Anales de la Academia de Ciencias de Cuba (nombre abreviado: An Acad Cienc Cuba) es una revista cient铆fica multidisciplinaria, arbitrada por pares y en acceso abierto (CC BY-NC). 脫rgano oficial de comunicaci贸n cient铆fica de la Academia de Ciencias de Cuba, publica cuatrimestralmente n煤meros a texto completo, con res煤menes en espa帽ol e ingl茅s, en secciones dedicadas a las ciencias agrarias y de la pesca, biom茅dicas, t茅cnicas, naturales y exactas, sociales y human铆sticas. No aplica cargos por procesamiento de art铆culos (APC).

脷ltimo n煤mero

Vol. 14 | No. 4 | octubre-diciembre 2024 (publicaci贸n continua)

Publicado: 2024-11-18

Tabla de contenidos

Contribuciones especiales

Probi贸ticos y el microbioma: mecanismos, selecci贸n de cepa y el futuro del dise帽o de formulaci贸n racional

Este articulo destaca el papel en expansi贸n del microbioma en la salud humana y muestra un cambio significativo en la comprensi贸n cient铆fica gracias a los avances de la secuenciaci贸n y la metagen贸mica. Visto antes primordialmente a trav茅s del lente de los pat贸genos, el microbioma es reconocido en la actualidad como integral para la biolog铆a humana, jugando papeles cr铆ticos en la digesti贸n, funci贸n inmune y producci贸n de vitaminas. La revoluci贸n del microbioma ha replanteado las comunidades microbianas como contribuyentes vitales para la salud. La microbiota del intestino, que produce 谩cidos grasos de cadena corta, mantiene la salud del intestino, la regulaci贸n inmune y la protecci贸n contra condiciones como la enfermedad de inflamaci贸n intestinal, obesidad, y diabetes. La disbiosis o desbalance microbiano est谩 asociado con estas enfermedades, preparando el camino para terapias como los probi贸ticos, los prebi贸ticos y el trasplante de microbiota fecal.

El articulo explora terapias personalizadas dirigidas al microbioma, as铆 como el papel de la Inteligencia artificial en la optimizaci贸n de probi贸ticos. Adicionalmente, se discute el eje intestinos-cerebro, donde los microbios influencian en el car谩cter y la cognici贸n. A pesar de los desaf铆os regulatorios, las terapias basadas en el microbioma ofrecen un potencial para la soluci贸n de problemas de salud personalizados y con alta efectividad.

Ra煤l D. Cano Chauvell
Pág(s):e1888

Ciencias Agrarias y de la Pesca

Estrategias biotecnol贸gicas para la producci贸n de plantas medicinales de inter茅s farmacol贸gico

Introducci贸n: Las plantas son fuentes de un gran n煤mero de metabolitos secundarios de inter茅s comercial que son usados en las industrias farmac茅utica, alimenticia, de cosm茅ticos y como fuentes de numerosas sustancias de inter茅s qu铆mico.

Objetivos: a) potenciar la bios铆ntesis y acumulaci贸n de carden贸lidos; b) desarrollar un protocolo de propagaci贸n in vitro de D. purpurea; c) obtener plantas in vitro de Stevia rebaudiana Bertoni; d) comparar las plantas de S. rebaudiana cultivadas in vitro con aquellas propagadas mediante corte de esquejes; y e) realizar una revisi贸n sistem谩tica sobre las estrategias biotecnol贸gicas aplicadas a plantas que producen edulcorantes de alta intensidad y poseen actividad antidiab茅tica comprobada.

M茅todos: Se transformaron segmentos foliares de D. purpurea v铆a Agrobacterium tumefaciens. Se estudi贸 el efecto de combinaciones de reguladores de crecimiento para la propagaci贸n masiva de l铆neas 茅lites de ambas especies. Se realizaron estudios de las caracter铆sticas morfol贸gicas y gen茅ticas de las plantas propagadas in vitro. Se realiz贸 una revisi贸n sistem谩tica de cuatro especies de plantas medicinales con efecto antidiab茅tico.

Resultados: Se modific贸 la s铆ntesis de carden贸lidos en plantas transg茅nicas que expresan el gen VEP1. Fue posible regenerar 18,9 brotes por segmento de hoja v铆a organog茅nesis directa. Se confirm贸 la estabilidad gen茅tica y producci贸n de metabolitos secundarios de las plantas regeneradas. Se propuso un protocolo de propagaci贸n in vitro de S. rebaudiana. Se obtuvieron plantas propagadas in vitro con caracteres morfol贸gicos homog茅neos y mejor estado fitosanitario. El an谩lisis cr铆tico de la bibliograf铆a permiti贸 proponer recomendaciones para futuros estudios.

Conclusiones: Se desarrollaron 2 protocolos de cultivo in vitro para obtener plantas medicinales de forma estable y con una productividad uniforme de metabolitos secundarios. Se demostr贸 la efectividad del empleo de estrategias biotecnol贸gicas para potenciar la bios铆ntesis de metabolitos secundarios de inter茅s farmacol贸gico.

Elizabeth Kairuz Hern谩ndez-D铆az, Alina Capote P茅rez, Anabel P茅rez P茅rez, Naivy Lisbet P茅rez Alonso, Borys Chong P茅rez, Dionys Gonz谩lez Hern谩ndez, Geert Angenon, Al谩n Rivero Arag贸n
Pág(s):e1699

Ciencias T茅cnicas

Modelaci贸n de la postcombusti贸n en un horno de reducci贸n de mineral para la producci贸n de n铆quel

Introducci贸n: Los hornos de m煤ltiples hogares son una etapa clave en el proceso de reducci贸n de n铆quel. La implementaci贸n del sistema de control autom谩tico en la postcombusti贸n del horno se ha visto afectado por la inexistencia de modelos matem谩ticos de este proceso.

Objetivos: Obtener modelos lineales para diferentes puntos de operaci贸n y modelos no lineales basados en redes neuronales artificiales que reflejen las caracter铆sticas din谩micas del proceso.

M茅todos: Realizaci贸n de experimentos activos, con secuencias binarias pseudoaleatorias moduladas en amplitud y frecuencia e insertadas en el aut贸mata que acciona las v谩lvulas reguladoras de flujo de aire y variaciones en el flujo de mineral alimentado, para obtener los modelos lineales. Adem谩s, se registraron experimentos pasivos de 10 meses de operaciones para la obtenci贸n de modelos neuronales. El modelo neuronal de m煤ltiples entradas-m煤ltiples salidas se evalu贸 con diferente n煤mero de neuronas en la capa oculta y con el empleo del m茅todo de validaci贸n cruzada aleatoria, escogi茅ndose el mejor modelo a partir de los criterios de informaci贸n de Akaike y Bayesiano.

Resultados: El modelo neuronal predice las temperaturas de los hogares 4 y 6 del horno con un error inferior a 5 掳C, y un horizonte de predicci贸n de un paso adelante (120 s).

Conclusiones: El modelo contribuye a predecir el perfil t茅rmico en la zona de calentamiento del horno, como base para el dise帽o de estrategias de control que garanticen un mejor aprovechamiento de la energ铆a y del combustible aditivo reductor, para disminuir las p茅rdidas del proceso y la contaminaci贸n ambiental.

Deynier Montero Gongora, Rafael Arturo Trujillo Codorni煤, 脕ngel Oscar Columbi茅 Navarro, Reineris Montero Laurencio
Pág(s):e1548

Ciencias Naturales y Exactas

Surfactante microbiano para la biorrestauraci贸n de ecosistemas impactados con hidrocarburos y metales pesados

Introducci贸n: Los ramnol铆pidos, surfactantes microbianos glicolip铆dicos, poseen excelentes propiedades superficiales, son biodegradables, con baja toxicidad y alta efectividad en condiciones extremas de pH, temperatura y salinidad. Exhiben actividad antimicrobiana frente a bacterias y hongos. Su empleo en biorremediaci贸n y biodegradaci贸n de hidrocarburos y la remoci贸n de metales pesados en ambientes contaminados son las aplicaciones m谩s estudiadas.

Objetivo: Evaluar el proceso de biorrestauraci贸n de suelos contaminados por la industria petrolera nacional aplicando un crudo de ramnol铆pidos.

M茅todos: Se emple贸 el crudo de ramnol铆pido del cultivo de Pseudomonas aeruginosa Y3-B1A en medio mineral con glicerol como fuente de carbono. La concentraci贸n de vanadio se determin贸 por espectroscop铆a de absorci贸n at贸mica con plasma inductivamente acoplado, mientras que la efectividad de los biosurfactantes y el seguimiento anal铆tico de la biodegradaci贸n se evalu贸 gravim茅tricamente.

Resultados: Se logr贸 85,4 % de remoci贸n de vanadio. La utilizaci贸n del crudo de biosurfactante Y3-B1A estimul贸 en un 62 % la biodegradaci贸n de los hidrocarburos presentes en suelos. La aplicaci贸n del crudo Y3-B1A en suelos impactados en la refiner铆a 脩ico L贸pez de La Habana, utilizando la t茅cnica de bioestimulaci贸n en parcelas; permiti贸 alcanzar un 34 % de la biodegradaci贸n para hidrocarburos totales y arom谩ticos, en tanto que para la fracci贸n de grasas y aceites fue del 86 %.

Conclusiones: La biorrestauraci贸n de ecosistemas con ramnol铆pidos demostr贸 ser una alternativa respetuosa con el medio ambiente y con ventajas econ贸micas. Los resultados obtenidos condicionaron la aplicaci贸n del crudo en la biorrecuperaci贸n de suelos contaminados en la base de supertanqueros de Matanzas y se introdujeron en la docencia de pregrado y postgrado en las universidades de Oriente y La Habana.
Arelis Abalos Rodr铆guez, Yaima Barrios San Martin, Odalys Rodr铆guez G谩mez, Mar铆a Isabel L贸pez S谩nchez, Heydi Flora Toledo Le贸n, Isabel Arelis Aguilera Rodr铆guez
Pág(s):e1655
Composici贸n de fenoles y propiedades antioxidantes de la seta Pleurotus ostreatus. Aplicaci贸n en alimentos funcionales

Introducci贸n: Pleurotus ostreatus (Jacq.) P. Kumm. (Basidiomycota) presenta propiedades nutricionales y medicinales de inter茅s para la ciencia.

Objetivos: Determinar el contenido de fenoles totales y la actividad antioxidante de bioproductos de P. ostreatus, con aplicaci贸n en la formulaci贸n de galletas biofuncionales.

M茅todos: Se determinaron los fenoles totales y la actividad antioxidante a trav茅s de la captaci贸n del radical DPPH鈥, la estimaci贸n del poder reductor y el efecto citoprotector en eritrocitos humanos frente al da帽o por H2O2. Se identificaron los compuestos fen贸licos mayoritarios en el bioproducto acuoso de la biomasa, cuyas capacidades de interacci贸n con prote铆nas del balance redox se evaluaron en modelos in silico. Se realiz贸 la formulaci贸n de galletas biofuncionales con harina de la seta estudiada.

Resultados: Se obtuvieron compuestos fen贸licos, con concentraciones variables seg煤n el tipo de fermentaci贸n, m茅todos de extracci贸n y etapas de crecimiento del hongo. El poder reductor mostr贸 valores superiores en los bioproductos de la seta cultivada por fermentaci贸n en estado s贸lido, mientras la captaci贸n del DPPH鈥 fue superior en el bioproducto del micelio de la fermentaci贸n sumergida. Los bioproductos evaluados mostraron efecto citoprotector. Se identificaron los compuestos fen贸licos, 谩cido g谩lico, 谩cido homogent铆sico, 谩cido clorog茅nico, 谩cido cafeico y naringina. El estudio predictivo in silico, mostr贸 valores promisorios en la interacci贸n de los fenoles con prote铆nas del balance redox. Se elaboraron galletas de harina de setas con valor nutricional y capacidad antioxidante.

Conclusiones: Los resultados mostraron las potencialidades antioxidantes de los bioproductos de P. ostreatus, como fuente de antioxidantes naturales para las industrias alimentaria y m茅dico farmac茅utica.

Yaixa Beltr谩n Delgado, Humberto Joaqu铆n Morris Quevedo, Isabelle Perraud Gaime, Julio Alberto Rojas Vargas, Juan Carlos Ferrer Romero, Onel Fong Lores, Yamila Lebeque P茅rez, Rosa Catalina Berm煤dez Sav贸n, Nora Garc铆a Oduardo, Marcos Meneses Mayo, Paul Cos, Serge Mokha, Jorge Luis Arce Ferrera, Manuel Isidro Yebra D铆az
Pág(s):e1657
Dise帽o de nuevos h铆bridos de fullerenos decorados con fragmentos moleculares de relevancia qu铆mica y biol贸gica

Introducci贸n: En los 煤ltimos a帽os los fullerenos han adquirido gran inter茅s ya que su estructura posibilita el desarrollo de una qu铆mica novedosa basada en las caracter铆sticas 煤nicas de estas mol茅culas. Debido a que se reporta la existencia de conjugados fuller茅nicos con esteroides o con az煤cares que muestran interesantes propiedades qu铆micas, f铆sicas y biol贸gicas, es de inter茅s generar estrategias sint茅ticas orientadas al desarrollo de nuevos compuestos.

Objetivos: Sintetizar h铆bridos del tipo metanofullereno funcionalizados con fragmentos esteroidales y derivados de monosac谩ridos de inter茅s qu铆mico y biol贸gico, con el empleo de la reacci贸n de ciclopropanaci贸n y a trav茅s del estudio de sus propiedades por m茅todos te贸ricos y experimentales predecir su potencial uso en la qu铆mica m茅dica y la ciencia de los materiales.

M茅todos: Se basan fundamentalmente en la s铆ntesis de metanofullerenos h铆bridos funcionalizados con esteroides, monosac谩ridos y seleno-az煤cares, mediante el empleo de la reacci贸n de ciclopropanaci贸n de Bingel-Hirsch.

Resultados: La uni贸n covalente de los conjugados al [60]fullereno permiti贸 obtener 12 nuevos compuestos h铆bridos. El procedimiento descrito se extendi贸 al H2@C60 y al [70]fullereno para obtener las primeras quimeras esteroidales de estos fullerenos. Todos los compuestos fueron caracterizados con el empleo de t茅cnicas espectrosc贸picas y espectrometr铆a de masas, lo que permiti贸 confirmar sus estructuras. Tambi茅n se estudi贸 la influencia de los diferentes sustituyentes de los h铆bridos en sus propiedades t茅rmicas, comportamiento electroqu铆mico y su agregaci贸n en agua. Mediante m茅todos te贸ricos se calcul贸, a partir de sus interacciones supramoleculares, el potencial uso de uno de los h铆bridos sintetizados como un aceptor de electrones de las celdas solares org谩nicas. Se emple贸 el acoplamiento molecular para determinar la potencial aplicaci贸n de estos derivados como inhibidores de proteasas virales.

Conclusiones: La hibridaci贸n molecular a partir de esteroides, carbohidratos y fullerenos posibilita la obtenci贸n de mol茅culas con potenciales aplicaciones tanto en la qu铆mica medica como en la ciencia de los materiales.

Reiner Lemos, Luis E. Almagro, Margarita Su谩rez Navarro, Nazario Mart铆n, Kamil Makowski, Hortensia Rodriguez, Yoana P茅rez-Badell
Pág(s):e1644