Synthesis, characterization, and application of polyethylene glycol modified insulin for oral delivery using complexation hydrogels

Therapeutic proteins and peptides represent a major area of research in current pharmaceutical and biotechnology companies. Due to their inherent instability, the vast majority of these drugs require parenteral administration. Such is the case for as many as 6 million patients in the United States who use insulin in the treatment of diabetes mellitus. Oral insulin delivery would is a highly desirable alternative method of administration, though it continues to be an elusive target due the enzymatic digestion of insulin and low levels of absorption from the gastrointestinal tract. Hydrogel polymers have shown promise as potential carriers for oral insulin delivery. In particular, a pH responsive hydrogel composed of poly(methacrylic acid-g-polyethylene glycol), P(MAAg- EG), has shown the ability to protect insulin from enzymes in the gastric environment and release in small intestines. It was also able to induce a hypoglycemic effect in vivo when delivered to isolated ileal segments in rats. However, this material has not shown similar potential for oral protein delivery of other model drugs. To date, the unique interaction between P(MAA-g-EG) and insulin, which give it such potential for oral delivery, are not completely understood.The focus of this research is to investigate how P(MAA-g-EG) hydrogels interact with insulin and to improve upon current designs for oral insulin delivery. An attempt is made to correlate the structure and chemistry of the hydrogel to its interaction with insulin over the pH range exhibited by the gastrointestinal tract in vitro. Further insight is gained by observing the interaction of the hydrogel with insulin-like proteins including insulin glargine, an insulin analog, and polyethylene glycol (PEG) modified insulin. The PEG-insulin conjugate is synthesized and characterized to maintain the bioactivity of the protein, which is confirmed in vivo using intravenous and subcutaneous administration in rats. Finally, the proposed system is tested using an in vivo model in Sprague Dawley rats and related to the potential application of P(MAA-g-EG) to deliver insulin and PEG modified insulin for the treatment of diabetes.Ph.D., Biochemical Engineering -- Drexel University, 200

Efecto del sistema de labranza sobre la dinámica de la comunidad de malezas en trigo y en barbechos de secuencias de cultivos resistentes a glifosato

Se estudió el efecto del sistema de labranza con aplicación de glifosato como único método de control de malezas sobre la composición, riqueza y diversidad de las especies presentes en el cultivo de trigo y en barbechos de secuencias con cultivos de soja y maíz resistentes al herbicida durante 5 años. Los experimentos se realizaron en siembra directa y labranza convencional. La labranza produjo cambios en la comunidad de malezas ya que en trigo se observó mayor densidad total en labranza convencional mientras que la diversidad no varió entre sistemas de labranza. En los barbechos de ambas rotaciones, la densidad total fue mayor y la diversidad fue menor en siembra directa como consecuencia de la dominancia de Parietaria debilis (G.) Forster. Si bien en ambos sistemas de labranza, el único método de control estudiado fue la aplicación continua y exclusiva de glifosato, los cambios en la comunidad de malezas –incluyendo el aumento de P. debilis y la reducción de la densidad de las especies inicialmente presentes– pueden explicarse por la forma de uso de este herbicid

Factores biológicos que determinan la competencia de Commelina erecta con otras malezas en sistemas de cultivo

Se estudió la competencia de Commelina erecta originada de semilla y de rizoma con Digitaria sanguinalis y Amaranthus quitensis. Los objetivos del trabajo fueron: 1) estudiar la dinámica del crecimiento de plantas de estas malezas en mezclas binarias y en monoculturas; 2) estimar el rendimiento relativo de cada especie (RR) y el rendimiento relativo total (RRT) de las distintas mezclas y 3) utilizar un modelo dinámico para analizar la importancia de distintos atributos específicos sobre el resultado de la competencia. El crecimiento de las monoculturas de todas las especies ajustó a un modelo sigmoide. Los RR de las distintas malezas variaron en función de la especie acompañante, de la fecha de muestreo y del año. La competencia fue parcial (RRT > 1) únicamente en mezclas que incluyeron plantas de C. erecta originadas de rizomas. A partir de las simulaciones con el modelo, se determinó que el resultado de la competencia depende del tamaño inicial (BI) de rizomas de C. erecta, por otro lado, el análisis de sensibilidad señala la gravitación de la tasa intrínseca de crecimiento (r) en la definición de RR. Bajo condiciones de competencia, los parámetros biológicos que definieron el crecimiento de las especies estudiadas fueron especialmente r y BI. Los resultados destacan la compleja interacción de factores que determinan el balance competitivo, tanto entre ambas formas de propagación de C. erecta, como entre ellas y otras malezas

Weed seedbank and vegetation dynamics in summer crops under two contrasting tillage regimes

Knowledge of the weed seedbank composition, dynamics and relationships with the emergent weed community, is necessary to improve weed management practices. Field research was made over three years in a maize (Zea mays L.)-soybean (Glycine max (L.) Merr.) crop rotation under two contrasting tillage regimes [conventional (CT) and no-till (NT)] to evaluate (i) changes in the weed seedbank and in the emerged community and (ii) to determine if the soil seedbank composition has any predictive value for the composition of the emergent weed community. The experiment was a randomised complete block design. Each year, after crop planting, samples of the seedbank were taken, then the seeds were extracted by washing soil samples through a sieve. Weed emergence was recorded during the first month after planting. Data were analysed with Principal Components Analysis and diversity was estimated using the Shannon index. Although the most abundant species found in the seedbank were always present in the above-ground community, percentage recruitment varied markedly between tillage regimes and years. The degree of soil disturbance, timing of tillage practices, crop rotation and planting date act as filters which allow or prevent the germination and emergence of weeds. The results indicated that knowledge of soil seedbank composition alone has relatively little predictive value for the composition of the emergent weed community

Estudio de la sensibilidad al glifosato en 7 poblaciones de raigrás (Lolium multiflorum L.) de la provincia de Entre Ríos (Argentina) y su relación con la acumulación de ácido shikímico

El raigrás es una maleza importante en los sistemas agrícolas. El uso masivo de glifosato,asociado con los cultivos RG (Resistentes a Glifosato), produjo un incremento en la presiónde selección, generando la aparición de poblaciones resistentes. El glifosato inhibe laEPSPS, lo que desencadena la acumulación de ácido shikímico en los tejidos afectados.Esto puede utilizarse como un método para detectar poblaciones resistentes. El objetivo deeste trabajo fue caracterizar un grupo de cinco poblaciones resistentes y dos susceptibles enun estudio de dosis respuesta en condiciones controladas. Se estudiaron los niveles deacumulación de shikimato post aplicación en estas poblaciones. En cinco plantas de cadapoblación se tomaron muestras de la lámina foliar de la última hoja expandida a las 72 y 110horas después de la aplicación (HDA). Las dosis de glifosato aplicadas fueron: 0, 540, 1080y 2160 g e.a/ha. La determinación del shikimato se realizó por espectrofotometría. Losvalores de GR 50 presentaron diferencias entre las poblaciones resistentes y susceptibles.Los índices de resistencia calculados variaron entre 8,2 y 13,9. Los valores de ácidoshikímico variaron entre las diferentes dosis y poblaciones analizadas en los dos momentosde evaluación. Los valores para el tratamiento testigo y la dosis de 540 g e.a/ha no difirieronestadísticamente en ninguno de los momentos evaluados. Los contenidos de ácidoshikimico a las 72 y 110 HDA en las poblaciones resistentes no difirieron estadísticamenteen la dosis de 1080 g e.a/ha, pero si existieron diferencias estadísticas con respecto a laspoblaciónes susceptibles. A la dosis de 2160 g e.a/ha existió una acumulación significativade ácido shikimico en todos los biotipos, pero la acumulación en los biotipos susceptibles fuesuperior, difiriendo significativamente de los resistentes. Estos resultados indican que latécnica propuesta es efectiva para diferenciar poblaciones de raigrás resistentes a glifosato.Fil: Muñiz Padilla, Esteban Tobias. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina. Universidad Autónoma de Entre Ríos. Facultad de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Sequin, Christian Javier. Provincia de Entre Ríos. Centro de Investigaciones Científicas y Transferencia de Tecnología a la Producción. Universidad Autónoma de Entre Ríos. Centro de Investigaciones Científicas y Transferencia de Tecnología a la Producción. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Centro de Investigaciones Científicas y Transferencia de Tecnología a la Producción; Argentina. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentina. Universidad Autónoma de Entre Ríos. Facultad de Ciencia y Tecnología; ArgentinaFil: Ayala, F.. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ciencias Agropecuarias; ArgentinaFil: Comas, E.. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ciencias Agropecuarias; ArgentinaFil: Vera, J.. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ciencias Agropecuarias; ArgentinaFil: Tuesca, D.. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Agrarias; Argentina. Universidad Nacional de Entre Ríos. Facultad de Ciencias Agropecuarias; Argentin