O Transtorno Depressivo Maior (TDM) é uma condição psiquiátrica que afeta 4,4% da população mundial, exibindo um substancial sofrimento pessoal, incapacidade e custos sociais, e estima-se que ele será a principal causa de incapacidade no mundo em 2030. O surgimento de novas ferramentas e modelos de pesquisa envolvendo o TDM irá auxiliar no entendimento desta doença. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi gerar uma coleção de células-tronco pluripotentes induzidas humanas (hiPSCs) de um grupo de indivíduos com TDM. Foram coletadas amostras de células mononucleares (MNCs) de 66 indivíduos afetados, e geradas 6 linhagens de hiPSCs. Através de diversos testes de caracterização, a pluripotência destas células foi confirmada. Além disto, também foi padronizada a diferenciação destas hiPSCs em neurônios serotonérgicos. Neurônios derivados dessas hiPSCs poderão constituir material de estudo para outros grupos de pesquisa interessados no estudo da TDM, e ser utilizados em testes futuros para prever resposta a medicamentos. / Major Depressive Disorder (MDD) is a psychiatric condition that affects 4.4% of the world\'s population, exhibiting substantial personal suffering, disability and social costs, and is estimated to be the leading cause of disability in the world by 2030. Emergence of new tools and research models involving TDM will aid in the understanding of this disease. Thus, the objective of this work was to generate a collection of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) from a group of individuals with MDD. Samples of mononuclear cells (MNCs) of 66 affected individuals were collected, and 6 lines of hiPSCs were generated. Through several characterization tests, the pluripotency of these cells was confirmed. In addition, the differentiation of these hiPSCs into serotonergic neurons was also standardized. Neurons derived from these hiPSCs could constitute study material for other research groups interested in the study of MDD, and be used in future tests to predict drug response.

O Transtorno Depressivo Maior (TDM) é uma condição psiquiátrica que afeta 4,4% da população mundial, exibindo um substancial sofrimento pessoal, incapacidade e custos sociais, e estima-se que ele será a principal causa de incapacidade no mundo em 2030. O surgimento de novas ferramentas e modelos de pesquisa envolvendo o TDM irá auxiliar no entendimento desta doença. Deste modo, o objetivo deste trabalho foi gerar uma coleção de células-tronco pluripotentes induzidas humanas (hiPSCs) de um grupo de indivíduos com TDM. Foram coletadas amostras de células mononucleares (MNCs) de 66 indivíduos afetados, e geradas 6 linhagens de hiPSCs. Através de diversos testes de caracterização, a pluripotência destas células foi confirmada. Além disto, também foi padronizada a diferenciação destas hiPSCs em neurônios serotonérgicos. Neurônios derivados dessas hiPSCs poderão constituir material de estudo para outros grupos de pesquisa interessados no estudo da TDM, e ser utilizados em testes futuros para prever resposta a medicamentos. / Major Depressive Disorder (MDD) is a psychiatric condition that affects 4.4% of the world\'s population, exhibiting substantial personal suffering, disability and social costs, and is estimated to be the leading cause of disability in the world by 2030. Emergence of new tools and research models involving TDM will aid in the understanding of this disease. Thus, the objective of this work was to generate a collection of human induced pluripotent stem cells (hiPSCs) from a group of individuals with MDD. Samples of mononuclear cells (MNCs) of 66 affected individuals were collected, and 6 lines of hiPSCs were generated. Through several characterization tests, the pluripotency of these cells was confirmed. In addition, the differentiation of these hiPSCs into serotonergic neurons was also standardized. Neurons derived from these hiPSCs could constitute study material for other research groups interested in the study of MDD, and be used in future tests to predict drug response.

[ES] Cada año, cientos de miles de nuevos casos en todo el mundo son diagnosticados anualmente con fibrilación auricular, estimándose que aproximadamente 33.5 millones de personas viven con esta compleja enfermedad. Sin embargo, se hizo evidente que la fibrilación auricular es una enfermedad multifacética y progresiva. Por lo tanto, se requiere el desarrollo de nuevos modelos experimentales que recapitulen este complejo mecanismo. Por esta razón, esta tesis ha navegado a través del intrincado panorama del remodelado de la fibrilación auricular desde un punto de vista electrofisiológico, estructural e inmunológico, utilizando un modelo in vitro de cardiomiocitos atriales derivados de células madre pluripotentes inducidas humanas (hiPSC-aCM). El modelo demostró ser capaz de recapitular mecanismos de reentrada, así como remodelados genéticos correlacionados con cambios electrofisiológicos, estructurales e inmunológicos similares a los observados en pacientes con fibrilación auricular, demostrando su valor como modelo para estudiar los mecanismos de iniciación de la arritmia. Además, la tesis exploró enfoques optogenéticos innovadores para la perturbación del potencial de acción en hiPSC-aCM, demostrando su posible uso para la terminación de la arritmia. En conclusión, esta tesis de doctorado realiza una contribución significativa al desarrollo y prueba de un nuevo modelo in vitro de fibrilación auricular en atrios humanos, proporcionando una base sólida para futuras mejoras en los objetivos terapéuticos y medicamentos. / [CA] Cada any, centenars de milers de nous casos a tot el món són diagnosticats anualment amb fibrilació auricular, estimantse que aproximadament 33.5 milions de persones viuen amb aquesta complexa malaltia. No obstant això, es va fer evident que la fibril·lació auricular és una malaltia multifacètica i progressiva. Per tant, es requereix el desenvolupament de nous models experimentals que recapitulen aquest complex mecanisme. Per aquesta raó, aquesta tesi ha navegat a través del intrincat panorama del remodelat de la fibrilació auricular des d'un punt de vista electrofisiològic, estructural i immunològic, utilitzant un model in vitro de cardiomiòcits atrials derivats de cèlules mare pluripotents induïdes humanes (hiPSC-aCM). El model va demostrar ser capaç de recapitular mecanismes de reentrada, així com remodelats genètics correlacionats amb canvis electrofisiològics, estructurals i immunològics similars als observats en pacients amb fibril·lació auricular, demostrant el seu valor com a model per estudiar els mecanismes d'iniciació de l'arítmia. A més, la tesi va explorar enfocs optogenètics innovadors per a la pertorbació del potencial d'acció en hiPSC-aCM, demostrant el seu possible ús per a la terminació de l'arítmia. En conclusió, aquesta tesi de doctorat realitza una contribució significativa al desenvolupament i prova d'un nou model in vitro de fibril·lació auricular en atris humans, proporcionant una base sòlida per a futures millores en els objectius terapèutics i medicaments. / [EN] Each year hundreds of thousands of new cases worldwide are annually diagnosed with atrial fibrillation (AF), estimating that approximately 33.5 million of people worldwide live with this complex disease. However, it became clear that AF is not only a prevalent cardiac arrhythmia but also a multifaceted and progressive one. Thus, the development of new experimental models that recapitulate this complex mechanism is required. For this reason, this thesis has navigated through the intricate landscape of AF remodeling under an electrophysiological, structural and immunological point of view using an in vitro model of human induced pluripotent stem cell-derived atrial cardiomyocytes (hiPSC-aCM). The model showed to be able to recapitulate re-entry mechanisms as well as genetic remodeling correlated to electrophysiological, structural and immunological changes similar to those observed in AF patients, demonstrating its value as model for studying initiation arrhythmia mechanisms. Furthermore, the thesis explored innovative optogenetic approaches for action potential perturbation in hiPSC-aCM, demonstrating their possible use for arrhythmia termination. In conclusion, this PhD thesis makes a significant contribution to the development and testing of a new human atrial in vitro model of AF, providing a strong basis for future improvements of therapeutic target and drugs. / Casini, M. (2024). The use of human induced pluripotent stem cell-derived atrial cardiomyocytes for studying arrhythmia mechanisms [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/204142

[pt] As doenças negligenciadas são causadas por agentes infecciosos ou parasitas, gerando altas taxas de morbidade e mortalidade em todo o mundo. Os investimentos dos países desenvolvidos em pesquisa, produção de medicamentos e controle dessas enfermidades são muito reduzidos, pois elas afetam, majoritariamente, as populações com baixo Índice de Desenvolvimento Humano. Uma dessas enfermidades é a Doença de Chagas, causada pelo Trypanosoma cruzi. Apresenta-se na forma de uma infecção parasitária crônica e altamente debilitante, acometendo mais de 6 milhões de pessoas na América Latina e este número pode ter um incremento, de aproximadamente 25 por cento nos próximos anos. O fármaco referência para o tratamento da Doença de Chagas disponível no Brasil é o benznidazol, extremamente eficaz na fase aguda da doença, mas sua eficácia na fase crônica é limitada, o que torna essencial a busca por novos compostos que atuem também nesta fase. No presente trabalho, foram descritas rotas sintéticas para uma série de 12 derivados de tiazol, destes 8 são inéditos. Posteriormente, 10 deles foram avaliados quanto a sua atividade tripanocida e toxicidade em modelos in vitro. Os compostos possuindo o anel tiazólico foram estruturalmente planejados, a partir do levantamento bibliográfico, onde verificou-se que certos compostos com um centro tiazólico apresentam propriedade tripanocida. Nas sínteses, a 4-bromoacetofenona (55) foi utilizada como material de partida para a obtenção dos intermediários tiazólicos 4-(4-bromofenil)-2- metiltiazol (56) e 4-(4-bromofenil)-2-aminotiazol (57). A partir desses, diversas modificações foram feitas para se chegar às moléculas alvo. A elucidação estrutural dos compostos foi realizada por RMN de 1H e RMN de 13C. A avaliação preliminar da atividade tripanocida foi realizada na forma amastigota intracelular da Cepa Tulahuen e a toxicidade aguda (LC50) foi feita in vitro em células hospedeiras de mamíferos (linhagem celular L929). Dentre os compostos sintetizados, a maioria apresentou baixa toxicidade, com valores de LC50 maiores que 400 (micro)mol.L-1. O composto tiazólico piridil-substituído 59c apresentou os melhores resultados em termos de atividade tripanocida, tendo reduzido 76 por cento da infecção. em células hospedeiras em concentração de 20 (micro)mol.L-1 Esse composto servirá como base para otimizações estruturais visando a melhoria da atividade tripanocida. / [en] Neglected diseases are mainly caused by infectious agents or parasites, generating high morbidity and mortality rates worldwide. The investments from developed countries in research, production of drugs/medicines and control of these diseases are small, since they mainly affect populations with low Human Development Index. One of these illnesses is Chagas disease, caused by Trypanosoma cruzi. It presents as a chronic and highly debilitating parasitic infection, affecting more than 6 million people only in Latin America with a perspective of increasing approximately 25 percent in few years. The reference drug for the treatment of Chagas disease in Brazil is benznidazole, which is extremely effective in the acute phase of the disease, but its efficacy in the chronic phase is limited, which makes essential the search for new compounds that also act in this phase. In the present work, synthetic routes were developed for a series of 12 thiazole derivatives, from which eight have been described for the first time. These molecules had their preliminary trypanocidal activity and toxicity evaluated in in vitro models. The compounds with the thiazole ring were structurally planned, based on the bibliographic review, where it was found that certain compounds with this heterocycle display trypanocidal properties. In the synthesis, 1-(4- bromophenyl)ethenone (54) was used as a starting material to obtain the thiazole intermediates 4-(4-bromophenyl)-2-methylthiazole (56) and 4-(4-bromophenyl)thiazol-2- amine (57). Several modifications were performed on these intermediates to produce the target molecules. The structural elucidation of the compounds was performed by 1H NMR and 13C NMR. Preliminary evaluation of trypanocidal activity was performed in the amastigotes intracellular form of the Tulahuen strain and the acute toxicity (LC50) was tested in vitro in mammalian host cells (cell line L929). Among the synthesized compounds, most of them presented low toxicity, with LC50 values greater than 400 (micro)mol/mol.L-1. The thiazole compound pyridil-substituted 59c showed the best results in terms of trypanocidal activity, reducing 76 percent of the infection in host cells in a concentration of 20 (micro)mol/mol.L-1. This thia\ole derivative will be used as a lead compound for structural optimizations aiming at improving trypanocidal activity.