Elucidating Cause-Effect Relationships between Extracellular Matrix Signaling and Mesenchymal Stem Cell Differentiation

Mesenchymal stem cell (MSC) differentiation is known to be influenced by a range of environmental stimuli. MSC-based bone regeneration strategies would benefit from the identification of scaffold material properties which intrinsically promote osteoblast lineage progression. The aim of this work was to contribute to the understanding of elucidating cause-effect relationships between extracellular matrix (ECM) signaling and osteogenic MSC differentiation using poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) hydrogels as a material platform. First, the effect of several ECM proteins associated with bone morphogenesis or bone fracture healing on MSC osteogenesis was investigated. Second, collagen-mimetic proteins (Scl2) were modified in order to incorporate them in a 3D network, and cell adhesion and activation of cell signaling were evaluated, as well. Finally, the influence of integrin α1 and α2 binding on human MSC (hMSC) osteogenesis was investigated toward the goal of deconvoluting the impact of integrin-based interactions on associated cell behavior. In terms of the osteoinductivity of select ECM components, the results showed that both FG and LN enhanced the osteogenic response of encapsulated MSC cells. In addition, the integrin-based interactions supported by these ECM components indicated that integrin α2 and α6 appeared to play an important role in MSC osteogenesis. Regarding Scl2 protein studies, Scl2-1, Scl2-2, and Scl2-3 were functionalized with photocrosslinking sites to enable incorporation into a 3D hydrogel matrix. characterization studies confirmed that the functionalization of the Scl2 proteins did not disrupt triple helix conformation, integrin binding, or cell adhesion. Also, initial cell studies confirmed specific hMSC adhesion to Scl2 proteins and appropriate activation of different MAP kinase pathways. Finally, Scl2 proteins were conjugated into PEGDA hydrogels and their effect on hMSC osteogenesis was evaluated. The results indicated that both PEG-Scl2-2 and PEG-Scl2-3 were osteoinductive, but in different ways. Therefore, to gain insight into the origins of the observed osteogenic responses, the influence of p38 pathway in osteogenesis of hMSC was investigated in order to establish its potential causative relationship with Scl2 proteins. The results of the p38 inhibition studies suggested p38 pathway may regulate osteogenesis in hMSCs. Further research is needed for investigation of detailed mechanism of osteogenesis regulation

EVALUACIÓN DEL ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA PARA LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DE ACEITE DE HIGUERILLA EMPLEANDO LA METODOLOGÍA “DE LA CUNA A LA CUNA”

RESUMENEn este trabajo se propone una nueva metodología para el análisis de ciclo de vida (ACV) conocida como "de la cuna a la cuna" donde se evalúan los impactos ambientales generados en la producción del biodiesel obtenido a partir de aceite de higuerilla y se tiene en cuenta que un porcentaje de los residuos vertidos al medio ambiente son fijados por la naturaleza gracias a los diferentes ciclos biogeoquímicos. Se colectaron datos y procedimientos de cálculo para cuantificar las entradas y salidas relevantes del sistema de producción en estudio; se integraron los ciclos biogeoquímicos junto con los modelos correspondientes a las etapas de los cultivos, de las transformaciones industriales, del uso como biocombustible y de la disposición de residuos. Las categorías de impacto estudiadas fueron: cambio climático, acidificación, eutrofización, formación de oxidantes fotoquímicos, efectos respiratorios y energía no renovable dando como resultado el perfil medioambiental del sistema en estudio. Palabras clave: ACV, biocombustible, B10, emisiones, impacto ambiental. ABSTRACTIn this work, a new methodology, known as "from the cradle to the cradle", is proposed for the life cycle assessment (LCA). The environmental impacts generated in the production of biodiesel from castor oil are evaluated, taking into account that a percentage of the total residues is fixed by the nature thanks to the different biogeochemical cycles. Data and calculation procedures were collected to quantify the environmentally relevant material and energy flows of the system in study; also, the biogeochemical cycles were integrated along with the models pertaining to the different phases of the cultivation, the industrial transformation, the use as biofuel and the residue disposal. The categories of impact studied were: global warming, acidification, eutrophication, photochemical smog formation, respiratory effects and non-renewable energy. This gave as a result the environmental profile of the system in study. Keywords: LCA, biofuel, BD10, emissions, environmental impact

EVALUACIÓN DEL ANÁLISIS DEL CICLO DE VIDA PARA LA PRODUCCIÓN DE BIODIESEL A PARTIR DE ACEITE DE HIGUERILLA EMPLEANDO LA METODOLOGÍA “DE LA CUNA A LA CUNA”

RESUMENEn este trabajo se propone una nueva metodología para el análisis de ciclo de vida (ACV) conocida como "de la cuna a la cuna" donde se evalúan los impactos ambientales generados en la producción del biodiesel obtenido a partir de aceite de higuerilla y se tiene en cuenta que un porcentaje de los residuos vertidos al medio ambiente son fijados por la naturaleza gracias a los diferentes ciclos biogeoquímicos. Se colectaron datos y procedimientos de cálculo para cuantificar las entradas y salidas relevantes del sistema de producción en estudio; se integraron los ciclos biogeoquímicos junto con los modelos correspondientes a las etapas de los cultivos, de las transformaciones industriales, del uso como biocombustible y de la disposición de residuos. Las categorías de impacto estudiadas fueron: cambio climático, acidificación, eutrofización, formación de oxidantes fotoquímicos, efectos respiratorios y energía no renovable dando como resultado el perfil medioambiental del sistema en estudio. Palabras clave: ACV, biocombustible, B10, emisiones, impacto ambiental. ABSTRACTIn this work, a new methodology, known as "from the cradle to the cradle", is proposed for the life cycle assessment (LCA). The environmental impacts generated in the production of biodiesel from castor oil are evaluated, taking into account that a percentage of the total residues is fixed by the nature thanks to the different biogeochemical cycles. Data and calculation procedures were collected to quantify the environmentally relevant material and energy flows of the system in study; also, the biogeochemical cycles were integrated along with the models pertaining to the different phases of the cultivation, the industrial transformation, the use as biofuel and the residue disposal. The categories of impact studied were: global warming, acidification, eutrophication, photochemical smog formation, respiratory effects and non-renewable energy. This gave as a result the environmental profile of the system in study. Keywords: LCA, biofuel, BD10, emissions, environmental impact

Data management, an essential process for the development of Biobanks

El proceso de recolección de material biológico humano, necesita cada vez más la organización de la información para la gestión de las muestras y la integración de los datos relacionados con el participante o donante, provenientes de diferentes fuentes. Con el avance de la computación, esto permitirá identificar posibles interacciones sociodemográficas, genéticas, ambientales, entre otras con determinada enfermedad. Las estructuras de datos, los sistemas de codificación y los sistemas de metadatos, se han convertido en un desafío para la organización de los biobancos. La gestión, integración, seguridad, privacidad y análisis de los datos, son retos importantes para los investigadores y la informática. La normalización de los datos, la armonización e interoperabilidad de sistemasinformáticos de biobancos permitirán el óptimo uso del material biológico, convirtiéndose en no solo un gran recurso para estudios epidemiológicos y clínicos a gran escala, sino también en bases para nuevas pruebas de diagnóstico e intervenciones terapéuticas personalizadas.Palabras clave: Biobanco, sistemas de información, material biológico, gestión de datos.The collection, processing and storage of biological samples need a system for not only organizing and managing the patient samples but also integrating data records from different sources related to these patients. Along with computer advancement, these integration processes will allow to identify possible relationships between sociodemographic, genetic and environmental factors with specific diseases. Therefore, data structures, coding and metadata systems, have become essential elements for controlling biobanks. In fact, management, integration, security, privacy and data analysis are current challenges for scientists and computer administrators. The standardization of data, harmonization and interoperability of biobank computer systems will help to have an optimum use of biological material. As a result, these advances will turn into a great resource for large-scale epidemiological and clinicalstudies as well as the basis for new diagnostic tests and personalized therapies.Keywords: Biobank, data systems, biological samples, data management

Data management, an essential process for the development of Biobanks

El proceso de recolección de material biológico humano, necesita cada vez más la organización de la información para la gestión de las muestras y la integración de los datos relacionados con el participante o donante, provenientes de diferentes fuentes. Con el avance de la computación, esto permitirá identificar posibles interacciones sociodemográficas, genéticas, ambientales, entre otras con determinada enfermedad. Las estructuras de datos, los sistemas de codificación y los sistemas de metadatos, se han convertido en un desafío para la organización de los biobancos. La gestión, integración, seguridad, privacidad y análisis de los datos, son retos importantes para los investigadores y la informática. La normalización de los datos, la armonización e interoperabilidad de sistemasinformáticos de biobancos permitirán el óptimo uso del material biológico, convirtiéndose en no solo un gran recurso para estudios epidemiológicos y clínicos a gran escala, sino también en bases para nuevas pruebas de diagnóstico e intervenciones terapéuticas personalizadas.Palabras clave: Biobanco, sistemas de información, material biológico, gestión de datos.The collection, processing and storage of biological samples need a system for not only organizing and managing the patient samples but also integrating data records from different sources related to these patients. Along with computer advancement, these integration processes will allow to identify possible relationships between sociodemographic, genetic and environmental factors with specific diseases. Therefore, data structures, coding and metadata systems, have become essential elements for controlling biobanks. In fact, management, integration, security, privacy and data analysis are current challenges for scientists and computer administrators. The standardization of data, harmonization and interoperability of biobank computer systems will help to have an optimum use of biological material. As a result, these advances will turn into a great resource for large-scale epidemiological and clinicalstudies as well as the basis for new diagnostic tests and personalized therapies.Keywords: Biobank, data systems, biological samples, data management

Percepción de diversos sectores sociales de Colombia sobre los biobancos con fines de investigación

Introduction: Biobanks for research purposes are public assets that require active participation from all interested parties; therefore, it is important to discern and investigate the perception that the general public in Colombia has with regards to their participation in a biobank.Objective: To question different healthy Colombian social agents about the perception they have on donating human biological material to be stored in a biobank for future research purposes.Materials and methods: We conducted an exploratory quantitative and qualitative research by means of an anonymous survey on healthy members of the Colombian community in order to evaluate their knowledge and stances related to biobanks.Results: Three hundred sixty-eight (368) individuals completed the survey, including health-care researchers, lawyers and members of research ethics committees. Ninety-six percent (96%) of the subjects stated their willingness to donate biological material to biobanks, although 60% expressed distress about their samples being used for certain research activities, mainly human cloning. Even though about half of the participants reported knowing what a biobank is, less than 3% of the individuals had a clear concept of them.Conclusion: Participants showed their willingness to donate and store their biological material for research purposes. Similarly, they expressed their opinion about issues related to the management of biobanks. It is necessary to take into account the opinions of the general public in the development of policies that regulate biobanks for research purposes in Colombia.Introducción. Los biobancos con fines de investigación son un bien público que necesita de la participación activa de todas las partes interesadas, por lo cual es importante conocer la percepción que tiene el público general en Colombia sobre su intervención en un biobanco.Objetivo. Indagar en diferentes sectores sociales colombianos sobre su percepción en torno a la donación de material biológico humano para ser almacenado en biobancos con fines de investigación.Materiales y métodos. Se hizo un estudio exploratorio tanto cuantitativo como cualitativo, entre personas sanas de diferentes sectores del país mediante una encuesta anónima sobre su conocimiento y actitudes con respecto a los biobancos.Resultado. La encuesta fue respondida por 368 personas, que incluían investigadores en salud, abogados y miembros de comités de ética de la investigación. El 96 % de los sujetos expresó su voluntad de donar material biológico, aunque el 60 % manifestó tener desconfianza en que sus muestras fueran usadas en algunos tipos de investigación, especialmente en clonación humana. Cerca de la mitad de los participantes refirieron saber qué era un biobanco, sin embargo, menos del 3 % tenía claridad suficiente sobre el concepto.Conclusión. Los participantes expresaron su disposición a donar y almacenar material biológico con fines de investigación, así como su opinión sobre algunos aspectos de la gestión de los biobancos. Las opiniones del público general se deben tener en cuenta en el desarrollo de políticas que regulen la actividad de los biobancos con fines de investigación en Colombia

Quantification of vitamin d: from research to clinical practice

Las formas biológicamente activas de la vitamina D se han convertido en elementos de gran relevancia en la práctica clínica y la investigación, por lo tanto, su análisis se ha incrementado en años recientes. La vitamina D tiene un papel esencial en la regulación del metabolismo del calcio y fósforo; adicionalmente, esta vitamina es considerada un posible factor preventivo para diversas enfermedades crónicas como la diabetes mellitus tipo 2, algunos tipos de cáncer, cardiovasculares, autoinmunes, enfermedad pulmonar obstructiva crónica y la pre-eclampsia. Debido al posible papel en estas enfermedades y a los pocos estudios comparativos que se han realizado entre éstas y los niveles de vitamina D, los investigadores y clínicos están interesados en usar técnicas confiables y específicas que permitan determinar las concentraciones de vitamina D en el plasma. Sin embargo, no se ha establecido cuál es el mejor biomarcador que refleja la suficiencia de vitamina D y su función, ni tampoco cuál es la mejor técnica para su adecuada cuantificación. El objetivo de esta revisión es describir brevemente el metabolismo de la vitamina D y los retos que existen para su adecuada cuantificación con fines de investigación traslacional.The analysis of the biologically active forms of vitamin D has increased in the last decades, becoming a relevant tool in the clinical practice and investigation. Vitamin D plays an essential role in regulating the metabolism of calcium and phosphorous. In addition, this vitamin is considered a potential preventive factor in a wide range of chronical diseases such as cardiovascular and autoimmune diseases, different kinds of cancer, type 2 diabetes, chronical obstructive pulmonary disease, and pre-eclampsia. Due to the possible role that vitamin D has in these diseases and the few existing comparative studies which have been conducted between these diseases and the vitamin D levels, clinicians and researchers are interested in using reliable and specific techniques to quantify the concentrations of vitamin D in plasma. Nevertheless, in the scientific literature reviewed have not been established which is the best biomarker that indicates the sufficiency and function of vitamin D nor which is the most appropriate technique for adequate quantification. The goal of this review is to briefly describe the metabolism of vitamin D and the current challenges for its proper quantification and use in translational research

Quality control of human biological material for use in research

El material biológico humano proporciona información valiosa sobre niveles de metabolitos asociados con el desarrollo de cierto tipo de enfermedades, por tanto es una herramienta importante para monitorear respuestas a tratamientos e incluso identiicar nuevos mecanismos de intervención. Los procedimientos a los que se expone el material biológico desde su obtención hasta su fase analítica, son denominados variables pre-analíticas, las cuales, pueden tener un efecto directo en la detección de metabolitos y por consiguiente sobre resultados de proyectos de investigación, en particular en ausencia de procesos estandarizados que garanticen el control de calidad del material biológico. La presente nota técnica tiene como inalidad resaltar algunos puntos críticos que deben ser parametrizados en las bio-colecciones con ines de investigación, para garantizar altos estándares de calidad y reproducibilidad en estudios observacionales, en donde se minimice cualquier tipo de sesgo ocasionado por las variables pre-analíticas. Así mismo, identiicar la importancia en el desarrollo de biobancos con ines de investigación en nuestro país para contar con material biológico humano de alta calidad.Human biological material provides valuable information about levels of metabolites associated with the development of certain diseases, becoming an important tool for monitoring responses to treatment or even identifying new intervention mechanisms. The procedures to what the biological material are exposed from their preparation to their analytical phase are called pre-analytical variables, which can have a direct effect on the detection of metabolites, and therefore, on the results of the research projects, particularly in the absence of standardized processes that confirm the quality control of the biological material. This technical note highlights some critical points that must be parameterized in the biocollections for research purposes to ensure high standards of quality and reproducibility in observational studies, where any kind of bias caused by the pre-analytical variables is minimized. In addition, it is intended to identify the importance of the development of biobanks for research purposes in our country in order to have human biological material of high qualit

Quality control of human biological material for use in research

El material biológico humano proporciona información valiosa sobre niveles de metabolitos asociados con el desarrollo de cierto tipo de enfermedades, por tanto es una herramienta importante para monitorear respuestas a tratamientos e incluso identiicar nuevos mecanismos de intervención. Los procedimientos a los que se expone el material biológico desde su obtención hasta su fase analítica, son denominados variables pre-analíticas, las cuales, pueden tener un efecto directo en la detección de metabolitos y por consiguiente sobre resultados de proyectos de investigación, en particular en ausencia de procesos estandarizados que garanticen el control de calidad del material biológico. La presente nota técnica tiene como inalidad resaltar algunos puntos críticos que deben ser parametrizados en las bio-colecciones con ines de investigación, para garantizar altos estándares de calidad y reproducibilidad en estudios observacionales, en donde se minimice cualquier tipo de sesgo ocasionado por las variables pre-analíticas. Así mismo, identiicar la importancia en el desarrollo de biobancos con ines de investigación en nuestro país para contar con material biológico humano de alta calidad.Human biological material provides valuable information about levels of metabolites associated with the development of certain diseases, becoming an important tool for monitoring responses to treatment or even identifying new intervention mechanisms. The procedures to what the biological material are exposed from their preparation to their analytical phase are called pre-analytical variables, which can have a direct effect on the detection of metabolites, and therefore, on the results of the research projects, particularly in the absence of standardized processes that confirm the quality control of the biological material. This technical note highlights some critical points that must be parameterized in the biocollections for research purposes to ensure high standards of quality and reproducibility in observational studies, where any kind of bias caused by the pre-analytical variables is minimized. In addition, it is intended to identify the importance of the development of biobanks for research purposes in our country in order to have human biological material of high qualit

La gestión de los datos, un proceso esencial para el desarrollo del Biobanco

The collection, processing and storage of biological samples need a system for not only organizing and managing the patient samples but also integrating data records from different sources related to these patients. Along with computer advancement, these integration processes will allow to identify possible relationships between sociodemographic, genetic and environmental factors with specific diseases. Therefore, data structures, coding and metadata systems, have become essential elements for controlling biobanks. In fact, management, integration, security, privacy and data analysis are current challenges for scientists and computer administrators. The standardization of data, harmonization and interoperability of biobank computer systems will help to have an optimum use of biological material. As a result, these advances will turn into a great resource for large-scale epidemiological and clinical studies as well as the basis for new diagnostic tests and personalized therapies.El proceso de recolección de material biológico humano, necesita cada vez más la organización de la información para la gestión de las muestras y la integración de los datos relacionados con el participante o donante, provenientes de diferentes fuentes. Con el avance de la computación, esto permitirá identificar posibles interacciones sociodemográficas, genéticas, ambientales, entre otras con determinada enfermedad. Las estructuras de datos, los sistemas de codificación y los sistemas de metadatos, se han convertido en un desafío para la organización de los biobancos. La gestión, integración, seguridad, privacidad y análisis de los datos, son retos importantes para los investigadores y la informática. La normalización de los datos, la armonización e interoperabilidad de sistemas informáticos de biobancos permitirán el óptimo uso del material biológico, convirtiéndose en no solo un gran recurso para estudios epidemiológicos y clínicos a gran escala, sino también en bases para nuevas pruebas de diagnóstico e intervenciones terapéuticas personalizadas