron ensayos de absorción de rayos X (XAS Fe L-edge). Resultados: 1.- Los espectros de FTIR muestran un alto recubrimiento de las partículas con Al(OH)3, evidenciado por la banda del enlace Al-OH, a 3650 cm-1. 2.- El análisis de las imágenes TEM arroja tamaños de partículas de alrededor de 10 nm. 3.- Las NPs más eficientes para la remoción de fluoruros fueron las de maguemita con recubrimiento de Al(HO)3 realizado en medio acuoso. 4.- Los resultados de XAS Fe L-edge dependen fuertemente del número de extracciones de Fluoruro. Se evidenció que a medida que se incrementa el número de extracciones, el hierro de las NPs se reduce dramáticamente, aumentando la relación Fe(II)/Fe(III) en superficie.Universidad Nacional de La Plat

Uso de nanomateriales magnéticos para tratamiento de iones fluoruro en solución

Objetivos: preparar y caracterizar nanopartículas (NPs) magnéticas de óxidos de hierro recubiertas con hidróxido de aluminio (mediante un enlace covalente) para ser usadas como adsorbentes de bajo costo para la remoción de fluoruros. Preparación: se prepararon NPs de maguemita desnudas por una modificación del método de descomposición térmica de precursores orgánicos. La magnetita se preparó por el método de coprecipitación. El recubrimiento de las NPs se realizó según dos métodos diferentes: (a) añadiendo gota a gota una solución de AlCl3 en éter etílico (relación molar 1:3 con la cantidad de hierro presente en las NPs sintetizadas) a la suspensión de las NPs de sonicada en éter etílico. (b) Se suspendieron las NPs en agua bidestilada y se goteó en paralelo, una solución de nitrato de aluminio y otra solución de NaOH. Ensayos de adsorción de fluoruros: se determinaron las cinéticas de adsorción, para ello se pusieron en contacto soluciones acuosas de los contaminantes con los materiales adsorbentes, los que se separaron magnéticamente. Los iones fluoruros en la solución resultante se analizaron mediante un electrodo específico. Para cada una de las NPs sintetizadas se realizaron ciclos de Adsorción/Desorción, comprobándose que las NPs son reutilizables. Para la desorción se empleó solución acuosa de NaOH 0.5M en todos los casos. Caracterización: Se evaluaron los espectros FTIR y las imágenes TEM de las NPs recubiertas. Además, se realizaron ensayos de absorción de rayos X (XAS Fe L-edge). Resultados: 1.- Los espectros de FTIR muestran un alto recubrimiento de las partículas con Al(OH)3, evidenciado por la banda del enlace Al-OH, a 3650 cm-1. 2.- El análisis de las imágenes TEM arroja tamaños de partículas de alrededor de 10 nm. 3.- Las NPs más eficientes para la remoción de fluoruros fueron las de maguemita con recubrimiento de Al(HO)3 realizado en medio acuoso. 4.- Los resultados de XAS Fe L-edge dependen fuertemente del número de extracciones de Fluoruro. Se evidenció que a medida que se incrementa el número de extracciones, el hierro de las NPs se reduce dramáticamente, aumentando la relación Fe(II)/Fe(III) en superficie.Universidad Nacional de La Plat

Water Defluoridation: Nanofiltration vs Membrane Distillation

Nowadays, fluoride contamination of drinking water is a major problem for various countries, because high concentrations of fluoride pose a risk of dental and skeletal fluorosis. Over past years, membrane nanofiltration (NF) has been proposed as convenient defluoridation technology. However, NF cannot be applied to water systems with high fluoride concentration, and the disposal of the membrane concentrate remains an issue. In this work, we compared a commercial polyester NF membrane and a polypropylene hollow-fiber membrane distillation (MD) module for their ability to remove fluoride ions from water in the presence of hardness ions and organic fouling agents. The NF membrane can offer more than 10 times higher water productivity than MD, under realistic gradients of temperature and pressure, respectively. Despite that, after reaching a concentration factor of about 3, fouling and scaling caused the flux to drop to about 80% with respect to its initial value. Moreover, F- retention decreased from 90% to below 80%, thus providing a permeate of scarce quality. MD was operated in the direct-contact mode on a polypropylene hollow-fiber membrane, which was charged with a hot feed flow (average T = 58 °C) on one side and a cooled (20 °C) permeate flow of distilled water on the other side. The concentration of fluoride ions in the permeate was always below the detection limit of our electrode (0.2 ppm), regardless of the fluoride concentration in the feed. Moreover, the MD module showed higher resistance to fouling and scaling than NF, and CaF2 crystals were recovered from the MD concentrate after cooling. These results suggest that the synergic combination of the two techniques might be beneficial for the purification of fluoride-contaminated water systems: MD can be used to further concentrate the NF retentate, thus producing high-purity water and recovering CaF2 crystals.Fil: Moran Ayala, Lucia Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Paquet, Marie. University of Aalborg; DinamarcaFil: Janowska, Katarzyna. University of Aalborg; DinamarcaFil: Jamard, Paul. University of Aalborg; DinamarcaFil: Quist Jensen, Cejna A.. University of Aalborg; DinamarcaFil: Bosio, Gabriela Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Martire, Daniel Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Fabbri, Debora. Università di Torino; ItaliaFil: Boffa, Vittorio. University of Aalborg; Dinamarc

Imidazole and beta-carotene photoprotection against photodynamic therapy evaluated by synchrotron infrared microscopy

In order to better understand the role of β-carotene and imidazole on the Photodynamic Therapy (PDT) mechanism, synchrotron infrared microscopywas used to detect the associated intracellular biochemical modifications following the visible light irradiation of HeLa cells incubated with these compounds as typical hydrophobic and hydrophilic singlet oxygen quenchers, respectively. For this purpose, PDT was performed employing the hydrophilic sensitizer 5,10,15,20-Tetrakis (1-methyl-4-pyridinio) porphyrin tetra (p-toluenesulfonate), TMPyP, and the hydrophobic sensitizer 5-(4-Methoxycarboxyphenyl)-10,15,20-triphenyl-21H,23H–porphyrin. The single cell IR spectra of PDT-treated, PDT plus quencher-treated and control HeLa cellswere recorded at the SOLEIL Synchrotron Infrared SMIS beamline targeting specifically the cell nucleus. Principal Component Analysis (PCA) was used to assess the IR spectral changes. PCA revealed that there is a frequency shift of the protein Amide I vibrational band for the assays with the TMPyP sensitizer, indicating changes in the protein secondary structures of the PDT-treated cancer cells compared to the controls. In addition, the scores in those cells treated with both quenchers appear to be similar to the controls indicating a photoprotective effect. Comparative experiments carried out with SKMEL-28 and HaCat cells showed non- significant photoprotective effects of β-carotene and imidazole.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasInstituto Multidisciplinario de Biología Celula

A combined theoretical and experimental study on the oxidation of fulvic acid by the sulfate radical anion

The kinetics of the reaction of sulfate radicals with the IHSS Waskish peat fulvic acid in water was investigated in the temperature range from 289.2 to 305.2 K. The proposed mechanism considers the reversible binding of the sulfate radicals by the fulvic acid. The kinetic analysis of the data allows the determination of the thermodynamic parameters ΔG° = -10.2 kcal mol-1, ΔH° = -16 kcal mol-1 and ΔS° = -20.3 cal K-1 mol-1 for the reversible association at 298.2 K. Theoretical (DFT) calculations performed with the Buffle model of the fulvic acids support the formation of H-bonded adducts between the inorganic radicals and the humic substances. The experimental enthalpy change compares well with the theoretical values found for some of the investigated adducts.Fil: David Gara, Pedro Maximiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Bosio, Gabriela Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Gonzalez, Monica Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; ArgentinaFil: Russo, Nino. Università della Calabria; ItaliaFil: Del Carmen Michelini, Maria. Università della Calabria; ItaliaFil: Pis Diez, Reinaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Química Inorgánica "Dr. Pedro J. Aymonino". Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Química Inorgánica "Dr. Pedro J. Aymonino"; ArgentinaFil: Martire, Daniel Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentin

Photodynamic Therapy in HeLa Cells Incubated with Riboflavin and Pectin-coated Silver Nanoparticles

Riboflavin (Rf) is an endogenous photosensitizer, which can participate in Type I and Type II processes. We have recently shown that the yield of the triplet excited states of Rf is enhanced in the presence of pectin-coated silver nanoparticles (Pec@AgNP) due to formation of a complex between Rf and Pec@AgNP (Rf-Pec@AgNP). Consequently, under aerobic conditions, the amounts of singlet molecular oxygen and superoxide radical anion generated are also larger in the presence of the nanoparticles. This result made us suspect that the nanoparticles could have a beneficial effect in Rf-based PDT. To prove this hypothesis, we here compared the photodamage in HeLa cells incubated with Rf in the presence and in the absence of Pec@AgNP applying several optical assays. We used fluorescence imaging of irradiated HeLa cells incubated with Annexin V and propidium iodide to evaluate the occurrence of apoptosis/necrosis, the reduction of the tetrazolium dye MTT to formazan and neutral red uptake to prove cell viability, as well as synchrotron infrared microscopy of single cells to evaluate possible structural changes of DNA and nuclear proteins. The enhanced photodamage observed in the presence of Pec@AgNP seems to indicate that Rf enters into the cells complexed with the nanoparticles.Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y AplicadasInstituto Multidisciplinario de Biología CelularConsejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnica