Las micotoxinas son metabolitos producidos por algunos hongos del tipo Aspergillus, Penicillum o Fusarium, contaminantes habituales de alimentos que necesitan secado como granos, frutos secos y condimentos. Las micotoxinas son extremadamente tóxicas y afectan tanto a animales como humanos; las de mayor significancia son la ocratoxina A, aflatoxina, fumonisina, tricotecenos y zearalenona. En términos generales, las micotoxinas al ser ingeridas son absorbidas en el tracto gastrointestinal, metabolizadas en el hígado a través de reacciones de Fase I (oxidación) y Fase II (conjugación), y finalmente excretadas por orina y heces. El principal órgano afectado por la exposición a micotoxinas es el hígado, órgano central del metabolismo, incrementando el tamaño hepático, el estrés oxidativo y modificando los niveles de lisofosfatidilcolina, que puede aumentar la apoptosis a través de la producción de especies reactivas de oxígeno. Además, se ha descrito que algunas de las micotoxinas pueden tener efectos endocrinos, principalmente de tipo estrogénico. La zearalenona (ZEN) es una de las micotoxinas más importantes producidas por Fusarium spp. Los hongos del tipo Fusarium son uno de los más frecuentes encontrados en Chile, y se ve aumentada en condiciones de estrés hídrico. La ZEN es termoestable y no se degrada por el procesamiento. La ZEN es una fusariotoxina estrogénica, es decir se clasifica como un fitoestrógeno o como un micoestrógeno, ya que su estructura química es análoga a la de los estrógenos naturales. Esto permite su unión con los sitios receptores estrogénicos, lo que conduce a una estrogenicidad amplificada. Como resultado, la intoxicación por ZEN conduce con mayor frecuencia a disrupción endocrina y trastornos del sistema reproductivo. Los metabolitos hepáticos pueden tener aun mayor afinidad con los receptores estrogénicos; por ejemplo, el alfa-zearalenol (α-ZEL) es 60 veces más estrogénico que ZEN. Si bien en Chile se han realizado estudios de biomonitoreo de micotoxinas, no existe en la actualidad información sobre la exposición a ZEN y sus metabolitos especialmente en mujeres y sus posibles efectos como disruptores hormonales. En este contexto, existe una condición endocrinometabólica muy prevalente en la población chilena denominada “Síndrome de ovario poliquístico” (SOP), la cual se caracteriza por la presencia de un exceso de hormonas andrógenicas, irregularidad menstrual y morfología de ovarios poliquísticos. Además, las mujeres con SOP poseen un mayor riesgo de desarrollar alteraciones metabólicas como resistencia a la insulina, diabetes tipo 2, síndrome metabólico y enfermedad cardiovascular, impactando su calidad de vida. El estudio de la fisiopatología del SOP es desafiante ya que es una condición muy heterogénea, sin embargo, se ha descrito que el hiperandrogenismo, la disfunción ovulatoria, alteraciones en la pulsatilidad de la hormona liberadora de gonadotrofinas (GnRH) y la resistencia a la insulina, tienen un rol clave en el desarrollo de esta condición. Por otra parte, el exceso de andrógenos incrementa los niveles de insulina y reduce la producción de la globulina transportadora de hormonas sexuales (SHBG) en el hígado, lo que aumenta la circulación de testosterona bioactiva libre. Además, la hiperinsulinemia estimula la síntesis de andrógenos activando la vía de la esteroidogénesis e incrementa estados de inflamación y estrés oxidativo, debido a la disfunción mitocondrial, promoviendo el desarrollo de un círculo vicioso. Sin embargo, la contribución individual de estos factores puede variar entre las pacientes, dando cuenta de la heterogeneidad clínica que se observa en la clínica. Aunque en su etiología se han implicado factores genéticos y de estilo de vida, cada vez hay más pruebas de que la exposición a contaminantes ambientales, incluyendo los disruptores endocrinos, también pueden contribuir significativamente al desarrollo y la fisiopatología del SOP. En este contexto, el rol de las micotoxinas como disruptores endocrinos no ha sido estudiado extensamente en el contexto del SOP, y debido a posibles efectos acumulativos e interacciones sinérgicas entre estos contaminantes, se requiere evaluar su potencial impacto en la fisiopatología del SOP. En particular, se ha considerado que las micotoxinas con actividad estrogénica, como la zearalenona, podrían influir en el equilibrio hormonal de las mujeres y potencialmente contribuir al desarrollo o exacerbación del SOP. De esta manera, el objetivo general de esta propuesta es evaluar los niveles circulantes de ZEN y sus metabolitos como posibles factores de riesgo dietarios, y determinar su posible asociación con alteraciones endocrinometabólicas en mujeres chilenas con SOP. Este objetivo será abordado mediante un estudio clínico en mujeres chilenas y un estudio in vitro. La investigación propuesta aportará información valiosa y novedosa sobre cómo factores dietarios contribuyen al desarrollo y severidad del SOP, abriendo nuevas vías para la comprensión y manejo de esta condición. Finalmente, esta propuesta se enmarca dentro del objetivo de vincular el ICA3 y el Instituto de Ciencias de la Salud, contribuyendo al objetivo estratégico de la Universidad de consolidar los Institutos de Investigación mediante la colaboración estrecha e interdisciplinaria. Más aún, el estudio aportará con formación de estudiantes de ambos institutos, la divulgación y difusión de los resultados del proyecto.

Non-communicable diseases (NCDs) are responsible for 74% of worldwide human deaths, with cardiovascular causes in the first place (1). NCDs are determined by a combination of environmental, genetic and epigenetic factors. In fact, adverse intrauterine conditions, such as reduced oxygen availability (hypoxia) and oxidative stress, can increase the risk of developing diseases during life, a phenomenon known as Fetal Programming or Developmental Origins of Health and Disease (DOHaD). Intrauterine hypoxia (IUH) affects most of the pregnancies in high altitudes populations (> 2500m) (2-4) and 3-4% in lowlands, with uteroplacental and developmental complications (4,5). We, and a couple of others, have recently shown that IUH determines cardiovascular oxidative stress during lifespan affecting endothelial function and vasodilator capacity, similar to what is seen with aging. The hypoxia-induced responses during development are responsible for fetal survival, but also determine mechanisms that program postnatal cardiovascular function that may increase cardiovascular health risks and accelerate aging (6). This proposal aims to determine the mechanisms and trace the origins and outcomes of cardiovascular dysfunction resulting from intrauterine hypoxia and oxidative stress, and further identify the interrelated senescence mechanisms in the heart and blood vessels. To assess the aforementioned, we will study the effects of IUH on cardiovascular aging along lifespan, as important regulators of the function, structure and biomechanical properties of the cardiovascular system.

El cáncer es una enfermedad genética compleja y mortal que afecta a un gran número de personas en Chile, con una alta tasa de mortalidad y un aumento constante en el número de casos. Ante esta realidad, es crucial implementar la Medicina de Precisión en el país para brindar un tratamiento personalizado y mejorar los resultados para los pacientes. El Centro UOH de BioIngeniería (CUBI) se propone liderar este avance, enfocándose en la región de O'Higgins, Chile. El CUBI busca crear mapas moleculares multiómicos de los cánceres prevalentes en la región, utilizando tecnologías de vanguardia y algoritmos avanzados. Esto permitirá comprender los perfiles genéticos y moleculares del cáncer, así como la heterogeneidad y evolución somática de los tumores chilenos. El equipo propuesto por CUBI, con su destacada capacidad de secuenciación genómica, procesamiento masivo de datos y experiencia en biología molecular y computacional, desempeñará un papel protagónico en el logro de estos objetivos. El CUBI se organiza en tres líneas de investigación principales. La primera línea se centra en las tecnologías genómicas para el mapeo de genotipos, fenotipos y evolución tumoral, dirigida por el Dr. Di Genova. Su objetivo es comprender los factores genéticos que contribuyen al cáncer, así como la variabilidad molecular y la evolución somática de los tumores chilenos. La segunda línea, liderada por el doctor Henao, se enfoca en las tecnologías de imagen para el mapeo y evaluación de fenotipos tumorales. Mediante el uso de imágenes histológicas y de ultrasonido, combinadas con la inteligencia artificial y modelos físico/matemáticos, se busca identificar patrones morfológicos y topológicos asociados a biomarcadores o procesos mutacionales específicos de los tumores. La tercera línea de investigación, liderada por el Dr. Krause, se centra en la utilización de modelos preclínicos para validar las relaciones fenotipo-genotipo desCUBIertas en las líneas de investigación anteriores y la creación de un biobanco regional. Esto permitirá realizar estudios moleculares, clínicos y epidemiológicos en la región de O'Higgins, fortaleciendo la base de conocimientos y facilitando la aplicación de los hallazgos en la práctica clínica. El CUBI cuenta con un equipo interdisciplinario de investigadores jóvenes, intermedios y senior, con líneas de investigación claras y bien definidas. Además, se ha establecido una sólida red nacional e internacional de colaboración con instituciones líderes en investigación del cáncer, como el IARC de Lyon, Francia, el ICR de Londres, UK y hospitales e instituciones en Chile. El CUBI busca posicionarse como un centro pionero en la investigación en medicina de precisión oncológica en Chile. Su objetivo principal es comprender y mapear la biología única de los pacientes chilenos/as con cáncer, con el fin de brindar tratamientos más efectivos y mejorar las oportunidades para la región. Con su infraestructura, equipo, red de colaboración y enfoque multidisciplinario, el CUBI tiene el potencial de generar un impacto significativo en la sociedad chilena al avanzar en la comprensión del cáncer y la implementación de estrategias de tratamiento personalizado. Proyectamos que la operación del CUBI tendrá un impacto positivo en la región y país en varios aspectos: 1. Mejorar la atención del cáncer: El CUBI permitirá una mejor comprensión de las características genéticas y moleculares de los tumores en la población regional y nacional. Esto conducirá a un diagnóstico más preciso, una estratificación más efectiva de los pacientes y una selección más precisa de los tratamientos. Como resultado, los pacientes recibirán terapias más efectivas, lo que mejorará sus resultados clínicos y su calidad de vida. 2. Avances científicos y tecnológicos: El centro promoverá el desarrollo y la aplicación de tecnologías de vanguardia y métodos de análisis de datos avanzados. Esto fomentará la investigación científica del cáncer y permitirá descubrir nuevas asociaciones genéticas y moleculares, así como identificar posibles blancos terapéuticos. Estos avances no solo beneficiarán a los pacientes de cáncer en Chile, sino que también contribuirán al conocimiento global en la lucha contra esta enfermedad. 3. Formación y educación: El centro brindará oportunidades de formación y capacitación para estudiantes, investigadores y profesionales de la salud interesados en la medicina de precisión en oncología. Esto fortalecerá la capacidad científica y clínica de la región, permitiendo la formación de especialistas altamente calificados en el diagnóstico y tratamiento del cáncer. 4. Impacto socioeconómico: La detección temprana, el tratamiento personalizado y la reducción de los efectos secundarios innecesarios pueden mejorar la eficiencia de los sistemas de salud y disminuir los costos asociados con el cáncer. Además, la generación de conocimiento científico y tecnológico puede impulsar la innovación y el desarrollo de la industria biotecnológica en la región, creando oportunidades económicas y empleo especializado. En resumen, el CUBI tiene el potencial de generar un impacto significativo en la sociedad regional al mejorar la atención médica, impulsar la investigación científica, fortalecer la capacitación y la colaboración, y tener repercusiones socioeconómicas positivas. Al comprender y abordar la complejidad biológica del cáncer en la población chilena, se allana el camino para una atención más efectiva y personalizada, y se brinda esperanza a los pacientes y sus familias en la lucha contra el cáncer.

One goal is to enhance the methods being currently developed by Espı́ndola (Physics), Krause (Physiology), and Xavier (Biomedical Engineering) for reconstructing capillary networks with ultrasound. The super-resolution is needed for early detection diseases such as cognitive decline, cancer, or liver fibrosis. They perfuse lipid-encapsulated microbubbles as contrast agents and then localize the bubbles in the ultrasound images with the singular value filter. However, that method leaves a non-negligible percentage of bubbles undetected. Here we propose to complement the singular value filter for the detection and tracking of microbubbles with the sophisticated and mathematically sound Mumford-Shah method for image contour detection, which stems from the conceptually-insightful and numerically-robust perspective of the minimization of energies. In the reconstruction of the capillary network from ultrasound, it is impossible to directly distinguish the microbubbles, or even the blood vessels, in each frame separately, due to the attentuation and degradation in this imaging technique. It is essential to take into account the dynamic nature of the problem, distinguishing the slowly-varying signals emitted by the tissue from those emitted by the microbubbles, which flow rapidly, behave nonlinearly, and have a much shorter coherence length. We therefore propose to regard the collection of two-dimensional frames as a single three-dimensional image, where a moving bubble becomes a tubular neighbourhood of a filament, which the Mumford-Shah model is expected to recover. From these filaments, bubbles can be detected and tracked, and the vertical inclinations of theses filaments will yield the microbubbles velocities. From the velocity profiles it is possible to estimate the shear wall stresses (their ‘tangential elastic rigidities’) of the blood vessels, and anomalies in these stresses are commonly good indicators of the presence of specific diseases. A fortunate encounter between mathematics and mechanics led to the observation that the problem of finding the path that the propagation of a crack will follow inside a structure upon loading could be solved with the mathematical theory (the analysis of free-discontinuity problems) developed for the apparently unrelated image segmentation Mumford-Shah model. The variational fracture theory initiated by Francfort and Marigo is by now (20 years after) very well established. The second goal of this proposal is to further develop the ongoing collaboration between Song (Pharmaceutics), Siegel (Pharmaceutics), Sánchez (Numerical analysis), Calderer (Applied mathematics), and the PI on the study of the debonding of polymer gels from rigid substrates (relevant in the design of the synthetic polymers coating the metallic parts of pacemakers and other medical prostheses) from this variational fracture theory perspective. The third main goal is to apply the mathematical analysis of free-discontinuity problems to the modelling of the evolution of the cavity in the block caving technique in underground rock mining. This has been pursued by Ortega, Lecaros, and coworkers from the side of applied mathematics in academia, in collaboration with Gaete from the Geomechanics Research Department at El Teniente, research group to which Gutiérrez and the PI have joined in the last months. We propose to study the seismic activity induced by the fracture of the rock mass due to gravity, following the works in the last decade within the variational fracture theory that incorporate the inertia effects. The final aim is to optimize the injection of water jets for the aminoration of the seismic events near the operation sites. The three research lines are applications of the phase-field regularization by Ambrosio and Tortorelli of the Mumford-Shah free-discontinuity model, a different variant being required in each of the three contexts. The first stage of the implementation is of mathematical modelling and high-level numerical simulation abilities, in which the intuition and first-hand knowledge from the members of the research team that are experts in vascular function, ultrasound imaging, polymer chemistry, and mining geomechanics is translated into particular mathematical concepts and concrete computational methods. This is followed by a stage of calibration and validation, where the full interplay with experiments is required. The product of a robust and validated computational method will constitute then an advancement in the capabilities, available resources, and understanding in each of the applied disciplines.

Esto se debe a una disminución de la tasa de natalidad y a un aumento de la esperanza de vida. En el año 2018 el grupo etario de personas mayores constituyo el 12% de la población en relación con la población menor de 15 años, lo que representa.

URO 2295. El Ministerio de Educación a través del Departamento de Fortalecimiento Institucional de la Subsecretaria de Educación Superior financia proyectos que permitan contribuir al desarrollo social y territorial, a nivel local y/o regional, a través de la generación compartida de conocimientos, oportunidades de desarrollo y/o beneficios entre las instituciones de educación superior y los actores sociales, tanto públicos como privados. En este contexto, este proyecto busca generar estrategias eficaces – con la comunidad y distintos actores sociales de la región – y basadas en la evidencia que aborden el aumento de la prevalencia de enfermedades crónicas no transmisibles a través de la mejora de los patrones de actividad física y alimentarios de la población regional. Objetivo general: Fortalecer las estrategias comunitarias de promoción de la salud, prevención y tratamiento temprano y oportuno de enfermedades crónicas no transmisibles en la Región de O’Higgins con foco en actividad física y nutrición saludable