Browsing by Author "Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván"

Now showing 1 - 4 of 4
  • Thumbnail Image
    Item
    Genome-wide expression profile of the response to spinal cord injury in Xenopus laevis reveals extensive differences between regenerative and non-regenerative stages
    (2014) Lee-Liu, Dasfne.; Moreno Concha, Mauricio; Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván; Tapia Olivares, Víctor Sebastián.; Valle Muñoz Videla, Rosana del.; Von Marées, Javier.; Gaete Carrasco, Marcia; Melo Ledermann, Francisco Javier; Larraín Correa, Juan Agustín
    Abstract Background Xenopus laevis has regenerative and non-regenerative stages. As a tadpole, it is fully capable of functional recovery after a spinal cord injury, while its juvenile form (froglet) loses this capability during metamorphosis. We envision that comparative studies between regenerative and non-regenerative stages in Xenopus could aid in understanding why spinal cord regeneration fails in human beings. Results To identify the mechanisms that allow the tadpole to regenerate and inhibit regeneration in the froglet, we obtained a transcriptome-wide profile of the response to spinal cord injury in Xenopus regenerative and non-regenerative stages. We found extensive transcriptome changes in regenerative tadpoles at 1 day after injury, while this was only observed by 6 days after injury in non-regenerative froglets. In addition, when comparing both stages, we found that they deployed a very different repertoire of transcripts, with more than 80% of them regulated in only one stage, including previously unannotated transcripts. This was supported by gene ontology enrichment analysis and validated by RT-qPCR, which showed that transcripts involved in metabolism, response to stress, cell cycle, development, immune response and inflammation, neurogenesis, and axonal regeneration were regulated differentially between regenerative and non-regenerative stages. Conclusions We identified differences in the timing of the transcriptional response and in the inventory of regulated transcripts and biological processes activated in response to spinal cord injury when comparing regenerative and non-regenerative stages. These genes and biological processes provide an entry point to understand why regeneration fails in mammals. Furthermore, our results introduce Xenopus laevis as a genetic model organism to study spinal cord regeneration.Abstract Background Xenopus laevis has regenerative and non-regenerative stages. As a tadpole, it is fully capable of functional recovery after a spinal cord injury, while its juvenile form (froglet) loses this capability during metamorphosis. We envision that comparative studies between regenerative and non-regenerative stages in Xenopus could aid in understanding why spinal cord regeneration fails in human beings. Results To identify the mechanisms that allow the tadpole to regenerate and inhibit regeneration in the froglet, we obtained a transcriptome-wide profile of the response to spinal cord injury in Xenopus regenerative and non-regenerative stages. We found extensive transcriptome changes in regenerative tadpoles at 1 day after injury, while this was only observed by 6 days after injury in non-regenerative froglets. In addition, when comparing both stages, we found that they deployed a very different repertoire of transcripts, with more than 80% of them regulated in only one stage, including previously unannotated transcripts. This was supported by gene ontology enrichment analysis and validated by RT-qPCR, which showed that transcripts involved in metabolism, response to stress, cell cycle, development, immune response and inflammation, neurogenesis, and axonal regeneration were regulated differentially between regenerative and non-regenerative stages. Conclusions We identified differences in the timing of the transcriptional response and in the inventory of regulated transcripts and biological processes activated in response to spinal cord injury when comparing regenerative and non-regenerative stages. These genes and biological processes provide an entry point to understand why regeneration fails in mammals. Furthermore, our results introduce Xenopus laevis as a genetic model organism to study spinal cord regeneration.
  • Thumbnail Image
    Item
    Long-lasting neutralizing antibody responses in SARS-CoV-2 seropositive individuals are robustly boosted by immunization with the CoronaVac and BNT162b2 vaccines
    (2021) Muena, Nicolás A.; García Salum, Tamara Cristal; Pardo Roa, Catalina; Serrano García, Eileen Francisca; Levicán Asenjo, Jorge Enrique; Avendaño, María José; Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván; Valenzuela Galaz, Gonzalo Hernán; Poblete Cárdenas, Estefany Aracely; Strohmeier, Shirin; Salinas Ortíz, Erick David; Haslwanter, Denise; Dieterle, Maria Eugenia; Jangra, Rohit K.; Chandran, Kartik; González, Claudia; Riquelme Pérez, Arnoldo Javier; Krammer, Florian; Tischler, Nicole D.; Medina, Rafael
    The durability of circulating neutralizing antibody (nAb) responses to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infection and their boosting by vaccination remains to be defined. We show that outpatient and hospitalized SARS-CoV-2 seropositive individuals mount a robust neutralizing antibody (nAb) response that peaks at days 23 and 27 post-symptom onset, respectively. Although nAb titers remained higher in hospitalized patients, both study groups showed long-lasting nAb responses that can persist for up to 12 months after natural infection. These nAb responses in previously seropositive individuals can be significantly boosted through immunization with two doses of the CoronaVac (Sinovac) or one dose of the BNT162b2 (BioNTech/Pfizer) vaccines, suggesting a substantial induction of B cell memory responses. Noteworthy, three obese previously seropositive individuals failed to mount a booster response upon vaccination, warranting further studies in this population. Immunization of naïve individuals with two doses of the CoronaVac vaccine or one dose of the BNT162b2 vaccine elicited similar levels of nAbs compared to seropositive individuals 4.2 to 13.3 months post-infection with SARS-CoV-2. Thus, this preliminary evidence suggests that both, seropositive and naïve individuals, require two doses of CoronaVac to ensure the induction of robust nAb titers.
  • Thumbnail Image
    Item
    Metabolic and transcriptomic response of the wine yeast Saccharomyces cerevisiae strain EC1118 after an oxygen impulse under carbon- sufficient, nitrogen-limited fermentative conditions
    (2014) Orellana, Marcelo; Aceituno, Felipe F.; Slater, Alex W.; Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván; Melo Ledermann, Francisco Javier; Agosin T., Eduardo
  • Thumbnail Image
    Item
    Quasispecies diversity and its role in the virulence of the human influenza A virus.
    (2019) Almonacid Cárdenas, Leonardo Iván; Medina, Rafael; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
    El virus de influenza estacional infectan entre el 5 y el 15% de la población humana cada año, lo que resulta en ∼500,000 muertes en todo el mundo. El virus de influenza estacional está asociada con dos tipos de virus de influenza: A (IAV) y B (IBV). Los virus de influenza pertenecen a la familia de virus Orthomyxoviridae que tienen genomas de ARN de sentido negativo, monocatenarios y segmentados. La segmentación del genoma, permite que el virus intercambie segmentos enteros con otras cepas, lo que facilita los saltos zoonóticos y aumenta la evolución y diversidad viral. Además, debido su polimerasa es propensa a errores debido a su falta de capacidad de corrección, se puede generar una diversidad considerable durante la replicación viral, que genera cambios graduales de nucleótidos que pueden acumularse con el tiempo. Estas fuentes de diversidad son fundamentales para la evolución del virus de la influenza y se han relacionado con marcadores que aumentan la patogénesis. La aparición de cepas pandémicas, las epidemias anuales y las variantes resisitentes a antivirales son ejemplos de cómo la diversidad genética impacta en la virulencia del patógeno. La diversidad de IAV, su arquitectura segmentada, el tamaño de la población y las coinfecciones generan las condiciones para que puedan ocurrir interacciones entre variantes genéticas. En este contexto, la teoría de las cuasiespecies puede contribuir a nuestra comprensión de la dinámica que puede surgir durante las infecciones por IAV. Las cuasiespecies virales se definen como la colección de genomas virales relacionados, sujetos a procesos continuos de variación genética, competencia y selección de la distribución con mayor “fitness”. En el modelo propuesto, tales interacciones entre los miembros de una cuasiespecie alcanzan un estado donde coexisten en un cuasi equilibrio que, en general, beneficia a toda la población. El desarrollo y las mejoras de las tecnologías de secuenciación, generando lecturas más largas y mayor profundidad, brindan nuevas oportunidades para estudiar las cuasiespecies virales. La mayor parte de la investigación se ha centrado en la validación experimental de conceptos introducidos por la teoría de la quasiespecie (es decir, umbral de error, robustez mutacional); para el IAV no existe una descripción clara ni una definición pragmática de las cuasiespecies en el contexto de una infección natural y su posible papel en la patogénesis. En esta tesis, investigamos si la diversidad de cuasiespecies virales modulan la virulencia de IAV. En primer lugar, para comprender mejor la diferencia entre las variantes de virus desde un enfoque funcional, desarrollamos un pipeline bioinformático. El IAV es un patógeno que ha captado la atención de los investigadores durante décadas, y como resultado de eso, hay una cantidad importante y una gran variedad de información. Para la mayoría de sus proteínas se cuenta con una o más estructuras de cristalografía y hay descripciones precisas con evidencia experimental que asocian funciones a diferentes regiones de cada proteína. Nuestro pipeline utiliza esta información resaltando las diferencias de nucleótidos en comparación con una secuencia de consenso, lo que proporciona una mejor comprensión de las funciones de la proteína que podrían verse afectadas en comparación con la secuencia de consenso. En segundo lugar, utilizamos este pipeline para analizar las variantes virales observadas en las secuencias de IAV obtenidas de individuos graves. Esto nos permitió identificar un nuevo aminoácido en la NA que confiere resistencia al antiviral oseltamivir. También identificamos cambios en la HA que probablemente ayuden a evadir la inmunidad preexistente (respuestas de anticuerpos) en un sujeto en particular, lo que sugiere que se trata de una deriva antigénica intra-huésped. Además, estos cambios se detectaron como poblaciones mixtas en muestras secuenciales, lo que indica un cambio dinámico en el tiempo del genoma de IAV. Finalmente, describimos la diversidad de las cuasiespecies experimentalmente in vitro e in vivo en humanos. Usando una combinación de los métodos de secuenciación Illumina y PacBio, medimos las poblaciones virales durante el curso de la infección cuando el IAV se pasó en diferentes sustratos celulares hasta 10 veces. Nuestros análisis revelaron la presencia de un número limitado de variantes IAV, que fluctuaron a lo largo de los pasajes y las réplicas biológicas. La mayoría de las variaciones de un solo nucleótido (SNV) se encontraron a baja frecuencia y rara vez se compartieron entre las réplicas. Sin embargo, encontramos SNV que se fijaron en los ultimos pasajes y, casi siempre, conllevaron un cambio de aminoácidos. Los datos sugieren que, típicamente, había un único genotipo dominante. La diversidad genética se evaluó en individuos infectados con IAV pertenecientes a un grupo severo o a uno no severo. Nuestros análisis genómicos indican una tendencia a tener más SNV en el grupo severo que en el no severo. En el grupo severo, solo el 25% de los SNV fueron de ocurrencia única en un segmento, mientras que el 45% en los no severos, lo que sugiere una dinámica genética diferente entre los dos grupos. Al igual que lo sucedido in vitro, generalmente un genotipo es el dominante en cada paciente. Nuestros resultados indican que las diversidad en las cuasiespecies alcanzarón altos niveles en casos particulares, pero a modo general para cada segemento, no hubo diferencias en diversidad entre el grupo grave y el no grave. Adicionalmente, se encontraron haplotipos alternativos con alta frecuencia en experimentos in vitro e in vivo, pero según los datos obtenidos de los pasajes celulares, es muy probable que sea un estado transitorio. Por lo tanto, esta investigación contribuye a la comprensión de cómo se generan las cuasiespecies y sugiere que los factores del sustrato y / o huésped, probablemente contribuyan a la diversidad viral intrínseca y a la capacidad de replicación.