Worldwide Research on Plant Defense against Biotic Stresses as Improvement for Sustainable Agriculture

Agriculture is the basis for food production on a global scale. Sustainable agriculture tries to improve or maintain the quality of food without compromising the environment. As sessile organisms, plants cannot avoid adverse environmental conditions and contact with other living organisms. The damage caused to plants by other living organisms such as parasites and pathogens (virus, bacteria, fungi, nematodes or insects) brings about what is known as biotic stress. Plants are constantly exposed to biotic stress, which causes changes in plant metabolism involving physiological damages that lead to a reduction of their productivity. To fight biotic stress, plants have developed sophisticated defense mechanisms. Thus, understanding plant defense mechanisms might prevent important crop and economic losses. In this article, a bibliometric analysis of biotic stress is carried out. Different aspects of the publications are analyzed, such as publication type, research field, journal type, countries and their institutions, as well as the keyword occurrence frequency, and finally special attention is paid to the plant studied by the leading countries and institutions. As expected, journals selected by authors to publish their relevant findings are plant-specific journals. However, it should be noted that the fourth position, in terms of the number of publications per journal, is occupied by BMC Genomics journal. Such a journal considers mainly articles on genomics, which indicates the involvement of genetic factors in the control of biotic stress. Analysis of the keywords used in publications about biotic stress shows the great interest in the biotic–abiotic stress interaction, in the gene expression regulation in plants as well as phytohormones in the current research. In short, the great effort made by the scientific community in the biotic and abiotic stresses field with the aim to understand, regulate and control plant damages caused by biotic stress agents will help in the development of sustainable agriculture

Worldwide Research Trends on Wheat and Barley: A Bibliometric Comparative Analysis

Grain cereals such as wheat, barley, rice, and maize are the nutritional basis of humans and animals worldwide. Thus, these crop plants are essential in terms of global food security. We conducted a bibliometric assessment of scientific documents and patents related to wheat and barley through the Scopus database. The number of documents published per year, their affiliation and corresponding scientific areas, the publishing journals, document types and languages were metricized. The main keywords included in research publications concerning these crops were also analysed globally and clustered in thematic groups. In the case of keywords related to agronomy or genetics and molecular biology, we considered documents dated up to 1999, and from 2000 to 2018, separately. Comparison of the results obtained for wheat and barley revealed some remarkable different trends, for which the underlying reasons are further discussed

Infección Activa por el Citomegalovirus (CMV) en el trasplante alogénico de precursores hematopoyéticos:Investigación de nuevos factores biológicos para la estimación del riesgo y análisis integral de los mecanismos inmunitarios que la previenen y controlan

Citomegalovirus (CMV) es causa frecuente de morbididad y mortalidad en el marco del trasplante alogénico de precursores hematopoyéticos (alo-TPH). CMV puede ocasionar enfermedad orgánica o tisular (neumonía intersticial o enfermedad gastrointestinal, con mayor frecuencia), en virtud de su “citopatogenicidad” . CMV también puede causar morbididad a través de mecanismos indirectos, relacionados con su capacidad inmunosupresora y pro-inflamatoria; en ese contexto, CMV parece incrementar el riesgo de “superinfección” bacteriana y fúngica y de la enfermedad injerto contra huésped (EICH). La reactivación de la infección crónica persistente por el CMV es un suceso frecuente en el paciente alo-TPH. La incidencia de infección activa sistémica por el CMV varía entre un 45-85%, dependiendo del método de laboratorio empleado para detectar la presencia del virus en la sangre (prueba de la antigenemia pp65 o PCR en tiempo real) y del estado neto de inmunosupresión del paciente. En ausencia de tratamiento antiviral, 25-30% de estos pacientes acaban desarrollando enfermedad orgánica. En la actualidad se emplean dos estrategias terapéuticas para prevenir el desarrollo de enfermedad orgánica en el alo-TPH: (i) profilaxis universal con (val) ganciclovir, en la que el agente antiviral se administra a todos los pacientes desde el momento del trasplante y (ii) tratamiento antiviral anticipado, en el que al antiviral se administra únicamente a los pacientes que desarrollan viremia. Ambas estrategias se han mostrado eficaces en la prevención de la enfermedad orgánica precoz (aquella que se diagnostica antes del día 100 postrasplante), que ocurre en menos de un 8% de los pacientes . La mayoría de centros emplean la estrategia del tratamiento antiviral anticipado guiado por PCR en tiempo real (monitorización virológica); típicamente, se trata a los pacientes con niveles de CMV DNAemia > 1.000-10.000 copias/ml en sangre completa, o 500 a 1.000 copias/ml de plasma y se interrumpe el tratamiento tras dos resultados consecutivos negativos. Esta estrategia es potencialmente optimable; se estima que un tercio de los pacientes tratados lo son innecesariamente, puesto que podrían resolver los episodios replicativos del CMV en ausencia de tratamiento antiviral; asimismo, la duración de los tratamientos es, probablemente en muchos casos, mayor de lo estrictamente necesario. Por otra parte, resulta inherente al uso de esta estrategia una cierta permisividad con la replicación viral, cuya repercusión en la génesis de efectos indirectos es desconocida. El uso de la estrategia de profilaxis universal con antivirales se restringe a determinados pacientes con un alto riesgo basal de desarrollo de enfermedad orgánica (receptores de trasplante de cordón umbilical o de trasplante haploidéntico), y solo en algunos centros. Esta estrategia conlleva una mayor toxicidad, y un mayor riesgo de enfermedad orgánica tardía (aquella que se produce después del día 100 postrasplante), probablemente porque se dificulta la reconstitución de la inmunidad antiviral T-dependiente, y de emergencia de cepas resistentes; sin embargo, utilizada de un modo más selectivo (“profilaxis dirigida”), esta estrategia podría limitar la morbididad por efectos indirectos sin comprometer la reconstitución de la respuesta inmunitaria T frente al CMV. Para ello, sería necesario disponer de marcadores clínicos y/o biológicos que permitieran estratificar a los pacientes de acuerdo con el riesgo de desarrollo de infección activa sistémica con un alto valor predictivo positivo. En ese sentido, conocemos razonablemente bien las condiciones clínicas pre-trasplante que conllevan un riesgo especial para el desarrollo de infección activa por el CMV, que comúnmente se diagnostica entre los días 30 y 60 postrasplante (episodio inicial). Las más relevantes son las siguientes: (i) trasplante de un injerto “deplecionado” de células T, (ii) trasplante de un donante no emparentado o con incompatibilidad HLA-I, (iii) el uso de regímenes de acondicionamiento que incluyen ATG, alemtuzumab o micofenolato mofetil, (iv) trasplante de cordón umbilical y (v) el uso de corticoides a altas dosis para el tratamiento de la EICH . La recepción de un injerto de un donante CMV-seronegativo en el receptor CMV-seropositivo se asocia igualmente a un mayor nivel replicativo del virus durante los episodios de infección activa y a una mayor incidencia de infecciones recurrentes. Lo cierto es que ninguno de los factores anteriormente referidos, considerados individual o conjuntamente, permiten anticipar con una fiabilidad suficiente el desarrollo de una infección activa sistémica; resultaría de gran utilidad clínica disponer de marcadores biológicos que permitieran una inferencia más precisa del riesgo de reactivación y extensión sistémica del CMV. La reactivación del CMV se produce inicialmente en los tejidos y órganos en que CMV establece una infección latente estricta o crónica persistente. La viremia es probablemente una consecuencia inevitable de la falta de control inmunitario local de la reactivación viral. Si bien la reactivación del CMV es un fenómeno estocástico, esta se desencadena habitualmente bajo el efecto de determinados mediadores de inflamación y stress, tales como algunas citoquinas (TNF-α) o catecolaminas, capaces de transactivar la expresión del promotor de del gen viral IE-1 (11-13). La inflamación sistémica es inherente al uso de regímenes de acondicionamiento y al estímulo alogénico que induce el injerto. Parece plausible que el riesgo de reactivación viral en los tejidos, y secundariamente el de la aparición de una infección sistémica, dependa directamente del nivel inflamatorio neto en el pos-trasplante inmediato. En ese contexto, la determinación prospectiva del perfil metabolómico vinculado a inflamación en el plasma podrían ofrecer una información valiosa. El control de la infección por el CMV en el alo-TPH es un proceso complejo en el que intervienen mecanismos inmunitarios innatos y adaptativos, que actúan de forma coordinada y conjunta con el fin de eliminar células infectadas y viriones circulantes, evitar la transmisión intercelular de partículas virales y neutralizar virus libres infectivos. La respuesta inmunitaria humoral mediada por anticuerpos neutralizantes frente a gB parece limitar la duración y la extensión sistémica de la infección primaria y recurrente en el trasplante de órgano sólido; Los datos de que se dispone en el contexto del alo-TPH no permiten atribuir a los anticuerpos neutralizantes un papel relevante en la prevención o y resolución de la infección activa sistémica inicial o recurrente. Sin embargo, el ensayo de neutralización clásico que emplea la cepa de laboratorio AD169 no permite cuantificar la respuestas B frente a las proteínas virales UL128, 130 y 131 (incluidas en el complejo glucoproteínico gCIII, junto a gH/gL/gO), ausentes en la cepa de referencia AD169. Estas tres proteínas son necesarias para la penetración del virus en las células dendríticas, epiteliales y endoteliales, cuya infección es crítica en la patogenia de la infección por el CMV. El papel de los anticuerpos neutralizantes en el control de la infección por el CMV y en la prevención de la infección activa sistémica (debida a reactivación o a reinfección) debe ser, por lo tanto, cuidadosamente reevaluado. No existen estudios que hayan investigado simultáneamente las respuestas T, B y en el curso de los episodios de replicación del CMV. Es posible que el análisis integral de la respuesta inmunitaria frente al CMV permita optimar los regímenes de tratamiento antiviral anticipado o incluso de diseñar estrategias de profilaxis dirigida

Programa de envejecimiento saludable a través de una terapia asistida con perros con un enfoque comunitario de terapia ocupacional

La promoción de un mantenimiento autónomo de la salud en la población geriátrica es una forma de mejorar su calidad de vida y prevenir el aumento de ingresos y dependencia de este sector poblacional. Para conseguirlo, se propone un programa de intervención desde terapia ocupacional en colaboración con una Terapia asistida con animales y desde un enfoque comunitario.<br /

Alterations in the glycan profile of mouse transferrin: new insights in collagen-​induced arthritis

Transferrin purification from mice serum samples by immunoaffinity chromatography (IAC) was optimized in order to study the possible modifications occurred in its glycans in collagen-induced arthritis (CIA) samples. SDS-PAGE and nanoLC-MS/MS were used to monitor the IAC purification performance. Afterwards, a relative quantification of mouse transferrin (mTf) glycan isomers using [12C6]/[13C6]-aniline was used to unequivocally detect alterations in the glycan profile of CIA mice. In addition, multivariate data analysis was applied to identify the most meaningful glycan isomers for the discrimination between control and pathological samples. Partial least squares discriminant analysis (PLS-DA) revealed that five out of fifteen mTf glycan isomers could be potential biomarkers of CIA, most of them corresponding to highly sialylated structures (H6N5S3_2, H6N5S3_3 and H5N4S3_2). Moreover, some of these glycan isomers also seemed to be related with the progression of CIA, especially H6N5S2 and H6N5S3_2, as their overexpression increased with the clinical score of the pathology. Hence, the established methodology provides valuable information to find glycan-based biomarkers of CIA, but also leaves the door open to evaluate, in the future, glycosylation changes of many other inflammatory diseases, in which transferrin has been described to be altered

On-line coupling of aptamer affinity solid-phase extraction and immobilized enzyme microreactor capillary electrophoresis-mass spectrometry for the sensitive targeted bottom-up analysis of protein biomarkers

In this paper, we present a fully integrated valve-free method for the sensitive targeted bottom-up analysis of proteins through on-line aptamer affinity solid-phase extraction and immobilized enzyme microreactor capillary electrophoresis-mass spectrometry (AA-SPE-IMER-CE-MS). The method was developed analyzing α-synuclein (α-syn), which is a protein biomarker related to different neurodegenerative disorders, including Parkinson's disease. Under optimized conditions, on-line purification and preconcentration of α-syn, enzymatic digestion, electrophoretic separation, and identification of the tryptic peptides by mass spectrometry was achieved in less than 35 min. The limit of detection was 0.02 μg mL-1 of digested protein (66.7% of coverage, i.e., 8 out of 12 expected tryptic peptides were detected). This value was 125 and 10 times lower than for independent on-line digestion by IMER-CE-MS (2.5 μg mL-1) and on-line preconcentration by AA-SPE-CE-MS (0.2 μg mL-1). The repeatability of AA-SPE-IMER-CE-MS was adequate (at 0.5 μg mL-1,% RSD ranged from 3.7 to 16.9% for peak areas and 3.5 to 7.7% for migration times of the tryptic peptides), and the modified capillary could be reused up to 10 analyses with optimum performance, similarly to IMER-CE-MS. The method was subsequently applied to the analysis of endogenous α-syn from red blood cell lysates. Ten α-syn tryptic peptides were detected (83.3% of coverage), enabling the characterization and localization of post-translational modifications of blood α-syn (i.e., N-terminal acetylation)

Sensitive analysis of recombinant human erythropoietin glycopeptides by on-line phenylboronic acid solid-phase extraction capillary electrophoresis-mass spectrometry

In this study, several chromatographic sorbents: porous graphitic carbon (PGC), aminopropyl hydrophilic interaction (aminopropyl-HILIC), and phenylboronic acid (PBA) were assessed for the analysis of glycopeptides by on-line solid-phase extraction capillary electrophoresis mass spectrometry (SPE-CEMS). As the PBA sorbent provided the most promising results, a PBA-SPE-CE-MS method was developed for the selective and sensitive preconcentration of glycopeptides from enzymatic digests of glycoproteins. Recombinant human erythropoietin (rhEPO) was selected as the model glycoprotein and subjected to enzymatic digestion with several proteases. The tryptic O126 and N83 glycopeptides from rhEPO were targeted to optimize the methodology. Under the optimized conditions, intraday precision, linearity, limits of detection (LODs), and microcartridge lifetime were evaluated, obtaining improved results compared to that from a previously reported TiO2-SPE-CE-MS method, especially for LODs of N-glycopeptides (up to 500 times lower than by CE-MS and up to 200 times lower than by TiO2-SPE-CE-MS). Moreover, rhEPO Glu-C digests were also analyzed by PBA-SPE-CE-MS to better characterize N24 and N38 glycopeptides. Finally, the established method was used to analyze two rhEPO products (EPOCIM and NeuroEPO plus), demonstrating its applicability in biopharmaceutical analysis. The sensitivity of the proposed PBA-SPE-CEMS method improves the existing CE-MS methodologies for glycopeptide analysis and shows a great potential in glycoprotein analysis to deeply characterize protein glycosites even at low concentrations of the protein digest

Characterization of glycoproteins by capillary electrophoresis electrospray mass spectrometry (CE-ESI-MS). Applications to diagnosis in biomedicine

Glycosylation is the most common posttranslational modification in proteins and the carbohydrates participate in many biological processes. The number and type of glycoforms for a certain glycoprotein may change as a consequence of pathological processes. In our work a method for the separation of transferrin sialoforms has been developed, that permits the diagnostic of Congenital Disorders of Glycosylation (CDG) using a polybrene-dextran sulphate coating and CE-ESI-TOF methodologies. In order to improve the sensitivity the use of solid-phase extraction coupled on-line to CE-ESI-MS is studied and the SPE-CE-ESI-MS developed methods are applied for the characterization of rHuEPO glycoforms. The achieved separation and the high mass-resolving power of flight (TOF) mass detection allows to establish the most probable rHuEPO glycoforms

Monitoring of Trough Plasma Ganciclovir Levels and Peripheral Blood Cytomegalovirus (CMV)-Specific CD8+ T Cells To Predict CMV DNAemia Clearance in Preemptively Treated Allogeneic Stem Cell Transplant Recipients

It is uncertain whether monitoring plasma ganciclovir (GCV) levels is useful in predicting cytomegalovirus (CMV) DNAemia clearance in preemptively treated allogeneic stem cell transplant recipients. In this observational study, including 13 episodes of CMV DNAemia treated with intravenous (i.v.) GCV or oral valganciclovir, we showed that monitoring trough plasma GCV levels does not reliably predict response to therapy. Rather, immunological monitoring (pp65 and immediate-early [IE]-1-specific gamma interferon [IFN-γ]-producing CD8+ T cells) appeared to perform better for this purpose