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La superfamilia del TGFβ está formada por polipéptidos que regulan diferencialmente la división celular, en mamíferos. Dependiendo del tipo celular, el TGFβ1 puede inhibir, promover o potenciar la división celular. En monocapas confluentes y aquietadas de la línea celular Swiss 3T3, el TGFβ1 (O,5—2 ng/ml) no induce, ni inhibe la proliferación celular. Sin embargo, este factor es capaz de potenciar la proliferación inducida por la PGF2α (300 ng/ml) [Gómez de Alzaga et aL., 1994]. De las señales activadas por la PGF2α, se buscó cúales eran las más importantes en la sinergia con el TGFβ1. Se comenzó estudiando la quinasa C (PKC), a través de la retromodulación con 12-tetradecanoilforbol l3-acetato (TPA, 800 nM, 96 hs.), o Briostatina l (lOO nM, 96 hs.). En la condición de retro-modulación de la PKC, se observó que el TGFβ1 (1,0 ng/ml) era capaz de inducir la proliferación celular (50 % de células en fase S, después de 28 hs. de estimulación, y 50 % de aumento en el número de células, después de 48 hs. de estimulación), siendo ésta dependiente, tanto de la concentración del factor, como de la concentración de los compuestos que retro-modulan la PKC. En las células pretratadas con TPA, la fase G1 tiene unas 6 a 7 horas más, que en las células sin pretratar. En la primer condición, el TGFβ1 induce la expresión de la ciclina D1, y en correlación a la mayor duración de la fase G1, ocurre horas más tarde después de la estimulación (lO-12 hs.), comparado con las células sin pretratar, estimuladas con PGF2α (6-9 hs.) [Sauane et al., 2000]. Fue interesante observar, que la PGF2α, induce la expresión de la ciclina Dl, en células pretratadas con TPA, aún cuando en esta condición no es mitogénica, y a pesar que la CDK4 se halle presente. Este resultado lleva a plantear que la expresión de la ciclina Dl, no necesariamente indica que la célula se dividirá, y además que es independiente de la PKC. Con el uso del anticuerpo monoclonal anti PKCα [Leach et al., 1988], se observó que esta enzima está ausente en el momento de agregado el TGFβ1, en células pretratadas con TPA. La inhibición directa de la PKC con el inhibidor específico GF 109203X (1O μM), agregado una hora antes a células sin pretratar, no fue suficiente para permitir que el TGFβ1 indujera la mitogénesis. El GF es capaz de inhibir parcialmente la sinergia entre el TGFβ1 y la PGF2α, mientras que inhibe totalmente la sinergia entre el TGFβ1 y el OAG, en células sin pretratar. Es decir que la PKC no es suficiente, pero sí necesaria en la primer sinergia, y sí muy importante en la última. El agregado de GF por períodos prolongados, no logra retro-modular la PKC. Los receptores del TGFβ1, detectados con el uso de anticuerpos, están presentes en ambas condiciones, y la medición del transporte de glucosa, inducido por este factor, pone en evidencia que la actividad de los mismos, no se ve alterada por el pretratamiento con TPA. El agregado de ácido okadaico (5 nM), junto al TGFβ1, en células sin pretratar, induce la síntesis de ADN (lO % de células en fase S), indicando la presencia de fosfatasas de ser/thr, pero no sería el único impedimento, por el cual el TGFβ1 no es mitogénico en las células Swiss 3T3. En el estudio de las sinergias del TGFβ1 con insulina y PGE1, se observó que, en células pretratadas con TPA, PGE1 no induce la proliferación, ni potencia la inducción de esta última por el TGFβ1 solo o agregado con insulina. De estos resultados se concluye, que la PKC es necesaria para que la PGE1 potencie la sinergia entre el TGFβ1 más insulina. La falta de potenciación entre el TGFβ1 y la PGE1, podría indicar un camino de señalización en común. Inhibiendo la PKA con PKI, péptido inhibidor (l nM), y también con el uso del inhibidor H-89 (l nM), se encontró que la inhibición de esta enzima no altera la inducción de la proliferación por el TGFβ1, en células pretratadas con TPA. Con el uso del inhibidor genisteina (10 μM), se observó que las quinasas de tirosina están involucradas en la sinergia del TGFβ1 y la PGF2α, en ambas condiciones, y en la inducción de la proliferación por el TGFβ1, en células pretratadas con TPA. El uso de lovastatina (80 μM) y mevalonato (800 μM), puso en evidencia la importancia relativa de la isoprenilación de proteínas, en la sinergia entre el TGFβ1 y la PGF2α, en ambas condiciones. El TGFβ1 no activa la MAPK (ERK 1/2) en ninguna condición, ni potencia la actividad, ni la presencia de la misma, en la sinergia con la PGF2α. La actividad de esta enzima se midió, a través de la inmunoprecipitación y fosforilación de la mielina básica, y con el anticuerpo anti ERK 1/2, bifosforilado (forma activa). El TGFβ1 induce la translocación de la Smad4 (medida por inmunoflourescencia, con anticuerpo anti Smad4), en ambas condiciones, y ésta no se ve alterada en las sinergias de este factor y la PGF2α. En conclusión, el TGFβ1 induce la proliferación celular en células Swiss 3T3, que han sido pretratadas con compuestos capaces de retro-modular la PKC, es decir, primero activada y luego degradada. La inducción de la ciclina Dl, debe ocurrir por una vía alternativa a ERK l y 2. El pretratamiento con TPA lleva a las células a una fase G0 diferente de la misma fase en la que se encuentran las células confluentes y aquietadas, sin pretratar. El TGFβ1 activa las moléculas señalizantes específicas de su camino de señalización, y éstas deben interaccionar con factores de transcripción u otros compuestos, que surgen por el pretratamiento con TPA, haciendo que la fase G1 sea más larga, tiempo en el cual se sintetizan y/o modifican compuestos necesarios para inducir la proliferación celular.

Los sistemas de recomendación (RSs, del inglés Recommender Systems) se han convertido en una herramienta vital para ayudar a los usuarios a hacer frente a la enorme cantidad de información disponible en la Web. Con la aparición de la Web Social y las Redes Sociales en Línea (OSN, del inglés Online Social Networks), los RSs han permitido a los usuarios gestionar la enorme cantidad de contenido generado en los medios sociales, tales como documentos, fotos y videos. En este contexto, los RSs basados en la Red Social exploran la información disponible en la red para inferir las preferencias de los usuarios y producir sugerencias sobre diferentes ítems. Entre los problemas más sobresalientes en OSNs, sobresale el problema de sugerir personas conocidas en aquellas redes sociales basadas en amistades. Los algoritmos de recomendación de amistades utilizan el grafo que subyace a la red social para sugerir amigos, mejorando la participación de los usuarios en la plataforma y contribuyendo al crecimiento de la red. La recomendación de usuarios en OSNs se traduce generalmente a un problema de predicción de enlaces, en el cual el objetivo es inferir cuáles relaciones entre los usuarios son más propensas a ocurrir en el futuro. Computar algoritmos de predicción de enlaces en redes sociales a gran escala presenta una serie de retos en relación con la escalabilidad de las implementaciones. Muchos algoritmos de predicción de enlaces se han diseñado para ser ejecutados en una sola computadora, lo que limita el método de escalado sólo a escalado vertical, es decir, mediante la adición de más recursos al equipo donde corre el algoritmo. Este tipo de implementaciones son fáciles de desarrollar, pero difíciles de escalar debido a los costos de hardware y sus limitaciones intrínsecas. Por otro lado, distribuir el algoritmo en un conjunto de máquinas ha demostrado ser una alternativa rentable a pesar del aumento de la complejidad del desarrollo. Implementaciones complicadas, ad-hoc de algoritmos de predicción de enlaces eran comunes hasta la aparición de las bases de datos de grafos distribuidas y frameworks de procesamiento. Las bases de datos de grafos proporcionan un soporte de almacenamiento de grafos y la capacidad de realizar consultas simples, pero carecen de características avanzadas de procesamiento. Los frameworks ocultan la mayor parte de las operaciones distribuidas al usuario detrás de un modelo de procesamiento y, al mismo tiempo, fomentan buenas prácticas de procesamiento en entornos conectados por redes de computadoras. Sin embargo, la mayoría de los frameworks no integran un soporte para persistir grafos y responden a un modelo de procesamiento único, no siempre ajustado a la exigencia de diferentes tipos de algoritmos de predicción de enlaces. La presente tesis ofrece un enfoque alternativo mediante la implementación de un conjunto de mecanismos en un framework para el procesamiento de grafos a gran escala que combina el la persistencia de las bases de datos de grafos y las capacidades de procesamiento de múltiples modelos de procesamiento distribuido. El framework propuesto, llamado Graphly, integra una almacén de grafos distribuidos que permite reducir la cantidad de memoria ocupada por la representación del grafo, maximizando la cantidad de espacio disponible para los datos resultantes del procesamiento. Graphly también implementa un conjunto de modelos de procesamiento que permite a los desarrolladores elegir el modelo más adecuado en función de los requisitos del algoritmo y permite la comparación de los modelos en cuanto a su desempeño y a su aptitud para representar el algoritmo. Entre los modelos provistos, se encuentran los ampliamente conocidos Fork-Join y Pregel. Por otra parte, se propone un novedoso modelo de procesamiento llamado DPM (del inglés, Distributed Partitioned Merge), basado en la sencillez del estilo de programación Fork-Join, con las ventajas de un modelo centrado en vértices, tal como Pregel. Graphly también aborda una problemática en gran parte ignorada por los modelos de procesamiento existentes: la personalización de la asignación de tareas. De hecho, Graphly implementa un mecanismo llamado Mapping Strategies que permite a los usuarios personalizar la forma en que las tareas se asignan a los nodos de cómputo de acuerdo a las características de cada nodo. Por defecto, Graphly utiliza una estrategia de asignación basada en la ubicación que asigna tareas de acuerdo a la disposición de los datos en el almacén de grafos. Sin embargo,el uso de estrategias dinámicas basadas en métricas de memoria (por ejemplo, la memoria disponible de los nodos) puede ser crítico en situaciones donde los recursos son escasos y muy heterogéneos de nodo a nodo. Uno de los principales aportes de esta tesis es una comparación de algoritmos de predicción de enlaces, incluyendo algoritmos basados en caminatas aleatorias y algoritmos basados en rutas, para los tres modelos de procesamiento diferentes. Esta comparación arrojó luz sobre qué tan bien se ajusta cada modelo a un tipo específico de algoritmo midiendo no sólo su velocidad de recomendación, sino también sus estadísticas de uso de red y uso de memoria. La comparación experimental de modelos de procesamiento también mostró que DPM superó a Pregel y Fork- Join en términos de velocidad recomendación para la mayoría de los algoritmos, manteniendo al mismo tiempo valores aceptables de uso de red y uso de memoria.

La búsqueda de mejoras en materiales está, en gran medida, orientada a la modificación química de sus componentes o nuevas combinaciones de los mismos. Avances en técnicas de fabricación, permiten actualmente la manipulación de la estructura de material a escalas macro, micro y nanométricas, en pos de mejoras en alguna propiedad en particular. Este camino hacia una performance superior de materiales ya ha sido llevado a cabo por la naturaleza a través de años de evolución. En ella podemos ver que el foco no solo se coloca en los componentes a combinar, el cual yace en los materiales que tiene en el medio, sino también en la morfología a diferentes escalas del material en sí. En este estudio nos enfocamos en la morfología de la microestructura de materiales naturales de algunos crustáceos con buen desempeño en resistencia a la propagación de fisura. Un estudio mediante el uso de modelos computacionales detallados se desarrolló a diferentes escalas tratando de recrear las características más notorias de algunos materiales naturales. Si bien para esta investigación fueron abordados estudios de particularidades de diferentes organismos, como la coraza del abulón rojo de california, el diente de chitón y el exoesqueleto del martillo dáctilo del estomatópodo mantis marino, fue en esta última en la cual se centraron los análisis y de los cuales se presentan en esta investigación. En cada caso se trató de separar una celda unidad representativa en cada una de las escalas de estudio que representa el material y mediante el uso de herramientas computacionales utilizando el método de elementos finitos y técnicas de homogenización, fue posible determinar el funcionamiento y características mecánicas de estos materiales. Observaciones de imágenes de microscopia electrónica, permitieron dar luz a un hecho importante del material: la existencia de microfisuras observadas en las diferentes regiones indica que este tipo de material convive con el daño y trata de mitigarlo a través de mecanismos que disipan la energía. Otra observación indica Facultad de Ingeniería - UNLP 23 Isaías E. Gallana además que el crecimiento de fisura sucede paralelo a la longitud de las fibras, por lo que una microestructura con arreglo de fibras en forma helicoidal como el que la mantis presenta, favorece a la disipación. Es por ello que una interfase entre fibras que guie la fisura y a su vez eleve la disipación de energía no resulta extraña de ser utilizada por la naturaleza. La presencia de uniones rígidas en las interfases entre placas del nácar o barras de la microestructura del chitón y su fractura inicial, por ejemplo, son una característica común que actúa como uno de los primeros mecanismo de disipación de energía. La presencia de estas uniones rígidas entre fibras, es factible en la microestructura de la mantis, por lo que modelos de fractura lineal elástica conjuntamente con modelos de zonas cohesivas fueron llevados a cabo de modo de determinar la cantidad y distribución óptima de estos elementos que a su vez permiten guiar la fisura a través de la interfase. Esta investigación representa un pequeño paso hacia el entendimiento de mecanismos de disipación del daño, donde el foco no reside en impedir la ocurrencia de la fisura sino en tratar de manejarla y mitigarla mediante la dispersión de la misma.

En zonas áridas y semiáridas, las estrategias evolutivas de uso del agua determinan la posibilidad de coexistencia, entre especies vegetales. El objetivo propuesto de evaluar si existen diferencias en los niveles de tolerancia a sequía entre pastos que coexisten en un sistema semiárido patagónico, y si dichas diferencias determinan su capacidad de competir por el agua y el resultado de esa competencia a largo plazo. Se estudiaron 4 especies de pastos: Bromus pictus, Poa ligularis, Pappostipa speciosa y Festuca pallescens. En dos experimentos controlados P. speciosa fue la especie más tolerante (menor efecto de la sequía sobre la biomasa), la menos plástica y la de menor crecimiento potencial. En el otro extremo, B. pictus fue la menos tolerante, más plástica y con mayor crecimiento potencial. P. ligularis junto con F. pallescens, esta última proveniente de un ambiente con mayor productividad, resultaron ser especies de plasticidad y crecimiento potencial intermedios. En un experimento de dos años de duración en el campo, la especie menos tolerante (B. pictus)mostró menor habilidad competitiva que la más tolerante (P. speciosa)solamente cuando la disponobilidad de agua era baja y su competidora era de mayor tamaño. Mediante modelos de Markov, basados en mapas sucesivos de vegetación, de parcelas permamentes clausuradas al pastoreo, se observó para una ventana temporal de 7 años que la especie más representada en la comunidad climáxica no era ni la más tolerante ni la de mayor crecimiento potencial. Las especies mostraron diferencias claras de dinámica: la menos frecuente (B. pictus)persiste gracias a su permanencia en cada sitio ocupado; la más frecuente (P. ligularis), en cambio, mediante una elevada movilidad (colonizando suelo desnudo y reemplazando a vecinas), mientras que P. speciosa, de frecuencia intermedia, presentó una combinación entre permanencia y movilidad. Estos pastos mostraron diferencias funcionales en el uso del agua, señalando al gremio de los pastos perennes patagónicos como un grupo más heterogéneo de lo que pensaba. Las diferencias en el uso del agua implicarían una diferenciación funcional de los nichos de las especies posibilitando su coexistencia.

La utilización repetida de glifosato como herbicida modifica, entre otros aspectos, la composición relativa de la flora de malezas en un área determinada, aumentando la frecuencia de individuos con baja sensibilidad al mismo. Entre las malezas de difícil manejo reportadas estan Parietaria debilis, Petunia axillaris y Verbena litoralis. En este trabajo se evalúa la sensibilidad de las especies mencionadas en comparación con Amaranthus hybridus y se analiza absorción y translocación del herbicida, superficie foliar, características morfológicas y anatómicas. El objetivo es caracterizar los mecanismos de tolerancia al herbicida glifosato en Petunia axillaris, Parietaria debilis y Verbena litoralis. Los análisis confirman que Petunia axilaris y Parietaria debilis son especies tolerantes a glifosato mientras que Verbena litoralis es sensible. Se confirma además la inhibición de la ruta metabólica del ácido shikimico en Amaranthus hybridus y Verbena litoralis. La retención foliar de glifosato es menor en ambas especies tolerantes; solo en Parietaria debilis se puede correlacionar una menor susceptibilidad con reducida absorción y limitada translocación del herbicida, particularmente, una menor penetración del herbicida podría atribuirse a una mayor proporción de grupos químicos de carácter hidrofóbico en sus ceras epicuticulares. En Petunia axillaris la menor sensibilidad al glifosato podría relacionarse a un mayor tiempo de absorción, y una distribución del glifosato hacia meristemas; lo primero puede correlacionarse con alta densidad de tricomas y una cantidad de ceras significativamente mayor que la especie sensible. En ambas especies tolerantes aplicadas con glifosato, la producción de flores y semillas asegura la perpetuación de los genotipos menos sensibles.

La producción de las nanopartículas de plata (AgNP) se encuentra en continuo aumento, al mismo tiempo que los cuerpos de agua se convirtieron en los principales sumideros de estas sustancias emergentes. El objetivo general de esta tesis fue comprender los mecanismos de toxicidad de las tgNP en organismos acuáticos. Para ello se realizaron ensayos con diferentes modelos biológicos (peces dulceacuícolas, moluscos marinos) y tipos de ensayos (in vivo, branquias ex vivo). Las AgNP pudieron ingresar en los tejidos de los organismos y acumularse en ellos de manera dosis y tiempo dependiente. En los peces se registraron diferentes efectos tóxicos, tales como disminución de la cantidad de bacterias que viven en el mucus epidérmico, generación de estrés oxidativo en varios tejidos, alteraciones en parámetros hematológicos e inmunológicos y movilización de reservas energéticas. En moluscos, además, se produjo desestabilización de la membrana de los hemocitos, inducción de metalotioneínas, genotoxicidad y daño en los transportadores de membrana. Por otra parte, se demostró que los efectos tóxicos producidos por AgNP pueden ser atenuados cuando las sustancias húmicas están presentes en el medio. En conjunto, esta tesis brinda una visión integradora sobre los principales mecanismos de toxicidad de las AgNP en organismos acuáticos. Asimismo, la información generada es de suma relevancia a la hora de tomar medidas de control y regulación para asegurar la protección del medio ambiente y la sustentabilidad de la industria nanotecnológica.

La producción de las nanopartículas de plata (AgNP) se encuentra en continuo aumento, al mismo tiempo que los cuerpos de agua se convirtieron en los principales sumideros de estas sustancias emergentes. El objetivo general de esta tesis fue comprender los mecanismos de toxicidad de las tgNP en organismos acuáticos. Para ello se realizaron ensayos con diferentes modelos biológicos (peces dulceacuícolas, moluscos marinos) y tipos de ensayos (in vivo, branquias ex vivo). Las AgNP pudieron ingresar en los tejidos de los organismos y acumularse en ellos de manera dosis y tiempo dependiente. En los peces se registraron diferentes efectos tóxicos, tales como disminución de la cantidad de bacterias que viven en el mucus epidérmico, generación de estrés oxidativo en varios tejidos, alteraciones en parámetros hematológicos e inmunológicos y movilización de reservas energéticas. En moluscos, además, se produjo desestabilización de la membrana de los hemocitos, inducción de metalotioneínas, genotoxicidad y daño en los transportadores de membrana. Por otra parte, se demostró que los efectos tóxicos producidos por AgNP pueden ser atenuados cuando las sustancias húmicas están presentes en el medio. En conjunto, esta tesis brinda una visión integradora sobre los principales mecanismos de toxicidad de las AgNP en organismos acuáticos. Asimismo, la información generada es de suma relevancia a la hora de tomar medidas de control y regulación para asegurar la protección del medio ambiente y la sustentabilidad de la industria nanotecnológica.

Fil:Dada, Laura Andrea. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Los ritmos biológicos diarios son el resultado de la interacción entre un reloj circadiano endógeno y factores ambientales sincronizadores, principalmente la luz, que ejerce su efecto a través de cambios en la fase de los ritmos controlados. El objetivo del presente trabajo de tesis fue caracterizar la vía (o una de las vías) de transducción de señales fóticas que ponen en hora al reloj circadiano de mamíferos. Para ello, se realizaron técnicas de registro comportamental (medición de actividad locomotora), neuroquímico (actividad de neurotransmisores), bioquímico (actividad enzimática, cuantificación proteica, fosforilación, etc.) y molecular (western blot, hibridación in situ) en hámsters (Mesocricetus auratus), obteniendo tejido hipotalámico conteniendo los núcleos supraquiasmáticos, sede del reloj circadiano. Los resultados de esta tesis, junto con las evidencias de la bibliografía sobre el tema, permiten sugerir un modelo de señalización de cuya entrada es la interacción del glutamato de la vía retinohipotalámica con receptores de tipo NMDA, que inducen un aumento en el influjo de calcio. A su vez, este ion es capaz de activar tanto a la proteína quinasa dependiente de Ca2+ y calmodulina (CaMKII) y a la óxido nítrico sintetasa (NOS). El óxido nítrico, y posiblemente también el monóxido de carbono, otro mensajero gaseoso, producen un aumento en la actividad de la guanilil ciclasa soluble (GC), que promueve una subida en los niveles del GMPc y la activación de la proteína quinasa G (PKG). Si bien son pocos conocidos los sustratos de esta en el cerebro, se aportan evidencias en favor de que esta vía de señales lleva a la expresión fótica de genes reloj como mPer2.

El objetivo central de este trabajo fue, en una primera etapa, el estudio de los mecanismos de transferencia de agua y solutos en diferentes epitelios, así como su regulación y farmacología. Este campo es de gran complejidad, ya que las propiedades de transporte varían de tejido en tejido y de especie en especie. Sin embargo existen mecanismos comunes que permiten entender las funciones básicas de estos sistemas. En lo que respecta a la transferencia neta de agua podemos decir que las fuerzas impulsoras son básicamente tres: 1) el gradiente transepitelial de presión hidrostática; 2) el gradiente transepitelial de presión osmótica y 3) los movimientos de agua asociados al transporte de soluto. Muchos puntos importantes no están, sin embargo, aún aclarados como ser: 1) ¿Cuál es el grado real de acople entre el movimiento de agua y solutos? 2) ¿Cuál es el rol de los gradientes osmóticos e hidrostáticos en los flujos observados? 3) ¿Cuál es la importancia relativa de las vías paracelular y transcelular en los movimientos de agua y soluto? y 4) ¿Existen o no canales específicos para el movimiento de agua?. El enfoque de los problemas antes expuestos permite diferentes aproximaciones metodológicas que implican distintos niveles de complejidad estructural. Al avanzar en la disección de los fenómenos en estudio pasaremos del nivel supracelular al celular, para llegar al subcelular y por último al molecular. Para dar una respuesta inicial a los problemas antes mencionados,utilizamos el estudio sistemático y paralelo de las propiedades de permeabilidad al agua y solutos en epitelios "in vitro", utilizando dos modelos experimentales: el amnios humano y el yeyuno de rata. Luego, comparamos los resultados obtenidos con los previamente informados por nuestro laboratorio para la vejiga urinaria de anfibio. Estos estudios se centraron en el análisis de los mecanismos que regulan el balance absorción-secreción y sobre el rol de las vías transcelular y paracelular en los movimientos de agua y solutos. La metodología básica consistió en montar a los epitelios en estudio, entre dos cámaras de lucite, lo que permite la medición de los movimientos transepiteliales iónicos y moleculares, utilizando marcadores radiactivos, así como la medición de los parámetros eléctricos (diferencia de potencial, conductancia y corriente de corto-circuito). Utilizamos, además, una técnica que permite controlar, minuto a minuto, el flujo neto de agua transepitelial. En una segunda etapa se procedió a la evaluación de las permeabilidades osmóticas y difusionales al agua en ovocitos de anfibios. El objetivo de estas mediciones fue utilizar a este sistema como modelo de expresión de las propiedades de permeabilidad. Esto se logra inyectando en el ovocíto el ARNm preparado a partir de determinado tipo celular, que posea la propiedad de permeabilidad en estudio. Esta metodología, basada en técnicas de biología molecular, demostró ser una herramienta adecuada para la expresión del canal de agua inducido por la presencia de la hormona antidiurética.