Importancia biológica de la microcistina en aguas de riego y alternativas en su detección y degradación / Biological importance of microcistin in irrigation and alternative waters in its detection and degradation

Introducción: Las cianobacterias son microrganismos fotosintéticos, con capacidad de sintetizar una gran diversidad de metabolitos secundarios de interés para la industria, pero también han llamado la atención en las últimas décadas las toxinas denominas cianotoxinas, metabolitos que causan distintas alternaciones fisiológicas hasta llegar ocasionar la muerte de diferentes especies. Metodología: La determinación del estado de arte para el tema de cianobacterias se basó en una búsqueda bibliográfica en la base de datos especializada como Elservier, Springer, Google académico y MDPI basadas en palabras clave en español e inglés "microcistinas", "degradación de MC" y "cuantificación y detección de MC". Resultados: En la presente revisión considera dos áreas de caracterización de la microcistinas (MCs) las propiedades fisicoquímicas y propiedades biológicas, para entender su comportamiento e importancia tóxica en los sembradíos agrícolas y en la salud humana. Además de comprender alternativas para su degradación, por métodos fisicoquímicos como fotocatálisis y la gradación biológica por bacterias. Finalmente se mencionará algunos métodos actuales y en desarrollo, para la detección y cuantificación de estas MCs en ambientes acuáticos. Conclusiones: Las MCs tienen el potencial contaminar fuentes de agua como ríos y lagunas, causando daños a la salud humana y a las plantas agrícolas, tienen la capacidad de tolerar distintos cambios drásticos en factores fisicoquímicos y biológicos. Entre las alternativas reportadas la degradación bacteriana promete ser la más confiable. Finalmente, entre los distintos métodos para la detección de MCs, entre los métodos más aplicados son los inmunoensayos, debido a su versatilidad y estabilidad del método.

Introduction: Cyanobacteria are photosynthetic microorganisms, with the capacity to synthesize a great diversity of secondary metabolites of interest to the industry, but toxins called cyanotoxins have also attracted attention in recent decades, metabolites that cause different physiological alterations until they cause the death of different species. Methodology: The determination of the state of the art for the subject of cyanobacteria was based on a bibliographic search in specialized databases such as Elservier, Springer, Google Scholar and MDPI based on keywords in Spanish and English "microcystins", "MC degradation " and "quantification and detection of MC". Results: In the present review, two areas of characterization of microcystins are considered: the physicochemical properties and biological properties of microcystins (MC), to understand their behavior and toxic importance in agricultural crops and in human health.In addition to understanding alternatives for their degradation, by physicochemical methods such as photocatalysis and biological grading by bacteria.Finally, some current and developing methods will be mentioned for the detection and quantification of these MCs in aquatic environments. Conclusions: MCs have the potential to contaminate water sources such as rivers and lagoon, causing damage to human health and agricultural plants, they have the ability to tolerate different drastic changes in physicochemical and biological factors. Among the reported alternatives, bacterial degradation promises to be the most reliable. Finally, among the different methods for the detection of MCs, among the most applied methods are immunoassays, due to their versatility and stability of the method.

Diseño y evaluación de primers in silico del gen E1 del virus de chikungunya para real-time PCR (qPCR) / Design and evaluation of primers in silico of the E1 gene of chukungunya virus for real -time PCR (q PCR)

El diseño de primers es una parte sustancial dentro de los ensayos de PCR, el mismo es aplicado en la caracterización de microorganismos, secuenciación, cuantificación, etc. En los últimos años se ha incrementado herramientas para este fin, se realizaron nuevas variantes, crearon nuevos enfoques, muchas de estas herramientas son de licencia comercial y otros de acceso libre y código abierto permiten al usuario mejorar o modificar según requerimiento el diseño de primers. En este trabajo comparamos las características básicas dentro del diseño de primers, empleando 2 tipos de herramientas web de acceso libre y código abierto: Primer-BLAST y Primer3Plus, se realizó el diseño in silico, análisis de estructuras secundarias y verificación de la especificidad de los primers obtenidos. Los resultados mostraron que el uso de variables adicionales o uso de penaltis mediante el software Primer3Plus afectan en la especificidad, formación de estructuras secundarias de los primers y de los amplicones. Además, se determinó que los parámetros que tienen muchos software por defecto, no aseveran el diseño de primers convenientes y/o específicos, en este sentido es importante realizar el uso de penaltis. Asimismo, se identificó que el uso de Primer3Plus ha permitido disminuir la formación de estructuras secundarias, sin afectar la especificidad de amplificación del marcador seleccionado.

Primer design is a substantial part of PCR assays, which is used in characterization of microorganisms, sequencing, quantification, etc. In recent years, new tools have been added for this purpose, new variants and approaches have been created, many of these tools are commercial and others are free including open source, giving the possibility to improve or modify as required. In this work, we compared the basic characteristics of the primers design, using 2 types of free and open source web tools, PrimerBLAST and Primer3Plus, in this sense the in silico design, analysis of secondary structures and verification of primers designed. The results showed that the use of additional variables or use of penalties using the software Primer3Plus affect in specificity, secondary structures formation in primers and in the products of amplification. In addition, default parameters, that many software have, do not imply that suitable and / or specific primers can be obtained, meaning the importance of the use of penalties. Therefore, the use of Primer3Plus has allowed to decrease the formation of secondary structures without affecting the amplification specificity of the selected marker.

Establecimiento y evaluación de dos métodos de pre tratamiento de muestras de suelo para la extracción de ADN para el estudio de la diversidad bacteriana / Establishment and evaluation of two methods of pre-treatment of soil samples for the extraction of DNA for the study of bacterial diversity

La necesidad de ampliar los conocimientos respecto a los mecanismos bioquímicos y fisiológicos desarrollados por los microorganismos presentes en suelos requiere de una descripción completa de la diversidad microbiana, para lo cual en las últimas décadas se han desarrollado diferentes técnicas moleculares (qPCR, DGGE, T-RFLP, RAPD.) las mismas que requieren una adecuada técnica de extracción de ADN que aseguren el éxito de la descripción de la diversidad microbiana, considerando las características de las muestras de suelos a ser estudiadas. Los protocolos de extracción de ADN generalmente utilizados están basados en la separación de los microorganismos de la matriz antes de la extracción de ADN mediante lisis física o química y por otro lado, la extracción directa del ADN microbiano a partir de muestras de suelo, sin embargo la presencia de sustancias húmicas y fenólicas afectan la calidad del ADN extraído, lo que repercuten en el desarrollo de posteriores estudios moleculares. La finalidad de este estudio fue la de establecer procedimientos de pre tratamientos de 3 tipos de nuestras de suelo (arenoso, arcilloso y francos) para posteriormente describir la riqueza y diversidad bacteriana de las muestras en estudio mediante PCR DGGE. De esta manera se determinó que la adición de CaCO3 en muestras de suelos francos permite la identificación de una mayor diversidad y riqueza bacteriana (10 bandas). Asimismo, la adición de PVPP a suelos arenosos (8 bandas) y arcillosos (3 bandas) también permite obtener las características descritas anteriormente utilizando el método PCR-DGGE. Lo cual indica que los procedimientos de pre tratamiento con CaCO3 y PVPP son específicos para la extracción de ciertas comunidades microbianas.

The knowledge about biochemical and physiological mechanisms by microorganisms in soils are required for a complete description of microbial diversity, lately different molecular techniques have been developed to study this feature (qPCR, DGGE, T- RFLP, RAPD). DNA extraction techniques ensure the description of the microbial diversity success, according the soil samples characteristics. Generally, DNA extraction protocols used for separation of microorganism of matrix soil before DNA extraction by physical and chemical lysis. Other protocol is direct extraction of microbial DNA from soil samples, humic acids and phenolic substances affect the quality of DNA, which affect the development of subsequent molecular studies. The purpose of this study was to establish pretreatment procedures for different kind of soil samples (frank, sandy and clayey) in order to describe richness and bacterial diversity by PCR DGGE. In this sense, we determined the addition of CaCO3 in frank soils samples allows the identification of greater diversity and bacterial richness (10 bands) than the other method. Besides, PVPP pretreatment is no only useful to obtain bacterial diversity in sandy soil (8 bands), but also in clayey soils (3 bands) soils by PCR-DGGE method. This indicates that the pretreatment procedures with CaCO3 and PVPP are specific for soil microbial community's isolation.

Producción de ésteres volátiles a través de tecnología de fermentaciones utilizando residuos cítricos / Volatile ester production using citrus waste through fermentation technology

La acumulación de residuos generados por las industrias procesadoras de alimentos, entre ellos, los residuos cítricos producidos en el procesamiento de jugos, constituyen una problemática desfavorable para el medio ambiente. En diversos países incluyendo Bolivia no existen gestiones que se apliquen al manejo y aprovechamiento de estos residuos, los cuales representan aproximadamente más del 50 % del total de la fruta, por ello es necesaria una gestión integrada de estos residuos de acuerdo al concepto de reducir, reutilizar y reciclar. En el Área de Biotecnología Microbiana del Instituto de Investigaciones Fármaco Bioquímicas, se estudia una alternativa de manejo y aprovechamiento de estos residuos cítricos, investigando la utilización de los mismos como materia prima para la producción de ésteres volátiles que tienen propiedades biosaborizantes. La conversión de residuos cítricos a biosabores se lleva a cabo mediante procesos biotecnológicos de fermentación de azúcares que involucran el uso de microorganismos como levaduras. Para ello, se plantea el estudio del comportamiento cinético de Cándida maltosa asociado a su capacidad de producir ésteres volátiles, considerando que esta levadura es capaz de formar biopelículas como forma de protección ante compuestos inhibitorios propios de la materia prima.

The accumulation of wastes from food processing industries, among them the citrus residues from the juice-processing industry becomes an issue due to its unfavorable impact for the environment. Several countries including Bolivia do not have alternatives for waste management. The citrus waste accounts 50% of the fruit. Therefore,an integrated procedure under the concept to reduce-reuse-recycling is needed.An alternative for management and reuse of citric waste is planned at the Microbial Biotechnology Area of Instituto de Investigaciones Fármaco Bioquímicas. Moreover, the utilization of citrus waste as feedstock for the production of volatile esters, with flavoring properties, is being researched.The conversion of citrus waste to bioflavors can be carried out by sugars-fermenting yeast through biotechnology. Therefore, studies involving the kinetic behaviour of Candida maltosa associated to volatile ester production are planned. This yeast is able to form biofilm as a protection skill against inhibitory compounds from the feedstock.

Produccion de beta-glucosidasas por cultivos de bacterias termofilas indigenas del altiplano boliviano / beta-Glucoside production by thermophilic bacteria indigenous the bolivian altiplano culture

Las beta-glucosidasas son enzimas que poseen actividad hidrolitica y transferasa o transglucosidasa. Tienen diversas aplicaciones; en la biosintesis de oligosacaridos, produccion de etanol utilizando residuos agricolas y en la industria de vinos. La aplicacion industrial, sin embargo, requiere estabilidad a temperaturas elevadas, por lo que los microorganismos termofilos tienen gran interes. El proposito de esta investigacion es el de optimizar el medio de cultivo anaerobio de bacterias termofilas, para aumentar la produccion de beta-glucosidasas. Esta enzima es producida por tres aislados bacterianos: FT3, 2B y P5 los cuales fueron aislados de la region andina de Bolivia. El aislado bacteriano FT3 mostro una actividad beta-glucosidasa de 0,35 [UI/mL]. Se tomaron como variables dentro de la optimizacion del medio de cultivo las fuentes de nitrogeno y de carbono, y el pH. Asi tambien se probaron dos sistemas de cultivo: celulas libres y encapsuladas. Empleando extracto de levadura como fuente de nitrogeno se obtuvo una actividad de 0,52 [UI/mL]. En la optimizacion del pH del medio de cultivo se obtuvo una actividad de 0,81 [UI/mL] a pH 5. Como fuente de carbono se eligieron los hidrolizados de paja de trigo y paja de quinoa lleg¨¢ndose a obtener actividades de 1,27 y 1,34 [UI/mL] respectivamente. Se establecio que la localizacion celular de la enzima beta-glucosidasa es extracelular y presenta estabilidad hasta una temperatura de 80 ºC y un pH de 7.

The beta-glucosidases possess hydrolytic and transferase activity or transglucosidase. They have various applications; such as biosynthesis of oligosaccharides, production of ethanol using agricultural residues and wine industry. However for industrial application, stability to high temperatures is needed. Therefore a great interesting in the thermophile microorganism study exist. The purpose of this research is to optimize the culture medium of thermophilic anaerobic bacteria to increase the production of beta-glucosidase. This enzyme is produced by three isolate bacterial FT3, 2B and P5 which were isolated from the Andean region of Bolivia. FT3 isolate showed beta-glucosidase activity of 0.35 [IU/mL]. In regards to the optimization of culture medium variables such as nitrogen source, carbon source and pH were taken into account and also the combination with free and encapsulated bacterial cells. Yeast extract was the selected source of nitrogen obtaining an activity of 0.52 [IU/ mL]. The optimal pH was 5 obtaining an activity of 0.81 [IU/mL]. The selected carbon source was the hydrolyzed wheat straw and quinoa straw obtaining activities of 1.27 and 1.34 [IU/mL], respectively. The cellular localization of beta-glucosidase enzyme is extracellular and provides stability to temperature of 80 ºC and stability at pH 7.

Desarrollo de una prueba de ureasa para la detección de helicobacter pylori y su validación comio test diagnostico. estudio multicentrico / Development of the urease method for the detection of Helicobacter pylori and its value as a diagnostic test Multicentric study

Introducción: Dados los costos de los test comerciales de Helicobacter Pylori (HP), y la necesidad de su investigación rutinaria por la importancia de la infeción por las implicaciones en las úlceras gástricas, se desarrollaron dos métodos de detección por ureasa propios de bajo costo. Pregunta de invstigación: ¿culaes son los factores predictivos de los test desarrolados por la detección de HP?. Objetivos: (1) Determinar los valores de test diagnóstico de los métodos de ureasa desarrolados, frente a un gold estándard compuesto. (2) Desarrollar un modelo predictivo, tomando en cuenta las principales variables clínicasDiseño: Test diagnóstico. Ambiente: Unidades de Endoscopia de los Hospitales: Universitario, Gastroenterológico de La Paz, Hobrero N§ 1, Caja Petrolera de Salud. Pacientes: 117 consecutivos (previo cálculo de tamaño muestral), se acudieron por requerimiento de endoscopia. Material y Métodos: Los pacientes fueron sometidos a ambos test de ureasa, y a un gold estándar compuesto de CLO test comercial, cultivo, tinción de Gram, histología y detección de anticuerpos IgG ELISA anti HP. Todos ellos fueron sometido a un cuestionario, además de registrar los datos sociodemográficos y clínico - endoscópicos. Anális estadístico: Se realizaron los cálculos de los valores de test diagnóstico, utilizando un algoritmo de gold standar. Análisis exploratorio uni, bi, y multivariado se realizó con las 28 covariables sociodemográficas, clínicas y endoscópicas, utilizando los métodos apropiados. Para el diagnóstico de confundentes y modificadores de efecto se utilizó un modelo de regresión logística. Resultados: Los valores encontrados fueron similares para ambas test de ureasa. Trabajando bajo una prealencia (Odds pre test) de 1.33:1, los valores fueron: Sensibilidad 80 porciento, Especificidad, 86 porciento, valor predictivo positivo 0,89; Valor Predictivo negativo 0,77; Likelihood Ratio positivo 5.76; Likelihood Ratio negativo 0,233: la probabilidad post test fueron de 0,88. Los valores contra test comercial fueron solo levemente inferiores. Ajustados por confundentes y modificadores, las variables predictorias fueron e tiempo de evolución de la enfermedad, el estado socioeconómico, y la interaciónes del estado socioeconómico con la evolución. Conclusiones: Los métodos de ureasa desarrollados pueden ser usados en la práctica diaria sin érdida apreciable de la capacidad diagnóstica.