Investigación – Cátedra de Biotecnología

Breve descripción: Esta línea busca desarrolar aplicaciones biotecnológicas a partir de microorganismos adaptados a condiciones extremas, en particular aquellas imperantes en el continente antártico.

Responsables: Ruberto Lucas – lruberto@ffyb.uba.ar

Breve descripción: Mi trabajo se centra en los procesos de recuperación y purificación de bioproductos de valor comercial a partir de fuentes recombinantes y naturales, con particular interés en la puesta en valor de subproductos de la agro-industria. En este sentido mis líneas de investigación apuntan tanto al desarrollo de matrices cromatográficas novedosas así como al desarrollo integral de procesos de purificación de bioproductos, especialmente proteínas de alto valor agregado. A lo largo del tiempo he adquirido experticia en el manejo de todas las operaciones y tecnologías asociadas a los procesos de recuperación y purificación de productos biológicos a nivel industrial, así como de las metodologías asociadas al control de calidad de los mismos.

Responsables: Baieli María Fernanda

Breve descripción: Nuevas estrategias en el Diseño & Desarrollo de conjugados moleculares nanoscópicos modificados con azúcares y otros ligandos (anticuerpos, aptámeros y otras moléculas) para el direccionamiento pasivo y activo en el diagnóstico y tratamiento del cáncer y en la producción de nanovacunas y antivenenos recombinantes. Diseño y Desarrollo de nuevas plataformas nanoinmuestimulantes.

Responsables: Romina Julieta Glisoni – rglisoni@ffyb.uba.ar

Breve descripción: Nuestra línea de trabajo involucra el empleo del cultivo in vitro de tejidos vegetales para la producción de metabolitos especializados (secundarios) y proteínas recombinantes de aplicación en distintas industrias (farmacéutica, alimentos, diagnóstico, etc.). Empleamos principalmente cultivos de raíces y suspensiones celulares combinada con estrategias de elicitación, remoción in situ del producto e ingeniería metabólica. En la actualidad trabajamos con la producción de antraquinonas (colorantes, agentes eficaces en la terapia fotodinámica contra el cáncer, y exhiben propiedades antimicrobianas, antivirales, antiparasitarias, antiinflamatorias y antioxidantes. Recientemente se describieron sus posibles usos como agentes para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer, especie: Rubia tinctorum), alcaloides del tropano (Brugmansia candida) y lactonas sesquiterpénicas con actividad biológica contra el Trypanosoma cruzi (Stevia maimarensis).

Responsables: Julián Rodriguez Talou – jrtalou@ffyb.uba.ar

Breve descripción: El fenómeno llamado resistencia antimicrobiana es actualmente una preocupación mundial para la salud porque estas cepas microbianas pueden propagarse en todo el mundo y causar enfermedades infecciosas letales. Los AMPs son candidatos prometedores para una nueva clase de antifúngicos y diversos estudios han mostrado su eficacia como posibles candidatos contra diferentes tipos de hongos. Sin embargo, han surgido nuevos desafíos en esta área, debido por un lado al surgimiento constante de nuevas cepas de hongos humanos resistentes a medicamentos, especialmente intrahospitalarios, y por otro a la rápida adaptación y resistencia de los hongos a los antifúngicos convencionales. El objetivo es sintetizar péptidos antimicrobianos (AMPs) para ser evaluados como alternativas terapéuticas en el tratamiento de infecciones de levaduras del género Candida resistentes a las drogas actuales. Para ello, se sintetizan AMPs con actividad antifúngica obtenidos de la bibliografía a través de síntesis en fase sólida, se evalúa la sensibilidad de los mejores candidatos obtenidos del estudio in silico enfrentándolos a cepas de hongos patógenos humanos comunes y resistentes utilizando discos y placas y se compara su eficiencia con la de antifúngicos comerciales.

Responsables: Giudicessi Silvana Laura – sgiudicessi@ffyb.uba.ar

Breve descripción: El desarrollo de vacunas contra coronavirus, como el SARS-CoV-2, se ha centrado en la ingeniería de la proteína espiga (Spike), crucial para la infección celular y principal objetivo de los anticuerpos neutralizantes. Avances recientes han permitido modificar la estructura de la proteína Spike para mejorar la eficacia de las vacunas. Esto incluye la estabilización de la conformación pre-fusion de Spike, que facilita una mejor presentación antigénica y la generación de respuestas inmunitarias más potentes y duraderas. Además, la optimización de las regiones de unión al receptor (RBD) de Spike ha mejorado la especificidad y la capacidad de neutralización de los anticuerpos generados. Estos avances han sido fundamentales para desarrollar vacunas más efectivas y seguras contra el SARS-CoV-2, mitigando así el riesgo de pandemias y fortaleciendo la respuesta global ante futuros patógenos con potencial pandémico. La continua investigación en ingeniería de antígenos virales promete seguir refinando estas estrategias para enfrentar desafíos emergentes en la salud pública global.

Responsables: Alonso Leonardo

Breve descripción: El cambio climático y el accionar del hombre agravan muchos ecosistemas, incluidos los lugares que consideramos extremos por sus características ambientales. Los microorganismos que pueden habitar esos lugares pueden adaptar su metabolismo a funcionar en esas condiciones, pero también las comunidades microbianas también sufren cambios en su estructura y funcionalidad ante alteraciones climáticas o antrópicas en los ecosistemas.
En Antártida, por el calentamiento global hay un gran retroceso de las capas de hielo costeras y el deshielo de los casquetes glaciares en el extremo norte de la Península Antártica Occidental. Además, las lluvias y temperaturas superiores a 0°C durante los días de verano resultan en el descongelamiento de la capa activa del suelo, aumentando la movilidad y dispersión de los hidrocarburos que llegan por derrames accidentales. En los sedimentos aledaños de Caleta Potter (Islas Shetland del Sur) la escorrentía ha aumentado en los últimos años, aportando materia orgánica y óxidos de Fe(III) cuya reducción microbiana, sumada a la del sulfato, son los procesos de oxidación terminal más importantes en la zona anóxica superior. Allí, estudiamos los procesos anaerobios en sedimentos y suelos a partir de dos ejes fundamentales: uno relacionado a la biogeoquímica de los sedimentos costeros de Caleta Potter y otro al rol de los microorganismos anaerobios en la degradación de hidrocarburos en el ambiente y en los nichos anóxicos temporales que se generan en el suelo durante los procesos de biorremediación.
Además, colaboramos con un grupo que estudia la microbiota de zonas del Desierto de Atacama, con alta radiación UV, aridez, gran variación térmica diaria, altas concentraciones de metales e influidas por la actividad minera. Conocer las estrategias microbianas para lidiar con las severas limitaciones de nutrientes permite comprender la vida en ambientes de baja energía.

Responsables: Susana Claudia Vazquez – svazquez@ffyb.uba.ar

Breve descripción: Numerosos sistemas de expresión han sido explorados para producir proteínas, sin embargo, el sistema de expresión baculovirus/insectos es uno de los que más se ha consolidado en los últimos 30 años. El sistema se basa en el virus de la Poliedrosis Nuclear de Autographa californica (AcMNPV), que infecta treinta y dos especies de lepidópteros y tiene la capacidad de infectar líneas celulares de insecto comercialmente. Su genoma, se encuentra totalmente secuenciado y está compuesto de 134 kb y 156 genes codificantes. La función de la mayoría de los genes es todavía poco conocida y una gran proporción juega un rol en la habilidad del virus por propagarse. Desde el desarrollo del sistema, el virus AcMNPV ha sido modificado genéticamente con el objetivo de obtener mayores niveles de expresión de proteínas recombinantes. Las técnicas tradicionalmente utilizadas para manipular genomas son costosas, imprecisas y/o difíciles de llevar a cabo. Sin embargo, desde el año 2013 con la introducción del sistema CRISPR/Cas 9, nuevas perspectivas se abrieron en el campo de la biotecnología. Esta tecnología permite hacer ediciones de los genomas baculovirales de forma fácil y rápida. Una estrategia muy utilizada para elevar los niveles de expresión de las proteínas recombinantes es la deleción de genes no esenciales de AcMNPV para la producción de virus brotantes. Existe un potencial significativo para mejorar este sistema debido a que estos genes podrían ser perjudiciales para la producción de proteínas recombinantes o estar compitiendo por los recursos celulares con el gen que se quiere expresar. Además, estos genes no serían necesarios para la producción de proteínas tanto en cultivo celular como en larvas de lepidópteros Por este motivo el objetivo general de este Proyecto es disponer nuevos vectores baculovirales basados en el AcMNPV optimizados a través de la tecnología CRISPR/Cas9 para la producción de proteínas recombinantes de interés industrial en células de insectos y larvas de lepidópteros. Para lograr dicho objetivo se delecionará genes no esenciales presentes en el genoma viral involucrados en la formación de los virus ocluídos y cuerpos de oclusión. Se desea lograr a futuro un genoma mínimo y optimizado tal que permita expresar eficientemente altos niveles de proteínas recombinante a bajos costos.

Responsables: Targovnik Alexandra Marisa – atargovnik@ffyb.uba.ar

Breve descripción: Los péptidos, así como las moléculas orgánicas pequeñas, se pueden sintetizar en forma sencilla a gran escala, bajo costo y con alta pureza. Al igual que las proteínas, tienen alta afinidad y selectividad por sus blancos moleculares. El análisis de los proteomas y peptidomas en una inmensa cantidad de especies de microorganismos, plantas y animales, complementado con la síntesis química de bibliotecas combinatorias permiten el diseño de una enorme diversidad de péptidos. A su vez, la gran información sobre las secuencias susceptibles al clivaje por proteasas facilita la implementación de estrategias químicas racionales para maximizar la resistencia de los péptidos a su degradación. Para facilitar su aplicación farmacológica o industrial los péptidos se pueden formular en estructurar micro y nanométricas.
El objetivo general de nuestra línea de investigación es la síntesis de péptidos novedosos para su aplicación como ligandos, antígenos y compuestos bioactivos. Se encara el diseño síntesis y formulación de péptidos con alta estabilidad frente a la degradación química y enzimática para su aplicación como: a) agentes terapéuticos por sus propiedades bioactivas; b) agentes de diagnóstico; c) inmunógenos para la producción de vacunas y antisueros y d) ligandos en la purificación de proteínas.

Responsables: Camperi Silvia – scamperi@ffyb.uba.ar

Breve descripción: Los alcaloides del tropano hiosciamina, 6b-hidroxihiosciamina y escopolamina son considerados medicinas esenciales por la OMS. La escopolamina tiene mayor demanda y costo económico respecto a hiosciamina y atropina. Actualmente son extraídos a partir de la explotación de recursos naturales, donde en muchos casos la hiosciamina es mayoritaria. Por esa razón resulta de gran interés en la industria farmacéutica el desarrollo de métodos alternativos para la producción de estos alcaloides. Su producción utilizando células vegetales siempre ha sido una opción atractiva y estudiada como sistema de producción alternativo. Sin embargo, hasta la fecha los rendimientos obtenidos no superan la rentabilidad de la planta entera. La elicitación de los cultivos de raíces transformadas es una estrategia interesante por explorar para la producción de compuestos de interés de manera homogénea, en cumplimiento con normas GMP. Si bien, el uso de nanopartículas (NPs) de metales para promover la síntesis de metabolitos secundarios es relativamente nuevo, demostró ser un efectivo elicitor. Además del cultivo in vitro, una estrategia de interés biotecnológico es la bioconversión de hiosciamina en los alcaloides de mayor demanda comercial. En nuestro grupo existen antecedentes de la utilización de estrategias biocatalíticas con la Hiosciamina 6-hidroxilasa (H6H) producida en diferentes sistemas heterólogos. Hasta la fecha no hay antecedentes de su producción por expresión transiente en sistemas vegetales. Los sistemas basados en plantas pueden ofrecer una plataforma eficiente para producir productos biológicos a gran escala. Además, la producción de la proteína de interés fusionada a hidrofobina es una estrategia interesante para la expresión en plantas ya que permite la acumulación de la proteína heteróloga en altas cantidades en el sistema vegetal y aporta características adecuadas para su purificación por sistemas de dos fases acuosas basados en surfactantes. Por lo expuesto, en el presente proyecto se propone explorar dos estrategias biotecnológicas para la mejora de los procesos productivos de alcaloides del tropano debido al interés, importancia y demanda de estos metabolitos bioactivos. Ellas son la utilización de cultivos de raíces transformadas elicitadas con NPs de diferentes metales y la producción de la enzima H6H por expresión transiente en plantas y microorganismos para su uso como biocatalizador en la transformación de hiosciamina y de sustratos no naturales.

Responsables: Cardillo, Alejandra Beatriz – acardillo@ffyb.uba.ar

Breve descripción: En el campo de la Biotecnología, se observa una creciente demanda de proteínas como insumos para diferentes aplicaciones tanto en Salud Humana como Veterinaria. Nuestra línea de investigación científico tecnológica se ha enfocado en el desarrollo de una novedosa plataforma biotecnológica orientada a la producc ión industrial de proteínas recombinantes de alta calidad a
bajo costo. Mediante el uso de insectos autóctonos como “biofábrica s y asociado al diseño de estrat e gias para la purificación industrial, he mos optimizado procesos productivos para producir una amplia variedad de proteínas que se han aplicado por ej en k its de diagnóstico, tratamientos veterinarios y nuevas  vacunas. Esta tecnología innovadora para toda la región desarrollada en el ámbito universitario ha sido transferida al sector privado, resultando en la creación de una nueva empresa de base tecnológica llamada Trebe Biotech, ubicada en Pergamino, Pcia. Buenos Aires.

Responsables: Miranda María Victoria – mvic@ffyb.uba.ar

Breve descripción: Desarrollo tecnología adsortiva y de nuevos procesos cromatográficos aplicados a la purificación industrial de proteínas comerciales.

Responsables: Wolman Federico – fwolman@ffyb.uba.ar

Breve descripción: Producimos proteínas recombinantes en la levadura Pichia pastoris, las mismas son como proteínas de fusión a hidrofobinas para una purificación sencilla y económica por sistemas de dos fases acuosas. Esta plataforma ofrece la ventaja que la proteína de fusión parcialmente purificada pueda ser utilizada directamente para el desarrollo de reactivos de diagnóstico y también para inmunización para la generación de vacunas. En la actualidad producimos por esta tecnología antígenos del virus del dengue y del veneno de escorpión de Tityus trivittatus.

Responsables: Julián Rodriguez Talou – jrtalou@ffyb.uba.ar