Magíster en Ciencias Biológicas

Preeclampsia (PE) es un síndrome hipertensivo del embarazo humano que se presenta después de las 20 semanas de gestación, y que se caracteriza por disfunción placentaria. Entre 6.2-7.4% de mujeres fallecen por complicaciones cerebrovasculares asociadas a PE como eclampsia, isquemia o hemorragia intracerebral. Además, cursan con disrupción de la barrera hematoencefálica (BHE), y edema cerebral vasogénico. La fisiopatología de estas complicaciones cerebrovasculares es desconocida. En este trabajo de tesis, hipotetizamos que vesículas extracelulares pequeñas (sEVs) provenientes de placentas hipóxicas son capaces de dañar la BHE, por un mecanismo que involucra reducción de la cantidad de claudina 5 (CLDN5). Esta última, es una proteína de unión estrecha entre células endoteliales, primordial para la estabilización en la función de la BHE. Para ello, se aislaron las sEVs desde explantes placentarios de embarazos normales, cultivados en normoxia (sEVs-Nor, 8% O2) o hipoxia (sEVs-Hyp, 1% O2) durante 18 horas, y se inyectaron a ratonas C57BL/6 no preñadas, para evaluar compromiso neurológico mediante escala rápida de coma y comportamiento murino (RMCBS), así como también análisis de disrupción de la BHE mediante ensayo con Evans blue (EB) sectorial. Además, se analizaron los efectos in vitro mediante evaluación de parámetros de BHE como resistencia eléctrica transendotelial (TEER) y permeabilidad celular a dextrano 70 kDa. Adicionalmente, se cuantificó la cantidad de CLDN5 tanto en cultivos celulares de endotelio cerebral de ratón y humano, como en tejido cerebral del modelo in vivo. Como resultados, se obtuvo que la inyección de sEVs-Hyp generan déficit neurológico en las ratonas desde las 3 horas, el cual es progresivo hasta las 24 horas post inyección. En estos animales, se evidenció una disrupción de la BHE mediante la cuantificación de extravasación de EB, principalmente en el área posterior del cerebro. Extravasación que concuerda con el modelo quirúrgico de preeclampsia caracterizado por la reducción de la perfusión uterina (RUPP). Las sEVs-Hyp tienen un alto contenido del factor de crecimiento de endotelio vascular (VEGF), lo cual se asocia con incremento del nivel de este factor detectado en suero de los animales inyectados con sEVs-Hyp. En forma importante, la inyección de sEVs-Hyp no genera cambios en los niveles de citoquinas pro-inflamatorias en el suero a las 6 horas post-inyección. Además, en el modelo in vitro, encontramos que las sEVs son incorporadas rápidamente (30 minutos) en las células endoteliales cerebrales. Asociado a ello, se evidencia que las sEVs-Hyp disminuyen la TEER y aumentan la permeabilidad a dextrano 70 kDa. Estos resultados asociados con una disminución en los niveles de CLDN5 a las 6 horas post exposición a sEVs-Hyp. En experimentos paralelos, y como una aproximación traslacional, encontramos que sEVs provenientes de plasma de mujeres con PE también dañan la BHE in vitro, y reducen la expresión de CLND5, en la membrana de células endoteliales cerebrales humanas. Este efecto, requirió de la presencia integra de las sEVs. En conclusión, las sEVs-Hyp dañan la BHE tanto en modelos in vitro como in vivo, siendo esta disrupción de manera específica, en la zona posterior del cerebro. Además, este daño de la BHE se asocia con disminución en los niveles de proteína CLDN5. El mecanismo implicaría un aumento en el nivel de VEGF circulante, que pudiera dañar la BHE.

La hipertensión pulmonar (HAP) se define como un trastorno crónico de la vasculatura pulmonar, caracterizado por un aumento progresivo de la resistencia vascular pulmonar que conduce a insuficiencia cardíaca derecha y finalmente la muerte. La HAP puede ser idiopática o estar asociada con enfermedades subyacentes. La patogenia de la HAP incluye una combinación de vasoconstricción, inflamación, remodelación estructural de los vasos pulmonares (endotelio y músculo liso) y trombosis in situ que implica la disfunción de las vías celulares subyacentes1 En el último Simposio Mundial de Hipertensión Pulmonar (HAP) celebrado en Niza en 2018, este síndrome recientemente actualizó su definición, relacionándose con el cambio en la definición hemodinámica de la HAP, donde se concluye que una presión pulmonar arterial media (PAPm) > 20 (mmHg) estaría por encima del límite superior de la normalidad. No obstante, los expertos opinan que este punto de corte de 20 (mmHg), por sí solo, no sería suficiente para definir la enfermedad vascular, ya que puede estar elevado por otras causas, como un incremento del gasto cardíaco, o un aumento de la presión de enclavamiento pulmonar, por lo que deciden incluir una resistencia vascular pulmonar (RVP) ≥ 3 Unidades Wood (UW) en la definición de todas las formas de HAP precapilar2.

Las células presentes en los vasos sanguíneos son capaces de responder a un sinnúmero de estímulos tanto físicos como químicos. Dentro de los estímulos físicos, destacan los estímulos mecánicos generados por el flujo sanguíneo, como el estrés de roce. En general existen dos tipos de estrés de roce: laminar o fisiológico y turbulento o patológico. Pacientes con patologías vasculares crónicas poseen una tendencia a presentar mayores niveles de flujo turbulento, debido a una estructura vascular deficiente. Coincidentemente, se ha observado que paciente con patologías vasculares crónicas poseen un peor manejo del crecimiento tumoral y metástasis. Dicho crecimiento se explica en parte mediante la liberación desde el tumor, de moduladores biológicos que promueven un desarrollo vascular deficiente, angiogénesis patológica, en el microambiente celular que rodea al tumor. Actualmente, se desconoce si la liberación de moduladores biológicos angiogénicos, puede ser estimulado por el efecto de estrés de roce patológico (turbulento) sobre las células tumorales. Ya que el estrés de roce es capaz de modificar el fenotipo de distintas células vasculares, creemos que el estrés de roce patológico influye en la liberación de mediadores celulares desde el tumor provocando una angiogénesis patológica en el microambiente tumoral. Para responder esta pregunta, en esta investigación se evaluó el efecto de medio condicionado derivado de células de melanoma sometidas a estrés de roce fisiológico y patológico en la proliferación, angiogénesis y migración endotelial. Los análisis se realizaron con el programa estadístico IMB SPSS v. 23 para Window. Se consideró * Significativo p ≤ 0,05. Los resultados arrojaron que las células de melanoma son sensibles al estrés de roce diferencial y el medio condicionado derivado de células tumorales sometidos por flujo patológico (turbulento) generaron una disminución en la proliferación, un aumento en la migración (p ≤ 0,05) y una mayor formación de tubos en células endoteliales vasculares con respecto al medio condicionado derivado del estímulo con flujo fisiológico (laminar) y el control estático (p ≤ 0,05). Esta investigación nos permite conocer efectos fisiológicos in vitro para tener un acercamiento a lo que ocurre en patologías vasculares y cáncer de melanoma por lo que a futuro se pueden evaluar vías de señalización que estén implicadas en estos efectos y de esta manera profundizar el comportamiento celular.

El progresivo crecimiento de la población mundial y la insostenible demanda de recursos naturales amenaza directamente la biodiversidad. La tasa de extinción de especies va en aumento como consecuencia de múltiples factores. En el caso de los anfibios, son ectotermos altamente dependientes del medio donde viven, con acotados rangos de distribución y escasa movilidad. Estas especies son consideradas bioindicadores, lo que implica potenciales daños a perturbaciones ambientales. Actualmente integran el grupo de mayor riesgo donde el 40% de especies están en categoría de amenaza, con una pronunciada tasa de disminución poblacional. En Chile, el 70% de los anfibios categorizados se encuentran en algún grado de amenaza. Esta perspectiva, indica la necesidad de establecer herramientas integradoras multivariadas para la toma de decisiones sobre especies prioritarias para la conservación En este estudio se estableció una metodología de priorización para la conservación de los anfibios en Chile a través de una propuesta de análisis multicriterio que articula las variables cuantificables Distribución geográfica (DISGE), Amplitud de hábitat (AHA), Área de Ocupación (AOO), Extensión de presencia (EOO), Nivel de amenaza (NIAM), Tendencia poblacional (TPBL), Singularidad taxonómica (SINTA), Tamaño corporal (TAM) y Protección Territorial (PROTE), determinantes para el grupo de estudio. Adicionalmente, se establecieron categorías de prioridad para la conservación como: (1) Sin prioridad, (2) Prioridad baja, (3) Prioridad media y (4) Sin prioridad. El análisis integral de los factores evaluados proporcionaría información respecto a la prioridad de conservación de los anfibios chilenos como herramienta selectiva para establecer estrategias de gestión y recursos para las especies prioritarias.

El bosque mediterráneo del centro de Chile, es considerado un hotspot o “punto caliente” de biodiversidad, donde alberga una distribución más antigua producida por oscilaciones climáticas pasadas. En estos bosques se haya una de las reliquias más longevas. Nothofagus alessandrii, conocido comúnmente como ruil, es un árbol endémico restringido históricamente a la zona costera de la VII Región de Chile. Es la especie más antigua de la familia de las Fagaceae del hemisferio sur, la cual ha sido declarada como “fósil viviente”. Los bosques de N. alessandrii se encuentran cada vez más amenazados. A fines del siglo XIX, esta especie fue diezmada y reemplazada por plantaciones comerciales de árboles exóticos, que hoy en día cubren alrededor del 76% del paisaje de esta región, existiendo sólo restos del bosque Maulino como fragmentos pequeños y aislados en un paisaje dominado por Pinus radiata y Eucalyptus spp, lo que ha afectado su reconocimiento y protección, es por eso que a pesar de su importancia, el ruil es considerado como una de las especies más amenazadas de Chile. En 1998 fue incorporada en la “lista roja” de la IUCN. Además del recambio de uso de suelo por plantaciones forestales, los fragmentos de ruil se han visto afectados por incrementos en la intensidad de incendios de origen antrópico. El verano de 2017 casi el 50% de la superficie distribuida por ruil, es decir, 314 ha se quemaron en algún grado en un mega incendio que consumió cerca de 14.000 ha en la región del Maule. Si bien esta especie tiene la capacidad de rebrotar después de los incendios, producir semillas y germinación de semillas bajo condiciones naturales, existen estudios que han documentado que la sobrevivencia de plántulas en el campo es limitada, donde su desempeño es muy diminuto, con crecimientos lentos y con bajo éxito reproductivo. En el contexto de la conservación de bosques especialmente en un escenario de cambios, es fundamental conocer la diversidad intra-específica de múltiples rasgos que existe en una especie, con el propósito de orientar la toma de decisiones. Por ello, el objetivo de este trabajo fue evaluar la diversidad y estructura genética de Nothofagus alessandrii mediante el uso de marcadores moleculares (SSR, conocido también como microsatélites), con el fin de proponer lineamientos para futuros programas de conservación de los recursos genéticos o la restauración de los bosques de esta especie. Se genotipificaron un total de 304 individuos (232 adultos y 72 plántulas, pertenecientes a 9 y 3 poblaciones, respectivamente) mediante el uso de 12 loci de microsatélites recientemente desarrollados por Torres-Díaz et al. (2021). Para los análisis de los datos obtenidos se utilizaron los programas GENALEX 6.5.1, STRUCTURE 2.3.2 y R adegenet versión 2.1.1. Los valores de diferenciación fueron significativamente distintos de cero y mayores para RST (0,287) que para FST (0,184), considerando que es una especie polinizada por el viento. La variación genética de las plántulas fue similar a la de los adultos. En promedio, la heterocigosidad esperada (HE = 0,408) fue menor que la heterocigosidad observada (HO = 0,469). La estructura genética se organizó espacialmente en 6 grandes clúster o grupos genéticos bien definidos. Se compararon los niveles de endogamia de plántulas y adultos, teniendo como resultado, altos niveles de endogamia en plántulas (FAdultos= -0,151 vs. F Plántulas = -0,055) que en adultos. La diversidad genética es un requisito para el cambio evolutivo. Por consiguiente, la conservación de la diversidad y estructura genética dentro de las especies es importante para asegurar el potencial de adaptación en un medio ambiente cambiante. Los resultados de este estudio permiten tener una visión biológica de conservación más clara, para definir unidades de manejo y restauración ecológica, basadas en datos genéticos para N. alessandrii, que facilitaran prácticas sostenibles para su conservación.