La malaltia de Crohn és una malaltia inflamatòria intestinal de base immunitària. L’etiologia de la malaltia és desconeguda, encara que en general s’admet la següent definició: la malaltia és conseqüència d’una desregulació de la resposta immunitària en front als antígens comuns de la flora bacteriana intestinal en individus genèticament susceptibles. Un component important de la desregulació immunitària es la hiperactivació dels limfòcits T que es dóna en aquesta i altres malalties de tipus autoimmunitari, i en les que tradicionalment s’ha atribuït una major presència i producció de citocines per part de la població limfocitària Th1 en el teixit inflamat. Recentment, amb la descripció de la citocina IL-23 i la població Th17 se ha posat en dubte el paper principal de la població Th1 en les malalties inflamatòries de base immunitària. De fet, en algunes d’aquestes malalties s’ha descrit un augment de las cèl•lules Th17 així com de les citocines produïdes per aquesta població. L’objectiu d’aquesta tesi ha sigut caracteritzar el paper relatiu de les poblacions Th1 i Th17 en la mucosa intestinal inflamada i en la circulació perifèrica de pacients amb malaltia de Crohn activa o en remissió així com avaluar el paper i l’evolució d’aquestes poblacions limfocitàries en els estadis inicials (primers brots de la malaltia) i avançats de la malaltia. En aquest estudi observem que els períodes d’activitat inflamatòria en la malaltia de Crohn s’associen a una resposta sistèmica exacerbada de la població Th17, essent la producció de IL-17 en sobrenedant del cultiu de sang total, el percentatge de limfòcits CD4+IL-17+ i la producció de IL-17 per part d’aquestes cèl•lules més elevada que en els pacients amb malaltia inactiva i que en els controls sans. Paral•lelament hem descrit que la població Th1 circulant no presenta durant un brot d’activitat un augment tan generalitzat com la població Th17, sinó que només observem un augment en el percentatge de limfòcits CD4+IFN-γ+ circulants i en els dobles productors de IL-17 y IFN-γ. Els pacients que denominem debut (pateixen el primer brot de la malaltia) no presenten a nivell sistèmic un augment de la resposta Th17 ni Th1. A diferència del que observem en circulació perifèrica, en la mucosa intestinal inflamada trobem un augment dels trànscrits de les citocines característiques de la població Th17, tant en els pacients debut com en els que es troben en un estat més avançat de la malaltia. A més, en la mucosa inflamada d’ambdós grups de pacients trobem una major infiltració de cèl•lules IL-17+. A partir d’aquests resultats hipotetitzem un model per a la fisiopatologia de la malaltia de Crohn en el que la generació de limfòcits Th17 memòria podrien estar implicats en la cronicitat i recurrència de la malaltia. Així en les primeres fases de la malaltia només detectem un augment d’aquesta població en la mucosa intestinal, com seria d’esperar d’una resposta immunitària local. A conseqüència d’aquesta es generarà una població limfocitària de memòria immunitària que només detectem en circulació en aquells malalts que es troben ja en estadis més crònics de la malaltia. Amb aquesta hipòtesi podem explicar mitjançant mecanismes immunitaris diferents el fet que, en general, la malaltia de Crohn no es manifesta fins la segona o tercera dècada de vida d’un individu, mentre que un cop s’ha manifestat, la recurrència d’activitat inflamatòria és molt més freqüent (degut a la participació dels limfòcits memòria). / One component of the immune deregulation observed in Crohn’s disease is the massive infiltration of T lymphocytes in the inflamed tissue. Classically these hyperreactive lymphocytes have been attributed to the Th1 subpopulation. Recently the description of IL-23 cytokine and Th17 population has questioned the main role given to Th1 population. In this regard, an increase in the frequency of Th17 cells and in the production of their signature cytokines has been already described in some inflammatory diseases. In this study we have observed that active inflammation in Crohn’s disease associates to an increased systemic response of Th17 cells described as overproduction of IL-17 in supernatants of whole blood cultures, increased percentage of CD4+IL-17+ lymphocytes and increased production of IL-17 from these cells related to remission periods of disease or healthy controls. Early patients (patients who suffer their first flare of the disease) do not present a systemic increase of Th1 or Th17 cells despite suffering of active inflammation. Otherwise, in inflamed intestinal mucosa there is an increase in the expression of Th17 cytokines both in early as well as late chronic patients. Moreover we found a significant higher number of Th17 cells infiltrating the mucosa of both groups of patients. Taking these results into account we hypothesize a model for the physiopathology of Crohn’s disease in which the generation of memory Th17 lymphocytes could be involved in the chronicity and recurrence of the disease. Therefore, in early phases of disease we only detect an increase of this population in the intestinal mucosa, as we could expect from a local immune response. As a consequence of this activation there would be a generation of memory lymphocytes that we can detect in peripheral circulation only in that patients that have already suffered repeated flares of the disease. This hypothesis allows us to explain the different immune mechanisms that could be acting during the evolution of Crohn’s disease, as it is the first appearance of disease, generally occurring during the second or third decade of the individual life, and the subsequent appearance of recurrences that are much more frequent and life-long lasting.

En el patró fibroestenosant de la malaltia de Crohn els fibroblasts intestinals augmenten en número contribuint al desenvolupament de la fibrosi. Un dels principals promotors de la proliferació d’aquestes cèl•lules és el bFGF. En el present estudi la fracció rica en tocotrienol ha demostrat tenir efectes antiproliferatius en fibroblasts intestinals humans independentment de la procedència dels fibroblasts. Els tocotrienols redueixen tant la proliferació basal com la induïda per bFGF en fibroblasts. L’apoptosi de les cèl•lules efectores en el desenvolupament de la fibrosi sembla ser el principal mecanisme de la seva resolució. Els tocotrienols instauraren un procés complert d’apoptosi en els fibroblasts. A diferència del que passa amb la majoria d’agents proapoptòtics, els tocotrienols provoquen l’activació tant de la via extrínseca com de la via intrínseca de l’apoptosi ja que activa les caspases 8 i 9. Sorprenentment, l’addició de ciclosporina A (CsA), un conegut inhibidor de la via intrínseca de l’apoptosi, bloqueja completament el procés d’apoptosi induït per FRT. Això demostra que tot i l’activació de la caspasa 8 i per tant, de la via extrínseca, en el tractament amb tocotrienols la predominant és la via intrínseca. L’autofàgia té un paper molt rellevant en l’aclariment de cossos apoptòtics. Els tocotrienols han demostrat eficàcia en la inducció d’autofàgia en fibroblasts, ja que provoca la maduració de la proteïna LC3 i l’aparició de vacuoles autofàgiques en el citoplasma d’aquestes cèl•lules. Un cop més la CsA reverteix aquest procés, i per tant inhibeix l’autofàgia, demostrant que aquest procés requereix la participació de la mitocòndria. Les patologies que cursen amb desenvolupament de fibrosi estan associades a alts nivells de TGF-β que resulta en el reclutament de fibroblasts al lloc de la lesió i a un increment en la producció de matriu extracel•lular. A nivell intracel•lular, la fosforilació d’Smad3 és el pas clau que regula les accions del TGF-β. Els tocotrienols han mostrat eficàcia en la disminució dels nivells intracel•lulars d’Smad3 fosforilada induïda per TGF-β. La fosforilació d’Smad3 té efectes oposats en la regulació de l’expressió gènica. Regula positivament l’expressió de TIMP-1, en canvi, regula negativament l’expressió de MMP-3. Tot i ser efectes oposats en quant a expressió gènica, aquests dos fenòmens afavoreixen l’acumulació de matriu extracel•lular. L’exposició a tocotrienols fa que es reverteixi aquest estat profibrogènic ja que indueix l’expressió de MMP-3 però no afecta als nivells de TIMP-1. La síntesi de MEC i especialment la síntesi de COL1, COL3 i COL5 està incrementada en la fibrosi intestinal, aquest fet està directament relacionat amb l’activitat de TGF-β en la zona afectada. Els tocotrienols interfereixen en la síntesi de col•lagen. A més, els tocotrienols disminueixen la fosforilació d’Smad3 induïda per TGF-β, un fet clau en la síntesi de matriu extracel•lular. Aquests resultats permeten hipotetitzar un potencial antifibrogènic dels tocotrienols. Per a confirmar aquest potencial “in vivo” ens calia disposar d’un model experimental de fibrosi intestinal. A diferència del que succeeix amb la colitis, en la que es disposa d’un gran nombre de models animals, hi ha pocs models experimentals específicament dissenyats per a reproduir la fibrosi intestinal. Aquest fet, ha limitat molt el desenvolupament de noves estratègies de tractament antifibrogènic en l’intestí. Mitjançant l’administració intracolònica repetida a dosis baixes de l’haptè TNBS vam poder establir fibrosi intestinal en la rata de manera rellevant i reproduïble. En aquest model de fibrosi intestinal, els animals que van rebre la dosi més alta de tocotrienols provada en aquest estudi van mostrar nivells disminuïts en paràmetres que mesuren la inflamació, això és, es va disminuir l’índex d’activitat de la malaltia i la pèrdua de pes causada pel TNBS així com també va reduir l’expressió de TNF-α. / Excessive fibroblast expansion and extracellular matrix deposition are key events for the development of bowel stenosis in Crohn’s disease patients. Tocotrienols are vitamin E compounds with proven in vitro antifibrogenic effects on rat pancreatic fibroblasts. We aimed at investigating the effects of tocotrienols on human intestinal fibroblast proliferation, apoptosis, autophagy, and synthesis of ECM. Intestinal fibroblasts isolated from patients with Crohn’s disease were treated with tocotrienol-rich fraction from palm oil. Tocotrienols significantly reduced proliferation, enhanced cell death by promoting apoptosis and autophagy. Fibroblast apoptosis, but not autophagy, was prevented by the pan-caspase inhibitor zVAD-fmk, whereas both types of cell death were prevented when the mitochondrial permeability transition pore was blocked by cyclosporin A, demonstrating a key role of the mitochondria in these processes. TRF diminished procollagen type I and laminin γ production these cells. Transforming growth factor-β plays a key role in matrix deposition during fibrosis. Treatment of intestinal fibroblasts with tocotrienol rich fraction prevents Smad3 phosporylation induced by transforming growth factor-β and reduces collagen type 1 and 3 production by these cells. Besides, in a rat model of intestinal fibrosis, treatment with tocotrienols reduces diarrhea, rectal bleeding and weight loss, as well as levels of colonic tumor necrosis factor-α and vimentin expression demonstrating that this compound has anti-inflammatory effects in vivo.

La presencia de microorganismos patógenos en alimentos es uno de los problemas esenciales en salud pública, y las enfermedades producidas por los mismos es una de las causas más importantes de enfermedad. Por tanto, la aplicación de controles microbiológicos dentro de los programas de aseguramiento de la calidad es una premisa para minimizar el riesgo de infección de los consumidores. Los métodos microbiológicos clásicos requieren, en general, el uso de pre-enriquecimientos no-selectivos,enriquecimientos selectivos, aislamiento en medios selectivos y la confirmación posterior usando pruebas basadas en la morfología, bioquímica y serología propias de cada uno de los microorganismos objeto de estudio. Por lo tanto, estos métodos son laboriosos, requieren un largo proceso para obtener resultados definitivos y, además, no siempre pueden realizarse. Para solucionar estos inconvenientes se han desarrollado diversas metodologías alternativas para la detección identificación y cuantificación de microorganismos patógenos de origen alimentario, entre las que destacan los métodosinmunológicos y moleculares. En esta última categoría, la técnica basada en la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se ha convertido en la técnica diagnóstica más popular en microbiología, y recientemente, la introducción de una mejora de ésta, la PCR a tiempo real, ha producido una segunda revolución en la metodología diagnóstica molecular, como pude observarse por el número creciente de publicaciones científicas y la aparición continua de nuevos kits comerciales. La PCR a tiempo real es unatécnica altamente sensible -detección de hasta una molécula- que permite la cuantificación exacta de secuencias de ADN específicas de microorganismos patógenos de origen alimentario. Además, otras ventajas que favorecen su implantación potencial en laboratorios de análisis de alimentos son su rapidez, sencillez y el formato en tubo cerrado que puede evitar contaminaciones post-PCR y favorece la automatización y un alto rendimiento. En este trabajo se han desarrollado técnicas moleculares (PCR y NASBA) sensibles y fiables para la detección, identificación y cuantificación de bacterias patogénicas de origen alimentario (Listeria spp., Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis y Salmonella spp.). En concreto, se han diseñado y optimizado métodos basados en la técnica de PCR a tiempo real para cada uno de estos agentes: L. monocytogenes, L. innocua, Listeria spp. M. avium subsp. paratuberculosis, y también se ha optimizado yevaluado en diferentes centros un método previamente desarrollado para Salmonella spp. Además, se ha diseñado y optimizado un método basado en la técnica NASBA para la detección específica de M. avium subsp. paratuberculosis. También se evaluó la aplicación potencial de la técnica NASBA para la detección específica de formas viables de este microorganismo. Todos los métodos presentaron una especificidad del 100 % con una sensibilidad adecuada para su aplicación potencial a muestras reales de alimentos. Además, se han desarrollado y evaluado procedimientos de preparación de las muestras en productos cárnicos, productos pesqueros, leche y agua. De esta manera se han desarrollado métodos basados en la PCR a tiempo real totalmente específicos y altamente sensibles para la determinación cuantitativa de L. monocytogenes en productoscárnicos y en salmón y productos derivados como el salmón ahumado y de M. avium subsp. paratuberculosis en muestras de agua y leche. Además este último método ha sido también aplicado para evaluar la presencia de este microorganismo en el intestino de pacientes con la enfermedad de Crohn's, a partir de biopsias obtenidas de colonoscopia de voluntarios afectados.En conclusión, este estudio presenta ensayos moleculares selectivos y sensibles para la detección de patógenos en alimentos (Listeria spp., Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis) y para una rápida e inambigua identificación de Salmonella spp. La exactitud relativa de los ensayos ha sido excelente, si se comparan con los métodos microbiológicos de referencia y pueden serusados para la cuantificación de tanto ADN genómico como de suspensiones celulares. Por otro lado, la combinación con tratamientos de preamplificación ha resultado ser de gran eficiencia para el análisis de las bacterias objeto de estudio. Por tanto, pueden constituir una estrategia útil para la detección rápida y sensible de patógenos en alimentos y deberían ser una herramienta adicional al rango de herramientas diagnósticas disponibles para el estudio de patógenos de origen alimentario. / The presence of pathogens in foods is among the most serious public health concerns, and the diseases produced by them are a major cause of morbidity. Consequently, the application of microbiological control within the quality assessment programs in the food industry is a premise to minimize the risk of infection for the consumer. Classical microbiological methods involve, in general, the use of a non-selective pre-enrichment, selective enrichment, isolation on selective media, and subsequent confirmation using morphological, biochemical and/or serological tests. Thus, they are laborious, time consuming and not always reliable (e.g. in viable but non-culturable VBNC forms). A number of alternative, rapid and sensitive methods for the detection, identification and quantification of foodborne pathogens have been developed to overcome these drawbacks. PCR has become the most popular microbiological diagnostic method, and recently, the introduction of a development of this technique, RTi-PCR, has produced a second revolution in the molecular diagnostic methodology in microbiology. RTi-PCR is highly sensitive and specific. Moreover, it allows accurate quantification of the bacterial target DNA. Main advantages of RTi-PCR for its application in diagnostic laboratories include quickness, simplicity, the closed-tube format that avoids risks of carryover contaminations and the possibility of high throughput and automation.In this work, specific, sensitive and reliable analytical methods based on molecular techniques (PCR and NASBA) were developed for the detection, identification and quantification of foodborne pathogens (Listeria spp., Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis and Salmonella spp.). Real-time PCR based methods were designed and optimised for each one of these target bacteria: L. monocytogenes, L. innocua, Listeria spp. M. avium subsp. paratuberculosis, and also a real-time PCR basedmethod previously described for Salmonella spp. was optimised and multicenter evaluated. In addition, an NASBA-based method was designed and optimised for the specific detection of M. avium subsp. paratuberculosis. The potential application of the NASBA technique for specific detection of viable M. avium subsp. paratuberculosis cells was also evaluated.All the amplification-based methods were 100 % specific and the sensitivity achieved proved to be fully suitable for further application in real food samples. Furthermore, specific pre-amplification procedures were developed and evaluated on meatproducts, seafood products, milk and water samples. Thus, fully specific and highly sensitive real-time PCR-based methods were developed for quantitative detection of L. monocytogenes on meat and meat products and on salmon and cold smoked salmon products; and for quantitative detection of M. avium subsp. paratuberculosis on water and milk samples. The M. avium subsp. paratuberculosis-specific real-time PCR-based method was also applied to evaluate the presence of this bacterium in the bowelof Crohn's disease patients using colonic biopsy specimens form affected and unaffected volunteers. In addition, fully specific and highly sensitive real-time NASBA-based methods were developed for detection of M. avium subsp. paratuberculosis on water and milk samples.In conclusion, this study reports selective and sensitive amplification-based assays for the quantitative detection of foodborne pathogens (Listeria spp., Mycobacterium avium subsp. paratuberculosis and) and for a quick and unambiguously identification of Salmonella spp. The assays had an excellent relative accuracy compared to microbiological reference methods and can be used for quantification of genomic DNA and also cell suspensions. Besides, in combination with sample pre-amplification treatments,they work with high efficiency for the quantitative analysis of the target bacteria. Thus, they could be a useful strategy for a quick and sensitive detection of foodborne pathogens in food products and which should be a useful addition to the range of diagnostic tools available for the study of these pathogens.