Background: Hepatitis C virus (HCV) infection is a global medical problem. The current standard of care for chronic hepatitis C (CHC) is pegylated interferon plus ribavirin therapy, but this treatment is expensive, has significant side effects and, at best, is only 50% effective. Silymarin, the main active ingredient of milk thistle, is a natural antioxidant that is used by patients with CHC, although its efficacy for decreasing HCV levels or ameliorating CHC remains uncertain. HCV infection is associated with increased hepatic oxidative stress, and one of the antioxidant enzymes which protects cells against this stress is heme oxygenase-1 (HO-1). Methods: We investigated the effects of silymarin on HCV and HO-1 gene expression in wild type Huh-7 cells, as well as two HCV replicon cell lines, CNS3 and 9-13 cells. Results: Silymarin (100 and 200 μM) down-regulated HCV core mRNA (by 20% - 36%) and protein (by 30%-60%) in CNS3 cells. In contrast, silymarin did not decrease HCV NS5A mRNA or protein expression in treated 9-13 cells; in fact, it increased NS5A mRNA levels by two fold. HO-1 mRNA was up-regulated (60%-400%) by silymarin in Huh-7, CNS3 and 9-13 cells. To explore the mechanism by which silymarin up-regulates HO-1 mRNA, we measured the levels of Bach1 and Nrf2 transcription factors. Bach1 and Nrf2 mRNA levels were not affected by silymarin treatment in Huh-7 cells. In CNS3 and 9-13 cells, there was no clear relationship between silymarin-induced changes in Bach1 and Nrf2 and the induction of HO-1 mRNA. Silymarin do not down-regulate HCV core protein through the Jak-Stat pathway. Conclusions: Silymarin significantly down-regulates HCV core mRNA and protein in CNS3 cells. The effect of silymarin to down-regulate HCV core is not related to changes in the Jak-Stat signaling pathway. The levels of the antioxidant enzyme HO-1 are up-regulated by silymarin, but the precise mechanism by which silymarin up-regulates HO-1 mRNA levels in these cell lines remains unknown. These and other recent results suggest that silymarin is of benefit in CHC, although prospective, randomized, controlled-trials are needed to be certain.

Los Péptidos de Penetración Celular (o CPPs) poseen la habilidad de transportar moléculas a través de la membrana plasmática, sin pérdida de su integridad. Entre las secuencias más estudiadas se encuentran TAT, Antennapedia (Antp) y oligo-argininas, cuya característica en común es la presencia de grupos de aminoácidos catiónicos. La motivación del estudio de estos péptidos, es su potencial aplicación en el diseño de nuevos fármacos capaces de actuar localmente, ingresando directamente a la célula. El interés en la inmunología innata, radica en la posibilidad de bloquear la señalización rio abajo de receptores TLR, utilizando un segmento de la secuencia de TIRAP, el cual compite por la interacción de la proteína adaptadora TIR con TLR4. Esta secuencia posee ambas características deseables: grupos de aminoácidos catiónicos y efecto biológico. Para desarrollar futuras aplicaciones terapéuticas, es indispensable caracterizar el mecanismo de ingreso, ya que de éste depende la estabilidad y accesibilidad del potencial fármaco al blanco; es por esto que el objetivo principal de este trabajo de tesis fue caracterizar el mecanismo de internalización del péptido TIRAP en células HeLa. Se estudiaron las diferencias y similitudes estructurales que existen entre los péptidos TAT, TIRAP, y TIRAPALA. Se obtuvieron los modelos tridimensionales de las secuencias mencionadas realizando modelación comparativa, y se calculó el potencial electrostático sobre la superficie de los péptidos. Se encontró que los tres péptidos comparten grandes similitudes estructurales (estructura α-hélice ≥ 69%), sin embargo la gran diferencia radica en el campo de potencial electrostático que generan las cadenas laterales de los residuos, sugiriendo que este es el factor clave que le otorga la habilidad de traslocación a través de la membrana plasmática. Además, al estudiar la internalización de TIRAP y TIRAPALA en células HeLa, se encuentra evidencia experimental de la fuerte asociación de TIRAP a la membrana plasmática. Estudios sobre los posibles efectos tóxicos de TIRAP y TIRAPALA, arrojaron una disminución de la sobrevida celular producto de la internalización, por lo que se determina un límite concentración de incubación igual a 40 µM. Se concluye que la diferencia de potencial generada por las interacciones entre TIRAP y moléculas de la superficie celular, proveen la primera etapa del mecanismo de internalización, denominado transducción. La diferencia de potencial inducido sobre la superficie celular es la que finalmente provoca el ingreso de los péptidos al citoplasma. Además, es importante considerar los resultados de viabilidad obtenidos para posibles futuras aplicaciones terapéuticas en el tratamiento de enfermedades inflamatorias crónicas.

La importancia de las levaduras se conoce desde hace mucho tiempo y con el desarrollo de la industria, se utilizan no sólo para la elaboración de un gran número de productos fermentados (cerveza, vino, quesos y embutidos), sino también para la producción de antibióticos, vitaminas, enzimas, etc. Sin embargo, las levaduras tienen también un aspecto negativo, debido a su potencial como alterantes de alimentos, lo que implica pérdidas económicas importantes para las industrias. En el presente trabajo se abordan aspectos relacionados con la identificación y caracterización molecular de algunas de las especies típicamente alterantes, pertenecientes a los géneros Debaryomyces, Zygosaccharomyces, Dekkera, Pichia y Saccharomyces. El objetivo es proporcionar a las industrias sistemas nuevos de identificación rápida de levaduras así como mostrar, con ejemplos concretos, la utilidad de la aplicación de las técnicas moleculares para resolver problemas a nivel industrial. Así, se ha determinado que la comparación de secuencias de la región ribosómica 5,8S-ITS y del gen de la actina resulta el método más óptimo para identificar de forma rápida y precisa las especies del género Debaryomyces, que están implicadas en la alteración de alimentos procesados. Además, el presente trabajo muestra cómo la aplicación de técnicas moleculares es de gran utilidad para determinar las levaduras alterantes a lo largo de la cadena de producción alimentaria. En el presente trabajo, se muestran dos ejemplos de contaminación en la industria, en concreto en la producción de turrón de frutas confitadas y en la elaboración de vino. Mediante las técnicas de RFLPs del mtDNA y RAPD-PCR se identificó la especie Zygosaccharomyces bailii como la levadura responsable de la alteración de dichos turrones, siendo los jarabes usados para macerar las frutas el origen de contaminación en la cadena de producción. Además, la caracterización fisiológica de dichas cepas, permitió evidenciar el potencial alterante de estas levaduras, ya que presentan una elevada resistencia a conservantes alimentarios, adaptación a bajo pH y baja aw. Por otro lado, la utilización de medios selectivos, como el DBDM, así como la técnica de análisis de restricción de la región 5,8S-ITS, permitieron identificar las especies Dekkera bruxellensis y Pichia guilliermondii como las levaduras alterantes más peligrosas en el vino, por su gran capacidad para producir elevados niveles de 4-etilfenol, responsables de olores desagradables en el vino. Mediante las técnicas de RFLPs mtDNA con HinfI y RAPD-PCR se determinó que el origen de contaminación de D. bruxellensis se produce antes del envejecimiento en barrica, y que las levaduras de la especie P. guilliermondii están presentes en las uvas y raspones, por lo que proceden del exterior de la bodega.Finalmente, y dado que la determinación del número de levaduras resulta esencial para los programas de conservación de alimentos, se consideró de gran interés desarrollar una técnica que permitiera la identificación y simultánea cuantificación de levaduras directamente en el alimento. En el presente trabajo, se ha desarrollado un protocolo de PCR a tiempo real específico para S. cerevisiae utilizando SYBR-Green como agente fluorescente. Dicha técnica resultó ser muy sensible, permitiendo la detección de 3-5 UFC/mL en vino. El sistema de PCR a tiempo real desarrollado es también útil para cuantificar de forma precisa el número de células de S. cerevisiae presentes en el vino, permitiendo de esta manera estimar el riesgo de alteración del vino durante su almacenamiento y distribución. Además, el sistema se puede extender a otros alimentos y bebidas donde S. cerevisiae puede causar alteración. / Yeasts have been shown to be involved in the spoilage of an extensive range of foods, causing enormous economic losses. Consequently, a rapid and accurate identification of common spoilage yeasts is essential to detect and prevent food spoilage.In the present study, we assessed the identification of the Debaryomyces species. We found that these species can be identified both quickly and correctly by direct sequence comparison of the ribosomal 5.8S-ITS region and Actin gene. Moreover, the present work have shown two examples of the usefulness of the molecular monitoring of spoilage yeasts to solve contamination problems in the industry, specifically in the production of candied fruit nougats and in winemaking. Using RFLPs of mtDNA and RAPD-PCR for strain characterization, we determine that a strain of Zygosaccharomyces bailii was the responsible of the nougats alteration. Furthermore, physiological characterization showed that this isolate displayed a particular resistance to weak-acid preservatives, extreme osmotolerance, ability to adapt to high glucose concentrations, ability to vigorously ferment glucose and growth at low pH. Therefore, this strain can be considerate as significant spoiler of sugary products. By other hand, we studied those yeasts wich are responsible of spoilage in wine. We conclude that D. bruxellensis and P. guilliermondii are capable to produce high amounts of 4- ethylphenol and, consequently, off flavors in wine. Using RFLPs of mtDNA with HinfI and RAPD-PCR we could determine that D. bruxellensis strains are present in the wine before the aging in the barriques, so the contamination is not originating from the barrique wood. Moreover, the origin of P.guilliermondii is the vineyard, and the insects are vectors for its propagation within the winery. Finally, in order to provide winemakers with a rapid method to detect and prevent wine spoilage caused by Saccharomyces cerevisiae, we have developed a real-time PCR protocol. The method is very sensitive, and it is useful to estimate between 3.8 and 5 CFU/ml of S. cerevisiae directly in sweet and red wines respectively. Real-time PCR designed is useful to accurately quantify S. cerevisiae cells present in wine, and it could be adapted to other kinds of food where S. cerevisiae could cause spoilage.

La Biotecnología en el sentido más amplio del término, significa la aplicación de los conocimientos fundamentales en biología e ingeniería para fines prácticos.

Ingeniero Civil en Biotecnología / Actualmente, los adelantos de la biotecnología se encuentran impulsados por las nuevas herramientas que provee la biología sintética para simplificar y acelerar el diseño, creación y control de organismos genéticamente modificados. En Chile existen algunos avances, pero pocos en el área productiva; sólo cerca de un 0,02% de las empresas del país son de biotecnología, reflejando la baja masa crítica existente en el país. No obstante, Chile se encuentra en una transición de cambio cultural y social para promover la innovación y emprendimiento, oportunidad que puede ser aprovechada por estudiantes para impulsar el desarrollo de nuevas organizaciones biotecnológicas. De esta manera, el objetivo principal de este trabajo es generar las bases de una metodología (guía) que permita orientar el desarrollo de emprendimientos estudiantiles en biotecnología, basados en la aplicación de la biología sintética como herramienta de diseño y experimentación. Este proceso se lleva a cabo en dos etapas, primero se diseña una propuesta preliminar de la guía y luego se realizan entrevistas a personas que actualmente se encuentran emprendiendo en biotecnología para mejorar la propuesta. En paralelo, se realiza una primera caracterización del Departamento de Ingeniería Química y Biotecnología (DIQBT) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile en torno a la participación estudiantil extra-académica, desde el punto de vista de académicos y de estudiantes. Principalmente se obtiene que el Departamento no influye directamente en el proceso de participación de los estudiantes, que la falta de tiempo es la mayor limitante para los alumnos y que existiría la posibilidad de integrar la innovación y emprendimiento como un camino formativo alternativo para los estudiantes del DIQBT; sobre todo para aquellos de la carrera de Ing. civil en Biotecnología. La metodología elaborada consta de 9 etapas: 1) Comenzar el viaje, 2) Formar un equipo de trabajo, 3) Identificar una problemática, 4) Validar una propuesta de solución, 5) Establecer el modelo de negocios, 6) Diseñar el proyecto, 7) Buscar recursos, 8) Prototipar y 9) Continuar el viaje. Para cada etapa se realiza una descripción general del proceso, se define un hito de éxito y se incluyen lecturas sugeridas. Junto con la guía se entregan dos diagramas visuales para facilitar el entendimiento del proceso; uno de ellos detalla la ruta de cada etapa aproximándose a un algoritmo de decisión. Cabe destacar que la etapa N°6 presenta los pasos básicos que permiten iniciar el diseño de un sistema biológico: determinación de estímulos, respuestas y organismos, definición del circuito de regulación genética y uso del modelamiento matemático. Si bien la metodología puede ser mejorada, en un contexto universitario podría ser aplicada hasta la etapa N°6, mientras que las etapas N°7, 8 y 9 requieren de otras herramientas que no son tan fáciles de acceder para un alumno. Además, aunque la propuesta se plantea para estudiantes de la FCFM, tiene el potencial de ser aplicada en otros contextos como también por otras personas que no necesariamente sean estudiantes.

La técnica fundamental en toda investigación bacteriológica de tuberculosis es la baciloscopía, debido a que permite identificar entre el 70% y 80% de casos pulmonares positivos de forma rápida [11]. Esta técnica no invasiva consiste en la visualización en microscopio de una muestra de expectoración previamente teñida a fin de mejorar el contraste de bacilos en el medio [12]. Dicho análisis es brindado de forma gratuita por el estado peruano a través del Ministerio de Salud en diversos hospitales del Perú donde se aplica el método de tinción de Ziehl-Neelsen por su demostrada confiabilidad y menor precio de insumos comparado con otras técnicas. Actualmente se cuenta con un dispositivo Preparador Automático de Muestras de Esputo (PAME) desarrollado en la PUCP cuyo diseño promete lograr la estandarización de la tinción de muestras [19] y realiza el procedimiento tradicional de tinción mencionado para una sola muestra, dificultando su uso en un ambiente de alta demanda de trabajo. En el presente documento se enfatiza el diseño y desarrollo de un prototipo automático que permita emular el procedimiento en simultáneo para varias muestras como lo descrito según el manual de baciloscopía del Ministerio de Salud (MINSA). Este estudio es realizado en 4 capítulos. En el primero, se brinda un estudio acerca de la enfermedad, así como también una compilación en cifras basada en su proliferación, tanto a nivel mundial como nacional. Se hace énfasis en el diagnóstico y las técnicas de análisis para luego presentar equipos tecnológicos cuya principal función es la de cubrir parcial o totalmente el procedimiento hasta llegar a describir el dispositivo PAME. En el segundo capítulo se describe el modo de operación del PAME, sus problemas, causas y características. Además, se procede a establecer el objetivo principal de procesar siete muestras en simultáneo y los objetivos específicos que aborden la problemática encontrada, tomando como base el procedimiento realizado en el laboratorio de microbiología del Hospital Dos de Mayo. El tercer capítulo aborda el diseño y desarrollo de las plantas mecánica y electrónica del equipo, se detallan los requerimientos, los alcances, las alternativas de solución, los criterios de selección, el hardware y el software de cada una de las partes que lo conforman. Por último, el cuarto capítulo muestra los resultados obtenidos de las pruebas independientes y en conjunto del prototipo desarrollado. Finalmente, se presentan las conclusiones del trabajo realizado y las recomendaciones en cuanto a las mejoras que se puedan realizar. / Tesis

In follicle sinus complex of sinus hairs, two blood vessels seem to have a prominent function. Up to date, their biological role is unknown, however, hypothesis suggest that they are used as hydraulical bearing for the hair which is used to change the stiffness and compliance of the fixation depending on the application. Because of the size of the structures of interest experiments at the living object to clarify the biological role are not possible so far. Therefore, mechatronic approaches can help to investigate advantages and possibilities of a bearing with tunable compliance. Thus, in the current thesis, it is develop a mathematical modeling, multi-body simulation and a mechatronic demonstrator of a swinging rod in a bearing with tunable compliance. The tunable compliance of the system was inspired of Jack Spring principle of work, which change the compliance by decreasing the number of active coils. / Tesis

Actualmente, los biopolímeros son alternativas atractivas para aplicaciones energéticas. Debido su fácil obtención, sus buenas propiedades físicas y químicas, su fuente renovable, su alta biodegradabilidad y su fácil reforzamiento, los biopolímeros se comportan como matrices apropiadas para generación de compuestos con una mejora en conductividad eléctrica. A partir de los biocompuestos eléctricamente conductores, y debido a su degradabilidad, se puede diseñar dispositivos sostenibles para energías renovables. En este trabajo se elaboró dos tipos de biocompuestos conductores en una matriz de celulosa bacteriana (BC) utilizando un método de filtración por vacío y un posterior tratamiento químico para elevar sus propiedades. El primer biocompuesto fue elaborado con refuerzo de óxido de grafeno reducido (RGO) y el segundo, con nanotubos de carbono multipared (MWCNT). Ambos films biocompuestos fueron sometidos a distintos tiempos de tratamiento previo con vapores de hidracina y se midió su conductividad eléctrica en el plano del film. Posteriormente, los biocompuestos con las mejores conductividades eléctricas fueron usados para acomplejarlos con una sal rédox (NH4I) y caracterizar su conductividad iónica a través del film. Las conductividades eléctricas más altas de los biocompuestos BC/RGO y BC/MWCNT fue de 0.12 S/cm y 12 S/cm respectivamente; en el caso del BC/RGO esta se alcanzó con una concentración de 30% RGO y con 15 min de tratamiento con hidracina, para el caso de los BC/MWCNT, la conductividad más alta se alcanzó con 9% de concentración MWCNT. Los análisis de espectroscopía de Raman confirmaron que los biocompuestos BC/RGO sometidos al tratamiento de hidracina contenían RGO con menor número de defectos funcionales sobre la red de grafeno. Estos defectos funcionales corresponderían a grupos carboxilo, cetona e hidroxilos. En cuanto a los biocompuestos BC/MWCNT, después del tratamiento de hidracina la conductividad se redujo a la mitad, lo que se atribuiría a el incremento de defectos del tipo amina sobre la superficie de los nanotubos. Los biocompuestos acomplejados con sal fueron caracterizados y se halló que en ambos casos la conductividad iónica aumenta con la concentración de sal. Además, los MWCNT otorgan mayor conductividad iónica que el RGO a la matriz de BC, 10-4 S/cm y 10-5 S/cm, respectivamente. Sin embargo, se halló que la estabilidad eléctrica fue mayor para los biocompuestos con RGO. / Tesis

Los principales métodos de diagnóstico del TBC trabajan con muestras de esputo y se basan en la tinción de los bacilos ácido-alcohol resistentes (BAAR). Estos métodos, en la práctica, requieren de un trabajo extenso y agotador de los laboratoristas, quienes a su vez, deben tener gran experiencia. Esto ocasiona que se puedan cometer ciertas imprecisiones, que los métodos se realicen de manera artesanal y que los laboratoristas estén expuestos a posibles contagios. Es por ello la preocupación por el desarrollo de equipos que realicen el diagnóstico de TBC de manera automática, por lo cual, la sección de electrónica de la Pontificia Universidad Católica del Perú ha desarrollado el Preparador Automático de Muestras de Esputo (PAME) que realiza el diagnóstico de la TBC usando el método de tinción de Ziehl Neelsen. La presente tesis tiene como objetivo realizar la implementación y validación del equipo, brindando una descripción detallada del funcionamiento de las partes que lo componen y su funcionamiento conjunto, realizando las pruebas correspondientes y explicando el proceso de mejora continua por el cual el equipo es sometido, para realizar el diagnóstico de TBC de una manera conforme a las recomendaciones dadas por el INS y la OMS / Tesis

Los difenoles son compuestos con alto valor comercial por su capacidad antioxidante que se obtienen a partir de la hidroxilación de monofenoles. Dos enzimas se encargan de esta bioconversión, tirosinasa, también llamada polifenol oxidasa en plantas, y fenol hidroxilasa. Hasta el momento, no se han descrito procesos biocatalíticos eficientes para la obtención de difenoles. Por tanto, el objetivo de este proyecto de tesis es la obtención, mediante purificación y clonación, de polifenol oxidasa/tirosinasa y fenol hidroxilasa de tres fuentes separadas en la escala filogenética y el estudio de la capacidad de biosíntesis de estas enzimas ya sea mediante inmovilización enzimática en diferentes soportes o mediante un sistema de bioconversión de células transformadas completas. Los substratos utilizados, fenol y tirosol, tienen gran importancia comercial. El primero es un compuesto altamente contaminante en refinerías petrolíferas y plantas petroquímicas, y el segundo, da lugar tras su hidroxilación al hidroxitirosol, un nutracéutico de alto valor añadido con gran capacidad antioxidante y que estabiliza al aceite de oliva. El sistema de células transformadas completas permitió bioconversiones de los monofenoles en sus correspondientes difenoles del 100% por vez primera en la bibliografía.