Magíster en Ciencias, Mención Física / En esta tesis se estudian migraciones celulares en dos sistemas diferentes cuyos agentes comparten la característica de estar no polarizados. Se proponen modelos físicos que en combinación con datos experimentales y simulaciones numéricas buscan reproducir los fenómenos observados con el fin de entenderlos con mayor profundidad y plantear nuevas preguntas de estudio. En la primera parte, el sistema considerado es un pez anual en su etapa de epibolía donde se estudia la migración de las \textit{Deep Cell Layer } (DCL) hacia los bordes de las \textit{Enveloping Cell Layer} (EVL), guiadas por diferencias de dureza. Pese a que al llegar a los bordes las DCL están polarizadas, se desconoce la manera en que a larga distancia las células podrían sensar diferencias mecánicas. Para entender estas observaciones, se plantean tres modelos diferentes que permiten evaluar si los efectos de elasticidad de la EVL y sus bordes (representados por una franja más dura) son percibidos por un agente (DCL) que se encuentre encima generando fuerzas y protrusiones. El primero de ellos considera que las protrusiones generadas por las células se recogen arrugando el sustrato sin deslizar. Los resultados obtenidos demuestran que cuando el sustrato es homogéneo, la célula se comporta como un caminante aleatorio, mientras que en presencia de la franja más dura, el agente se aleja de la misma. El segundo estudio, se hace considerando que las protrusiones al contraerse deslizan y arrugan el sustrato. En este caso en una dimensión, se concluye que el centro de masa de la célula no se desplaza durante la contracción ni para sustratos homogéneos ni bajo la presencia de una franja más dura, lo que permite especular que en dos dimensiones los resultados tampoco mostrarán migración direccionada. Finalmente, se estudia un sustrato sometido a tensiones activas, y, por consiguiente, que considera al tensor de deformaciones no lineal. Para el caso particular de deformaciones lineales se observa un cambio en los coeficientes de difusión cuando el sustrato se contrae lo suficiente. Estos resultados, que permiten hipotetizar acerca del rol de las tensiones internas de los sustratos, que se pueden considerar como un cambio de dureza efectivo \cite{ProfCerdaDurezaEfectiva}, y podría ser más relevante que sus diferencias de dureza, al menos a largas distancias. Por otro lado, se estudia el fenómeno de migración celular colectiva de las \textit{Laterality Organ Progenitors} (LOP) durante la epibolía de los peces cebra. En el proceso, estas células se desplazan asociadas a las \textit{Enveloping Cell Layer} (EVL) desde un polo del huevo al otro. El enlace directo LOP-EVL está presente solo en algunas células y gradualmente se pierde en el proceso. A pesar de eso, y a que las LOPs no se polarizan en ningún momento, logran descender colectivamente y además formar un racimo. Se desarrolla un modelo físico para entender el rol que tiene la adhesión e interacción a larga distancia entre las LOPs. Para simular las protrusiones, se considera que las células se moverán como caminantes aleatorios, y el enlace con las EVL se modela como un resorte. Las dimensiones, condiciones iniciales, coeficientes de difusión, entre otros, se extraen de las observaciones experimentales, mientras que los coeficientes de los potenciales de interacción LOP-LOP se ajustan de modo que las simulaciones reproduzcan las observaciones experimentales de mejor manera. Los resultados obtenidos demuestran que existe un conjunto de parámetros que permiten reproducir tanto la migración colectiva como la formación del racimo, sugiriendo que las protrusiones no direccionadas tienen un rol importante en las migraciones colectivas. / Este trabajo ha sido parcialmente financiado por CONICYT e Iniciativa Científica Milenio

La manometria gastrointestinal es actualmente el método de referencia para el diagnóstico de los trastornos graves de la motilidad intestinal. Este proceso es invasivo, caro y complejo en su interpretación. Nuestro objetivo ha sido analizar las imágenes endoluminales obtenidas por la cápsula endoscópica para la valoración de la motilidad intestinal.El análisis de las imágenes endoluminales se ha realizado mediante un complejo programa informático desarrollado con técnicas de visión por computadora y aprendizaje automático específicamente para estudiar la motilidad del intestino delgado. Permite detectar contracciones intestinales y caracterizarlas según la intensidad de los pliegues concéntricos que se forman en su centro. Se identifican secuencias estáticas en las que el intestino o su contenido presentan muy escaso movimiento. Se detectan secuencias en las que el lúmen intestinal permanece abierto con una imagen tipo "túnel". Se cuantifican las secreciones intestinales turbias y se analiza su movimiento. En un primer estudio de validación, se ha demostrado que los períodos de inhibición de la motilidad intestinal, producidos farmacológicamente, se pueden diferenciar de forma automática de los períodos de actividad fisiológica. Mediante esta técnica se ha demostrado también que la dinámica del contenido intraluminal y la propulsión a lo largo del intestino están relacionadas con la contractilidad muscular y el movimiento de la pared intestinal.En un segundo estudio se ha desarrollado un clasificador informático para detectar motilidad intestinal patológica a partir de las características de la imagen endoluminal. Se estudiaron 36 pacientes con diagnóstico clínico de trastorno grave de la motilidad intestinal (19 con diagnóstico manométrico y 17 sin criterios manométricos) y 50 individuos sanos. A partir de las imágenes endoluminales de estos casos se seleccionaron 19 parámetros para crear un clasificador automático que identificara los casos de motilidad patológica. Los resultados obtenidos fueron los siguientes. El programa informático es capaz de identificar correctamente el 95% de los pacientes con criterios manométricos de trastorno severo de la motilidad intestinal. Asimismo, identifica como anormales el 65% de los pacientes que no cumplían criterios manométricos. Ningún voluntario sano es clasificado como patológico.Se concluye que el análisis de las imágenes endoluminales obtenidas mediante cápsula endoscópica detecta correctamente y de forma no invasiva los trastornos graves de la motilidad gastrointestinal. / Gastrointestinal manometry is currently the gold standard diagnostic test for small bowel motility disorders. It is an invasive and expensive procedure that requires expertise for its interpretation. Our aim was to use non-invasive capsule technology for evaluation of intestinal motor function based on computer image analysis.An endoluminal image analysis program for evaluation of intestinal motility was developed using computer vision and machine learning techniques. Intestinal contractions are detected and characterized depending on the intensity of concentric wrinkles that form in the center. Static sequences where the gut or its contents show reduced movement are identified. Sequences where the lumen is open in a tunnel fashion are detected. Intestinal content and endoluminal motion is quantified.An initial validation study showed that periods of pharmacologically inhibited intestinal motility can be automatically distinguished from periods of physiological activity. It also showed that the dynamics of the intraluminal content and propulsion along the intestine are related to the movement of the intestinal wall.In a second study, a computerized classifier was developed to detect small bowel dysmotility based on endoluminal image analysis. 36 patients with a clinical diagnosis of intestinal dysmotility (19 fulfilling manometric criteria and 17 not) and 50 healthy subjects were studied. Based on the endoluminal images from these cases, 19 parameters were selected to develop an automatic classifier for identification of abnormal motility. The classifier correctly identified 95% of patients with manometric criteria of intestinal dysmotility. It also identified as abnormal 65% of the patients who did not meet manometric criteria of dysmotility. All healthy subjects were classified as normal. In conclusion, analysis of endoluminal images obtained by capsule endoscopy constitutes a reliable, non-invasive and automated diagnostic test of intestinal motor disorders.

La distensión abdominal es una alteración clínica frecuente en la población general y en especial en los pacientes afectos de trastornos funcionales digestivos donde se manifiesta de una manera más intensa. El volumen de la cavidad abdominal presenta variaciones fisiológicas en respuesta a la ingesta de alimentos, el llenado vesical o la evacuación rectal. Nuestros datos indican que cuando se realiza un incremento del volumen abdominal de forma experimental en sujetos sanos mediante la infusión de gas en el intestino, las paredes abdominales (diafragma y pared antero-lateral) responden de forma coordinada con cambios en la actividad muscular que modulan el grado de aumento del perímetro abdominal, de forma que el aumento de cintura es independiente de la posición del sujeto y no esta influenciada por la tasa de infusión de gas. Estos datos sobre coordinación abdomino-frénica en la acomodación abdominal abren la posibilidad que la distensión abdominal esté relacionada con una alteración en la actividad de la musculatura de las paredes abdominales. Utilizando el mismo modelo experimental que en sujetos sanos, observamos como los pacientes con distensión abdominal presentaron una relajación paradójica del músculo oblicuo interno durante la infusión de gas en el intestino, acompañada de un incremento del perímetro abdominal significativamente mayor que en sujetos sanos. Estos datos sugieren que la distensión abdominal se relaciona con una alteración muscular de la pared anterior del abdomen. Pero teniendo en cuenta que la cavidad abdominal esta formada por la pared anterior del abdomen y el diafragma, ¿que papel tiene el diafragma en la distensión abdominal? / Bloating is a common clinical disorder in the general population, especially in patients with functional bowel disorders. The volume of the abdominal cavity has physiological variations in response to food intake, filling bladder or rectal evacuation. We recently demonstrated, in healthy subjects, that the abdominal wall actively adapt to its content: an increase in intra-abdominal volume, modelled by colonic gas infusion, modified the muscular activity of the anterior abdominal wall and the diaphragm resulting in a metered girth increment, regardless of body posture. These data on abdomino-phrenic coordination during abdominal accommodation suggested the possibility that abdominal distension might be related to abnormal activity of the abdominal wall. Using the same experimental model, it was shown that patients complaining of abdominal distension develop a paradoxical relaxation of the anterior wall in response to colonic gas infusion, and with the same volume loads, their girth increase was significantly larger than in healthy subjects. These data suggested that abdominal distension is related to abnormal control of the anterior abdominal wall. Taking into account that the abdominal cavity is formed by the anterior abdominal wall and diaphragm, which is the role of the diaphragm in abdominal distension?. Using our provocative model, we compared the muscular responses of the abdominal walls, in healthy subjects and in patients with bloating. In contrast to healthy subjects, patients exhibited distorted accommodation: the diaphragm showed a paradoxical contraction, while the anterior wall muscles failed to contract, and even the internal oblique, which was already contracted, relaxed. In contrast to the normal synergy of the anterior wall and the diaphragm in healthy subjects, the response in patients can be described as abdomino-phrenic dysynergia. Taken together, the works of this thesis indicate that the increase in girth in patients with abdominal distension is associated with abnormal activity of the diaphragm and anterior abdominal wall.

Memoria para optar el título de Bioquímico / La mitocondria y el retículo endoplasmático (ER) se encuentran física y funcionalmente acoplados. Los receptores de inositol 1,4,5-trifosfato (IP3R) son los principales canales de Ca2+ responsables de la liberación de este ión desde el ER y de la comunicación con la mitocondria. En la mitocondria, el encargado de permitir la entrada de Ca2+ es el unitransportador de Ca2+mitocondrial (MCU), que regula el paso del ion desde el espacio intermembrana hacia la matriz mitocondrial, permitiendo el funcionamiento de varias enzimas y transportadores fundamentales para mantener la bioenergética celular. La disrupción de la comunicación ERmitocondria genera una crisis bioenergética que activa una respuesta autofágica dependiente de la kinasa activada por AMP (AMPK). En cáncer se ha asumido que la glicólisis es capaz de suministrar toda la energía que las células requieren. Sin embargo, recientemente se ha demostrado que la mitocondria juega un papel fundamental en tumorigénesis. La migración e invasión son dos propiedades de las células tumorales que son parte de la cascada invasión-metástasis, que le permitirán a las células dejar el tumor primario para colonizar otros tejidos. Estas propiedades requieren altos niveles de energía. Sin embargo, el papel del metabolismo mitocondrial en estos fenómenos se ha estudiado muy poco. De acuerdo a esto, nosotros hipotetizamos que una interrupción en la comunicación vía Ca2+ entre el ER y la mitocondria producirá una desregulación bioenergética que disminuirá la capacidad de migración e invasión de las células tumorales. Utilizando un inhibidor competitivo especifico del receptor de IP3 y el silenciamiento de este a través de siRNA interrumpimos la comunicación ER-mitocondria y encontramos una disminución de la función mitocondrial, que se correlaciona con una disminución en la migración e invasión in vitro de líneas celulares tumorales altamente metastásicas. Los resultados de este trabajo abren nuevas oportunidades terapéuticas para tratar la generación de metástasis las que hasta el día de hoy son consideradas intratables / Mitochondria and the Endoplasmatic Reticulum (ER) are physically and functionally coupled. Inositol 1,4,5-triphosphate Receptors (IP3R) are responsible for the Ca2+ release from the ER to the cytoplasm and command mitochondria-ER communication. Mitochondrial Calcium Uniporter (MCU) is responsible for allowing Ca2+ entry from the intermembrane space to the mitochondrial lumen. Ca2+ in the mitochondria activates several Kreb’s cycle’s enzymes helping to maintain cell bioenergetics. Disruptions in ER-Mitochondrial communication generate a bioenergetic crisis characterized by an AMPK-dependent autophagic response. Migration and invasion of tumor cells are high energy demanding process. Glycolysis has been assumed to being able to supply as much energy cancer cells need. However, it has been recently proven that mitochondria play a crucial role in tumorigenesis. Accordingly we hypothesize that a disrupted Ca2+ communication between the ER and mitochondria will lead to a bioenergetic crisis that will decrease migration and invasive capacity of tumor cells. Thus, we interrupted the ERmitochondrial communication by inhibiting the IP3R pharmacologically with Xestospongin B and molecularly by silencing isoforms 1 and 3 of IP3R with siRNA. We found a decrease in mitochondrial function that correlates with a decrease in vitro migration and invasion of highly metastatic tumor cell lines. The results obtained in this work open new therapeutic opportunities to treat metastasis which are currently considered untreatable / Fondecyt

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / La refrigeración de semen equino es una técnica de reproducción asistida que ha ido aumentando su uso y desarrollo en los últimos años, ya que permite el almacenamiento y transporte de semen manteniendo su fertilidad potencial por alrededor de 24 horas. El objetivo del presente estudio fue el de evaluar el uso de distintas marcas de leches descremadas comerciales como diluyente de refrigeración de semen equino, comparándolas entre ellas en su efecto sobre sus características de motilidad espermática. El estudio fue realizado con cuatro potros pura sangre chileno, obteniéndose cuatro eyaculados por padrillo. Cada eyaculado fue filtrado y evaluado en sus características de concentración espermática, volumen total y libre de gel, motilidad total (MT) y motilidad progresiva (MP); esta evaluación fue considerada a tiempo 0 (T0). Cada eyaculado fue fraccionado en cuatro partes, siendo cada fracción homogeneizada con una distinta marca de leche descremada (Colun®, Loncoleche®, Soprole® y Surlat®). Cada dilución de semen fue almacenada en refrigeración a 4° C y evaluada en sus características de MT y MP mediante microscopía cada 24 horas hasta las 72 horas de almacenamiento. Los valores de MT y MP fueron más altos (p < 0,05) en la evaluación inicial, disminuyendo progresivamente en el tiempo hasta obtener los menores valores tras 72 horas. Las leches con mejores resultados (Colun® y Soprole®) no presentaron diferencias estadísticamente significativas (p < 0,05) entre ellas, obteniendo los mejores valores en todos los tiempos evaluados, tanto para MT como para MP. Las leches que obtuvieron los menores valores para MT y MP (Loncoleche® y Surlat®) tampoco presentaron diferencias entre ellas (p < 0,05). El potro jugó un rol importante en la mantención de la motilidad, influyendo considerablemente en los resultados. Al diluir semen de los potros con mejor motilidad con las leches que mejor mantenían la motilidad espermática, se permitió la mantención de esta hasta por 48 horas de refrigeración; y las otras marcas hasta por 24 horas. De esta manera la elección de una determinada marca de leche descremada permite la utilización de semen para inseminar hasta por 48 horas al mantenerlo a 4° C

Tesis para optar al grado de Doctora en Bioquímica / El cáncer corresponde a la segunda causa de muerte en Chile y el mundo, pero los pacientes con cáncer no mueren debido al crecimiento del tumor primario, sino a la diseminación de las células tumorales y posterior colonización de éstas en nuevos órganos o metástasis. En términos generales, el cáncer es la consecuencia de un proceso multifactorial que lleva a la transformación progresiva de células normales en células altamente malignas. La amplia variedad de fenotipos del cáncer se debe a la manifestación de alteraciones esenciales en la fisiología celular, las que colectivamente dictaminan el crecimiento maligno. Dos de las características adquiridas por las células tumorales en las que se enfocará esta tesis son; la invasión de tejidos y metástasis y la reprogramación del metabolismo energético. Caveolina-1 es una proteína integral de membrana a la que se le ha atribuido un rol dual en la progresión tumoral, actuando como supresor de tumores, ya que la disminución de la expresión de caveolina-1 es suficiente para revertir el fenotipo transformado, o como promotor de metástasis en estadios tardíos del cáncer, donde la expresión de caveolina-1 aumenta sin revertir el fenotipo maligno y se correlaciona con un aumento en la migración celular y metástasis, multiresistencia a drogas y una mala prognosis para el paciente. Ambos roles de caveolina-1 se ven afectados por la presencia de la glicoproteína Ecadherina, la cual potencia su acción supresora de tumores y suprime la habilidad de caveolina-1 para promover metástasis in vivo. Sin embargo, el mecanismo por el cual E-cadherina suprime la habilidad de caveolina-1 para promover la metástasis no ha sido estudiado. La habilidad de caveolina-1 para promover un aumento en la migración en células metastásicas se relaciona con un aumento en la activación de Rab-5 y Rac-1. Ya que la reprogramación del metabolismo energético de las células, suple tanto las necesidades bioenergéticas como biosintéticas de las células cancerígenas para sostener una proliferación aumentada y una rápida migración e invasión celular, en este proyecto se caracterizó el fenotipo metabólico de las células metastásicas que expresan o no, caveolina-1 y estudiamos cómo la expresión de E-cadherina afecta el metabolismo. Caveolina-1 sufre modificaciones post-traduccionales que participan en su función intracelular, como la fosforilación en el residuo de tirosina 14 (Y14), mediada por las proteínas tirosina quinasas no receptoras Src, Fyn y Abl en respuesta a varios estímulos como. En células metastásicas de cáncer de mama, se observan altos niveles de expresión de caveolina-1 y un alto grado de fosforilación de ésta en Y14, lo que promueve un aumento en la migración celular por un aumento en el recambio de la adhesiones focales, polarización, velocidad persistencia y direccionalidad de la migración. Todas estas funciones de caveolina-1 son bloqueadas por la inhibición de la fosforilación de caveolina- 1 en Y14 tanto de manera farmacológica como por la utilización de una caveolina-1 que no es fosforilable (Y14F). Por lo tanto, el rol promotor de metástasis de caveolina-1, dependería de su fosforilación en Y14. La fosfatasa PTPN14 co-inmunoprecipita con caveolina-1 en presencia de E-cadherina y PTPN14 en células de melanoma murino e induce una disminución en la migración, formación de colonias y crecimiento independiente de anclaje de células de cáncer de colon. Estos antecedentes nos llevaron a proponer la siguiente hipótesis: En presencia de E-cadherina se recluta a la fosfatasa PTPN14 al complejo multiproteíco formado con caveolina-1 lo que reduce la habilidad promotora de migración y metástasis de caveolina-1 por la disminución de la fosforilación de ésta en tirosina 14. El objetivo principal de esta tesis es determinar el efecto de la co-expresión de caveolina-1 y E-cadherina sobre la fosforilación en tirosina de caveolina-1 (Y14) y β-catenina (Y654) y la migración e invasión celular en células cancerígenas. Para abordar la hipótesis de trabajo se plantearon los siguientes objetivos específicos: (1) Determinar el efecto de la co-expresión de caveolina-1 y E-cadherina sobre los niveles de fosforilación en tirosina 14 de caveolina-1 y en tirosina 654 de β-catenina y la migración e invasión celular; (2) Estudiar la participación de Src en la fosforilación en tirosina 14 de caveolina-1 y en tirosina 654 de β-catenina en presencia y ausencia de E-cadherina; (3) Determinar si los complejos proteicos formados con caveolina-1 en presencia de E-cadherina contienen PTPN14, la que contribuye a la desfosforilación de caveolina-1 en tirosina 14; (4) Determinar el efecto de la co-expresión de caveolina-1 y E-cadherina sobre la activación de Rab-5 y Rac-1; (5) Caracterización de los cambios metabólicos inducidos por la expresión caveolina-1 y la variación de éstos por la co-expresión con Ecadherina. Para el desarrollo de los objetivos mencionados se utilizaron líneas celulares metastásicas en las que se co-expresan caveolina-1 y E-cadherina. Se realizó ensayos de Western de blot, luego de ensayos de multiherida para determinar los niveles de fosforilación de caveolina-1 en Y14 y β-catenina en Y654, ensayos de migración por transwell, ensayos de invasión, ensayos de precipitación por afinidad para determinar la actividad de Rab-5 y Rac1 en células que expresan caveolina-1 en presencia o en ausencia de E-cadherina. Además, se caracterizaron los complejos multiproteícos formados por caveolina-1, mediante ensayos de inmunoprecipitación y espectrometría de masa en células que expresan o no E-cadherina y se caracterizó el fenotipo metabólico de células que expresan o no caveolina-1, estudiando cómo cambia éste en presencia de E-cadherina. En resumen en esta tesis se buscó dilucidar el mecanismo mediante el cual Ecadherina reduce la habilidad promotora de migración, invasión y metástasis de caveolina-1 en células de cáncer metastásicas. En este trabajo mostramos que la expresión de E-cadherina inhibe el aumento en la migración, invasión y metástasis inducido por caveolina-1 por la disminución de la fosforilación de caveolina-1 en Y14, además, de bloquear la activación del eje Rab-5/Rac1. La fosfatasa PTPN14 co-inmunoprecipitó con caveolina-1 en presencia de E-cadherina y su expresión fue capaz de inhibir el rol promotor de migración, invasión y metástasis de caveolina-1. Finalmente mostramos que la expresión y fosforilación de caveolina-1 induce un switch metabólico a un fenotipo glicolítico aeróbico por el bloqueo del complejo mitocondrial IV, generando cambios en el metaboloma de las células metastásicas congruentes con este switch metabólico. La expresión de Ecadherina bloquea el cambio metabólico inducido por caveolina-1 llevando a las células a un metabolismo quiescente / Cancer is the second leading cause of death in Chile and in the world. Cancer patients do not die due to the primary tumor growth, but rather due to the spread of the cancer cells from the primary tumor and subsequent colonization of new organs, a process known as metastasis. In general terms, cancer is the result of a multifactorial process that leads to the progressive transformation of normal cells into highly malignant cells. The wide variety of cancer phenotypes is due to alterations in cell physiology that collectively lead to the malignant cell behavior. Two of the characteristics acquired by tumor cells, on which this thesis will focus, are tissue invasion, as well as metastasis and reprogramming of energy metabolism. Caveolin-1 is a membrane protein that has been attributed a dual role in cancer progression, acting at early stages as a tumor suppressor given that augmenting the expression of caveolin-1 is sufficient to reverse the transformed phenotype, or as a promoter of metastasis in late stages of cancer, where enhanced expression of caveolin-1 favors the malignant phenotype and correlates with an increase in cell migration and metastasis, multidrug resistance and poor prognosis of the patients. Both roles of caveolin-1 are affected by the presence of the glycoprotein E-cadherin, which enhances caveolin-1 function as a tumor suppressor and suppresses the ability of caveolin-1 to promote metastasis in vivo. However, the precise mechanism by which E-cadherin suppresses the malignant traits of caveolin-1 is unknown. The ability of caveolin-1 to promote migration of metastatic cells is associated with increased activation of Rab-5 and Rac-1. Bearing in mind that the reprogramming of energy metabolism in cancer cells, is required to supplement both the both the bioenergetic and biosynthetic needs of these cells to sustain increased proliferation, rapid migration and cell invasion, this thesis also evaluated the metabolism of metastatic cells expressing or not caveolin-1 and how this was affected by the expression of E-cadherin. Caveolin-1 is subjected to posttranslational modifications relevant to protein function, such as phosphorylation on tyrosine 14 (Y14), by the non-receptors protein tyrosine kinases non-receptor Src, Fyn and Abl. This may occur in response to a large variety of different stimulus. In metastatic breast cancer cells, high levels of caveolin-1 expression and phosphorylation on Y14 are observed and associated with increased cell migration by promoting focal adhesion turnover, polarization, persistence, speed and directionality of migration. All these functions of caveolin-1 are blocked by inhibition of caveolin- 1 phosphorylation on Y14 either pharmacologically or by introducing a nonphosphorylatable caveolin-1 (Y14F) mutation. Therefore, the metastasis promoting role of caveolin-1 depends on Y14 phosphorylation. The PTPN14 phosphatase co-immunoprecipitated with caveolin-1 in the presence of Ecadherin and PTPN14 in murine melanoma cells and decreased migration, colony formation and anchorage-independent growth of colon cancer cells. These results available in the literature led us to propose that in the presence of E-cadherin PTPN14 is recruited to the multiprotein complex including caveolin-1 to reduce Y14 phosphorylation, cell migration and metastasis induced by caveolin-1. The main objective of this thesis was to determine the effect of co-expression of caveolin-1 and E-cadherin on tyrosine phosphorylation of caveolin-1 (Y14) and β-catenin (Y654), as well as migration and invasion in cancer cells. To address the working hypothesis the following specific objectives were evaluated: (1) To determine the effect of the co-expression of caveolin-1 and E-cadherin on the levels of tyrosine phosphorylation 14 of caveolin-1 and on tyrosine 654 of β catenin and migration and cell invasion; (2) To study participation of Src in the phosphorylation of the tyrosine 14 of caveolin-1 and on tyrosine β-catenin 654 in the presence and absence of E-cadherin; (3) To determine whether the protein complexes formed with caveolin-1 in the presence of E-cadherin contain PTPN14, and if this phosphatase contributes to dephosphorylation of tyrosine 14 of caveolin-1; (4) To determine the effect of coexpression of caveolin-1 and E-cadherin on the activation of Rab-5 and Rac-1; (5) To characterization of the metabolic changes induced by caveolin-1 expression and the effect of the co-expression with E-cadherin on cell metabolism. To address these objectives metastatic cell lines that co-expressed caveolin-1 and E-cadherin were used. Multiple wounding assays and Western blot analysis was used to determine the phosphorylation levels of caveolin-1 on Y14 and β-catenin on Y654 moreover migration assays, invasion assays, affinity precipitation assays were employed to determine the activity of Rab-5 and Rac1 in cells expressing caveolin-1 in the presence or absence of E-cadherin. Furthermore, protein composition the analysis of the multiprotein complex formed by caveolin-1 and E-cadherin was evaluated following immunoprecipitation assays by mass spectrometry analysis. The metabolic phenotype of cells expressing or not caveolin-1 was characterized using Seahorse extracellular analyzer and metabolic changes in presence of Ecadherin were determined. In summary, this thesis sought to elucidate the mechanism by which E-cadherin reduces the ability of caveolin-1 to promote migration, invasion and metastasis as well as metabolic reprograming of metastatic cancer cells. In this study, we show that the expression of E-cadherin prevented caveolin-1- enhanced migration, invasion and metastasis by reducing caveolin-1 phosphorylation on Y14 and, as a consequence, blocking of the activation of the Rab-5/Rac-1 signaling axis. The PTPN14 phosphatase co-immunoprecipitated with caveolin-1 in the presence of E-cadherin and overexpression or this phosphatase was sufficient to prevent the migration, invasion and metastasis promoting role of caveolin-1, even in the absence of E-cadherin. Finally we show that the expression caveolin-1 induced a metabolic switch to an aerobic glycolytic phenotype, likely by blocking the mitochondrial complex IV. These effects coincided in metastatic melanoma cells with changes in the metabolome. Moreover, the expression of E-cadherin blocked the metabolic changes induced by caveolin-1 leading to a quiescent metabolic phenotype in metastatic cells / Conicyt-FONDAP; Fondecyt ; Anillo ACT / 31 de diciembre de 2018

El Síndrome del Intestino Irritable (IBS) se define como una alteración de la función gastrointestinal caracterizada por dismotilidad e hipersensibilidad visceral. En la mayoría de pacientes con este síndrome el número de mastocitos de mucosa intestinal (IMMC) y su actividad están aumentados. Este hecho podría jugar un papel central en las alteraciones funcionales, sensitivas y motoras del IBS ya que la activación de esta población celular provocaría la liberación de mediadores que podrían afectar a la excitabilidad de las neuronas entéricas y a la de las aferentes primarias, así como a la contractilidad del músculo liso intestinal. No obstante, este síndrome presenta un diagnóstico difícil y un tratamiento poco efectivo ya que los factores que lo causan aún no están claros. Recientemente los procesos alérgicos no diagnosticados hacia componentes de la dieta se han propuesto como posible factor desencadenante del IBS. Se requiere sin embargo disponer de modelos in vivo para estudiar los mecanismos implicados e identificar nuevas dianas terapéuticas. El modelo experimental inducido en rata Sprague Dawley (SD) a la que se expone a ovo-albúmina (OVA) por vía oral reproduce algunos de los hallazgos observados en pacientes con IBS: un aumento de la actividad mastocitaria y una alteración en la motilidad.El objetivo de esta tesis doctoral ha sido contribuir a caracterizar el modelo de exposición oral a OVA en rata SD; determinar el tipo de respuesta inmune inducida por el antígeno, evaluar la actividad mastocitaria y su implicación en la dismotilidad inducida por OVA y valorar la participacion del factor de crecimiento nervioso (NGF) en el proceso.La exposición oral a OVA, a diferencia de otras proteínas como la gelatina, produjo un aumento en la actividad mastocitaria en el intestino delgado y el colon, como reflejan el aumento del número de IMMC y el incremento de la concentración intestinal de RMCPII. Sin embargo, parámetros como la concentración de IgE o IgG específicas anti-OVA, IL4 o la presencia de eosinófilos y celulas IgE+ en tejido intestinal no se vieron afectados por la exposición a OVA. Estos resultados, junto con el aumento de liberación de histamina tras la estimulación directa de mastocitos con OVA in Vitro, sugirieron que el efecto de esta proteína podría deberse a una interacción directa, no mediada por anticuerpos, entre OVA y el mastocito. La exposición oral a OVA también produjo un incremento en parámetros relacionados con la respuesta motora principalmente en colon, así como en la expresión de NGF en tejido intestinal. Finalmente, el tratamiento con ketotifeno disminuyó significativamente el aumento inducido por OVA sobre la actividad mastocitaria y la respuesta motora y la expresión de NGF. Además se observó una correlación entre el efecto de OVA sobre la actividad mastocitaria y la respuesta motora especialmente en colon, que contribuye a proponer la hipótesis de que los mastocitos están implicados en la alteración de la motilidad intestinal.La exposición de ratas SD a OVA por vía oral induce una alteración de la motilidad intestinal que no es mediada por una reacción de naturaleza alérgica. A la disfunción motora provocada por la OVA contribuyen sin embargo los mastocitos, probablemente mediante la interacción directa entre esta población celular y la proteína que puede generar, entre otros mediadores, la liberación de NGF. Este mecanismo no alérgico que implica a los mastocitos puede ser relevante en ciertos tipos de pacientes con IBS, cuyo abordaje terapéutico quizás requiera de un replanteamiento. Este trabajo ha apuntado el camino para una caracterización más profunda del modelo con el objetivo de identificar nuevas dianas terapéuticas. / Irritable Bowel Syndrome (IBS) is an alteration of the gastrointestinal function characterised by dismotility and visceral hypersensitivity. In most patients with this syndrome the number of intestinal mucosal mast cells (IMMC) and its activity are increased. This could play a central role in any physiological, sensory and motor IBS because activation of this cell population would result in the release of mediators that could affect the excitability of enteric neurons and primary afferents, as well as the intestinal smooth muscle contractility. However, this syndrome presents a difficult diagnosis and ineffective treatment because the factors that cause it are still unclear. Recently undiagnosed allergic processes to dietary components have been proposed as a possible trigger of IBS. However is required to have in vivo models to study the mechanisms involved and identify new therapeutic targets. The rat experimental model induced in Sprague Dawley (SD) which is exposed to ovo-albumin (OVA) orally play some of the findings in patients with IBS: increased mast cell activity and altered motility. The aim of this PhD was to characterize the model of oral exposure to OVA in SD rat; determine the type of immune response induced, the mast cell activity and assess their involvement in the OVA-induced dysmotility and evaluate the participation of Nerve growth factor (NGF) in the process. Oral exposure to OVA, unlike other proteins such as gelatin, induced an increase in mast cell activity in the small intestine and colon, as reflected in the increased number of IMMC and intestinal RMCPII concentration. However, parameters such as concentration of specific IgE or IgG anti-OVA, IL4 or the presence of eosinophils and IgE + cells in intestinal tissue were not affected by exposure to OVA. These findings, coupled with increased histamine release after direct stimulation of mast cells with OVA in vitro, suggested that the effect of this protein could be due to direct interaction between OVA and the mast cell. Oral exposure to OVA also produced an increase in parameters related to motor response mainly in the colon, as well as in the expression of NGF in intestinal tissue. Finally, treatment with ketotifen significantly reduced the OVA-induced increase of mast cell activity and motor response and the expression of NGF. We observed a correlation between the effect of OVA on mast cell activity and motor response especially in the colon, which contributes to hypothesize that mast cells are involved in altering intestinal motility.Oral exposure to OVA in SD rats induces a disturbance in motor response that is not mediated by an allergic reaction. However, mast cells have a key role in the disturbance of intestinal motility, probably through direct interaction between this cell population and the protein, which can generate, among other mediators, the release of NGF. This nonallergic mechanism involving mast cells may be relevant in certain types of patients with IBS, whose therapeutic approach may require a restatement. This work has pointed the way for a deeper characterization of the model with the aim of identifying new therapeutic targets.

No description available.

Se comprobó los efectos del extracto etanólico de Schkuhria pinnata(Lamarck) Kuntze “canchalagua” en dosis de: 100 y 200 mg/kg por vía oral, sobre la diuresis, la motilidad intestinal, y el efecto gastroprotector en ratones y ratas albinas. Para el estudio del efecto gastroprotector se trabajó el método de inducción de úlceras empleando etanol a 96° en los siguientes grupos: Control Negativo Suero fisiológico (2ml/kg) Control Positivo: Omeprazol (20mg/kg). Schkuhria pinnata (200mg/kg). Schkuhria pinnata (100mg/kg). Para evaluar el efecto diurético se trabajó: Grupo Control Negativo Suero fisiológico (2ml/kg) Control Positivo: Furosemida (10mg/kg). Schkuhria pinnata (200mg/kg). Schkuhria pinnata (100 mg/kg). Para evaluar el efecto sobre motilidad intestinal se utilizó el modelo de carbón activado en los siguientes grupos: Control Negativo Suero fisiológico (0.1ml/10g) Control Positivo: Loperamida (3 mg/kg). Schkuhria pinnata (200 mg/kg). Schkuhria pinnata (100 mg/kg). Los resultados muestran un efecto gastroprotector y sobre la motilidad intestinal del extracto a dosis de 100 mg/kg (p es menor que 0.05) y un efecto diurético a dosis de 200 mg/kg (p es menor que 0.05). En conclusión queda demostrado que el extracto etanólico de Schkuhria pinnata L tiene efecto gastroprotector, diurético y sobre la motilidad intestinal, en los modelos experimentales trabajados. Palabras Clave: Schkuhria pinnata, úlcera gástrica, efecto diurético, motilidad intestinal, ratas. / It tested the effects of ethanol extract of Schkuhria pinnata (Lamarck) Kuntze "canchalagua" in doses of 100 and 200 mg / kg orally on urine output, intestinal motility, and gastroprotective effect in mice and albino rats. To study the gastroprotective effect worked on the method of induction of ulcers using ethanol at 96 ° in the following groups: negative control saline (2ml/kg) Positive Control: omeprazole (20mg/kg). Schkuhria pinnata (200mg/kg). Schkuhria pinnata (100mg/kg). To evaluate the diuretic effect worked: Negative control group saline (2ml/kg) Positive Control: Furosemide (10mg/kg). Schkuhria pinnata (200mg/kg). Schkuhria pinnata (100mg/kg). To assess the effect on intestinal motility model was used activated carbon into the following groups: saline negative control (0.1ml/10g) Positive Control: loperamide (3mg/kg). Schkuhria pinnata (200mg/kg). Schkuhria pinnata (100mg/kg). The results show a gastroprotective effect on intestinal motility and the extract at doses of 100mg /kg (p is less than 0.05) and a diuretic effect at doses of 200mg/kg (p is less than 0.05). In conclusion it is demonstrated that the ethanol extract of Schkuhria pinnata L has gastroprotective effect, diuretic and intestinal motility in experimental models worked. Key Words: Schkuhria pinnata, gastric ulcer, diuretic, intestinal motility, rats.

Se comprobó los efectos del extracto etanólico de Schkuhria pinnata(Lamarck) Kuntze “canchalagua” en dosis de: 100 y 200 mg/kg por vía oral, sobre la diuresis, la motilidad intestinal, y el efecto gastroprotector en ratones y ratas albinas. Para el estudio del efecto gastroprotector se trabajó el método de inducción de úlceras empleando etanol a 96° en los siguientes grupos: Control Negativo Suero fisiológico (2ml/kg) Control Positivo: Omeprazol (20mg/kg). Schkuhria pinnata (200mg/kg). Schkuhria pinnata (100mg/kg). Para evaluar el efecto diurético se trabajó: Grupo Control Negativo Suero fisiológico (2ml/kg) Control Positivo: Furosemida (10mg/kg). Schkuhria pinnata (200mg/kg). Schkuhria pinnata (100 mg/kg). Para evaluar el efecto sobre motilidad intestinal se utilizó el modelo de carbón activado en los siguientes grupos: Control Negativo Suero fisiológico (0.1ml/10g) Control Positivo: Loperamida (3 mg/kg). Schkuhria pinnata (200 mg/kg). Schkuhria pinnata (100 mg/kg). Los resultados muestran un efecto gastroprotector y sobre la motilidad intestinal del extracto a dosis de 100 mg/kg (p es menor que 0.05) y un efecto diurético a dosis de 200 mg/kg (p es menor que 0.05). En conclusión queda demostrado que el extracto etanólico de Schkuhria pinnata L tiene efecto gastroprotector, diurético y sobre la motilidad intestinal, en los modelos experimentales trabajados. Palabras Clave: Schkuhria pinnata, úlcera gástrica, efecto diurético, motilidad intestinal, ratas. / It tested the effects of ethanol extract of Schkuhria pinnata (Lamarck) Kuntze "canchalagua" in doses of 100 and 200 mg / kg orally on urine output, intestinal motility, and gastroprotective effect in mice and albino rats. To study the gastroprotective effect worked on the method of induction of ulcers using ethanol at 96 ° in the following groups: negative control saline (2ml/kg) Positive Control: omeprazole (20mg/kg). Schkuhria pinnata (200mg/kg). Schkuhria pinnata (100mg/kg). To evaluate the diuretic effect worked: Negative control group saline (2ml/kg) Positive Control: Furosemide (10mg/kg). Schkuhria pinnata (200mg/kg). Schkuhria pinnata (100mg/kg). To assess the effect on intestinal motility model was used activated carbon into the following groups: saline negative control (0.1ml/10g) Positive Control: loperamide (3mg/kg). Schkuhria pinnata (200mg/kg). Schkuhria pinnata (100mg/kg). The results show a gastroprotective effect on intestinal motility and the extract at doses of 100mg /kg (p is less than 0.05) and a diuretic effect at doses of 200mg/kg (p is less than 0.05). In conclusion it is demonstrated that the ethanol extract of Schkuhria pinnata L has gastroprotective effect, diuretic and intestinal motility in experimental models worked. Key Words: Schkuhria pinnata, gastric ulcer, diuretic, intestinal motility, rats. / Tesis