L’excepcional registre fòssil d’escamosos a la Península Ibèrica representa una oportunitat inestimable per revelar la història evolutiva de llangardaixos i amfisbenes al llarg d’un llarg lapse de temps (Juràssic-Quaternari) en una zona clau de contacte intermitent entre Europa i Àfrica. Pel que fa als llangardaixos, només les associacions mesozoiques (principalment les del Juràssic Superior i Cretaci Inferior) i quaternàries s’han descrit sistemàticament amb anterioritat. La descripció de nou material del Cretaci Inferior millora el coneixement existent quant a les notables associacions mesozoiques, permetent l’erecció de Pedrerasaurus latifrontalis de La Pedrera de Meià i Jucaraseps grandipes de Las Hoyas, així com la descripció del segon exemplar conegut de l’interessant Scandensia ciervensis provinent de la segona localitat. La diversa asssociació de Sossís (Eocè superior) proporciona informació sobre els primers llangardaixos descrits d’aquesta edat al sud d’Europa, i inclou el nou tàxon Pyrenasaurus evansae, aixi com exemplars que amplien el rang geogràfic i/o temporal de diversos grups, com els iguànids pleurodonts, gekkos, lacèrtids, possibles scíncids, cordiliformes, glyptosaurins, anguins i amfisbenes. L’associació de Sossís proporciona noves dades des d’un punt de vista paleobiogeogràfic i paleoecològic, assemblant-se molt a les localitats contemporànies de França, recolzant hipòtesis prèvies basades en les faunes de mamífers. Quant al Miocè, la diversitat de varanins queda reduïda al gènere Varanus mitjançant la sinonimització d’Iberovaranus amb el primer. Es descriu també una nova espècie del blànid Blanus basada en el primer crani fòssil d’amfisbena recuperat a Europa. Ambdós estudis contribueixen a un refinament del coneixement més aviat parcial que es té dels llangardaixos i amfisbenes miocens, resultat d’un tractament superficial d’aquest tipus de faunes en treballs anteriors. El coneixement previ sobre llangardaixos i amfisbenes fòssils de la Península Ibèrica és revisat a la llum d’aquestes noves troballes i sota un enfocament modern, incrementant el coneixement existent sobre la composició de les associacions i proporcionant informació paleobiogeogràfica i paleoecològica, esdevenint una de les visions més completes disponible de la evolució del grup al llarg de la major part de la seva existència en una zona determinada, en aquest cas, la Península Ibèrica. / The remarkable squamate fossil record from the Iberian Peninsula represents an invaluable opportunity to unveil the evolutionary history of lizards and amphisbaenians during a long time span (Jurassic-Quaternary) in a key area of intermittent contact between Europe and Africa. Only Mesozoic (mainly Late Jurassic and Early Cretaceous) and Quaternary lizard assemblages had been systematically described previously. The description of new material from the Early Cretaceous improves our knowledge of the exceptional Mesozoic assemblages through the erection of Pedrerasaurus latifrontalis from La Pedrera de Meià and Jucaraseps grandipes from Las Hoyas, as well as the description of the second known specimen of Scandensia ciervensis. The diverse assemblage from Sossís (late Eocene) represents the first late Eocene lizard assemblage from Southern Europe, and includes the highly characteristic new taxon Pyrenasaurus evansae, as well as specimens that increase geographical and/or temporal ranges of several groups in the Iberian Peninsula, such as pleurodont iguanians, gekkotans, lacertids, scincids, cordyliformes, glytposaurines, anguines and amphisbaenians. The assemblage of Sossís provides insights from paleobiogeographical and paleoecological viewpoints, and compares well with contemporaneous French localities, supporting previous hypotheses based on mammals. In the Miocene, the diversity of varanines is reduced to the genus Varanus through the synonymization of Iberovaranus with the former. A new species of Blanus, based on the first amphisbaenian skull from the European fossil record, is described. Both studies contribute to an ongoing refinement of a rather incomplete knowledge on Miocene squamate faunas resulting from a superficial treatment received by many preceding works. Previous knowledge of fossil Iberian lizards and amphisbaenians is reviewed in the light of these new findings, and placed in a modern framework, shedding light on issues such as the composition of the assembages, paleobiogeography and paleoenvironment. The result is one of the most complete visions of their evolution most of its time of existence in a given area, in this case, the Iberian Peninsula.

Algunes de les diferències observades entre hominoïdeus no humans i entre grups d’humans en l’esquelet de l’extremitat superior es deuen a diferències en la locomoció i en els patrons d’activitat, respectivament. Les característiques estructurals de l’extremitat superior es poden quantificar mitjançant diversos mètodes: graduant entesis, calculat propietats geomètriques de secció, analitzant la forma o aplicant models biomecànics. Pel que fa a l’últim, el model pel càlcul de l’eficiència rotacional de l’avantbraç és d’especial interès, doncs la pronosupinació és essencial durant la locomoció i manipulació. Aquest model usa mesures preses en imatges 3D d’húmer i en radi i ulna per calcular l’eficiència rotacional, que és una mesura de la capacitat del pronador rodó per fer girar el radi al voltant de l’ulna. L’objectiu d’aquest treball és caracteritzar el braç i avantbraç dels hominoïdeus usant l’eficiència rotacional i altres característiques relacionades amb funció i usar aquesta caracterització per reconstruir patrons d’activitat i locomoció. L’eficiència es va calcular en una mostra àmplia d’hominoïdeus actuals. Els resultats indiquen que les posicions en el rang de pronosupinació on l’eficiència és màxima per cada angle del colze difereixen entre taxons, reflectint tipus locomotors. Els humans presenten posicions dels màxims que reflecteixen la manca de requeriments locomotors de l’extremitat superior i la millora de les capacitats de manipulació. Les diferències en les posicions de màxima eficiència es deuen a diferències en l’orientació de l’epicòndil medial, lloc d’inserció proximal del pronador rodó: epicòndils més retroflexionats fan que l’eficiència màxima en extensió se situï en posicions de més pronació, mentre que epicòndils més orientats proximalment fan que l’eficiència màxima en flexió se situï en posicions més supinades. L’efecte de l’activitat muscular en estructures esquelètiques es va estudiar analitzant els components de força del pronador rodó i avaluant la relació entre els canvis en les entesis i altres característiques esquelètiques en una mostra àmplia d’humans. Els resultats suggereixen que l’ús del pronador rodó pot provocar canvis en característiques relacionades amb l’eficiència rotacional, sobretot per superar desavantatges funcionals succeïts quan l’avantbraç s’usa en posicions de baixa eficiència o de desequilibri de forces. La correlació entre el desenvolupament d’algunes entesis i l’orientació de l’epicòndil medial indica que aquesta última pot ser modificada per activitat, i per tant les posicions de màxima eficiència poden reflectir patrons d’activitat. Les característiques esquelètiques de l’extremitat superior dependents d’activitat covarien entre elles: la diàfisi humeral augmenta la seva rigidesa i l’amplada anteroposterior de la seva regió medio-proximal per tal d’ajustar-se a requeriments mecànics relacionats amb músculs de l’espatlla. Les propietats geomètriques de secció i l’eficiència rotacional també es van usar per reconstruir patrons d’activitat a Tigara (1200-1700dC) i Ipiutak (100aC-500dC), Alaska. A Tigara, els valors de les propietats geomètriques de secció d’húmer són més grans en homes, indicant que duien a terme activitats amb més demanda física. Les dones tenen les posicions de màxima eficiència en flexió en posicions més supinades, indicant que potser s’encarregaven d’activitats de manipulació. A Ipiutak no es va trobar un grau de dimorfisme sexual rellevant. L’eficiència rotacional també es van usar per inferir el tipus locomotor de Lucy (Australopithecus afarensis). La similitud entre les posicions dels seus màxims i els de Pongo spp. al llarg de tot el rang de flexoextensió, i la similitud amb Pan troglodytes i Gorilla gorilla en flexió, suggereixen que l’extremitat superior d’Au. afarensis estava adaptada a locomoció arborícola. / Some of the differences observed among nonhuman hominoids and among human groups in the upper limb skeleton are triggered by differences in their locomotion and in their activity patterns, respectively. Upper limb structural characteristics can be quantified using several approaches, e.g. scoring entheseal changes, calculating cross-sectional properties, analyzing shape or applying biomechanical models. Concerning the latter, the model to calculate forearm rotational efficiency (pronator teres rotational efficiency, Erot) is of special interest, as pronation and supination are essential during locomotion and manipulation. This model uses osteometrical and geometrical measurements taken on three-dimensional images of humerii and on dry radii and ulnae to calculate Erot, which is a measure of the capacity of pronator teres to rotate the radius around the ulna. The objective of this dissertation is to characterize the hominoid arm and forearm skeleton using Erot and other function-related features and to use this characterization to reconstruct activity patterns and locomotor behaviors. Forearm rotational efficiency (Erot) was calculated in a large sample of extant hominoids. The results indicate that the positions in the pronation-supination range where Erot is maximal for each elbow angle differ among taxa, which reflects adaptations to locomotor modes: there are evident differences among knuckle-walkers, arboreal taxa and true brachiators. Humans present positions of the maximums that reflect the lack of locomotor requirements of their upper limb and the enhancement of manipulative capacities. The differences in the positions of maximum Erot are caused by differences in the orientation of the humeral medial epicondyle, the proximal attachment site of pronator teres: more retroflexed epicondyles cause maximum Erot in elbow extension to be in more pronated positions, whereas more proximally oriented epicondyles cause maximum Erot in elbow flexion to be in more supinated positions. The effect of muscular activity on skeletal structure was explored by analyzing the components of pronator teres force and by assessing the relationship between entheseal development and other skeletal characteristics on a large sample of humans. The results suggest that pronator teres usage can cause plastic changes on characteristics related to Erot calculation, especially to overcome functional disadvantages that occur when the forearm is used in positions of low Erot or disequilibrium of forces. The correlation between the development of some entheseal changes and medial epicondylar orientation indicates that the latter can be probably modified by activity, and so forearm positions where Erot is maximal can reflect activity patterns. Overall, skeletal features of the upper limb that are affected by activity, such as entheseal changes and humeral rigidity and shape, show covariance among them, which highlights their relevance to inferring function. The humeral shaft increases its rigidity and the anteroposterior width of its mid-proximal region in order to adjust to mechanical requirements related to muscles involved in shoulder motion. Cross-sectional properties and Erot were also used to reconstruct the activity-related sexual dimorphism in Tigara (1200-1700CE) and Ipiutak (100BCE-500CE), Alaska. In Tigara, the greater values for humeral cross-sectional properties among males indicate that they were involved in more physically demanding tasks, such as hunting. The forearm positions where Erot is maximal in elbow flexion are in more supinated positions in females, which suggests that they probably engaged in manipulative labors more frequently. In Ipiutak, the results failed to find a relevant degree of sexual dimorphism. Forearm rotational efficiency (Erot) was also used to infer the locomotor mode of Lucy (Australopithecus afarensis). The resemblance of the positions of its maximum Erot with those of Pongo spp. throughout the entire flexion-extension range, and its resemblance with Pan troglodytes and Gorilla gorilla in elbow flexion, suggest that the upper limb of Au. afarensis was adapted to arboreal locomotion.

Restes de primats de l’Eocè han estat recuperades de diferents jaciments de la Península Ibèrica des de la dècada de 1960, tot i que el seu estudi ha estat escàs des d’aleshores. Aquesta tesi doctoral inclou, d’una banda, una revisió bibliogràfica exhaustiva del registre de primats del Cenozòic de la Península Ibèrica, que representa una actualitació essencial després de les noves troballes fetes durant les últimes dècades i, d’altra banda, la descripció, comparació i determinació taxonòmica de noves restes dentàries de primats (Plesiadapiformes, Adapoïdeus i Omomioïdeus) de diferents jaciments de l’Eocè de la Península Ibèrica: Masia de l’Hereuet i Sossís (Lleida), Sant Jaume de Frontanyà (Barcelona) i Mazaterón (Sòria), emmagatzemades a les col·leccions de l’Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont. Aquests estudis han permès en alguns casos la definició de nous tàxons. Concretament, s’ha descrit l’únic material de plesiadapiforme trobat a Espanya fins ara, procedent del jaciment de Masia de l’Hereuet (Eocè Inferior, Conca Sudpirinenca Central), i s’ha atribuït al gènere Arcius, l’únic gènere de la família Paromomyidae trobat a Europa, encara que l’escassedat de material no ha permès realitzar una determinació a nivell d’espècie. Del jaciment de Sant Jaume de Frontanyà (Eocè Mitjà, Conca Sudpirinenca Oriental) s’han definit dues espècies noves, l’adapoïdeu Anchomomys frontanyensis i l’omomioïdeu Pseudoloris pyrenaicus. La troballa d’A. frontanyensis, que va existir als Pirineus simultàniament amb l’espècie A. gaillardi a França, revela l’existència d’un altre llinatge d’aquest gènere a Europa. La descripció del material de P. pyrenaicus revela que les espècies P. saalae-P. isabenae-P. pyrenaicus-P. parvulus constitueixen un llinatge que va evolucionar durant l’Eocè Mitjà-Superior a Europa. També s’han definit un nou gènere i espècie, l’adapoïdeu Mazateronodon endemicus, i una nova espècie, l’omomioïdeu Pseudoloris cuestai, del jaciment de Mazaterón (Eocè Mitjà, Conca del Duero), que presenten diferències en la dentició amb els representants dels seus respectius grups a les conques pirinenques i a la resta d’Europa. Això reforça el caràcter endèmic de les faunes de la Bioprovíncia Occidental Ibèrica, que havia estat observat prèviament en altres grups de mamífers, causat per l’aïllament d’aquesta regió de la resta d’Europa durant l’Eocè, com a conseqüència de la transgressió marina que connectà els mars Cantàbric i Mediterrani. A més a més, Mazateronodon representa la mostra més rica d’un primat de l’Eocè d’aquesta bioprovíncia. Del jaciment de Sossís (Eocè Superior, Conca Sudpirinenca Central) s’ha descrit un nou gènere i espècie, l’adapoïdeu Nievesia sossissensis, que ha ajudat a aclarir, juntament amb la resta d’adapoïdeus estudiats en aquest treball, tots pertanyents a la tribu Anchomomyini, les relacions filogenètiques entre els anchomomyins i amb la resta d’adapoïdeus i estrepsirins actuals. Els resultats indiquen que els nous gèneres Nievesia i Mazateronodon semblen estar més emparentats entre ells que no pas amb la resta d’anchomomyins, i tot indica que els anchomomyins no estarien més relacionats amb els estrepsirins corona que amb altres adapiformes, i que en canvi hi hauria una relació filogenètica més estreta entre els anchomomyins i els asiadapins i els sivaladàpids que amb altres adapiformes. Tot i això, aquests resultats s’han d’analitzar amb precaució, degut a que és necessària més informació sobre caràcters que ens són encara desconeguts. / Fossil remains of Eocene primates have been recovered from many sites in the Iberian Peninsula since the 1960’s, although they have been poorly studied. This doctoral thesis includes, on the one hand, a thorough bibliographic revision of all the Cenozoic primate material from the Iberian Peninsula, which represents an essential updating after the new discoveries of the last decades. On the other hand, the description, comparison and taxonomic determination of new primate dental remains of Plesiadapiformes, Adapoidea and Omomyoidea from different Eocene fossil sites of the Iberian Peninsula: Masia de l’Hereuet and Sossís (Lleida), Sant Jaume de Frontanyà (Barcelona) and Mazaterón (Soria), stored in the collections of the Institut Català de Paleontologia Miquel Crusafont. These studies have allowed, in some cases, the definition of new taxa. Specifically, the only material of a plesiadapiform found in Spain has been described, which was recovered from the fossil site of Masia de l’Hereuet (Early Eocene, Southern Pyrenean basins). The studied remains have been attributed to the genus Arcius, the only genus of the family Paromomyidae found in Europe, even though the scarcity of the material has not allowed a specific determination. From the fossil site of Sant Jaume de Frontanyà (Middle Eocene, Southern Pyrenean basins) two new species have been erected, the adapoid Anchomomys frontanyensis and the omomyoid Pseudoloris pyrenaicus. The finding of A. frontanyensis, which existed in the Pyrenees simultaneously with the species A. gaillardi in France, reveals the existence of another lineage of this genus in Europe. The description of the P. pyrenaicus material reveals that the species P. saalae-P. isabenae-P. pyrenaicus-P. parvulus constitute a lineage that evolved during the Middle-Late Eocene in Europe. Moreover, a new genus and species, the adapoid Mazateronodon endemicus, and a new species, the omomyoid Pseudoloris cuestai, have also been described from the locality of Mazaterón (Middle Eocene, Duero Basin). They both present traits in their dentition that differ from the representatives of their groups in the Pyrenean basins and the rest of Europe. This reinforces the endemic character of the faunas of the Western Iberian Bioprovince, which was previously observed in other groups of mammals, caused by the isolation of this region from the rest of Europe during the Eocene, as a consequence to the marine transgression that connected the Cantabric and Mediterranean seas at that time. In addition, Mazateronodon represents the richest sample of an Eocene primate from this bioprovince. From the Sossís fossil site (Late Eocene, Southern Pyrenean basins) a new genus and species has been described, the adapoid Nievesia sossissensis, which will help to clarify, together with the rest of the adapoids studied in this thesis, all belonging to the tribe Anchomomyini, the phylogenetic relationships among the anchomomyins and with the rest of adapoids and extant strepsirhines. The results indicate that the new genera Nievesia and Mazateronodon seem to be more related to each other than to other anchomomyins, and also that the anchomomyins would not be more related to crown strepsirhines than to other adapiforms, and that, on the contrary, there would be a closer phylogenetic relationship between anchomomyins, asiadapines and sivaladapids than to other adapiforms. Nevertheless, these results need to be taken with caution, since more information about still unknown characters is needed.

Salmonella no tifoidea, uno de los patógenos zoonóticos de mayor impacto, causa brotes en humanos debido al consumo de alimentos contaminados, siendo las aves de corral su principal reservorio. A raíz de la prohibición del uso de antibióticos como promotores del crecimiento en producción animal, se han aplicado diferentes medidas, como el uso de vacunas, probióticos, prebióticos y simbióticos, para el control de Salmonella en aves con una eficacia todavía limitada. Por ello, se ha planteado el uso de la terapia fágica como un medio alternativo de control de Salmonella. Nuestro grupo demostró previamente que la terapia fágica oral, basada en un cóctel compuesto por los fagos UAB_Phi20, UAB_Phi78 y UAB_Phi87, reduce eficientemente la colonización de Salmonella en un modelo de pollo de engorde libre de patógenos específicos. Para completar la caracterización de estos fagos, en el presente trabajo se ha determinado que el inicio de la replicación del DNA del fago UAB_Phi78 se produce a los 10 min de la infección de Salmonella, siendo este tiempo de 20 min para los otros dos fagos. Se detectó DNA en células de Salmonella infectadas con los fagos UAB_Phi20 y UAB_Phi78 durante 40 min. Este tiempo fue de más de 120 min para el fago UAB_Phi87. Los extremos del cromosoma del bacteriófago UAB_Phi20 son permutaciones cíclicas y su mecanismo de empaquetamiento es el de llenado de cabeza de los fagos del género tipo P22. En cambio, los fagos UAB_Phi78 y UAB_Phi87 presentaron repeticiones terminales directas cortas en los extremos de sus cromosomas similares a las de los fagos de los géneros tipo SP6 (UAB_Phi78) y tipo FelixO1 (UAB_Phi87), respectivamente. Ninguno de los fagos fue capaz de promover transducción en las condiciones de ensayo utilizadas. Los retos inherentes a la terapia fágica oral están relacionados con la falta de estabilidad del fago en el estómago y su reducido período de residencia en el tracto gastrointestinal. En este trabajo se han desarrollado dos métodos de encapsulación de bacteriófagos (liposomas y alginato-CaCO3) y se ha estudiado si la terapia fágica con fagos encapsulados supera los inconvenientes indicados. Para este estudio, se ha desarrollado un modelo animal de experimentación (pollos de engorde/Salmonella) que mimetiza las condiciones de las granjas de producción. La encapsulación en lípidos catiónicos permitió obtener fagos encapsulados con un diámetro de 308,6 a 325,8 nm, una carga positiva entre 31,6 y 35,1 mV (pH 6,1) y una eficiencia de encapsulación cercana al 50%. El diámetro medio de los fagos encapsulados en alginato-CaCO3 varió entre 123,7 y 149,3 µm, con eficiencias de encapsulación superiores al 90%. Además, ambas formulaciones son estables a 4oC como mínimo 6 meses. En fluido gástrico simulado (pH2,8), el título de los fagos sin encapsular disminuyó entre 5,7 y 8 log10 tras 60 min, mientras que el de los fagos encapsulados en liposomas y alginato-CaCO3 sólo disminuyó entre 3,7 y 5,4 log10 y ≤3,5 log10, respectivamente. Los fagos encapsulados en liposomas o alginato-CaCO3 se detectaron, respectivamente, en el 38,1% y el 71,4% de los animales a las 72 h y sólo en un 9,5% de los animales tratados con fagos no encapsulados. Además, el contenido cecal y el fluido intestinal simulado promueven la liberación de los fagos de las cápsulas lipídicas y de alginato-CaCO3, respectivamente. Finalmente, en experimentos de terapia fágica, la disminución de la concentración de Salmonella se prolongó como mínimo 7 días más en los animales tratados con fagos encapsulados que en los tratados con fagos no encapsulados tras la interrupción del tratamiento. La metodología utilizada permite la encapsulación de bacteriófagos de diferentes morfologías en liposomas y alginato-CaCO3 y muestra que la encapsulación mejora significativamente la terapia fágica oral. / Non-typhoidal Salmonella, one of the most common zoonotic pathogens, causes foodborne disease outbreaks in humans. Poultry is the major reservoir of this bacterium. Following the ban on the use of antibiotics as growth promoters in animal production, Salmonella infection in poultry has been mainly controlled through biosafety measures implemented in animal production facilities and through the use of vaccines, probiotics, prebiotics, and synbiotics. Although reduction in the prevalence of several Salmonella serovars was achieved between 2007 and 2012 in the European Union, these methods are insufficient such that phage therapy has gained increasing attention for Salmonella control. In previous work, we demonstrated that oral phage therapy using a cocktail containing three bacteriophages (UAB_Phi20, UAB_Phi78, and UAB_Phi87) very efficiently reduces Salmonella colonization in specific pathogen free chickens. To better understand the efficacy and safety of these phages, we characterized their replication kinetics, genome ends, and transduction capability. The results showed that DNA replication was initiated 10 min after bacterial infection by UAB_Phi78 and 20 min after infection by UAB_Phi20 and UAB_Phi87. UAB_Phi20 and UAB_Phi78 DNA was detected inside the cells for 40 min and that of UAB_Phi87 for >120 min. The genome ends of the three phages differed and were included in specific DNA packaging strategies: P22likevirus headful (UAB_Phi20), SP6likevirus direct terminal repeats (UAB_Phi78), and Felixounalikevirus direct terminal repeats (UAB_Phi87). None was able to promote transduction under the conditions of the assay used. The inherent challenges to the oral administration of bacteriophages as therapeutic agents against intestinal pathogens are related to the lack of phage stability in the stomach and the short residence time in the intestinal tract, which together lower the efficiency of phage therapy. In this work, two methods for phage encapsulation have been developed. The advantages of phage therapy with the encapsulated phages has been studied in an animal model (broiler/Salmonella) developed in this work that mimics the conditions of the farms. Encapsulation in cationic lipids yielded liposome-encapsulated phages with a mean diameter of 308.6 - 325.8 nm, a positive charge between +31.6 and +35.1 mV (pH 6.1), and an encapsulation efficiency yield of ~50%. In comparison, the mean diameter of the alginate-encapsulated phages ranged from 123.7 to 149.3 μm and the encapsulation efficiencies were >90%. The two phage formulations are stable for ≥6 months when stored at 4°C. The titre of non-encapsulated phages in simulated gastric fluid (pH 2.8) decreased by 5.7–8.0 log10 after 60 min, whereas liposome- and alginate-encapsulated phages were significantly more stable, with losses of 3.7–5.4 log10 units and ≤3.5 log10, respectively. Liposome and alginate-CaCO3 encapsulations also significantly improved bacteriophage retention in the chicken intestinal tract compared to the non-encapsulated preparations. In broilers administered cocktails of encapsulated and non-encapsulated phages, the former were detected in 38.1% (liposome) and 71.4% (alginate-CaCO3) of the animals after 72 h whereas the non-encapsulated phages were present in only 9.5%. In in vitro experiments, phage release from the liposomes and alginate-CaCO3 capsules was triggered by the caecal contents of broilers and simulated intestinal fluid, respectively. In commercial broilers experimentally infected with Salmonella, daily administration of the three cocktails for 7 days post-infection conferred similar levels of protection against Salmonella colonization. Although protection by the non-encapsulated phages disappeared once treatment was stopped, the decrease of the Salmonella concentration provided by both encapsulated forms persisted for at least another week, thus showing the enhanced efficacy of encapsulated phages in phage therapy. The work describes the methodology used to obtain liposome and alginate-CaCO3 phage encapsulation, which can be used with bacteriophages of different morphologies, and the advantages of both forms in overcoming the inherent drawbacks of orally administered phage therapy.

En les últimes dècades Staphylococcus aureus s’ha consolidat com un dels microorganismes amb més capacitat de causar infeccions, donant lloc des de malalties lleus i localitzades, de curs benigne, fins a infeccions greus, disseminades, amb elevada mortalitat. En aquesta tesi, s’han abordat tant aspectes clínics i epidemiològics dels pacients amb infeccions documentades per S.aureus, en especial bacterièmia i infeccions de pell i parts toves, com aspectes relacionats amb el patogen. En aquest últim apartat, s’ha estudiat l’epidemiologia molecular de les soques, factors de virulència i alguns tests fenotípics que ens ajudaran a mesurar la seva expressió. Es van incloure un total de 293 bacterièmies per S.aureus. La fagotipia va permetre tipar el 37.5% de les soques SARM i el 43.3% dels SASM. La detecció del gen mecA va resultar positiva en 28 soques, en concordança amb les dades obtingudes de la sensibilitat antibiòtica per CMI. En l’anàlisi del tipus SCCmec de les soques SARM, 27 d’elles corresponien al SCCmecIVc i només una presentava el tipus SCCmec IVa i ACME negatiu. Mitjançant spa typing es va demostrar el predomini d’un grup clonal, CC002 (31%) englobant dos spa tipus predominants: t002, t067 en soques SASM i el predomini de CC067 (37.14%) incloent els spa tipus t0067 i t002 en SARM. Comparant els patrons d’electroforesi en camp polsant es van agrupar les soques SARM en les clones E7 i E8, també les més prevalents en el nostre medi. En l’estudi mitjançant microarrays de 102 d’aquestes soques es va observar un predomini del CC5 (38.2%), seguit del CC30 (21.6%). La distribució dels perfils al·lèlics del sistema regulador agr mostrava un predomini del agr II (46.1%). La mortalitat de la sèpsia per S.aureus es relaciona amb la susceptibilitat de l’hoste, característiques de la soca, característiques epidemiològiques i amb el temps transcorregut fins a l’inici d’un tractament antibiòtic adequat. Així, l’estudi de mètodes ràpids per la identificació i la detecció de sensibilitat a cloxacil·lina ( BinaxNow S.aureus / PBP 2a Test, GenomEra MRSA/SA Blood Culture, MicroPhage MRSA/MSSA Blood Culture Test) ens ha permès adequar el tractament antibiòtic en un 79.25% dels casos. L’origen de la bacterièmia en el 58’4% dels casos era nosocomial i el 45.7% d’origen en el catèter. El 80% dels malalts presentaven comorbiditats associades: 35.5% neoplàsia, 30.4% DM, 14% IRC i 13.7% tractament previ amb immunosupressor. Una quarta part van presentar bacterièmia complicada, i un 8.5% bacterièmia persistent. . D’altra banda, les infeccions de pell i parts toves per S.aureus resistents a meticil·lina d’origen comunitari (CA-SARM) representen al voltant del 20% en el nostre medi. La tipificació molecular d’aquestes soques va permetre demostrar que la majoria pertanyien a la soca USA300-ST8-SCCmec IVc i ACME negativa, variant de la clona USA300 (USA300-ST8-SCCmec IVa). No es va trobar cap associació entre la soca productora i la nacionalitat dels pacients. Les manifestacions clíniques dels pacients eren lleus i sense presència de complicacions, tant en els SASM com SARM. L’elevada prevalença de la Leucocidina de Panton Valentine (PVL) en soques SASM o SARM i la bona evolució, tot i el tractament antibiòtic inadequat, es correlaciona amb la hipòtesi que independentment de la sensibilitat antibiòtica, el drenatge de la lesió és necessari per la resolució de la infecció i posa de manifest la difícil valoració del paper de factors de virulència com la PVL en la patogènia d’aquestes infeccions. / In recent decades, Staphylococcus aureus has become an important human pathogen causing a wide variety of diseases, ranging from uncomplicated infections to life-threatening septicaemia, thus leading to significant morbidity and mortality. This thesis recorded clinical and epidemiological characteristics from patients with S.aureus infections, especially bacteremia and skin-soft tissue infections as well as microorganism related factors. The second aim was to investigate the molecular typing and to characterize the virulence factors of S. aureus isolates and some phenotypic assays for its measurement. A total of 293 patients with bacteremia were included. Phage typing allowed to type the 37.5 % of MRSA strains and 43.3 % of MSSA. Regarding molecular characterization, mecA was detected in 28 strains, in accordance with the data of antibiotic susceptibility testing by microdilution method. SCCmec typing of SARM isolates showed that 27 of these were carrying SCCmecIVc and only in one case was found SCCmec IVa and ACME negative. Spa typing revealed the prevalent clonal complex CC002 (31%), enclosing two predominant spa types: t002, t067 in MSSA while the clonal complex CC067 (37.14%) including spa types t0067 and t002 was the predominant in MRSA strains. Genotyping by pulsed-field gel electrophoresis of these SARM strains grouped into two genotypes, E7 and E8. These profiles are the predominant clones in Spain. The application of microarrays for genotyping reflected that the most frequent CC was CC5 (38.2%) followed by CC30 (21.6%). Concerning the agr types, most isolates presented agr II (46.1%). Increased frequency of bacteraemia and maintenance of mortality rates are related to the susceptibility of the host, strain-specific features, epidemiological characteristics and the time from microbiological diagnosis to the starting of appropriate antibiotic treatment. The study of three diagnostic methods: BinaxNow S.aureus /MRSA PBP2, MicroPhage MRSA/ MSSA Blood Culture Test and GenomEra MRSA /SA Blood Culture for the direct identification and susceptibility S. aureus testing directly from positive blood cultures, allowed the early administration of appropriate antibiotic treatment in 79.25% of the cases. The origin of the bacteraemia was nosocomial in 58’4% of the cases and 45.7% were catheter related. Comorbidities were present in 80% of patients, being the most frequent neoplasia (35.5%), followed by diabetes mellitus (30.4%), end stage renal disease (14%) and immunosuppressive treatment (13.7%). Development of complications was present around 25% of the cases, and 8.5% of patients developed persistent bacteraemia. On the other hand, Community-Acquired methicillin resistant Staphylococcus aureus (CA-MRSA) causes approximately 20% of skin-soft tissue infections. A specific clone of CA-SARM, USA300-ST8-SCCmec IVc and characteristically lacking the ACME was the most prevalent in our environment, similar to USA300 (USA300-ST8-SCCmec Iva). We did not find any association between strain characteristics and nationality of the patients. All our patients presented an uncomplicated infection, both when MSSA and MRSA. In our study we reported a high prevalence of Panton Valentine leukocidin (PVL) producers among MSSA and MRSA and all patients presented a favourable outcome even though inappropriate antibiotic treatment was prescribed empirically. It is considered that the treatment of choice for these infections, irrespective of antibiotic susceptibility, is incision and drainage. The real pathogenic role of PVL it is still a subject of controversy, arising from results obtained from clinical studies.

La industria farmacéutica hoy en día tiene que afrontar varios retos ya que el 40\% de los compuestos resultantes de los programas de selección combinatorios son insolubles en agua. Como consecuencia, estas moléculas presentan dificultades a la hora de ser procesadas. Una de las estrategias más implementadas para aumentar la velocidad de disolución de estos nuevos fármacos es su formulación como microparticulas. Las propiedades de los ingredientes activos están directamente relacionadas con las características de las partículas tales como el tamaño, la forma, la estructura cristalina y la morfología. Concretamente, el control del tamaño y la forma de un fármaco son de vital importancia ya que estos dos parámetros influencian gran cantidad de propiedades físicas, sus posibilidades de procesado y calidad. Además, las compañías farmacéuticas tienen la necesidad urgente de desarrollar procesos de bajo impacto medioambiental, en particular, para reducir el empleo de disolventes orgánicos volátiles en los procesos de producción de fármacos así como el nivel de residuos en el producto acabado. Las estrictas limitaciones que sufre hoy en día la industria farmacéutica para obtener productos de alta calidad junto con la creciente preocupación de la sociedad por la seguridad y el medioambiente hacen que la implementación de técnicas más eficientes y más respetuosas con el medioambiente sea en una necesidad urgente. Los fluidos comprimidos (CF) surgieron en los años 80s y presentan unas propiedades únicas para la preparación de principios activos con un control excepcional de las variables de operación que permiten modelar las propiedades finales de los fármacos de una manera sostenible, como se detalla en el Capitulo 1 de esta Tesis. Una de las aplicaciones más exitosa de los fluidos comprimidos es en la producción de fármacos. En las cristalizaciones con disolventes convencionales, los tamaños de partícula deseados se obtienen sometiendo a los fármacos a procesos de molienda. En los procesos a partir de fluidos comprimidos, la formación de partículas se hace de manera controlada para obtener las propiedades finales deseadas en una sola etapa. Esto significa, que una vez que la partícula se forma, no tiene que someterse a tensiones térmicas ni mecánicas. Esta característica hace que las técnicas basadas en el uso de fluidos comprimidos sean adecuadas para producir biomoléculas. Además, los procesos con fluidos comprimidos presentan un gran potencial para su aplicación a gran escala. En base a la necesidad de implementar procesos sostenibles para la producción de principios activos con un tamaño y forma definidos, el objetivo de esta Tesis es expandir la bondad de los procesos de precipitación basados en fluidos comprimidos. Concretamente, el Capitulo 2 está centrado el uso del DELOS, un proceso basado en CFs, para preparar microparticulas cristalinas de activos con poca solubilidad en agua y que presentan problemas a la hora de ser procesados por técnicas convencionales. Otra prometedora estrategia para formular compuestos insolubles en agua es su formulación como suspensiones acuosas donde el fármaco se encuentra suspendido en forma de partícula micrónica en un medio acuoso. En este contexto, el Capitulo 3 explora la aplicación del método de una sola etapa DELOS-susp para la obtención de suspensiones acuosas de fármacos insolubles en agua de tamaño micrónico. Por último, con el objetivo de expandir el uso de los fluidos comprimidos, la parte final de esta Tesis ha estado dedicada a la investigación y caracterización a nivel molecular de sistemas tipo microemulsión sin surfactantes formados en mezclas "agua/disolvente orgánico/CO2" a alta presión. Estos líquidos nanoestructurados se pueden considerar como prometedores disolventes respetuosos con el medioambiente y como plantillas para la preparación de materiales nanoparticulados. / The pharmaceutical industry nowadays is facing several challenges, as more than 40 % of compounds identified through combinatorial screening programs are poorly soluble in water. These molecules are difficult to formulate using conventional approaches and are associated with innumerable formulation-related performance issues. Formulating these compounds as pure drug micro particles is one of the newer drug-delivery strategies applied to this class of molecules. The bioperformance of drugs depends on specific characteristics of particles such as size, surface, crystal structure and morphology. Concretely, the control of particle size and shape is of vital relevance as they influence a large variety of important physical properties, manufacturing processability and quality attributes. Moreover, pharmaceutical companies are more and more urged to develop production processes with very low environmental impact in particular for reducing the use of volatile organic compounds in medicine manufacturing as well as the residues in the finished product. In the case of pharmaceutical industry, requirements for high-quality products and society concerns about health and environments make the implementation of new efficient and environmentally respectful technologies for the preparation of drugs with tailored properties an urgent necessity. Compressed fluids (CF), which emerge in the early 80's, present unique properties for the eco-efficient production of Active Pharmaceutical Ingredients (APIs) with an exceptional control of the operational variables that allows tuning the final properties of the active compounds, as detailed in Chapter 1 of this Thesis. Among the most successful applications of CFs, particle engineering of pharmaceutical actives seems to be at the moment, the area with the highest blooming. In contrast to conventional particle formation methods, where a larger particle is originally formed and then milled to the desired size, CF technology involves growing particles in a tailored manner to reach the desired final physical properties. This means that the solid particle, once formed, does not have to undergo any thermal nor mechanical stresses, as happens in conventional techniques. This feature makes CF technology amenable to produce biomolecules and other sensitive compounds in their native pure state. In addition, CF-based technologies also present an enormous potential for large scale processing. In light of the need of implementing environmentally friendly processes for the production of APIs with controlled size and shape, this Thesis has been devoted to expand the goodness of CF-based methodologies. Concretely, Chapter 2 focuses on the use of DELOS, a CF-based precipitation process, to prepare micronized crystalline particles of poorly soluble actives with low bioavailability and problematic processing by conventional techniques. Another promising approach to increase the bioavailability of poor soluble drugs is their formulation as micro particles suspended in an aqueous media forming aqueous suspensions. In this context, Chapter 3 explores the application of DELOS-susp as a new one-step method for preparing aqueous suspensions of micronized actives. Finally, with the objective of expanding the use of CF-based process, the last part of this Thesis endeavors to investigate and characterize the organization, at the molecular level, of surfactant-free microemulsion-like systems formed in "water/organic solvent/\CO2" pressurized systems. These nanostructured liquids can be regarded as universal green solvents and could be used as nano templates.

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La sepsis es la respuesta inflamatoria del organismo frente a la invasión del torrente circulatorio de un patógeno, que desemboca en una disfunción orgánica. En las dos últimas décadas, se ha observado un incremento en la incidencia, probablemente atribuido al envejecimiento de la población, así como, a la aplicación de maniobras diagnósticas y terapéuticas cada vez más complejas y agresivas. Sigue presentando una elevada mortalidad, a pesar de las continuas mejoras que se han producido en la asistencia sanitaria, superando otras enfermedades de gran impacto social, como las neoplasias o el infarto agudo de miocardio. El diagnóstico clínico de la sepsis es de vital importancia para el correcto manejo y evolución del paciente. Pero también es imprescindible disponer de métodos de laboratorio que nos permitan detectar y aislar, lo más rápidamente posible, el microorganismo responsable del proceso infeccioso y estudiar su sensibilidad a los antibióticos, ya que la administración y adecuación precoz de la cobertura antibiótica empírica reduce la mortalidad en un 10%, en pacientes con sepsis grave o shock séptico. Actualmente, la técnica de referencia para el diagnóstico microbiológico de la sepsis es el hemocultivo, seguido de los métodos convencionales de identificación y antibiograma. Todo este proceso puede tardar hasta 48-65 horas, lo que implica un retraso en el inicio de una terapia antibiótica precoz y efectiva. Esto conlleva la necesidad de mejorar los preocedimientos de tal manera que se acorten significativamente los tiempos requeridos para la emisión de los informes sobre el agente causal de la sepsis. En esta tesis se han evaluado dos nuevos protocolos que permiten la inoculación directa de los paneles del sistema Vitek-2 compact para identificación y antibiograma de bacilos gramnegativos y cocos grampositivos, a partir de inóculos bacterianos obtenidos directamente de frascos de hemocultivo positivo, que contienen carbón activado. Con estos métodos, la concordancia global en el estudio de la sensibilidad antibiótica ha sido superior al 95% con respecto al método convencional. Además, proporciona resultados precisos de identificación y antibiograma en un tiempo medio de unas 6 horas para bacilos gramnegativos y 9 horas para cocos grampositivos. Con esta información podemos dar resultados definitivos en sólo 24 horas desde la extracción del hemocultivo. El mismo protocolo se ha evaluado aplicado a los hemocultivos pediátricos, obteniendo una concordancia, respecto al método de referencia, superior al 99% sin obtenerse ningún error muy grave. Otro objectivo ha sido es estudiar el impacto clínico que supone la información rápida y personalizada de los resultados obtenidos por el sistema Vitek-2 directamente de hemocultivo positivo, tanto en la población adulta como pediátrica. Este hecho, comportó un cambio en las decisiones terapéuticas por parte del clínico, en más del 50% de los episodios de bacteriemia en adultos, y en el 65’6% de los pacientes pediátricos, ya fuese por el inicio de un tratamiento antibiótico o por el cambio a un tratamiento adecuado. Probablemente, debido al aumento progresivo de la resistencia microbiana a los antibióticos, durante el período de estudio se ha observado un descenso en el porcentaje de episodios de sepsis en que el tratamiento empírico podía considerarse el de elección, y paralelamente se ha producido un incremento en el porcentaje en que la información rápida y personalizada ha permitido cambiar un tratamiento que no cubría al microorganismo implicado, por uno efectivo. Por lo que el sistema Vitek-2 compact ha permitido adelantar la toma de decisiones y modificar conductas terapéuticas o las relacionadas con la aplicación de medidas de control de infección. Por lo tanto, la transmisión inmediata y personalizada al médico responsable del paciente, de la información obtenida del hemocultivo positivo, tanto de la tinción de Gram como de los resultados de identificación y antibiograma, permite orientar de forma rápida y adecuada el tratamiento antibiótico, evitando las consecuencias de una terapia incorrecta y/o tardía. / Septicaemia is an inflammatory response mounted against invasion of the vascular space by pathogenic organisms, which frequently leads to organ failure. Incidence of Septicaemia has increased over the last two decades, probably due to an ageing population and the increased use of complex and invasive techniques for both diagnosis and treatment of disease. Mortality in septicaemia continues to be high despite improvements in healthcare, surpassing that of other diseases with high social impacts such as neoplasias or acute myocardial infarction. Accurate diagnosis of septicaemia is essential if it is to be treated correctly and patient survival improved. Key components of this diagnostic arsenal are laboratory tools and methods that allow rapid detection and isolation of causative pathogens and the characterisation of their antibiotic resistance profiles because rapid administration of empirical antimicrobial therapy and its timely adjustment to susceptibility testing can reduce mortality by up to 10% in patients with severe sepsis or septic shock. The current gold standard in the diagnosis of septicaemia is blood culture, using conventional methods of isolation, identification and susceptibility testing. This process may take up to 48-65 hours, delaying the rapid initiation of effective and appropriate antibiotic therapy. There is, therefore, considerable scope for shortening the time it takes to issue a full report on the organism causing the septicaemia. This thesis has evaluated two new protocols to carry out identification and susceptibility testing of Gram positive and Gram negative organisms. Inoculates are obtained from positive blood culture bottles that contain activated charcoal and these are used to directly inoculate panels of the Vitek-2 compact system. Using these techniques in the study of antimicrobial susceptibility, global concordance with conventional methods exceeded 95%. In addition, the mean time take to obtain precise identification and susceptibility results was six hours for Gram-positive and nine hours for Gram-negative organisms. Total time taken, therefore, to provide definitive results was under 24 hours from the time blood cultures were taken. This same protocol has been evaluated for paediatric blood cultures, obtaining concordance with conventional methods in excess of 99% and with no serious errors. An additional objective was to study the impact on adult and paediatric clinical practice of this rapid, specific information obtained using the direct inoculation of the Vitek-2 system from positive blood cultures. The availability of this information resulted in changed clinical decisions in over 50% of adult bacteraemias and 65% of paediatric bacteraemias, whether in the choice of initial therapy or change of antibiotic on the basis of susceptibility testing. During the study period, there was a decrease in the proportion of sepsis episodes in which empirical antimicrobial therapy was well-matched to susceptibilities on testing, most likely due to increased antimicrobial resistance. At the same time, we observed an increase in the proportion of episodes in which the rapid availability of microbiology reports allowed the modification of antimicrobial regimens when the causative organism was resistant to empirical therapy. We infer that the Vitek-2 system contributed to quicker clinical choices of appropriate antimicrobial therapy, regimen modification and infection control measures to be implemented. In conclusion, clinicians who have access to rapid, specific microbiology reports on blood cultures, including Gram stain, identification and susceptibility testing, are able to rapidly tailor antimicrobial therapy to the precise needs of their patients, avoiding the consequences of incorrect or delayed treatment of septicaemia.

Aquesta Tesi descriu la preparació de varis híbrids formats per nanotubs de carboni i material inorgànic per a diferents aplicacions, que van des de l’electrònica fins a la biomedicina. El propòsit d’aquesta recerca ha estat treballar en la funcionalització de nanotubs de carboni mitjançant la decoració externa i l’emplenat amb materials inorgànics per obtenir híbrids amb propietats funcionals. Com a pas previ a la funcionalització, els nanotubs de carboni s’han de purificar per a eliminar les impureses no desitjades. En aquesta Tesi, hem proposat un mètode de purificació per a nanotubs de carboni multicapa consistent en l’ús servir vapor d’aigua, que és un agent oxidant lleu. Hem investigat l’efecte del temps de tractament amb vapor d’aigua en el grau de purificació i escurçament dels nanotubs de carboni. Hem vist que la purificació amb vapor d’aigua genera mostres de nanotubs de carboni d’alta qualitat i amb les puntes obertes. A més, hem apreciat que la seva llargada pot ser modulada fàcilment. Un cop purificats els nanotubs de carboni, hem preparat diferents tipus d’híbrids mitjançant la incorporació del material a les seves parets. Hem procedit a la decoració externa dels nanotubs de carboni amb nanopartícules d’òxid de ferro superparamagnètiques a través d’un mètode dut a terme in situ. S’ha aconseguit obtenir un agent de contrast dual tant per ressonància magnètica com per imatge nuclear a través del etiquetat de les nanopartícules amb 99mTc. A més, s’ha mostrat que l’ús de nanotubs de carboni més curts milloren les propietats magnètiques de l’híbrid, obtenint així valors de relaxivitat més elevats. D’altra banda, hem incorporat de manera covalent clústers de metalacarborans a les parets de nanotubs de carboni monocapa, formant un híbrid amb alt contingut de 10B, que serà apropiat per la teràpia per captura neutrònica de bor. Diferents rutes sintètiques han estat investigades. La dispersabilitat de l’híbrid resultant ha estat més alta que en el cas dels nanotubs de carboni monocapa oxidats i, per tant, l’híbrid és un candidat potencial per a aplicacions biomèdiques. Finalment, hem investigat l’emplenat de nanotubs de carboni multicapa amb un sòlid van der Waals per capil·laritat del material en la seva fase fosa. Hem reportat per primer cop la formació de nanotubs monocapa inorgànics dins dels nanotubs de carboni. Així mateix, hem investigat la transformació dinàmica dels nanomaterials encapsulats sota la irradiació amb un feix d’electrons. També hem demostrat, utilitzant la teoria de la funció de densitat, que els nanotubs monocapa inorgànics són estables. Els resultats presentats en el marc d’aquesta Tesi expandeixen la capacitat dels híbrids formats per nanotubs de carboni i material inorgànic. / Esta Tesis describe la preparación de varios híbridos formados por nanotubos de carbono y material inorgánico para diferentes aplicaciones, que van desde la electrónica hasta la biomedicina. El propósito de esta investigación ha sido trabajar en la funcionalización de nanotubos de carbono mediante la decoración externa y el llenado con nanotubos inorgánicos para obtener híbridos con propiedades funcionales. Como paso previo a la funcionalización, los nanotubos de carbono se tienen que purificar para eliminar las impurezas no deseadas. En esta Tesis, hemos propuesto un método de purificación para nanotubos de carbono multicapa consistente en el uso vapor de agua, que es un oxidante leve. Hemos investigado el efecto del tiempo de tratamiento con vapor de agua en el grado de purificación y acortamiento de los nanotubos de carbono. Hemos visto que la purificación con vapor de agua genera muestras de nanotubos de carbono de alta calidad y con puntas abiertas. Además, hemos apreciado que su longitud puede ser modulada fácilmente. Una vez que se han purificado los nanotubos de carbono, hemos preparado diferentes tipos de híbridos mediante la incorporación del material en sus paredes. Hemos procedido a la decoración externa de los nanotubos de carbono con nanopartículas de óxido de hierro superparamagnéticas a través de un método in situ. Se ha conseguido obtener un agente de contraste dual tanto para resonancia magnética como para imagen nuclear a través del etiquetado de las nanopartículas con 99mTc. Además, se ha mostrado que el uso de nanotubos de carbono más cortos mejoran las propiedades magnéticas del híbrido, obteniendo así valores de relajatividad más elevados. Por otro lado, hemos incorporado de manera covalente clústers de metalacarboranos en las paredes de nanotubos de carbono monocapa, formando un híbrido de alto contenido de 10B, que será apropiado para la terapia por captura neutrónica de boro. Diferentes rutas sintéticas han sido investigadas. La dispersabilidad del híbrido resultante ha sido más alta que en el caso de nanotubos de carbono monocapa oxidados y, por lo tanto, el híbrido es un candidato potencial para aplicaciones biomédicas. Finalmente, hemos investigado el llenado de nanotubos de carbono multicapa con un sólido van der Waals por capilaridad del material en su fase fundida. Hemos reportado por primera vez la formación de nanotubos inorgánicos monocapa dentro de los nanotubos de carbono. Asimismo, hemos investigado la transformación dinámica de los nanomateriales encapsulados bajo la radiación de un haz de electrones. También hemos demostrado, usando la teoría de la función de densidad, que los nanotubos monocapa inorgánicos son estables. Los resultados presentados en el marco de esta Tesis expanden la capacidad de los híbridos formados por nanotubos de carbono y material inorgánico. / This Thesis reports on the preparation of various carbon nanotube‒inorganic hybrids for different applications, ranging from electronics to biomedicine. The purpose of the investigation has been to work on the functionalization of carbon nanotubes by both external decoration and endohedral filling with inorganic materials to obtain hybrids with functional properties. Prior to the functionalization, a purification step must be conducted to remove undesired side products from the synthesis of CNTs. In this Thesis, a purification method using steam, a mild oxidizing agent, is proposed for multi-walled carbon nanotubes. We have investigated the effect of the steam treatment time on the degree of purification and shortening of the carbon nanotubes. Steam purification results in samples open-ended, high-quality nanotubes, which length can be easily modulated. Once carbon nanotubes have been purified, we have prepared different types of hybrids by incorporating the material on the walls of the carbon nanotubes. We have externally decorated carbon nanotubes with superparamagnetic iron oxide nanoparticles by an in situ method. A dual imaging in vivo agent for both magnetic resonance and nuclear imaging has been achieved after labelling the nanoparticles with 99mTc. Moreover, it has been revealed that shorter carbon nanotubes enhance the magnetic properties of the hybrid, obtaining higher relaxivity values. On the other hand, we have covalently attached metallacarborane clusters on the walls of single walled carbon nanotubes to form a hybrid with high 10B content that will be appropriate for boron neutron capture therapy. Different synthetic routes have been studied. The dispersibility of the resulting hybrid was higher than that of oxidized single-walled carbon nanotubes, and therefore the hybrid is a potential candidate for biomedical applications. Finally, we have investigated the filling of multi-walled carbon nanotubes with a van der Waals solid by molten phase capillary wetting. We have reported on the formation of single-layered inorganic nanotubes inside carbon nanotubes for the first time. We have also investigated the dynamic transformation of the encaged nanomaterials under electron beam irradiation. Moreover the intrinsic stability of the single-layered inorganic nanotube has been demonstrated using density function theory. The results presented within this Thesis further expand the capabilities of carbon nanotube‒inorganic hybrids.

Esta tesis de doctorado analiza los procesos de adquisición de conocimiento ecológico local por parte de los niños (entre cinco y dieciséis años) en una sociedad de cazadores-recolectores en un contexto de rápidos cambios socio-ecológicos: los baka de sureste de Camerún. El principal enfoque de la tesis es en el contexto en el cual ocurre la adquisición de los conocimientos y las actuales transformaciones de este contexto,. En sus cinco capítulos empíricos, esta tesis investiga: a) los conocimientos ecológicos locales de los niños baka; b) el contexto en el cual los niños adquieren los conocimientos ecológicos locales (es decir su participación en actividades cotidianas); c) la organización social de los niños durante sus actividades de subsistencia; d) la relación entre las estrategias de vida de los padres y las actividades cotidianas de los niños; y e) las percepciones de adultos y niños de sus actividades cotidianas y su modo de subsistencia. Los resultados de esta tesis muestran que los conocimientos ecológicos de los niños varían según su sexo y su edad, y que los niños poseen conocimientos específicos, diferentes de los conocimientos de los adultos. Mis resultados también muestran que los niños baka se involucran frecuentemente en actividades de subsistencia, lo cual demuestra la importancia de estas actividades para la adquisición de conocimientos ecológicos locales durante la niñez. Según mis resultados, las actividades cotidianas de los niños varían según el sexo desde una edad temprana y cambian con el tiempo, con una creciente participación en actividades introducidas recientemente (como escuchar música moderna o jugar al futbol) a medida que los niños crecen. Además, mis resultados demuestran la existencia de múltiples esquemas de organización social de los niños baka durante sus actividades de subsistencia, sugiriendo la diversidad de procesos de adquisición de conocimientos ecológicos locales durante la niñez. Asimismo, los resultados de este trabajo muestran que las variables seleccionadas para medir el grado de cambio social entre los padres, no están asociadas a diferente participación de los niños en actividades cotidianas, sugiriendo que el impacto de los cambios sociales en los niños se debería evaluar a nivel de la comunidad. Finalmente, los resultados de esta tesis demuestran que las expectativas sobre qué significa ser adulto son diferentes entre niños y adultos,, con los niños favoreciendo actividades cotidianas relativas a un modo de vida sedentario. Esta tesis aporta nuevos elementos a la discusión sobre el impacto de los cambios socio-ecológicos en los conocimientos ecológicos locales al considerar la importancia de la vida cotidiana de los niños y sus percepciones en un contexto de cambio. Al resaltar la especificidad del sistema de conocimientos ecológicos locales de los niños Baka, los resultados de este trabajo enfatizan la importancia de desarrollar herramientas metodológicas adaptadas a la investigación con niños. Esta tesis también resalta la alta autonomía e independencia de los niños baka y como sus comportamientos parecen estar formados más por los modelos culturales de la comunidad en general que por los comportamientos específicos de sus padres. Dado que la niñez es un periodo clave para la adquisición de conocimientos culturales, los resultados de esta tesis ponen en evidencia la necesidad de una investigación de carácter más global, que se enfoque en el impacto potencial de actividades de reciente aparición (escuela, agricultura, televisión) en la adquisición de los conocimientos ecológicos locales. Finalmente, este trabajo resalta la importancia de evaluar los cambios socio-ecológicos no solamente mirando a los diferentes tipos de conocimientos y los diferentes grupos sociales, sino también a un contexto social más amplio y considerando lo que los individuos hacen y cómo perciben su propia realidad. / This PhD thesis analyzes the processes of local ecological knowledge acquisition among children (between 5 and 16 years-old) of a hunter-gatherer society under rapid social-ecological changes: the Baka from southeastern Cameroon. I pay particular attention to the context in which knowledge acquisition occurs and how such context is nowadays being transformed. In its five empirical chapters, this thesis investigates: a) the local ecological knowledge held by Baka children; b) the context in which children acquire local ecological knowledge (i.e., their involvement in daily activities); c) children’s social organization during subsistence activities; d) the relation between parental livelihood strategies and children's daily activities; and e) adult's and children's perceptions of their daily activities and livelihood. The results of this dissertation show that children's local ecological knowledge varies according to child’s sex and the age, and that children’s hold specific knowledge, i.e. different than adult's knowledge. My findings also show that Baka children frequently engage in subsistence activities, underlying the central place of such activities for the acquisition of local ecological knowledge during childhood. I also found that children's engagement in daily activities vary according to the child’s sex from an early age and that the choice of activities changes with age, with increasing involvement in newly introduced activities (i.e., listening to modern music and playing soccer) as children grow up. Moreover, my results also provide evidence of the presence of multiple patterns of social organization among Baka children during their subsistence activities, highlighting a high diversity of pathways for the acquisition of local ecological knowledge during childhood. Additionally, findings from this work illustrate how the livelihood strategies adopted by Baka parents, a proxy for social changes, are not related to children’s involvement in daily activities, suggesting that social changes might be best assessed at the community level. Finally, I also found that individual's expectations towards adult's livelihood differ between generations, with children favoring daily activities related to a sedentarized way of living. This thesis brings new insights to the discussion on the impacts of social-ecological changes on local ecological knowledge by considering the importance of children's daily lives and perceptions in a context of change. By highlighting the specificity of children's local ecological knowledge system, results from this work stress the importance of developing methodological tools adapted to research with children. This thesis also illustrates the high autonomy and independence of Baka children and underlines that the actual behavior of children seem to be shaped by the overall community cultural setting more than by the specific parental behavior. Since childhood is a key period for the acquisition of cultural knowledge, results from thesis call for further research focusing on the potential impacts of new activities (i.e., schooling, agriculture, TV watching) on the acquisition of local ecological knowledge among the Baka. Finally, this work highlights the importance of assessing social-ecological changes not only by examining various knowledge domains and diverse social groups, but also to the broader social context and considering what people do and how they perceive their own reality.