Tesi realitzada a l'Institut de Química Avançada de Catalunya (CSIC) - Bioglane S.L.N.E. / Los iminociclitoles son compuestos polihidroxilados de origen natural análogos de carbohidratos con extraordinario interés como inhibidores de glicosidasas y glicosiltransferasas. Estas enzimas están implicadas en multitud de procesos biológicos (e.g. digestión de carbohidratos en el intestino, biosíntesis de la pared bacteriana y el reconocimiento celular), por esta razón, sus inhibidores tienen interés para el desarrollo de fármacos o coadyuvantes para el tratamiento de diferentes enfermedades como diabetes, infecciones bacterianas o víricas, y cáncer. El objetivo de la presente tesis doctoral es el estudio de las propiedades biológicas y las posibles dianas terapéuticas de una colección de iminociclitoles sintetizados mediante técnicas quimio enzimáticas en nuestro grupo de investigación: piperidinas (D‐fagomina y L‐fagomina), pirrolidinas (1,4‐dideoxi‐1,4‐imino‐D‐arabinitol DAB, 1,4‐ dideoxi‐1,4‐imino‐L‐arabinitol LAB y sus derivados conjugados con aminas aromáticas, aminoalcoholes, aminoácidos y 2‐oxopiperazina), pirrolizidinas, indolizidinas y quinolizidinas. En una primera aproximación para establecer la actividad de estos compuestos, se estudiaron sus efectos in vitro sobre diferentes glicosidasas comerciales como modelos de diferentes dianas terapéuticas: α‐D‐glucosidasa de S. cerevisiae y de arroz, β‐Dglucosidasa de almendra dulce, β‐D‐galactosidasa de hígado bovino, α‐L‐rhamnosidasa de Penicillium decumbens, α‐D‐manosidasa de judía (Genus canavalia) y α‐L‐fucosidasa de riñón bovino. DAB y LAB resultaron ser los compuestos más potentes frente a las enzimas estudiadas, pero fueron menos selectivos que el resto de iminociclitoles estudiados. Los derivados de LAB conjugados con aminas aromáticas, así como algunas de las piperazinas e indolizidinas y quinolizidinas presentaron selectividad frente a α Lrhamnosidasa de P. decumbens. Los derivados de DAB y LAB conjugados con aminoalcoholes, con aminoácidos y del tipo 2‐oxopiperazina, así como otros iminociclitoles del tipo piperazina fueron selectivos frente a α‐glucosidasas. Para evaluar su posible aplicación como nuevos agentes terapéuticos o coadyuvantes para el tratamiento de trastornos relacionados con la digestión y metabolismo de carbohidratos como la diabetes o el síndrome metabólico, se estudiaron sus propiedades inhibitorias in vitro frente a disacaridasas intestinales y su efecto en la hidrolisis de almidón utilizando como modelo experimental la mucosa intestinal de ratas de la cepa Sprague‐Dawley. D‐Fagomina, DAB y LAB presentaron actividad de moderada a potente sobre estas enzimas. Los estudios se continuaron in vivo para establecer sus efectos sobre la digestión de sacarosa y almidón y su capacidad de modular la glicemia postprandial. Para ello se realizó un estudio a corto plazo en ratas. D‐fagomina, DAB y LAB ingeridos junto a sacarosa y almidón redujeron la concentración de glucosa en sangre de forma dosis dependiente sin estimular la secreción de insulina. La eficiencia de la D‐fagomina fue comparable la de Miglitol, un compuesto comercial disponible en el mercado como antidiabético oral para el tratamiento de la diabetes mellitus. Estos resultados sugieren la posible aplicación de estos compuestos como ingredientes dietéticos o alimentos funcionales para reducir los riesgos para la salud asociados a dietas ricas en carbohidratos o como fármacos o coadyuvantes para el tratamiento de enfermedades como la diabetes mellitus tipo 2. Finalmente se ha sugerido que los iminociclitoles con actividad inhibidora de α Lrhamnosidasa de P. decumbens podían poseer también la capacidad de inhibir la biosíntesis de dTDP‐L‐rhamonsa en Mycobacterium tuberculosis, constituyendo por ello potenciales agentes quimioterapeuticos para el tratamiento de la tuberculosis. Con el objetivo de determinar si los compuestos de este trabajo, activos frente a α Lrhamnosidasa de P. decumbens, presentaban esta propiedad, se estudiaron sus propiedades inhibitorias frente al crecimiento de M. tuberculosis en cultivos de micobacterias de la cepa de laboratorio H37Rv. De entre los compuestos evaluados los derivados aromáticos de LAB resultaron activos aunque menos potentes que el antibiótico isoniazida. / Iminocyclitols are naturally occurring polyhydroxylated compounds analogues of carbohydrates with a substantial interest as inhibitors of glycosidases and glycosiltransferases. As these enzymes are involved in many biological processes (e.g. carbohydrate digestion in mammals, cell wall biosynthesis in microorganisms and cellular recognition processes) iminocyclitols may lead to potential therapeutic drugs or adjuvants for the treatment of various diseases such as diabetes, bacterial infections and cancer. The aim of the present work was to study the biological properties of a library of iminocyclitols synthetized in our research group: D‐fagomine, L‐fagomine; DAB, LAB their aromatic, aminoalcohol and 2‐oxopiperazine derivatives, and new piperazines, indolizidines and pirrolizidines. Thus, we explored in vitro their inhibitory activity against a panel of commercial glycosidases. Although DAB and LAB were the most effective compounds, the rest of the iminocyclitols tested were shown to be more selective, against α‐D‐glucosidases and α‐L‐rhamnosidase. Moreover, these compounds, were assayed against intestinal disacharidases and starch digestion enzymes. D‐Fagomine, DAB and LAB showed moderate to potent in vitro activity against these enzymes and were also studied in vivo as modulators of the postprandial glycaemia using Sprague‐Dawley rats. After ingestion together with sucrose or starch they lowered blood glucose in a dose‐dependent manner without stimulating insulin secretion, suggesting that they may be used as dietary ingredients to reduce health risks associated with excessive intake of carbohydrates or as drugs for the treatment of type 2 diabetes mellitus. Iminocyclitol derivatives which are inhibitors of α‐L‐rhamnosidase, could also have the ability to inhibit dTDP‐L‐rhamnose biosynthesis on M. tuberculosis, and therefore constitute potential chemotherapeutic agents for tuberculosis. For this reason, the α Lrhamnosidase inhibitors found in this work, were assayed on mycobacterial systems and their Minimum Inhibitory Activities (MIC) values were determined. Although some of the new products were able to inhibit the growth of M. tuberculosis, they were less effective than the antibiotic isoniazid. However, we could not establish a correlation between α‐L‐rhamnosidase and dTDP‐L‐rhmnose biosynthesis inhibitory activities because DAB and its aromatic derivatives, which did not inhibit α‐L‐rhamnosidase were actives against M. tuberculosis. This might indicate that the products are not acting on the target rhramnosidase processing enzymes of the cell wall.

Tesi vinculada a l'Institut d’Investigacions Biomédiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS) / In this thesis the role of cyclic AMP , the endoplasmic reticulum stress and adipocytokines such as adiponectin, resistin and visfatin injury in I/R in steatotic liver grafts and non- steatotic undergoing transplantation (TH) was investigated and their involvement in the benefits of the preconditioning (PC). Besides protection mechanisms pharmacological or surgical strategies, as the PC capable of modulating cAMP and adiponectin in both types of grafts were evaluated. The usefulness of strategies to modulate cAMP in steatotic liver transplantation has not been previously determined. In this thesis the harmful effects of cAMP in steatotic liver grafts are evident and clinical utility of strategies that block the action of cAMP (such as induction of PC or inhibitors of adenylate cyclase), is suggested to protect the grafts steatotic liver injury against I/R associated with the transplant. This protection - mediated nitric oxide reduces oxidative stress, endothelial cell damage and microvascular dysfunction. The benefits of such strategies on energy metabolism in steatotic grafts were independent of nitric oxide. In addition it was shown that TUDCA is able to protect only the steatotic liver grafts by a mechanism independent of endoplasmic reticulum stress. The mechanisms of protection by reducing TUDCA enrolled in PPARγ expression, which in turn activates TLR4 pathway, specifically TRIF pathway for steatotic grafts protect against transplant-associated lesion. Also evidenced for the first time that visfatin is not involved in the vulnerability of steatotic livers against injury by I/R in liver transplantation. It was further demonstrated that steatotic liver grafts are more prone to reduction in adiponectin and resistin when subjected to non- steatotic transplant. The results indicate that adiponectin increases resistin levels and this in turn promotes activation of the PI3K/Akt pathway, then establishing a possible signaling pathway. Treatment with adiponectin or resistin steatotic grafts protected against the vulnerability of the injury induced by I / R whereas it was ineffective in not steatotic grafts. Pharmacological strategies (cAMP inhibitors, TUDCA, TLR4 agonists, adiponectin and resistin) that are specific to protect steatotic liver grafts undergoing transplantation are described in brief, and the role of the PC is reinforced as a promising surgical strategy can exercise the same protective effects proposed that pharmacological strategies. These findings could contribute to new PC applications in clinical practice of TH. In terms of clinical application, these therapies might open new avenues for steatotic liver transplantation and improve the initial conditions of donor livers with low steatosis that are available for transplantation. Such therapies could also increase the use of numerous steatotic livers currently discarded for transplantation, thus reducing the risk of death of those patients on liver transplant waiting lists. / La lesión por isquemia-reperfusión (I/R) inherente al trasplante hepático (TH), es la causa principal tanto de mal funcionamiento como del fallo primario del injerto hepático. Y si esto ocurre en hígados sanos, aun son mayores los casos de mal función o fallo primario cuando el injerto es esteatósico, ya que estos hígados toleran peor que los normales la lesión por I/R. De ahí que la esteatósis sea la causa principal del mayor número de órganos considerados no aptos para el trasplante, acentuando así la problemática de la falta de injertos hepáticos para TH. Por ello, es evidente la necesidad de desarrollar estrategias protectoras para minimizar los efectos adversos de la lesión por I/R en hígados esteatósicos. Por otro lado, el precondicionamiento (PC) isquémico basado en la inducción de breves periodos de I/R, reduce la lesión por I/R asociada a TH, pero se desconocen en gran parte sus mecanismos protectores. En la presente tesis se investigó el papel del AMP cíclico, del estrés del retículo endoplasmático y de las adipocitoquinas tales como la adiponectina, la resistina y la visfatina en la lesión por I/R en injertos hepáticos esteatósicos y no esteatósicos sometidos a TH, así como su implicación en los beneficios del PC. Además se evaluaron los mecanismos de protección de estrategias farmacológicas o quirúrgicas, como el PC capaces de modular el AMPc y la adiponectina en ambos tipos de injertos. Para el desarrollo de la presente tesis, se realizaron modelos de TH singénico y alogénico. La utilidad de estrategias dirigidas a modular AMPc en el trasplante de hígados esteatósicos no se había determinado previamente. En la presente tesis se evidencian los efectos perjudiciales del AMPc en los injertos hepáticos esteatósicos y se sugiere la utilidad clínica de estrategias que bloquean la acción del AMPc (tales como la inducción del PC o inhibidores de la adenilato ciclasa), para proteger a los injertos hepáticos esteatósicos frente a la lesión por I/R asociada al trasplante. Esta protección-mediada por el oxido nítrico-reduce el estrés oxidativo, el daño celular endotelial y las disfunciones microvasculares. Los beneficios de tales estrategias sobre el metabolismo energético en injertos esteatósicos fueron independientes del oxido nítrico. Además se demostró que el TUDCA es capaz de proteger sólo a los injertos hepáticos esteatósicos mediante un mecanismo independiente del estrés del retículo endoplasmático. Los mecanismos de protección del TUDCA cursan mediante una reducción en la expresión de PPARγ, lo cual a su vez activa la vía del TLR4, específicamente la vía del TRIF para proteger a los injertos esteatósicos frente a la lesión asociada al trasplante. Asimismo se evidencia por primera vez que la visfatina no está implicada en la vulnerabilidad de los hígados esteatósicos frente a la lesión por I/R en el trasplante hepático. Además se demostró que los injertos hepáticos esteatósicos están más predispuestos a una reducción en los niveles de adiponectina y resistina al someterlos a trasplante que los no esteatósicos. Los resultados obtenidos señalan que la adiponectina aumenta los niveles de resistina y esto a su vez favorece la activación de la vía PI3K/Akt, estableciendo entonces una posible vía de señalización. El tratamiento con adiponectina o resistina protegió a los injertos esteatósicos frente a la vulnerabilidad que presentan a la lesión inducida por I/R mientras que fue ineficaz en injertos no esteatósicos. En resumen se describen estrategias farmacológicas (inhibidores del AMPc, TUDCA, agonistas del TLR4, adiponectina y resistina) que son específicas para proteger a los injertos hepáticos esteatósicos sometidos a trasplante, y se refuerza el papel del PC como una estrategia quirúrgica promisoria que puede ejercer los mismos efectos protectores que las estrategias farmacológicas propuestas. Estos hallazgos podrían contribuir a nuevas aplicaciones del PC en la práctica clínica de los TH.

En el “Estudio de los decomisos de sustancias psicoactivas en los centros penitenciarios de Catalunya (1991-2010)" se examinan las tendencias de las incautaciones provenientes de los mismos analizadas en el Laboratorio Territorial de Drogas. Los datos se agrupan respecto al número y a la naturaleza de los decomisos para determinar los patrones de demanda, y por consiguiente de consumo de los internos. Los resultados se analizan de forma global considerando todos los centros y de forma detallada para cuatro de ellos con población reclusa diferenciada, para determinar si existen diferencias entre ellos. La información obtenida se compara con las encuestas disponibles en población penitenciaria, tanto a nivel español como a nivel europeo. Paralelamente se analizaron las aprehensiones de cocaína recibidas durante el año 2010 para determinar su riqueza y la presencia de adulterantes. El objetivo era establecer posibles diferencias en función de si estaban destinados a los internos o a la población general. / The “Study of psychoactive apprehensions in Catalonian prisons (1991-2010)” examines the tendencies of the drugs apprehended and analyzed at the Territorial Laboratory for Drugs. The drugs are analyzed from the point of view of number and type to determine the patterns of demand and consequently of consumption by inmates. The data are also analyzed specifically for four prisons that were chosen because the inmates constituted different prison populations. These data are compared with the existing surveys in prison populations both at Spanish and European levels. At the same time the cocaine apprehensions received at the Laboratory during 2010 were analyzed to determine the purity and the presence or absence of adulterants. The aim of this was to determine if the drugs apprehended were different or not depending on whether they were intended for consumption by inmates or by the general population.