Objetivo general Lograr una mejor comprensión del comportamiento químico de los metales de transición (biometales), en relación a la interacción y formación de complejos con ligandos de interés biológico y/o farmacológico. El desarrollo del mismo pretende abordar el aspecto químico que determina los factores condicionantes de su actividad biológica, principalmente los nexos de relación entre la estructura, las propiedades fisicoquímicas y los mecanismos de acción en medios biológicos. Objetivos específicos -Sintetizar complejos con ligandos bioactivos e iones metálicos de relevancia biológica (Cu(II), Zn(II), V(IV)O<SUP>2+</SUP>). -Generar sistemas que presenten analogías con los existentes en la naturaleza. -Caracterizarlos principalmente en relación a su estructura y a sus propiedades fisicoquímicas. -Evaluar en algunos de estos compuestos los efectos de los ligandos libres y los complejos sobre la proliferación, y la morfología celular. Investigar si el posible mecanismo de acción es por estrés oxidativo (generación de ROS). -Correlacionar la estructura tanto del complejo como de la enzima con sus actividades biológicas. / Documento embargado hasta junio de 2014.

Los objetivos de la presente tesis doctoral son: 1- Realizar un screening de la actividad antitumoral en líneas celulares humanas de hueso y colón de fenotipo normal y tumoral de diversos metalocompuestos con diversos ligandos como por ejemplo flavonoides (crisina y silibinina), ligandos de interés biológico que presentan grupos funcionales aptos para la coordinación con metales como por ejemplo quinolinas o compuestos con varios átomos coordinantes como el oxodiacetato, diversos heterociclos como 2,2´ bipiridina y la o-fenantrolina, y finalmente, compuestos de naturaleza inorgánica como los polioxometalatos. 2- Evaluar los efectos de los metalofármacos y de sus precursores sobre la cito- y genotoxicidad. 3- Investigar los posibles mecanismos de acción de los metalocompuestos bioactivos involucrados en sus propiedades antitumorales en esas líneas celulares. 4- Investigar las propiedades antitumorales de aquellos compuestos seleccionados por su mayor actividad in vitro, en un modelo de ratones N:NIH(S) <i>Fox1<SUP>nu</SUP></i> inoculados con células de osteosarcoma humano MG-63, para evaluar su capacidad antitumoral en un sistema in vivo.

La Cuenca de los ríos Chancay-Lambayeque, se ubica entre los departamentos de Lambayeque y Cajamarca entre los 6º 20' - 6º 56' de latitud sur y 78º 38' - 80º 00' de longitud oeste, perteneciente a la vertiente del Océano Pacífico. Afloran en el curso medio de la cuenca unidades volcánico sedimentarias de Jurásico inferior, como es el caso de la Fm. La Leche; unidades volcánicas con intercalación de niveles sedimentarios al norte de la localidad de Tres Tomas, correspondiente a los volcánicos Oyotún; unidades marino continentales del Cretáceo inferior y unidades carbonatadas del Cretáceo, en el primer caso corresponden al Grupo Goyllarisquizga y en el segundo caso a las formaciones Inca, Chúlec, Pariatambo, los grupos Pulluicana, Quilquiñan y las formaciones Cajamarca y Celendín, toda esta secuencia cretácica aflora entre las localidades de Chancay Baños, Chugur, en las sub-cuencas del río La Succha y las quebradas Chiriquipe y Montero. Los afloramientos del Paleógeno están conformados por los volcánicos del Grupo Calipuy y los Neógenos por los volcánicos Huambos. Los volcánicos del Paleógeno y Neógeno afloran en casi toda la cuenca alta y media. / Tesis

El desarrollo alcanzado por la humanidad desde la Revolución Industrial hasta hoy exige a la industria mundial, procesos que sean eficientes en el uso de materias primas y metales que sean confiables de acuerdo a los requerimientos de cada aplicación industrial. Es aquí, entonces, en donde el conocimiento sobre la corrosión y particularmente la corrosión mediada por microorganismos juega un papel fundamental para poder generar alternativas de mitigación y prevención de la corrosión, que permitan aminorar las millonarias pérdidas económicas que año a año aquejan a las industrias. En el presente trabajo se realiza un estudio experimental de corrosión en diversos tipos de acero, los cuales son incubados a tres tiempos distintos en un reactor anaeróbico con un cultivo de bacterias sulfato reductoras autotróficas Desulfovibrio desulfuricans, siendo el objetivo del trabajo poder simular una corrosión mediada por microorganismos, junto con cuantificarla indirectamente a través del área cubierta por bacterias en la superficie de las muestras. Posterior a la incubación, las placas metálicas son analizadas mediante Microscopía Electrónica de Barrido, para poder visualizar las bacterias y el daño sobre la superficie. El área cubierta por bacterias en cada una de las muestras fue calculada con un programa para contar pixeles, el cual discrimina a partir de las diferencias de color de las áreas seleccionadas entregando un porcentaje de área cubierta con respecto al área total. Los principales resultados de este trabajo fueron los siguientes: se pudo simular con éxito una corrosión mediada por bacterias ya que fue posible observar daño en la superficie de los metales a partir del menor tiempo de incubación. Por otra parte, se observó una heterogeneidad de bacterias sobre la superficie, luego, el cultivo empleado no corresponde solamente a Desulfovibrio desulfuricans. Los aceros inoxidables AISI 316L, AISI 420 y el fierro fundido ASTM A536, fueron las muestras con menor superficie cubierta por bacterias, mientras que el acero al carbón AISI 1020 y el acero estructural AISI A36 fueron las muestras con mayor cantidad de bacterias depositadas en su superficie. Se ajustaron cinéticas de poblamiento de superficie por bacterias para cada una de las muestras, excepto para el acero inoxidable AISI 316L por tener un extraño comportamiento de cubrimiento en el tiempo. Se obtuvieron cinéticas de primer orden para los siguientes metales: Fierro fundido (vel. inicial de poblamiento de superficie observada, -0,039 [d-1]), SAE 4340 (vel.inicial de poblamiento de superficie observada, -0,043 [d-1]); y cinéticas de segundo orden para los siguientes metales: AISI 420 (vel. inicial de poblamiento de superficie observada, -3×10-6 [mm-2d-1]), AISI 1020 (vel. inicial de poblamiento de superficie observada, -8×10-6 [mm-2d-1]) y A36 (vel. inicial de poblamiento de superficie observada, -8×10-6[mm-2d-1]).

Este trabajo presenta la búsqueda de una solución al reciente desafío tecnológico originado en la fabricación de piezas destinadas a implantes ortopédicos humanos a través del proceso de microfusión en Co-Cr-Mo. El problema se originó por la alteración de la norma ASTM F75 que en su versión 01 modificó la composición química de la aleación, disminuyendo el % de Ni de 1,0% de la versión 98 para 0,5% en la nueva versión y mantuvo sin modificación los requisitos de propiedades mecánicas. Buscando solucionar el problema se estudiaron y desarrollaron experiencias elevando la tasa de enfriamiento y modificando la composición química dentro de lo que la norma permite. El aumento de la tasa de enfriamiento, debido a la disminución de la temperatura del molde cerámico, y la alteración del porcentaje de carbono en el metal líquido, mostraron tener un fuerte efecto en la microestructura y por tanto, en las propiedades mecánicas. La utilización híbrida de las dos vías experimentadas resultó ser la más promisoria. Finalmente en el Anexo 1, se proponen alternativas de procesamientos, como visiones a futuro, todas dentro de lo que la norma acepta y permite; sea el tratamiento térmico de disolución de carburos, la nitrogenación de la aleación vía solido, o la fundición bajo vibración.

La aplicación de biosólidos, ha sido utilizada como una alternativa de bajo costo para la recuperación de los suelos agrícolas degradados, por su importante contenido de macro y micronutrientes y de materia orgánica. Por otra parte, la aplicación de biosólidos en suelos agrícolas, aparece como una de las opciones más factibles para solucionar el problema de disposición de estos residuos en monorrellenos, cuyas capacidades y vida útil estarían limitadas en el tiempo. Sin embargo, su aplicación en suelos puede generar un real problema ambiental y sanitario ya que estos residuos pueden aportar patógenos y compuestos tóxicos de naturaleza orgánica e inorgánica. Respecto de estos últimos, hay que destacar a los metales pesados, ya que pueden acumularse en este medio, o bien, dependiendo de su asociación química con los distintos componentes del suelo, pueden ser lixiviados hacia el nivel freático y/o asimilados por las plantas y ser transportados a través de su consumo tanto a animales como a humanos. Por tanto es necesario conocer el efecto de la incorporación de estos residuos a suelos agrícolas, respecto de la movilidad y disponibilidad de metales traza como Cr, Cu, Ni, Pb y Zn. En este estudio se evaluó la aplicación de un biosólido en distintas dosis (0, 15, 30, 45 y 60 Mg ha-1) en cuanto a la distribución de metales traza como Cu, Cr, Ni, Pb y Zn en dos series de suelos, Linderos (LIN) y Chada (CHD), ubicadas al sur de la ciudad de Santiago, correspondientes al orden Inceptisol y Mollisol respectivamente. Se utilizó la metodología estandarizada de extracción secuencial BCR para obtener las distintas asociaciones químicas o fracciones de los metales trazas. Con el fin de determinar el efecto de la degradación de la materia orgánica en la distribución de los metales en estudio, las muestras de suelos y mezclas suelos-biosólidos fueron incubadas por sesenta días y para determinar la fracción biodisponible de los metales, en distintas muestras se realizó un cultivo de Ballica (Lolium Perenne), lo que fue relacionado con el fraccionamiento químico de los metales. Los resultados mostraron que en el biosólido, el orden en el contenido total de los metales fue: Zn > Cu > Cr > Ni> Pb. A excepción de Ni dichas concentraciones se encontraron sobre las concentraciones máximas permitidas por la norma chilena, para su aplicación a suelos agrícolas. Respecto del contenido total en los suelos, ambos presentaron un contenido similar de Cr, pero CHD mostró mayor concentración de Zn que LIN, en cambio este último presentó mayor concentración de Cu, Pb y Ni. En general en el biosólido, los metales están predominantemente asociados a óxidos o a la materia orgánica, sin embargo se debe destacar que una parte importante de Zn se encontró en la forma más lábil. Se evaluaron estadísticamente a través de un análisis multifactorial, los efectos de la dosis de biosólido y el proceso de incubación respecto de la variación de la distribución de los metales estudiados, encontrándose que la dosis de biosólido influyó más que el proceso de incubación y las diferencias encontradas sólo fueron significativas para Cu, Ni y Zn. Respecto de la determinación de la fracción biodisponible de los metales, se encontró que ésta fue mayor para Cu y Zn. La biodisponibilidad de éstos dependió del suelo ya que se encontraron concentraciones mayores de estos metales en las plantas de Ballica cultivadas en el suelo LIN. Los contenidos de los metales en las plantas de Ballica se relacionaron con las distintas fracciones en los suelos a través del ajuste de un modelo de Regresión Múltiple, encontrándose en general que la fracción soluble en ácido contribuyó positivamente en la absorción de Cu y Zn por las plantas cultivadas en suelos tratados con las distintas dosis de biosólido, en cambio para Cr y Pb la contribución de esta fracción fue significativa sólo cuando se trató el suelo con las dosis más altas de biosólido.

Magister en Neurociencias / La epigenética como ciencia se dedica al estudio de la regulación de la transcripción de genes determinados, que está dada sin alteración en la secuencia de las bases nitrogenadas, siendo esta regulación marcas mitótica y meióticamente heredables. Diversas enfermedades han demostrado alteraciones en los patrones de metilación y por ende implicancia ambiental en la génesis de una patología determinada, entre estas encontramos el síndrome de Rett, Síndrome ATRX, Síndrome X frágil, e incluso publicaciones recientes han demostrado modificaciones epigenéticas en la patogenia del Alzheimer y el Parkinson. En este contexto y dada la prevalencia de enfermedades neurodegenerativas en nuestro país, y en especial de la enfermedad de Parkinson en la población chilena, es primordial evaluar la influencia ambiental que provoca la contaminación por metales en las modificaciones transcripcionales de genes puntuales y de significancia patológica y de cómo estos repercuten en la incidencia del Parkinson. Para esto se ha seleccionado una población minera del norte de nuestro país, en donde se ha descrito una gran incidencia y agregación de pacientes con enfermedad de Parkinson, los cuales comparten un factor ambiental en común: El haber estado expuestos a metales. Mi proyecto de tesis implica evaluar las diferencias en los patrones de metilación globales por medio de anticuerpos específicos para citosinas metiladas, analizando 4 grupos de trabajo: Pacientes parkinsonianos expuestos a contaminantes (trabajadores mineros), pacientes sanos expuestos a metales (trabajadores mineros), pacientes parkinsonianos sin exposición (muestras obtenidas de pacientes de Santiago) y pacientes sanos sin exposición (controles sanos de Santiago). Con esto se espera encontrar un espectro de metilación desde la muestra más metilada, (el control negativo, paciente sano sin exposición), hasta las muestras menos metiladas (pacientes parkinsonianos expuestos a metales). 5 Posteriormente se analizará el gen alfa-sinucleina (SNCA), el cual se ha descrito hipometilado en pacientes con Parkinson Idiopático (Ahmad Jowaed, 2010). Para esto se desarrollarán partidores específicos, tanto para muestras metiladas como no metiladas. Posteriormente se someterán tanto partidores como muestras a la secuenciación por bisulfito para posteriormente amplificar las muestras mediante PCR.

Una de las formas de disposición de biosólidos generados en las plantas de tratamiento de aguas servidas es su aplicación en suelos agrícolas. Sin embargo, esto involucra algunos problemas, como la acumulación de los metales pesados, el incremento de la materia orgánica y de otros componentes del biosólido, pudiendo cambiar la distribución y movilidad de los metales pesados, modificando su disponibilidad, que dependerá del tipo de suelo, de las propiedades físicas y químicas tanto del biosólido como del suelo y del tipo de cultivo. Si bien existe una vasta experiencia extranjera en el tema, es conveniente como país productor de una amplia gama de productos agrícolas de exportación, realizar estudios preliminares con suelos locales. El propósito de este estudio fue determinar el efecto de la aplicación de biosólidos en la distribución y disponibilidad de los siguientes metales pesados: Cr, Cu, Ni, Pb y Zn en suelos agrícolas de la Región Metropolitana. Se muestrearon cuatro suelos de orden Mollisol diferentes (CB, EM, LP y M). Estos fueron tratados con 15 y 30 Mg·ha-1 de biosólido, además de utilizar suelo sin tratar, como control, e incubados a 25ºC en condiciones de humedad de campo por 60 días. Los biosólidos utilizados (BET2004 y BET2005) fueron obtenidos de una de las plantas de tratamiento de aguas servidas de Santiago. Fueron muestreados en el monorrelleno en épocas diferentes del año. Los suelos, biosólidos y mezclas suelo-biosólido fueron caracterizados a través del pH, contenido de materia orgánica, capacidad de intercambio catiónico (CIC) y contenido total de metales pesados. Los metales traza de los suelos control y tratados con las respectivas dosis de biosólido, fueron extraídos secuencialmente antes y después de la incubación. Se utilizó la metodología propuesta por “The European Community Bureau of Reference” (BCR) de cuatro etapas de manera de obtener las fracciones soluble en ácidos (metal unido a carbonatos), reducible (metal asociado a óxidos de manganeso y hierro), oxidable (metal asociado a materia orgánica) y residual. La determinación de los metales se realizó por Espectroscopía de Absorción Atómica (EAA) con llama. La aplicación de biosólido generalmente incrementó el contenido total de los metales, principalmente significativo para Zn y Cu. La dosis de biosólido y el tiempo de incubación sólo afectaron la distribución de Zn y Cu, principalmente de Zn. Un diseño factorial a dos niveles fue usado para evaluar los efectos: dosis del biosólido aplicado y tiempo de incubación en la disponibilidad de estos metales. Las variables consideradas son influenciadas dependiendo del metal y tipo de suelo. Se encontró, principalmente en el caso del Zn, un incremento de las formas solubles en ácidos, y reducibles debido a la aplicación de biosólidos y tiempo de incubación, en el caso del tratamiento con BET2004, y sólo debido al tiempo de incubación, en los suelos tratados con BET2005.

La aplicación de biosólidos generados en plantas de tratamiento en suelos agrícolas es una de las opciones más factibles para solucionar el problema de su disposición en monorrellenos. Además su alto contenido de materia orgánica, macro y micronutrientes permiten la recuperación de suelos degradados. Sin embargo esto puede traer problemas ambientales, ya que la aplicación de biosólidos trae consigo el aumento en el contenido total de metales traza en el suelo y efectos asociados a la biodisponibilidad, movilidad y asociación química de éstos en el suelo. La fracción biodisponible es aquella utilizable por las plantas, y se puede determinar mediante sistemas biológicos, los cuales requieres tiempo y poseen un alto costo. De aquí nace la necesidad de crear nuevos métodos químicos y físico-químicos para determinar la biodisponibilidad en un laboratorio y obtener respuestas rápidas sobre las condiciones ambientales del sistema. La técnica de Gradiente de Difusión en Capa Fina (DGT) ha demostrado ser una herramienta promisoria para evaluar la biodisponibilidad de los metales pesados en plantas, ya que los dispositivos DGT, al igual que las raíces de las plantas, disminuyen localmente la concentración de la solución de suelo y permiten el transporte por difusión desde la solución de suelo y la fase sólida. Este estudio evaluó el efecto de la aplicación de biosólidos a distintas dosis (0, 30, 45 y 60 Mg ha-1), en cuanto al contenido total, asociaciones químicas y biodisponibilidad de Cr, Cu, Ni, Pb y Zn, en dos series de suelos agrícolas de la región Metropolitana, Chicureo (CHC) y Los Morros (MRR). Para conocer la biodisponibilidad de los elementos traza en los suelos, fueron cultivadas plantas de Ballica (Lolium perenne L.) en ambos suelos a distintas dosis de biosólido. De manera adicional, se determinó la biodisponibilidad de los metales en suelos usando la técnica DGT, los resultados de concentración efectiva, CE, se compararon con los contenidos en las plantas de Ballica y con la fracción soluble en ácido (fracción más lábil de los suelos, normalmente asociada a la biodisponibilidad) de los metales en los suelos, determinada mediante el método de extracción secuencial BCR. Los resultados mostraron que en el biosólido, el orden en el contenido total de los metales fue: Zn > Cu > Cr > Ni > Pb, todas estas concentraciones dentro de los límites establecidos por la norma chilena de tratamiento y manejo de lodos. Con respecto al contenido total de metales, ambos suelos presentaron un mayor contenido de Zn y Cu con respecto al resto de los metales, y en general se produce un aumento en el contenido de los metales en el suelo luego de la aplicación de biosólidos. Los metales se encuentran mayoritariamente en la fracción residual de los suelos, y con la aplicación de biosólidos se produce una disminución en esta fracción, y un aumento principalmente en la fracción soluble en ácido y oxidable. Los contenidos de Cu y Zn en los cultivos de Ballica presentan un aumento con la aplicación de dosis crecientes de biosólido, llegando a un nivel constante. En cambio los contenidos de Cr, Ni y Pb alcanzan una concentración máxima y luego decrecen. La comparación de los resultados de los cultivos de Ballica con CE, presentan una buena correlación para Zn y sólo en el suelo CHC para Cu y Ni, el resto de las correlaciones no mostraron resultados satisfactorios. La correlación entre los cultivos de Ballica con la fracción lábil de los suelos sólo presenta resultados satisfactorios para Cu, Ni y Zn en el suelo CHC, y Cr para ambos suelos (R > 0,85). Las correlaciones entre CE y la fracción lábil de la extracción secuencial presentaron mejores resultados, excepto en el caso de Cu en el suelo MRR. Los coeficientes de correlación fueron mayores a 0,95 en el caso del Zn, pero para Ni y Cr sólo se llegó a valores de R≈0,86.

La aplicación de residuos estabilizados generados del tratamiento de aguas servidas o biosólidos en la agricultura, puede ser beneficiosa, por su elevado contenido de macro y micronutrientes y por su liberación lenta al encontrarse complejados con la fracción orgánica de este sustrato, lo cual constituiría una fuente de nutrientes a largo plazo para las plantas. Así, suelos degradados pueden recuperar su calidad agrícola mejorando su fertilidad. Por otra parte, su aplicación a suelos con estos fines, sería una forma eficiente de reciclaje de estos residuos. Sin embargo, se deben tener presente restricciones para su uso agrícola, debido a su alto contenido en metales traza, compuestos orgánicos tóxicos y microorganismo patógenos, que podrían lixiviar al nivel freático contaminando el suelo, y pudiendo llegar de esta manera a la cadena trófica al aumentar su biodisponibilidad. El propósito de este estudio, fue evaluar el efecto de la aplicación de biosólidos, en muestras de suelo de la región metropolitana del orden Mollisol, pertenecientes a las series Taqueral y Polpaico, en la fracción biodisponible de algunos metales traza (Cd, Cu, Cr, Ni, Pb y Zn) a través de dos métodos predictivos la técnica de la Gradiente de Difusión en Capa Fina (DGT) y la primera etapa del método de extracción secuencial BCR, ambos validados a través de un ensayo comparativo con plantas de maravilla (Calendula officinalis). Los resultados obtenidos en este estudio, mostraron que la aplicación de biosólido alteró la biodisponibilidad en algunos de los metales estudiados, de esta forma a medida que aumentó la dosis de aplicación de biosólido, aumentó también la concentración de la fracción móvil de los metales traza. La extracción secuencial BCR, dio cuenta de las formas químicas en que se encontraban los metales traza en el suelo. Todos los metales estudiados se encuentran mayoritariamente en la fracción residual de los suelos. Con la aplicación de biosólidos se generó un aumento principalmente de la fracción soluble de Zn. En las plantas de maravilla se, encontró, que la absorción de los metales siguió el siguiente orden Zn > Cu > Cr > Ni >Pb > Cd, sin embargo con el aumento de la dosis de biosólido, se observó un incremento de la fracción biodisponible principalmente de Zn, en suelo Taqueral y de Zn, Ni y Cr en suelo Polpaico. Respecto de los métodos predictivos, se encontró que sólo la primera fracción de Zn obtenida a través de método BCR correlacionó con el contenido de éste en la planta, obteniéndose valores de R: 0,916 y 0,925 para suelo Taqueral y Polpaico respectivamente. La técnica DGT permitió predecir la fracción biodisponible de Ni, Zn, Cd y Cr en suelo Taqueral, obteniéndose, para la correlación entre la concentración efectiva y el contenido total de estos metales en la panta, valores de R: 0,92; 0,83; 0,81; 0,77 respectivamente, en cambio en el suelo Polpaico sólo en el caso de Zn, se encontró una buena correlación con lo encontrado en la planta (R=0,92)