En este curso el alumno basándose en la curiosidad innata del ser humano, adentrará en el conocimiento profundo de la Bioquímica, a fin de obtener la base necesaria que le permita enfrentar los cursos posteriores que se desarrollarán en los siguientes años de su carrera. El objeto de esta guía es encaminar al alumno, bajo la dirección del Docente, por el mundo biológico desde lo más simple a lo complejo; la guía consta de una parte introductoria, con indicaciones generales a tomar en cuenta en todas las prácticas, y las indicaciones específicas por tema a desarrollar.

En este curso el alumno basándose en la curiosidad innata del ser humano, adentrará en el conocimiento profundo de la Bioquímica, a fin de obtener la base necesaria que le permita enfrentar los cursos posteriores que se desarrollarán en los siguientes años de su carrera. El objeto de esta guía es encaminar al alumno, bajo la dirección del Docente, por el mundo biológico desde lo más simple a lo complejo; la guía consta de una parte introductoria, con indicaciones generales a tomar en cuenta en todas las prácticas, y las indicaciones específicas por tema a desarrollar.

A pesar de su aparente simetría bilateral, el plan corporal de los vertebrados presenta consitentes asimetrías en localización, estructura y función de diversos órganos internos como el corazón, los intestinos y el cerebro. Los mecanismos mediante los cuales el eje izquierda-derecha se establece durante el desarrollo embrionario han evolucionado desde arreglamientos cito esqueléticos y flujos iónicos tempranos hacia la actividad de estructuras ciliadas transigentes. Se ha propuesto que la actividad de los cilios en estas estructuras (denominadas órganos de lateralidad) genera un flujo extracelular de morfógenos hacia la izquierda de la línea media (el flujo Nodal), el cual determina la lateralidad de cascadas de expresión génica asimétrica y, como consecuencia, de organogénesis asimétrica (revisado en Hamada y cols., 2002; Hirokawa y cols., 2006; Raya e Izpisúa-Belmonte, 2006). Aunque la presencia de estos órganos de lateralidad se encuentra conservada en vertebrados incluyendo mamíferos (Nonaka y cols., 1998; Okada y cols., 2005), anfibios (Schweickert y cols., 2006) y peces teleósteos (Essner y cols., 2005; Okada y cols., 2005), tanto el orígen embrionario como los mecanismos mediante los cuales las células ciliadas se organizan en una estructura capaz de inducir un flujo nodal hacia la izquierda son prácticamente desconocidos. En el pez cebra, los precursores de las células ciliadas son un grupo de aproximadamente 20-30 células denominadas Dorsal Forerunner Cells (DFCs). Las DFCs no involucionan sino que migran por delante del blastodermo dorsal durante la gastrulación para dar origen a principios de la somitogénesis a la vesicula de Kupffer (KV), una estructura epithelial ciliada en la cual se genera el flujo nodal del pez cebra (Cooper y D’amico, 1996; Essner y cols., 2005). En esta tesis, hemos utilizado microscopía confocal y de 2-fotones en tiempo extendido para analizar a nivel de célula única el origen, migración y organogénesis de las DFCs. Nuestros resultados demuestran que, inesperadamente, las DFCs se originan de la capa epitelial extraembrionaria del pez cebra. Nuestros análisis muestran que células epiteliales dorsales (Dorsal Epithelial Cells ó DSE) ingresan previo a la gastrulación en un proceso dependiente de la vía de señalización de Nodal/TGF y son cubiertas por las células vecinas de la capa epitelial envolvente (la Enveloping Layer ó EVL) dando origen a las DFCs. Las DFCs entonces se polarizan hacia la EVL y se unen a ella migrando en estrecho contacto con el epitelio externo durante la epibolía. A medida que la epibolía continúa, las DFCs se organizan en sus puntos de contacto con la EVL formando estructuras epiteliales con forma de roseta, las cuales son internalizadas cuando las DFCs y la EVL se separan a fines de la gastrulación. A comienzos de la somitogénesis, estas rosetas internalizadas abren sus puntos centrales y coalescen en una estructura única a partir de la cual el lumen de la KV aparece y se expande. Al mismo tiempo, la zona apical de las rosetas desarrolla cilios mótiles que generan un flujo Nodal contra las manecillas del reloj. Nuestros resultados además demuestran que wnt11 (Heisenberg y cols., 2000) y prickle 1a (Veeman y cols., 2003; Carreira-Barbosa y cols., 2003), dos components de la vía de señalización no canónica de Wnt o de polaridad celular planar (PCP) participan cooperativamente en la organogénesis de la KV mediante la regulación de la cohesion tisular de las DFCs. En embriones con pérdida de función de wnt11/pk1a, las DFCs aparecen como un grupo celular menos compacto, las rosetas epiteliales fallan en coalescer y aparecen claros defectos morfológicos en el lumen de la KV, los cuales van desde una drástica reducción en su volumen hasta una severa fragmentación. Además, los cilios presentan una fuerte reducción en su longitud, lo que impide la inducción de un flujo nodal efectivo. Estos defectos llevan finalmente a una distribución aleatoria de la expresión génica de Nodal y a una lateralidad randomizada de los órganos internos. Con la finalidad de comprender los mecanismos mediante los cuales la vía de Wnt/PCP controla la cohesión del grupo de DFCs, procedimos a medir mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) las fuerzas de adhesión entre DFCs aisladas de embriones con pérdida de función de wnt11/pk1a. Nuestras mediciones indican que la pérdida de función de la vía de Wnt/PCP induce una marcada reducción en las propiedades de adhesión célula-célula de las DFCs. Además, los defectos en la KV ocasionados por la pérdida de función de wnt11/pk1a pueden ser fenocopiados por la pérdida de función de la molécula de adhesión E-cadherina específicamente en las DFCs. En su conjunto, los resultados de la presente tesis entregan novedosos datos sobre el orígen y las transformaciones morfogenéticas que llevan a la formación de la KV, el órgano de lateralidad del pez cebra; y revelan un rol fundamental de la cohesión tisular mediada por la vía de Wnt/PCP en la coordinación de este proceso.

Memoria para optar al Título de Bioquímico / Se ha descrito que los ésteres derivados del ácido gálico poseen efecto citotóxico sobre las células tumorales. En este trabajo se analizaron los mecanismos de muerte celular, inducidos por los compuestos catiónicos lipofílicos derivados del ácido gálico: galato de octil trifenilfosfonio, galato de decil trifenilfosfonio, undecil galato de trifenilfosfonio y lauril galato de trifenilfosfonio [C8TPP+, C10TPP+, C11TPP+ y C12TPP+, respectivamente]. Para ello se utilizaron las líneas celulares de adenocarcinoma mamario de ratón TA3 y de leucemia linfoblástica aguda humana CCRF/CEM, con sus respectivas variantes multiresistentes TA3-MTX-R y CEM/C2. Estas células fueron tratadas con distintas concentraciones (0,5, 15, 30 y 50 μM) de los cationes lipofílicos, durante 2 y 4 horas y al cabo de estos periodos se determinó la viabilidad celular. El tratamiento con los cationes C10TPP+ y C12TPP+ produjo una disminución significativa de la viabilidad de las células tumorales; sin embargo, los cationes C8TPP+ y C11TPP+ no produjeron efectos significativos. Las microfotografías obtenidas por microscopía electrónica de transmisión evidenciaron alteraciones profundas en la ultraestrucutura mitocondrial de las células TA3 provocadas por el catión C12TPP+. Más aún, el tratamiento con los cationes C10TPP+ y C12TPP+ produjo la sobrexpresión del gen pro-apoptótico gadd45α, en todas las líneas celulares y en la mayoría de las condiciones ensayadas; la expresión del gen bax no fue afectada; el gen gabarap se sobrexpresó sólo en las líneas celulares CCRF/CEM y CEM/C2, y en dos de las condiciones ensayadas. Estos resultados en conjunto muestran que tanto C10TPP+ como C12TPP+ son los compuestos citotóxicos más potentes, y que la muerte celular ocurriría principalmente a través de la inducción de la vía intrínseca de apoptosis, y en menor porcentaje estaría dada por autofagia / It has been reported that esters of Gallic acid have cytotoxic effects on cancer cells. In this work we analyzed the mechanisms of cell death induced by lipophilic cation derivatives of Gallic acid: octyl triphenylphosphonium gallate decyl triphenylphosphonium gallate, undecyl triphenylphosphonium gallate, and dodecyl triphenylphosphonium gallate [C8TPP+, C10TPP+, C11TPP+ and C12TPP+, respectively]. Cell lines used in this study were: TA3 (mouse mammary adenocarcinoma) and CCRF/CEM (human acute lymphocytic leukemia) and their multiresistant variants TA3 MTX-R and CEM/C2, respectively. These cell lines were treated with increasing cations concentrations (0,5, 15, 30 and 50 μM) of lipophilic compounds during 2 and 4 h and then screened for viability. The treatment of cells with C10TPP+ and C12TPP+ decreased the cell viability, whereas that C8TPP+ and C11TPP+ did not affect it. Hence, we investigated the mitochondrial toxicity of the lipophilic cation using Transmission Electron Microscopy. Our results indicated changes in the mitochondrial ultrastructure provoked by C12TPP+ treatment in TA3 cells. Moreover, Real Time RT-PCR analysis for cell death related genes (gabarap, bax and gadd45α) expression, revealed that C10TPP+ and C12TPP+ up-regulated pro-apoptotic gene gadd45α in all cell lines and in almost all assay conditions, while Bax gene expression was not affected. Gabarap was up-regulated but not in all cell lines and only in a few assay conditions. Taking account these results, we may conclude that C10TPP+ and C12TPP+ were the most potent cytotoxic compounds. The principal mechanism of cell death seems to be through the induction of the intrinsic route of the apoptosis, but also a percentage of autophagy occurs.

Seminario para optar al título de Ingeniero Comercial, Mención Administración / Autores no autorizan el acceso a texto completo de su documento / Esta Tesis detalla el proceso investigativo y creativo que sustenta Turis, una aplicación para Smartphones diseñada para facilitar la planificación de un viaje y simplificar la oportunidad de compartir experiencias, opiniones y fotografías sobre cada viaje. Para lograr esto, en primer lugar se realizó un análisis de mercado, mediante el cual detectamos una oportunidad de mercado en la creciente accesibilidad tecnológica, con un número de personas con smartphone cada vez mayor que paradójicamente reciben pocas ofertas de aplicaciones para uso a nivel nacional, al tratarse de una industria poco desarrollada. El mercado potencial al cual podríamos llegar con Turis en esta etapa corresponde a 194.000 personas, aunque se espera que este número aumente significativamente en los años venideros, debido a los esfuerzos por potenciar el turismo nacional por parte del Sernatur. Dentro de este mercado potencial, nuestro mercado objetivo puede ser divido en usuarios, o viajeros, y clientes, o transportistas y operadores turísticos. Una vez hecho el análisis de mercado y con una comprensión a cabalidad de nuestros usuarios y clientes, realizamos un análisis de industria, con el cual concluimos que si bien la industria es bastante compleja, es un mercado de nicho que ha sido muy poco explotado, lo que implica que tiene un gran potencial para crear valor y generar altas rentabilidades. El análisis FODA apoya esta teoría, ya que en el análisis interno vemos que las fortalezas se resumen en la innovación que presenta Turis mediante funcionalidades que aun no se ofrecen en el mercado nacional y en el análisis externo vemos que las oportunidades se resumen en el potencial de desarrollar una marca reconocible como una ventaja competitiva. No obstante, las posibles amenazas son la rápida renovación tecnológica que puede derivar en obsolescencia, mientras que las debilidades consisten en la falta de knowhow, por lo cual es esencial mantener al usuario y cliente en mente para satisfacer continuamente sus necesidades, que ellos mismos expresarán en la aplicación al poder comentar libremente. Esto se relaciona fuertemente con la estrategia competitiva, que se basa en generar tráfico a las páginas de las empresas que pagan publicidad, y traducir ese tráfico en reservas o compras de sus servicios/productos correspondientes a través de la aplicación. Para diferenciarnos de la competencia que existe actualmente, elegimos enfocarnos en entregar información sobre una alta cantidad de lugares, combinado con una riqueza de oportunidades para realizar interacciones sociales, escogiendo así un posicionamiento único y difícil de imitar. Nuestra imagen corporativa también será difícil de imitar, porque queremos ser percibidos como innovadores, novedosos y que valoramos altamente al usuario, siendo su opinión y evaluación el motor que difunda Turis entre la comunidad de viajeros, tanto a nivel local como para extranjeros que vienen a conocer Chile. Dado esto, lo más importante de nuestro modelo de negocios es la relación con nuestros clientes. Para llevar a cabo este proyecto, se planea comenzar con un equipo de trabajo de siete personas: dos conformarían el directorio, uno sería un gerente encargado de implementar las decisiones tomadas por el directorio, tres serían account managers encargados de ofrecer los servicios de Turis a operadores turísticos y uno sería un app manager encargado de mantener y actualizar la aplicación. Al ir creciendo el número de usuarios y clientes, se irán creando más equipos, especializados en distintas áreas de Turis, para no sacrificar la calidad del servicio o el dinamismo de la comunidad de viajeros. Para la aplicación, se utilizarán colores cálidos, asociados psicológicamente a experiencias positivas. Turis también contendrá múltiples opciones para el usuario, como ver lugares recomendados según sus intereses y viajes previos, la posibilidad de organizar grupos de viaje, reservar pasajes o alojamiento en línea y evaluar y comentar cada lugar visitado. Gran parte de este contenido podrá ser compartido por redes sociales, manteniendo la comunidad viva. Por último, los riesgos y costos son relativamente bajos, lo que resulta en un VAN de 5876,62 UF, con flujos positivos a partir del tercer año. Dado esto, consideramos que Turis es un proyecto altamente rentable y factible.

Memoria para optar el título de Bioquímico / Los organismos regulan su número de células a través de un balance entre la división y muerte celular. Con respecto a este último, existen diversos mecanismos de muerte celular, como la apoptosis, autofagia y necrosis, presentando cada uno características morfológicas y moleculares diferentes. Se ha considerado a la necrosis como un mecanismo de muerte celular “accidental” y, por tanto, menos regulado. Sin embargo existen evidencias de que la necrosis también puede ser considerada un tipo de muerte celular programada. Es así que las ceramidas, precursores de los esfingolípidos eucariontes, han sido reconocidas como importantes segundos mensajeros implicados en el gatillamiento de procesos apoptótico/necróticos en diversos tipos celulares. Recientemente se ha descrito que células de linfoma B humano (línea celular A20) al ser estimuladas con ligando de Fas en presencia de ceramidas van a un destino de muerte necrótico. Además de esto, se ha descrito una relación entre estrés oxidativo y la generación de ceramidas, relación que se encontraría íntimamente ligada a procesos de señalización de muerte celular. Con estos datos se postuló que las ceramidas intervienen en la decisión apoptóticonecrótica en células epiteliales. Utilizando métodos de citometría de flujo y ensayos enzimáticos se encontró que las ceramidas aumentaron la muerte por necrosis en el tiempo tanto para células HeLa como para HTC, este aumento es dosis dependiente. Ácido flufenámico, un inhibidor inespecífico de canales catiónicos no selectivos involucrados en regulación del volumen celular por estrés oxidativo, en conjunto con ceramidas no cambió el porcentaje de muerte por necrosis y aumentó la población apoptótica. Al reemplazar el Na+ extracelular por el catión monovalente NMDG+ no se observó diferencia entre los porcentajes de las distintas poblaciones celulares. La aplicación en conjunto de H2O2 con ceramidas aumentó la muerte celular, pero sólo a altas concentraciones (10 mM). El efecto de ceramidas sobre la apoptosis se ensayó utilizando el inhibidor genérico de caspasas zVAD-fmk. No hubo cambios significativos en los porcentajes de muerte celular. Efectos similares se observaron al depletar los depósitos intracelulares de calcio. Estos resultados permiten concluir que las ceramidas inducen muerte celular necrótica de manera tiempo y dosis dependiente / Organisms regulate their number of cells through fine a balance between cell division and cell death. In respect to cell death, diverse mechanisms exist, such as apoptosis, autophagia and necrosis, presenting each one different morphologic and molecular characteristics. Necrosis has been considered as a mechanism of "accidental" cell death and therefore, less regulated. Nevertheless, evidences exist of which necrosis can be also considered as a type of programmed cell death. For example, ceramides, precursors of sphingolipids in euchariotic cells, have been recognized as important second messengers implicated in the development of apoptotic/necrotic processes in diverse cell types. It has been recentely described that human lymphoma B cells (A20 cell line),upon stimulation with Fas ligand in the presence of ceramides, induce necrotic cell death. Also, it has been described a relationship between oxidative stress and the generation of ceramides which are intimately linked to cell death signaling processes. Based on this information, it was postulated that ceramides take part in the apoptotic-necrotic decision in epithelial cells. Using flow citometry and enzymatic assays we found that ceramides increased cell death by necrosis in HeLa and HTC cells in a dose-dependent manner. Flufenamic acid, a non specific inhibitor of nonselective cation channels involved in regulation of the oxidative stress-dependent cell volume, used in conjunction with ceramides did not produce changes in the percentage of necrotic cell death and increased the population of apoptotic cells. Upon replacement of external Na+ by the monovalent cation NMDG+, the percentage of different cell populations was not altered. The application of ceramides with H2O2 produced an increase in the cell death, but only at high concentrations of H2O2 (10 mM). The effect of ceramides upon apoptosis was assayed using the generic caspase inhibitor zVAD- fmk. No significant changes were observed in the percentage of cell death. Similar effects were observed when depleting the intracellular calcium stores. These results allow us to conclude that ceramides induces necrotic cell death in a time and dose-dependent manner

Doctor en Farmacología / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento en el Repositorio Académico, hasta diciembre de 2016 / Los astrocitos responden a un estímulo inflamatorio modificando su morfología y su patrón de expresión génica y participando en la formación de la cicatriz glial, en el caso de lesión traumática. La cicatriz glial se relaciona con la generación de un ambiente no permisivo para la regeneración axonal, el que contiene además moléculas responsables de la pobre reparación existente en el sistema nervioso central. Entre estas moléculas destacan los proteoglicanos de Condroitin sulfato secretado por los astrocitos que forman la cicatriz glial, la proteína Nogo presente en la membrana de los oligodendrocitos y, muy importantemente para este estudio, la glicoproteína Thy-1, presente en la superficie neuronal. Por muchos años, nuestro laboratorio ha estado enfocado en estudiar las funciones y modo de señalización de Thy-1, proteína anclada por un tallo glicosilfosfatidil inositol a la cara externa de la membrana plasmática. Evidencias indican que Thy-1 participa en la inhibición del crecimiento axonal y en mediar interacciones célula - célula. Hemos mostrado además que el efecto de Thy-1 ocurre por medio de dos receptores, la Integrina αvβ3 y Sindecán-4 presentes en los astrocitos de línea DITNC1. La interacción de Thy-1 con sus receptores por tiempos cortos induce un aumento de la adhesión de los astrocitos, mientras que la estimulación prolongada con Thy-1 induce la migración de estas células. La interacción de Thy-1 con sus receptores induce en los astrocitos la activación de cascadas transduccionales que llevan al aumento en la actividad, temporalmente diferenciado, de las GTPasas RhoA y Rac1 entre otros. Además Thy-1 induce la salida de ATP desde el astrocito que resulta en la activación del receptor P2X7 y la entrada de calcio extracelular. Se sabe que estas señales son necesarias para la adhesión de estas células; sin embargo, ¿Cómo sale el ATP de los astrocitos en respuesta a Thy-1? ¿Se requiere de este ATP extracelular y de la activación del receptor P2X7 para la migración de los astrocitos DITNC1 inducida por Thy-1? Son preguntas que buscamos responder en este trabajo. Por otro lado, resultados de nuestro laboratorio muestran que, contrario a lo encontrado para los astrocitos DITNC1, astrocitos de cultivo primario no responden a Thy-1 y expresan niveles muy bajos de la Integrina β3. Además, se ha descrito que astrocitos primarios aumentan la expresión de esta Integrina en condiciones de daño por derrame cerebral. Dado que los astrocitos sufren cambios morfológicos y migran en condiciones proinflamatorias para reparar el daño, es posible que las diferentes respuestas observadas en los astrocitos primarios y los de línea celular frente al estímulo de Thy-1 se deban a los distintos niveles de integrina expresada por ambos tipo de células. Por lo tanto, en este estudio proponemos que la migración de los astrocitos DITNC1 inducida por Thy-1 requiere de la salida del ATP al espacio extracelular – por mecanismos aún por dilucidar – y de la activación del receptor P2X7. Además, que la baja expresión de la Integrina β3 no permite a los astrocitos de cultivo primario responder a Thy-1. Para estudiar la salida de ATP desde el astrocito y qué vías están involucradas se realizaron mediciones de ATP extracelular por técnicas de luminiscencia, incorporación de sondas fluorescentes a las células, medición de cinéticas de calcio intracelular, entre otras. Para evaluar los requerimientos en la migración inducida por Thy-1 se llevaron a cabo ensayos de cierre de herida y ensayos de polaridad celular. La participación de las distintas moléculas en los mecanismos estudiados se analizó con el uso de inhibidores farmacológicos, bloqueadores de canales o antagonistas de receptores, también se utilizó herramientas de modificación de la expresión génica de las moléculas estudiadas. Para monitorear la respuesta de los astrocitos primarios al estímulo de Thy-1, se realizó cultivos de astrocitos corticales, los que fueron tratados o no con citoquinas proinflamatorias como TNFα. Se analizó cambios de expresión de la Integrina β3 por Western Blot frente a este tratamiento. La respuesta migratoria de los astrocitos tratados con o sin TNFα, frente al estímulo de Thy-1 se realizó por ensayo de cierre de herida en distintas condiciones, como silenciando o sobreexpresando la Integrina β3. Los resultados obtenidos en este trabajo muestran que Thy-1 induce la salida de ATP, requiriendo la presencia de ambos sitios de interacción con sus receptores. Mutación en el sitio de unión a integrinas anula completamente la respuesta, mientras que la mutación en el sitio de unión a Sindecán-4 disminuye y retrasa la respuesta. Se demuestra en este trabajo que la salida de ATP ocurre a través de los hemicanales Conexina 43 y Panexina 1, abriéndose estos hemicanales por medio de un mecanismo que requiere de aumentos de calcio intracelular proveniente del retículo endoplásmico y que sale al citoplasma a través del receptor de IP3R. La salida de ATP es necesaria para el aumento en el área promedio de la adhesión focal y el aumento en el número de adhesiones focales por célula inducida por estimulaciones cortas con Thy-1. Estimulaciones prolongadas llevan a un aumento en la polaridad celular y en la migración de los astrocitos DITNC1, efecto que también requiere de la apertura de hemicanales, la presencia de ATP extracelular y de la activación del receptor P2X7. La estimulación de los astrocitos con BzATP, agonista del receptor P2X7, a altas concentraciones estimula la migración celular, mientras que bajas concentraciones, por si solas, no provocan este efecto. Sin embargo, nuestros estudios muestran que frente a una estimulación concomitante de Thy-1 mutado en el sitio de unión a Integrina y BzATP a bajas concentraciones es suficiente para inducir la migración de los astrocitos DITNC1 sugiriendo que el aumento extracelular de ATP requiere de la actividad del sitio de unión a Integrina de Thy-1. Estos resultados indican además que la activación del receptor P2X7 por ATP (o BzATP) y la ruta activada río debajo de la interacción de Thy-1 con probablemente Síndecan-4 (Thy-1 mutado en el sitio de unión a Integrina posee sitio de unión a heparina intacto) son necesarias para inducir la migración de los astrocitos. Los astrocitos de cultivo primario cambiaron su fenotipo tras ser expuestos a la citoquina pro-inflamatoria TNFα, aumentando la expresión de las proteínas Integrina β3, GFAP y receptor P2X7, lo que permitió también a los astrocitos migrar en respuesta a Thy-1. Ensayos realizados con astrocitos primarios en que se sobre-expresa o silencia el gen codificante para la Integrina β3, demostraron que la respuesta a Thy-1 luego del tratamiento con agentes pro-inflamatorios, es dependiente de la expresión de dicha Integrina. Se demostró además que la migración de estos astrocitos inducida por Thy-1 también requiere de ATP extracelular y de la activación del receptor P2X7. Estos datos aportan al entendimiento del papel que tienen los astrocitos en el desarrollo de una respuesta inflamatoria tras un daño al sistema nervioso central. Además, aportan antecedentes interesantes sobre cómo una interacción neurona – astrocito, a través de Thy-1 y sus receptores, regula la migración de los astrocitos modificando la señalización intracelular, la permeabilidad de la célula y generando un fenómeno de transactivación que induce cambios en el comportamiento celular. Comprender cómo cambia el comportamiento de los astrocitos frente a la interacción con Thy-1 es importante para generar oportunidades terapéuticas y posibles blancos farmacológicos para contrarrestar la inhibición del crecimiento axonal relacionada con esta interacción. A partir de los resultados obtenidos en este trabajo aparecen numerosas preguntas nuevas, por ejemplo qué vías se relacionan con la apertura de los hemicanales y cómo estas rutas se conectan con cambios en la adhesividad y migración de los astrocitos. Importante será también comprender el papel que tiene Síndecan-4 en la liberación de ATP inducida por Thy-1 y en la respuesta de los astrocitos de cultivo primario a Thy-1 en un contexto inflamatorio. Finalmente, llevar este conocimiento obtenido en modelos celulares a un modelo animal con perspectivas de tratamiento sería un objetivo clave para reforzar esta investigación / Astrocytes respond to inflammatory stimuli by modifying their morphology and gene expression pattern, and participate in the formation of the glial scar in the case of a traumatic lesion. This glial scar represents a non-permissive environment for axonal regeneration that harbors many inhibitory molecules thought to be responsible for the poor capacity of neurons in the Central Nervous System to repair themselves. In this context, molecules like Chondroitin sulfate proteoglycans secreted by astrocytes, the Nogo protein present on the surface of oligodendrocytes and, importantly for our studies, the neuronal surface glycosyl phosphatidylinositol protein Thy-1, all are highly relevant. For many years, our laboratory has focused on the study of Thy-1 function and signaling. We have shown that Thy-1 inhibits axonal growth and engages in cell-cell interactions. We have also demonstrated that these effects are elicited through the interaction with two receptors present in DITNC1 astrocytes: αvβ3 Integrin and Syndecan-4. We have observed that short-term interaction of Thy-1 with these two receptors enhances astrocyte adhesion; however, following prolonged stimulation, Thy-1 induces astrocyte migration. Thy-1 interaction with its receptors induces the activation of signal transduction pathways in astrocytes that increase RhoA and Rac1 GTPase activity with different kinetics. Thy-1 also induces ATP release from the astrocytes, resulting in the activation of the P2X7 receptor and entry of extracellular calcium. We know that these signals are necessary for astrocyte adhesion. However, how ATP is released in response to Thy-1 remains to be determined. Also whether extracellular ATP and P2X7 receptor activation are required for DITNC1 astrocyte migration induced by Thy-1 is unknown. These and related questions we sought to answer with the studies described in this thesis. On the other hand, results from our laboratory have shown that, in contrast to DITNC1 cells, primary astrocytes in culture do not respond to Thy-1 and express very low levels of β3 integrin, which however increase under pro-inflammatory conditions, such as those produced in the brain by a stroke. Because astrocytes undergo morphological changes and migrate under these conditions in an attempt to limit and repair the damage, we hypothesized that the different responses observed in DITNC1 cells and primary astrocytes, after Thy-1 stimulation, are due to the different levels of integrin expression observed in the two types of cells. Therefore, in this study we propose that DITNC1 cell migration induced by Thy-1 requires ATP release into the extracellular space – by still unknown mechanisms – and P2X7 receptor activation. Furthermore, we hypothesize that primary astrocytes do not respond to Thy-1 due to their low levels of β3 Integrin expression. In order to study ATP release from the astrocytes, and the signaling pathways involved, we measured extracellular ATP by luminescence techniques, and evaluated calcium kinetics by loading the cells with fluorescent probes, and follow fluorescent dye uptake. To assess the requirements of astrocyte migration induced by Thy-1, we performed wound healing and cell polarity assays. The participation of the different molecules in the mechanisms under study was analyzed by the use of pharmacological inhibitors, channel blockers or receptor antagonists. Also, expression of some of these molecules was modified using shRNA and siRNA or other approaches. Primary astrocyte responses to Thy-1 were monitored in cortical astrocytes treated or not treated with pro-inflammatory cytokines, such as TNFα. Then, changes in β3 Integrin expression were analyzed by Western Blotting, and astrocyte migration was evaluated using the wound healing assay under different conditions, including silencing or overexpression of β3 Integrin. The results shown in this study indicate that ATP release induced by Thy-1 required the interaction with both αvβ3 Integrin and Syndecan-4 receptors. Mutation of the integrin-binding site completely abolished the response, while mutation in the heparin-binding domain decreased and delayed ATP release. We further demonstrate that ATP release occurred through Connexin 43 and Pannexin 1 hemichannels, which are opened by a mechanism that required an increase in intracellular calcium stored in the endoplasmic reticulum. This calcium was released to the cytoplasm through IP3R receptor activation. ATP release was necessary for the increase of both average focal adhesion area and the number of focal adhesions per cell induced by stimulation for short periods with Thy-1. Prolonged stimulation induced DITNC1 cell polarization and migration, and both of these effects required the opening of hemichannels, the presence of extracellular ATP and P2X7 receptor activation. Treatment of astrocytes with BzATP, a P2X7 receptor agonist, stimulated cell migration at high concentrations. However, our study shows that DITNC1 astrocytes treated with low concentrations of BzATP, which did not induce cell migration, were able to migrate upon co-stimulation with a mutant form of Thy-1 lacking the integrin-binding site, but with an intact heparin-binding domain, suggesting that increases in extracellular ATP requires the integrin-binding site of Thy-1. These results also indicate that activation of the P2X7 receptor by ATP (or BzATP) and downstream signaling induced by Thy-1 through Syndecan-4, are necessary for astrocyte migration. Primary astrocytes changed their phenotype after treatment with TNFα, increased the expression of β3 Integrin, GFAP and P2X7 receptor, and migrated in response to Thy-1. Furthermore, experiments in which β3 Integrin was overexpressed or silenced indicated that after treatment with pro-inflammatory agents, the observed responses to Thy-1 depended on the expression of this integrin. Migration of TNFα-treated astrocytes induced by Thy-1 also required extracellular ATP and the activation of the P2X7receptor. These results improve our understanding of the role that astrocytes play during an inflammatory response after damage to the Central Nervous System. They also uncover mechanisms relevant to how neuron-astrocyte interactions, established via neuronal Thy-1 and its astrocytic receptors, regulates astrocyte migration, modifies intracellular signaling, cell permeability and generates changes in cell behavior. These results set the stage for future studies that will yield a deeper understanding of how astrocytes change their behavior after interacting with Thy-1. These insights may eventually help in generating therapeutic opportunities and pharmacological targets to counteract the inhibition of axonal growth ascribed to interaction with astrocytes. With our results, new questions arise. For example, which pathways are related to the opening of hemichannels? How do these pathways regulate changes in adhesion and migration of astrocytes? What role does Syndecan-4 play in ATP release induced by Thy-1? What is the role of Syndecan-4 in primary astrocytes stimulated with Thy-1 under inflammatory conditions? Finally, it would be very interesting to compare these results with the responses that are observed in animal models. In conjunction, these approaches may eventually help to define new approaches for the treatment of patients with post-trauma brain damage / Conicyt

Doctor en Bioquímica / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta diciembre de 2016 / Previamente describimos que la interacción entre Thy- 1 neuronal y la integrina αvβ3 presente en astrocitos aumenta la fosforilación inhibitoria de Src, provoca retracción de neuritas e inhibe el crecimiento de éstas. Sin embargo, Thy- 1 es una proteína anclada a la membrana vía un glicoplípido (GPI) y carece de dominios transmembrana e intracelular, y por lo tanto no puede transducir señales al interior de la célula. Aquí, evaluamos si la proteína que une a Csk (CBP), una proteína de andamiaje para las quinasas de la familia de Src, actúa como un transductor de Thy-1 y estudiamos los acontecimientos de señalización río abajo que causan la retracción de las neuritas desencadenada por la interacción de Thy-1 con Integrina αvβ3 . Para estudiar estas vías de señalización, se utilizaron dos modelos celulares diferentes. El primero de ellos fue células CAD; estas células se pueden diferenciar a un fenotipo neuronal por privación de suero. Luego estimulamos las células con la proteína fusión de Integrina αvβ3-Fc para estudiar su efecto. El segundo fue neuronas corticales de rata de 14 días en cultivo. Después de este período, también estimulamos añadiendo Integrina αvβ3. En ambos modelos se analizó el efecto de Integrina en la composición del complejo de membrana conformado por Thy-1, CBP y Src. Realizamos ensayos de inmunoprecipitación, microscopía STED, análisis de inmunofluorescencia entre otros. La participación de CBP, Src y RhoA también se evaluaron con herramientas de biología molecular y además se analizó el estado de fosforilación de sus efectores. Encontramos que Thy 1, CBP y Src forman un complejo funcional en los procesos neuronales que induce la inactivación de Src. Además, la adición de Integrina αvβ3 aumentó la activación de RhoA y su efector ROCK, eventos que causan la retracción de las neuritas a través de la disrupción del citoesqueleto de actina. Por otro lado, la utilización de una construcción de Src constitutivamente activa o el silenciamiento de CBP bloqueó la retracción neuronal causado por la interacción con Integrina αvβ3. Aquí, se propone un mecanismo molecular novedoso gatillado por la unión de Integrina αvβ3 astrocitaria a Thy-1 que involucra el agrupamiento de Thy-1 y la formación de un complejo de membrana el que a través de la activación de RhoA/ROCK lleva a la retracción de las neuritas. Una mejor comprensión de las vías de señalización implicadas en la comunicación celular entre las neuronas y astrocitos, que generan un ambiente no permisivo para la regeneración neuronal, debería ser útil en el desarrollo de nuevas terapias farmacológicas para ayudar a re-establecer redes neuronales dañadas / We have previously described that the interaction between neuronal Thy-1 and αvβ3-Integrin in astrocytes increases the inactivating phosphorylation of Src, causes neurite retraction and inhibits neurite outgrowth. Thy-1 is a GPI-anchored membrane protein, which lacks membrane-spanning and cytosolic domains and therefore cannot directly transduce signals to the cell interior. Thus, we evaluated whether Csk-Binding-Protein (CBP), a scaffolding protein for Src-family kinases, acts as a Thy-1 transducer and studied the downstream signaling events that cause neurite retraction triggered by Thy-1 interaction with αvβ3 Integrin. To study these signaling pathways, we used two different cellular models. The first one was CAD cells which can be differentiated to a neuronal phenotype by serum deprivation. Afterwars we added a fusion protein αvβ3 Integrin-Fc. The second one was rat cortical neurons of 14 days in culture. Following this period, these cells were also stimulated the cells by adding the αvβ3 Integrin. In both models we analyzed the effects of the Integrin the composition of the Thy-1, CBP and Src membrane complex. We performed immunoprecipitation assays, STED microscopy and immunofluorescence analysis among other assays. CBP, Src and RhoA participation was also evaluated using molecular biology approaches and by analyzing the phosphorylation state of downstream effectors. We found that Thy-1, CBP and Src form a functional complex in neuronal processes that induces Src inactivation. Furthermore, treatment with αvβ3-Integrin increased the activation of RhoA and its effector ROCK, both of which induce neurite retraction through the Actin cytoskeleton disruption. On the other hand, constitutively active Src or CBP abrogation prevented neuronal retraction caused by αvβ3 Integrin engagement. Here, we propose a novel molecular mechanism triggered by the binding of astrocytic αvβ3 Integrin to Thy-1 that involves Thy-1 clustering and the formation of a membrane complex with that through RhoA/ROCK activation leads to neurite retraction. A better understanding of the signaling pathways involved in cellular communication between neurons and astrocytes that generate a non-permissive environment for neuronal regeneration should be helpful to develop new therapies to help re-establishing damaged neuronal networks / Fondecyt Fondap Iniciativa Científica Milenio ACT1111

En nuestro país existen diversas empresas operadoras que ofrecen servicios de telefonía móvil; sin embargo, son muy pocos los usuarios que conocen realmente la calidad del servicio que están contratando, y en consecuencia, se generan disconformidades y reclamos debido a que la calidad ofrecida no cumple con las expectativas. Entonces, se hace evidente la necesidad de contar con indicadores que permitan al usuario conocer la evolución del servicio contratado a lo largo del tiempo y tener un mejor panorama para optar por la opción más fiable. El propósito de la presente tesis es ofrecer a los usuarios una herramienta que les permita conocer el estado de la red para cada operadora; al mismo tiempo que se logra una conexión directa entre usuarios, operadoras y regulador que permita al conjunto conocer los puntos de la red que necesitan ser mejorados para plantear soluciones conjuntas. Esta solución se propone a través del diseño e implementación de un aplicativo web que muestre los indicadores de calidad de la red de telefonía móvil, a través de una interfaz intuitiva que motive a los usuarios a utilizarla en beneficio propio. Dentro de las capacidades de la aplicación se tendrá la posibilidad de acceder a los indicadores de las principales empresas operadoras, teniendo la opción de especificar un área geográfica, una ventana de tiempo determinado, el código de la estación base de interés e incluso se podrán visualizar los indicadores de calidad del lugar desde el que se accede a la aplicación gracias a las tecnologías de geolocalización que se incorporarán / Tesis

OBJETIVO: O primeiro objetivo deste trabalho foi avaliar, através da citopatologia e da técnica de AgNOR, as taxas de proliferação celular da borda de língua e assoalho de boca de indivíduos que abandonaram o hábito tabágico e de indivíduos que nunca fumaram, ao longo de um ano. O segundo objetivo foi avaliar a influência da condição de higiene bucal na velocidade de proliferação da mucosa bucal de sujeitos não expostos ao tabaco e ao álcool. MÉTODOS: Foram incluídos na amostra inicial 99 indivíduos. As coletas foram realizadas em borda de língua e assoalho de boca, em um momento inicial (baseline), após em média 6 meses (6 meses) e após 12 meses (12 meses). Os participantes foram divididos em três grupos de acordo com os seguintes critérios: Grupo Controle (GC) (n=44): indivíduos atendidos na Faculdade de Odontologia da UFRGS (FO-UFRGS), que nunca fumaram, e que ingeriam até 2 doses (28g) de álcool por semana. Grupo de indivíduos que abandonaram o tabagismo (GAT) (n=22): indivíduos em acompanhamento no Grupo de Apoio ao Fumante do Hospital de Clínicas de Porto Alegre (GAF-HCPA), que fumavam no momento do inicial do trabalho, e que ao longo do tempo cessaram o hábito tabágico, alcoolistas ou não. Grupo de Tabagistas (GT) (n=33): indivíduos em acompanhamento no GAF-HCPA, que fumavam no momento do inicial do trabalho, e que não cessaram o hábito tabágico ao longo do acompanhamento, alcoolistas ou não. As amostras foram sujeitadas à técnica de AgNOR e quantificadas por três examinadores previamente calibrados. A média de AgNOR por núcleo (mAgNOR) e a porcentagem de células com mais de 3 AgNORs (pAgNOR>3) foram calculados nas 50 primeiras células, nucleadas, não sobrepostas, e bem distendidas. Os dados da condição de higiene bucal (perda dentária, sangramento gengival e profundidade de sondagem) foram obtidos nos registros dos prontuários disponíveis na FO-UFRGS. RESULTADOS: Na coleta baseline, os grupos expostos ao fumo (GAT e GT) apresentaram os valores da velocidade de proliferação celular maiores quando comparados aos indivíduos do GC. Ao longo do tempo, os indivíduos do GAT apresentaram uma redução da taxa de proliferação celular em ambos os sítios analisados, até atingir valores semelhantes aos do GC. Os resultados deste estudo, ainda, sugerem que a variação individual de mAgNOR dos indivíduos do GC, ao longo de um ano de acompanhamento, é de no máximo 23% para o sítio borda de língua, e de 18% para o sítio assoalho de boca. Indivíduos com mais de 3 dentes perdidos apresentam valores superiores de mAgNOR quando comparado com sujeitos com menos de 3 dentes perdidos, no sítio borda de língua (p<0.01). CONCLUSÕES: Indivíduos não expostos ao tabaco e ao álcool apresentam a contagem de AgNOR similar ao longo de 12 meses de acompanhamento, com variações pouco significativas. A partir dos resultados deste estudo pode-se concluir que a cessação do hábito tabágico reduz a velocidade de proliferação celular da mucosa bucal. / OBJECTIVE: The primary aim of this study was to assess, through cytopathology and AgNOR staining technique, the cell proliferation patterns of the border tongue and floor of mouth of pattern who abandoned the smoking habit, over a year. A secondary aim was to investigate the influence of oral health status on cell proliferation rates in the oral mucosa of individuals not exposed to tobacco and alcohol. METHODS: The initial sample comprised 99 individuals. Samples were collected from border tongue and floor of the mouth at initial moment (baseline), after 6 (6 months) and 12 months (12 months). The subjects were divided into three groups, according to the following criteria: Control Group (CG), n = 44: individuals who presented at the clinic of the School of Dentistry, Federal University of Rio Grande do Sul, seeking dental treatment, who never smoked and who drank up to 2 servings (28g) of alcohol per week. Abandonment of Tobacco Group (ATG), n=22: individuals in monitoring at the HCPA Group of Smokers, who smoked at the baseline time, and over time cease the smoking habit, alcoholics or not. Smokers Group (SG), n = 33: individuals in monitoring at the HCPA Smoking Support Group, who smoked at baseline, and that did not stop the smoking habit during the research, alcoholics or not. The samples were subjected to the AgNOR technique and quantified by three calibrated examiners. Mean AgNORs per nucleus (mAgNOR) and the percentage of cells with more than three AgNORs per nucleus (pAgNOR>3) were calculated from the first 50 well-arranged, non-overlapping nucleated cells. Oral health data (missing teeth, gingival bleeding and probing depth) were collected from each patient’s record. RESULTS: At baseline collection the exposed groups to tobacco (ATG and SG) had higher proliferation rate, compared to the CG. Over time, individuals of ATG showed a reduction in cell proliferation in both sites analyzed, reaching values similar to the CG. The present findings show that that individuals not exposed to carcinogens maintain a relatively steady cell proliferation rate in the oral mucosa, with up to 23% of variation in the border of tongue and 18% in the floor of the mouth. Furthermore, it was observed that individuals, not exposed to tobacco and alcohol, with more than three missing teeth presented significantly higher mAgNOR in the border of the tongue (p<0.01). CONCLUSIONS: Individuals not exposed to tobacco and alcohol maintain the count of AgNOR similar over 12 months, with a scarcely variation. More over the smoking habit cassation decreases the proliferation rate of oral mucosa over 1 year of follow-up.