Nanoportadores para transfección de ácidos nucleicos y aplicaciones biotecnológicas

Introducción. Este trabajo se centró en la síntesis, caracterización físicoquímica, evaluación de su bioactividad y aplicaciones biomédicas de nuevos nanomateriales biohíbridos. La sepiolita es un silicato natural nanofibroso que presenta atractivas características como nanoportador para la liberación de ácidos nucleicos en células, entre otras aplicaciones innovadoras en el área de las ciencias de la vida y de la biotecnología. Métodos. La caracterización físico-química y evaluación biológica de los biohíbridos fue realizada usando procedimientos y técnicas novedosas, incluyendo entre otras AFM, TEM, microscopía confocal, TLVM, FTIR, Potencial Zeta, UV-vis, FACS, Western-blot, RT- qPCR. Resultados. Se obtuvieron nuevos biohíbridos mediante ensamblado de ácidos nucleicos con nanofibras de sepiolita. Se propusieron sus mecanismos de internalización y respuesta celular. Demostramos que la sepiolita es un nanoportador prometedor para la transferencia estable no-viral de ADN plasmídico en bacterias, células de mamíferos y humanas, con eficiencia optimizada. Debido a su capacidad de anclar varias biomoléculas, la sepiolita constituye también un nanoportador para la vectorización simultánea de diferentes moléculas biológicas, incluyendo proteínas, nucleasas y anticuerpos. Adicionalmente, obtuvimos nuevos protocolos para aumentar significativamente la eficiencia de transformación bacterial, y para la extracción de ADN de bacterias, mediante métodos rápidos, seguros y económicos que no requieren la preparación de células competentes, representando una ventajosa alternativa a los costosos kits comerciales. En conclusión, la sepiolita es un producto de bajo costo, baja toxicidad y fluorescencia natural, con facilidad y conveniencia en métodos de síntesis de biohíbridos sepiolita/ADN, con posibilidad de aumentar su eficiencia de transfección, que junto a potenciales desarrollos futuros, representa una atractiva nanoplataforma para aplicaciones en nanomedicina y nanobiotecnología.



Fidel Antonio Castro Smirnov, Bernard S. López, Sandrine Ragu, Elodie Dardillac, Eduardo Ruiz Hitzky, Pilar Aranda, Olivier Piétrement, Fernando Guzmán Martínez, David Adame Brooks, Jean Rémi Bertrand, Jeanne Ayache, Eric Le Cam
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Angel A Noda, Orestes Blanco, Yudeimys Espinosa, Arianna A Rojas, Islay Rodríguez
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Aportes científicos en el enfrentamiento a la leishmaniasis, una enfermedad desatendida

La leishmaniasis es una parasitosis emergente que pertenece al grupo de enfermedades desatendidas, según criterios de la Organización Mundial de la Salud (OMS), que propone como meta para el año 2030 su eliminación. Adaptar las prioridades investigativas sobre esta enfermedad para su enfrentamiento en el contexto cubano y aportar resultados que contribuyan a este propósito global han constituido el eje de nuestro accionar en el período 1997-2017. Se describen los aportes científicos de investigaciones básicas y aplicadas, relacionadas con algunos de los principales problemas no resueltos de esta parasitosis: 1) inmunización con ADN desnudo en modelos animales como vía de protección inmunológica, donde se demostró la validez de la vacunación con ADN obtenido de genotecas de expresión para lograr la inmunoprotección en un modelo murino; 2) desarrollo e implementación de procedimientos para el diagnóstico molecular y genotipificación, que permitió disponer de un conjunto de procedimientos moleculares para detectar e identificar las principales especies de Leishmania de importancia médica, con utilidad para el diagnóstico, la orientación del tratamiento y el seguimiento al paciente, y 3) búsqueda de nuevas alternativas terapéuticas, donde se establecieron protocolos para el ensayo in vitro e in vivo de productos de diverso origen que permitieron el análisis de 1000 productos y la identificación de 16 productos líderes. Todo lo anterior se evidenció en un estudio bibliométrico que confirmó el aporte científico en publicaciones y se relatan los aportes a la capacitación docente de pregrado y posgrado.

Ana Margarita Montalvo, Lianet Monzote, Jorge Fraga, Marley García, Lisset Fonseca, Luis Fonte, Ivón Montano, Abel Piñón, Cecia Torres, Esteban Alberti, Orestes Blanco, Daniel González, Virginia Capó, Yaxsier de Armas, Carlos Fonseca, María Elena Rodríguez, Iliana Santisteban, Ramón Scull
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Nuevo electrodo epoxi-grafito para la detección de ADN. Aplicación en la detección del VIH-1

Desde 2014 el grupo de investigación que presenta esta propuesta realiza trabajos en el desarrollo de electrodos epoxi-grafitos. Este trabajo consistió en obtener un electrodo elaborado con una mezcla epoxi-grafito desarrollada en Cuba, cuya superficie es fácil de modificar para hacerla sensible a la hibridación del ADN, capaz de detectar una secuencia de ADN, con potencial aplicación en la detección de microorganismos y enfermedades genéticas. Por primera vez fue detectado el ADN proviral del VIH-1 en muestras clínicas por un método electroquímico empleando estos electrodos. En la presente propuesta se utilizó un material compuesto conductor que consta de epoxi-grafito modificado con óxido de grafeno para preparar un electrodo para la detección voltamétrica de la señal de oxidación de la guanina del oligonucleótido que codifica una región del ADN proviral de VIH-1 en muestras clínicas. Los resultados obtenidos mostraron la viabilidad del electrodo para la detección de biomarcadores de enfermedades víricas como el VIH-1. Este trabajo responde a una prioridad nacional establecida en el lineamiento 131 de la Política Económica y Social del Partido y la Revolución: sostener y desarrollar los resultados alcanzados en el campo de la biotecnología, la producción médico-farmacéutica, la industria del software y el proceso de informatización de la sociedad, las ciencias básicas, las ciencias naturales, los estudios y el empleo de las fuentes de energía renovables, las tecnologías sociales y educativas, la transferencia tecnológica industrial, la producción de equipos de tecnología avanzada, la nanotecnología y los servicios científicos y tecnológicos de alto valor agregado. Los resultados han sido divulgados en diferentes eventos en Cuba y en Brasil. Adicionalmente, esta investigación realiza una importante contribución a la formación de profesionales, lo que se evidencia en una tesis doctoral en Química y una de licenciatura en Química Analítica, ya defendidas, y una tesis de diploma y trabajo de curso en ejecución.

Abel Ibrahim Balbín Tamayo, Laura Sofía López Riso, Ana Margarita Esteva Guas, Madeline Blanco de Armas
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