It is estimated that within a few years chronic obstructive pulmonary disease (COPD) will be the third leading cause of death worldwide. The morbidity and mortality associated with COPD are due, in part to acute exacerbation episodes (AECOPD), mainly caused by microbial pathogens such as Haemophilus influenzae, Streptococcus pneumoniae and Pseudomonas aeruginosa. Moreover, COPD is the main underlying disease associated with pneumococcal pneumonia episodes. This thesis describes four studies performed to gain insights into the role of pneumococci and their closely-related species S. pseudopneumoniae in causing acute exacerbation and pneumonia episodes in COPD patients. In the first study, a total of 188 sputum samples were obtained from AECOPD episodes occurring in severe COPD patients during a 1-year period. Samples were quantitatively cultured; of them, S. pneumoniae was isolated in 31 (16.5%) episodes and S. pseudopneumoniae in 9 (4.8%) episodes. S. pneumoniae was the third most frequent cause after Pseudomonas aeruginosa (28.8%) and Haemophilus influenzae (19.7%). There are major differences in the invasiveness potential of pneumococci, depending on their serotype and genotype. Indeed, in our second study (from 2001 to 2008) we found an association of certain serotypes, and their related genotypes, with different pneumococcal infections. Serotypes 4 (ST2474), 5 (Colombia5-ST289) and 8 (Netherlands8-ST53) were associated with bacteraemic pneumonia, serotypes 1 (Sweden1-ST306) and 3 (Netherlands3-ST180 and ST2603) with bacteraemic and non-bacteraemic pneumonia, and serotypes 16F (ST3016F), 11A and non-typeable pneumococci with AECOPD episodes (P<0.05). Finally, in our experience, serotype 3 pneumococcus was the most frequent cause of pneumonia and acute exacerbations in COPD patients. Moreover, the implementation of pneumococcal conjugate vaccine PCV7 for children in 2001 in Spain has been shown to be highly effective in reducing invasive pneumococcal disease in children, and in adults as well due to the phenomenon of herd protection. This effect was also observed among pneumococci causing acute exacerbations in adults: PCV7 serotypes decreased from 39.4% in the 2001-04 period to 11.2% in the 2009-12 period. In parallel, the prevalence of multi-drug resistant serotypes 15A and 6C has dramatically increased in recent years. For this reason, although the resistance rates of β-lactams decreased over time, macrolides and multi-drug resistance remained stable throughout the study period. The presence of bacteria colonizing the lower airways of most severe COPD patients results in bronchial epithelial injury and increases morbidity among these patients. In the third study (1995-2010 period), it was found that a third of recurrent pneumococcal acute exacerbations were relapses (caused by a pre-existing strain), mainly associated with serotypes 9V and 19F (P<0.02). This suggests an important role for capsular type in pneumococcal persistence. In view of these results, we analysed the impact of antimicrobial consumption in the development of pneumococcal resistance to β-lactams and fluoroquinolones in 13 patients with a long-time persistence of pneumococci (average time: 582 days, SD ±362). Changes in quinolone-resistant determining regions (QRDR) involved in fluoroquinolone resistance were frequently observed in persistent strains after fluoroquinolone treatment; however, the penicillin-binding protein (PBP) sequences were stable over time, even though all but two patients received multiple courses of β-lactam treatment. These results suggest that an optimal combination of pbp genes is maintained to compensate for the fitness cost imposed by additional changes in these genes. Despite the genetic stability of these persistent strains, S. pneumoniae is naturally transformable and is able to acquire exogenous DNA, resulting in a dynamic and complex epidemiology of pneumococcal diseases. This genetic diversity was also observed among the 36 S. pseudopneumoniae strains analysed. Altogether, our studies can help to improve the understanding of the dynamics of S. pneumoniae and S. pseudopneumoniae populations causing disease in COPD patients. / En aquesta tesis, es van dur a terme quatre estudis amb l’objectiu d’aprofundir en el paper de S. pneumoniae com a causant d’exacerbacions agudes i pneumònia en pacients amb MPOC. En el primer estudi, es van sembrar quantitativament un total de 188 mostres d’esput obtingudes durant episodis d’EAMPOC en pacients amb MPOC avançat, durant un any d’estudi (febrer 2010 - febrer 2011). S. pneumoniae es va aïllar en 31 (16.5%) episodis i fou la tercera causa d’exacerbació, després de Pseudomonas aeruginosa (28.8%) i Haemophilus influenzae (19.7%). En el segon estudi es va trobar una diferent associació d’alguns serotipus i del seus genotipus relacionats, en pacients amb MPOC amb diferents infeccions pneumocòcciques (període 2001-2008). El serotipus 3 va ser la causa més freqüent de pneumònia i d’EAMPOC, però els serotipus 4 (ST2474), 5 (Colombia5-ST289) i 8 (Netherlands8-ST53) es varen associar amb pneumònia bacterièmica; serotipus 1 (Sweden1-ST306) i 3 (Netherlands3-ST180 i ST2603) es varen associar amb pneumònia tant bacterièmica com no bacterièmica; mentre serotipus 16F (ST3016F), 11A i els pneumococs no-tipificables es varen associar amb EAMPOC (P<0.05). Degut a la implementació de la vacuna conjugada PCV7, els serotipus inclosos en la vacuna han disminuït del 39.4% en el període 2001-2004 a 11.2% en el període 2008-2012. Paral•lelament a aquest descens, els serotipus 15A i 6C han augmentat dramàticament en els últims anys. Per aquesta raó, la multiresistència s’ha mantingut estable durant tot el període d’estudi. En el tercer estudi (1995-2010), es va observar que un terç dels episodis d’EAMPOC recurrents, varen ser causats per una soca preexistent, principalment serotipus 9V i 19F (P<0.05), considerant-se recaigudes. Aquest fet suggereix un paper important del tipus capsular en la persistència. Finalment, es va analitzar l’impacte del consum d’antimicrobians en el desenvolupament de resistència en 13 pacients colonitzats per pneumococc (temps mitjà: 582 dies, DS ±362). Es van observar canvis en les QRDRs de les soques d’aquells pacients que van rebre tractament amb fluoroquinolones. En canvi, les PBPs de les soques persistents van romandre estables tot i els múltiples tractaments amb β-lactàmics que van rebre els pacients. En total, els estudis presentats han millorat el coneixement de la dinàmica de les poblacions de S. pneumoniae i S. pseudopneumoniae en pacients amb MPOC.

In the last two decades, it has been done a thoroughly research about the role of Guanylate Cyclase Activating Proteins (GCAPs) in photoreceptor cells of the retina as activity regulators of Retinal Guanylate Cyclase (RetGC), which allow to restore cGMP levels to darkness ones when intracellular Ca2+ falls. However, little is known about: a) ¿What determines GCAPs distribution within the cell?, b) ¿Which other functions GCAP proteins, GCAP1 and GCAP2, carry out at other cellular compartments different from the sensory one? and c) ¿How they cause cell death when they are mutated? In this study we want address these questions. 1. First of all, we own a mouse model that expresses a GCAP2 mutated form unable to bind Ca2+ (bEF-GCAP2). Other mutations described for GCAP1 and present in some autosomic dominant Cone Rod Dystrophies (adCORD), prevent Ca2+ binding to some of its EF-hand domains which produces the constitutive activation of RetGC, and consequently, high cGMP levels that result in toxicity for the cell. However, we observe that our model causes the death by other mechanism, as RetGC is not activated by GCAP2, because GCAP2 is retained in the inner segment and does not translocate to the sensory compartment. We want to identify interactions that GCAP2 establish differentially in this compartment and could be retaining it. We find out 14-3-3 family of proteins by mass-spectrometry and liquid chromatography. Furthermore, bEF-GCAP2 is abnormally phosphorylated in vivo and GCAP2 phosphorylation promotes its binding to 14-3-3 binding. We demonstrate that GCAP2 phosphorylation in residue serine 201 is the cause of its retention in the inner segment, avoiding its translocation to the outer segment, and when we mutate serine 201 into a glycine, this retention is reverted in vivo. Finally, we propose that GCAP2 phosphorylation and its binding to 14-3-3 is what retains GCAP2 in the inner segment, and this happens in a balance way during dark/light day cycles. When this system overloads will cause retinal degeneration by the formation of aggregates. We believe that mutations in GCAP2 or light conditions promoting GCAP2 accumulation in its Ca2+-free form in the inner segment of the cell, bring to cell death by GCAP2 conformational instability. Most important, we propose that this will also apply for genetic scenarios mimicking the effects to constant light exposure, the so called “equivalent-light” scenarios. 2. Secondly, as a result of the identification of GCAP2 interaction to RIBEYE (Venkatesan et al. 2010) the major component of synaptic ribbons in the photoreceptor cell terminal, we developed an ultrastructural study of the role that GCAP2 may play in this compartment. Through confocal and electronic microscopy we have demonstrated the presence of GCAP1 and GCAP2 in rod synaptic ribbons. However, GCAP1 and GCAP2 are not necessary during synaptic ribbons assembling and basic maintenance. As GCAP2 overexpression in the wildtype background (which means a higher GCAP2:GCAP1 ratio) promotes ribbons disassembling, we propose that GCAP2 may play a role mediating the morphological changes that take place in the synaptic ribbons in response to variations in [Ca2+]. / En las dos últimas décadas se ha investigado a fondo el papel que juegan las Proteínas Activadoras de Guanilato Ciclasa (GCAPs) en las células fotorreceptor de la retina como proteínas encargadas de regular la actividad de la Guanilato Ciclasa (GC). Sin embargo se sabe poco acerca de: a) ¿Qué determina la distribución de GCAPs en la célula?, b) ¿Qué otras funciones ejercen GCAP1 y GCAP2 en otros compartimentos celulares distintos al segmento sensorial? y c) ¿Cómo dan lugar a muerte celular cuando están mutadas? En este estudio hemos querido encarar estas preguntas. 1. En primer lugar, poseemos un modelo de ratón que expresa una forma mutante de GCAP2 que no une Ca2+ (bEF-GCAP2). A diferencia de otras mutaciones descritas para GCAP1, en que se ha observado que la muerte celular es producida por niveles tóxicos de cGMP, observamos que nuestro modelo produce la muerte celular por otro mecanismo en que GCAP2 se acumula en el segmento interno. Identificamos abundantemente las distintas isoformas de 14-3-3 como interactores diferenciales de bEF-GCAP2, que a su vez está anormalmente fosforilada in vivo. Tras una serie de experimentos para caracterizar esta interacción, proponemos que la fosforilación de GCAP2 y su unión a 14-3-3 retienen a GCAP2 en el segmento interno, y si este mecanismo se sobrecarga por a) mutaciones en GCAP2, b) condiciones de luz que promuevan la acumulación de GCAP2 en su forma libre de Ca2+ en el segmento interno o c) condiciones genéticas que mimeticen los efectos de exposición a luz prolongada, tendría lugar la degeneración de la retina por la formación de agregados debido a la inestabilidad conformacional de GCAP2. 2. En segundo lugar, tras la identificación de la interacción de GCAP2 con RIBEYE (Venkatesan et al. 2010), el componente mayoritario de las cintillas sinápticas de fotorreceptores, realizamos un estudio ultrastructural del papel que puede estar jugando GCAP2 en este compartimento mediante microscopia electrónica y confocal, demostrando la presencia de GCAP1 y GCAP2 en las cintillas sinápticas de bastones. GCAP1 y GCAP2 son prescindibles en el ensamblaje y mantenimiento básico de las cintillas sinápticas, pero la sobreexpresión de GCAP2 en el fenotipo salvaje, que incrementa el ratio GCAP2:GCAP1, promueve el desensamblaje de las cintillas. Proponemos que GCAP2 podría jugar un papel mediando cambios morfológicos en las cintillas sinápticas promovidas por cambios en [Ca2+].

Introducción El linfoma de Hodgkin clásico (LHc) es un proceso neoplásico de características clínicas, epidemiológicas y biológicas únicas. Numerosos estudios epidemiológicos han analizado las características de la enfermedad, mostrando su diferente comportamiento en niños y en adultos, así como en función de factores y condiciones socioeconómicas. Hay muchas pruebas que demuestran importantes disregulaciones a nivel del ciclo celular y de la apoptosis, y apuntan a que el virus de Epstein Barr (VEB) desempeña un papel fundamental en la patogenia del LHc. Existen escasos trabajos que analicen las alteraciones de las proteínas del ciclo celular y de la apoptosis en función de la edad de los pacientes y de la presencia del VEB. Objetivo Estudiar la epidemiologia del LHc en nuestra población y la expresión de las proteínas de ciclo celular y de la apoptosis, correlacionándolo con la edad de los pacientes y con el estatus del VEB. Pacientes y métodos Estudiamos una muestra de 94 pacientes afectos de LHc divididos en tres grupos de edad. Se recogieron diferentes variables epidemiológicas. Se analizó la presencia del VEB mediante técnicas inmunohistoquímicas (latent membrane protein 1, LMP1), técnicas de hibridación in situ (EBV-encoded RNA, EBER) y técnicas de reacción de polimerasa en cadena (PCR) para detección de ADN del VEB, y se evaluó la concordancia de estas técnicas. Se analizó la expresión de ciclina A, ciclina B, ciclina D1, ciclina E, p16, p21, p27, p53, bcl-2, bcl-xl y bax mediante tissue microarray (TMA) Resultados El VEB está presente en las células Hodgkin y Reed Sternberg (HRS) en el 47% de los casos, y de forma especialmente importante en pacientes menores de 10 años y en mayores de 60 años. Las técnicas inmunohistoquímicas y de hibridación in situ para la determinación de la infección latente por el VEB presentan una elevada concordancia. Las células HRS presentan múltiples disregulaciones de las proteínas del ciclo celular y de la apoptosis que se caracterizan por sobreexpresión de ciclina E, ciclina A y p16 y subexpresión de p27, p53 y bcl-2. Existen patrones inmunohistoquímicos de expresión que son característicos y específicos de cada grupo de edad. Asimismo, la presencia del VEB se asocia con la expresión de un patrón de proteínas determinado y tiene un efecto modulador de las relaciones entre las proteínas inductoras del ciclo celular y de sus inhibidores. Las variables que se asocian con mayor supervivencia en nuestro grupo de pacientes son la edad entre 0 y 20 años y la positividad del VEB, y, en cambio, se observa una tendencia a disminución de la supervivencia en relación con la sobreexpresión de ciclina D1 y de bcl-xl. Conclusión Las células HRS del LHc presentan importantes alteraciones a nivel de ciclo celular y de la apoptosis que son diferentes en función de la edad y de la presencia del VEB. Estos datos apoyan que pueda tratarse de entidades biológicamente distintas. / Context Classical Hodgkin lymphoma (cHL) is a malignant tumour with clinical, epidemiological and biological unique properties. Many studies characterized the behaviour of the disease, showing differences between children and adults, and also depending on socioeconomic factors. Substantial evidence that Hodgkin and Reed Sternberg (HRS) cells have defects in cell cycle and apoptosis regulation. Furthermore, the Epstein Barr virus (EBV) has shown to play a pathogenetic role in cHL. Published data studying the relationship between alterations in cell cycle and apoptosis depending on age and EBV status are limited. Aims This study aimed to investigate the epidemiology of cHL in our population and the expression of cell cycle and apoptosis proteins, correlating with the age and the status of VEB. Patients and methods We studied 94 cHL cases divided into three age groups. Epidemiological aspects were recorded. The presence of the EBV was analysed in the biopsies samples by immunohistoquimical, in situ hybridation and polymerase chain reaction (PCR) techniques. The concordance of these techniques was evaluated. We analysed the expression of cyclin A, cyclin B, cyclin D1, cyclin E, p16, p21, p27, p53, bcl-2, bcl-xl and bax by tissue microarray (TMA). Results EBV was present in HRS cells in 47% of the cases, especially in patients under 10 and over 60 years old. Determination of EBV by LMP1 (latent membrane protein 1) and EBER (EBV-encoded RNA) showed high concordance. Multiple alterations were observed in cell cycle and apoptosis proteins distinguished by overexpression of cyclin E, cyclin A and p16 and underexpression of p27, p53 and bcl-2. The results revealed specific immunohistochemical profile in each group of age. The presence of EBV was also associated with a characteristic expression profile and had a modulator effect on the relations of inductors and inhibitors of the cell cycle. EBV presence and age between 0 and 20 years old were associated with favourable survival. Overexpression of cyclin D1 and bcl-xl was associated with poorer survival. Conclusion This study demonstrates that HRS cells show significant alterations in cell cycle and apoptosis that differs depending on age and EBV status. This data would suggest that these are biologically distinct disease entities.

Tesi realitzada a l'Institut d'Investigació Biomèdica de Bellvitge (IDIBELL) / Although chemotherapeutic drugs are widely used in order to improve the cancer outcome, drug resistance remain the most unpredictable factor affecting chemotherapy and a major impediment to successful patient’s treatment. Understanding the cellular mechanisms leading to chemoresistance may dramatically impact on the way chemotherapeutic drugs are used. Then, it would allow selecting the most suitable personalized therapy. It has become increasingly clear that many chemotherapeutic agents kill susceptible cells through the induction of the physiological cell death program. Accordingly, deregulation of any gene involved in the activation or execution of the death processes may be a major mechanism of chemoresistance. Tumor suppressor and DNA repair genes were classified as important mediators of chemotherapeutic respons. While inactivation of tumor suppressor genes could lead to drug resistance, inactivation of DNA repair genes, drug metabolisms, and detoxification genes might lead to drug sensitivity. This can be due to different mechanisms like regional hypermethylation and/or global hypomethylation. The possibility that some genes conferring chemoresistance are reversibly switched on/off by DNA methylation is particularly important and may have relevant clinical implications. A very potent specific inhibitor of DNA methylation, 5-AZA, has been widely used as a demethylating agent in vitro, and is used clinically in the treatment of acute leukemia and myelodysplasia. The present Doctoral Thesis has been devoted to provide further knowledge about the cross-talk between genes promoters DNA methylation status and tumors chemosensitivity, on a more detailed understanding of the influence of its changes in resistance to dacarbazine and to platinum agents, such oxaliplatin and cisplatin. We also pretend to explore alternative therapies as an attempt for reverse tumors chemoresistance the main cause of patients dead. In order to address these goals, we studied two cancer models, colorectal and testicular germ cell tumors. 1º Study: 68 patients were enrolled in this study and treated with dacarbazine. Overall, 2% achieved partial response and 12% had stable disease. Better outcome was significantly associated with MGMT promoter hypermethylation. 2º Study: We found that oxaliplatin resistance in colon cancer cells depends on the DNA methylation-associated inactivation of SRBC gene. SRBC over-expression or depletion gives rise to sensitivity or resistance to oxaliplatin, respectively. SRBC epigenetic inactivation occurred in primary tumors from a discovery cohort of colorectal cancer patients, predicting shorter progression free survival, particularly in oxaliplatin­treated cases for which metastasis surgery was not indicated. 3º Study: We report the perpetuation of serially cisplatin-refractory orthotopic transplantable patient-derived nonseminomatous tumor grafts in mice, named orthoxenografts, as a system to investigate cisplatin refractoriness from a genetic perspective and for the preclinical development of novel targeted therapies based on overcoming cisplatin-resistance. Here we found UGCG implicated in cisplatin resistance. By quimical inactivation we were able to revert cisplatin resistance in ortoxenograt tumors. 4º Study: To explore if MGMT promoter methylation changes have a role in cisplatin chemoresistance, we study it methylation status in cisplatin sensitive and paired resistant human non-seminoma cancer cell lines, xenograft tumors and in clinical samples from metastasic patients treated with cisplatin-based chemotherapy. We found that cisplatin sensitive samples are related with MGMT promoter hypermethylation associated with its loss of expression. Clinically, the presence of MGMT promoter methylation is related with better overall survival in metastasic patients with testicular germ cell cancer. Inhibition of MGMT with O6-benzylguanine in vitro or in vivo increases the sensitivity to cisplatin and temozolomide, being this a possible chemotherapeutic approach to re-sensibilize human non-seminoma refractory tumors. We conclude that the methylation status of the gene promoters influences tumor sensitivity to different chemotherapeutic agents. We demonstrated that inhibition of MGMT and UGCG can be therapeutic ways for rescue patient’s refractory to cisplatin. / La quimioresistencia es el principal limitante para el tratamiento del paciente oncológico. La comprensión de los mecanismos celulares que conducen a la quimioresistencia puede tener un impacto drástico en la utilización de los fármacos. Estos agentes destruyen las células sensibles por inducción de programas de muerte celular. La desregulación de genes implicados en estos mecanismos puede ser una manera de quimioresistencia. Genes supresores tumorales y de reparación del ADN son importantes en estos procesos. Mientras que la inactivación de los primeros lleva a la quimioresistencia, la inactivación de los segundos puede conducir a quimosensibilidad. Mecanismos como la epigenética puede ser responsables por la alteración de estos genes. Por ejemplo, la hipermetilación del ADN en los promotores puede causar el silenciamiento de genes, y/o la hipometilación global producir la activación de otros genes. Pretendemos determinar si los cambios del perfil de metilación del ADN son importantes en la adquisición de resistencia a la quimioterapia. 1º estudio: 68 pacientes con cáncer colorectal (CCR) metastásico recibieron tratamiento con dacarbazina. 3% alcanzó una respuesta parcial y 12% la estabilización de la enfermedad. El mejor resultado se asoció a la hipermetilación del gen MGMT. 2º estudio: La resistencia al oxaliplatino depende en parte de la hipermetilación del gen SRBC. Este hecho predice una supervivencia libre de progresión más corta en pacientes tratados con oxaliplatino para los que no estaba indicada la cirugía de las metástasis. 3º Estudio: Descubrimos que el gen UGCG tiene un papel en resistencia de tumores testiculares germinales al cisplatino (CDDP). Sugerimos un agente químico que podría ser utilizado re-sensibilizar este tipo de tumores refractarios al CDDP. 4º estudio: MGMT se presenta hipermetilado en los modelos de cáncer testicular sensibles al cisplatino. En pacientes la hipermetilación de este gen encontrase asociada a una mayor supervivencia global. Se demostró que la inactivación de esto gen en tumores resistentes podría re-sensibilizarlos al CDDP. El estado de metilación de los promotores génicos influye en la sensibilidad tumoral a diferentes agentes quimioterapéuticos. Ponemos en evidencia que la inhibición de MGMT y UGCG pueden ser opciones terapéuticas para la rescatar pacientes refractarios al CDDP.

Tesi realitzada a l'Institut d'Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS) / The incidence of type 2 diabetes mellitus (T2D) is increasing worldwide. There are several explanations to this fact, such as the increased prevalence of obesity, population’s ageing, and the lack of physical activity that is practised. However, not all obese and sedentary individuals become type 2 diabetic. Beyond a certain genetic susceptibility and a determined environment, some people will become diabetic, whereas others will not. Recent discoveries in the field of epigenetics have brought an insight in the molecular mechanisms underlying the interaction between environment and genome. Indeed, it is believed that specific changes in the epigenome are associated with the onset and/ or the progression of disease processes such as cancer or diabetes. TCF7L2 is the susceptibility gene for T2D with the largest effect on disease risk that has been discovered to date. However, the mechanisms by which TCF7L2 contributes to the disease remain largely elusive. On the other hand, GIP action in T2D patients is altered. As said above, epigenetic mechanisms, such as changes in DNA methylation patterns, might have a role in the pathophysiology of T2D. In this study, we hypothesized that methylation changes could be present in GIP receptor of T2D patients and in the TCF7L2 gene. This study aimed to assess the differences in DNA methylation profile of GIPR and TCF7L2 promoters between T2D patients and age- and Body Mass Index (BMI)-matched controls. We included 93 T2D patients (cases) that were uniquely on diet (without any anti-diabetic pharmacological treatment). We matched one control (with oral glucose tolerance test negative, non diabetic), by age and BMI, for every case. Cytokines and hormones were determined by ELISA. DNA was extracted from whole blood and DNA methylation was assessed using the Sequenom EpiTYPER system. Our results showed that type 2 diabetic patients were more insulin resistant than their matched controls (mean HOMA IR 2.6 vs 1.8 in controls, P<0.001) and had a poorer beta-cell function (mean HOMA B 75.7 vs. 113.6 in controls, P<0.001). Fasting adiponectin was lower in T2D patients as compared to controls (7.0±3.8 µgr/mL vs. 10.0±4.2 µgr/mL). Levels of IL 12 in serum were almost double in T2D patients (52.8±58.3 pg/mL vs. 29.7±37.4 pg/mL). We found that GIPR promoter was hypomethylated in T2D patients as compared to controls. In addition, HOMA-IR and fasting glucose correlated negatively with mean methylation of GIPR promoter, especially in T2D patients. With reference to the TCF7L2 promoter, results showed that 59% of the CpGs analyzed in TCF7L2 promoter had significant differences between type 2 diabetic patients and matched controls. In addition, fasting glucose, HOMA-B, HOMA-IR, total cholesterol and LDL-cholesterol correlated with methylation in specific CpG sites of TCF7L2 promoter. After adjustment by age, BMI, gender, physical inactivity, waist circumference, smoking status and diabetes status uniquely fasting glucose, total cholesterol and LDL-cholesterol remained significant. This case-control study confirms that newly diagnosed, drug-naïve T2D patients are more insulin resistant and have worse β cell function than age- and BMI-matched controls, which is partly related to changes in the insulin-sensitizing metabolites (adiponectin), in the proinflammatory profile (IL12) and we suggest in the methylation pattern of GIPR. Moreoever, newly diagnosed, drug-naïve type 2 diabetic patients display specific epigenetic changes at the TCF7L2 promoter as compared to age- and BMI-matched controls. Methylation in TCF7L2 promoter is further correlated with fasting glucose in peripheral blood DNA, which sheds new light on the role of epigenetic regulation of TCF7L2 in T2D. Our study provides novel findings on GIPR and TCF7L2 promoters methylation profile which may improve our ability to understand type 2 diabetes pathogenesis. / En nuestra investigación, se plantea la hipótesis que los pacientes diabéticos tipo 2 se diferencian respecto a sujetos no diabéticos de misma edad e índice de masa corporal (IMC) en patrones de metilación específicos que podrían implicar cambios en la expresión génica en los tejidos diana implicados en la fisiopatología de la diabetes tipo 2. En vista de la interacción entre el medio ambiente y la genética, y, que los patrones de metilación pueden cambiar en respuesta a los factores ambientales, se deduce que los patrones de metilación relacionados con la diabetes estarían presentes en los genes clave implicados en la fisiopatología de la diabetes tipo 2, como los genes TCF7L2 y GIPR. Como el patrón de metilación podría influir en la expresión génica, estudiamos la región promotora de los genes seleccionados. Por último, como las marcas epigenéticas pueden ser detectadas a partir de tejidos fácilmente accesibles, se estudiaran las marcas de metilación en el ADN de la sangre total en los dos grupos de sujetos. La primera parte del trabajo demuestra que los pacientes con diabetes tipo 2 de reciente diagnóstico tienen una función de las células β alterada y son más insulino- resistentes que los controles apareados por edad e IMC. Estas diferencias en la función de las células β y la resistencia a la insulina están relacionadas con diferencias en los perfiles de adipoquinas así como metabolitos inflamatorios, que podrían reflejar parte de los mecanismos subyacentes que conducen a la diabetes tipo 2 manifiesta. Posteriormente, hemos demostrado la presencia de alteraciones epigenéticas en pacientes con diabetes tipo 2 en comparación con controles emparejados por edad e IMC en ciertas regiones del genoma que han sido previamente vinculados a la diabetes tipo 2 y a la hiperglucemia, como los genes TCF7L2 y GIPR. Estos nuevos resultados aclaran la visión actual de la asociación entre las alteraciones epigenéticas y regiones genómicas de riesgo conocido para la diabetes tipo 2 y se abren nuevas líneas de investigación sobre este tema.

Tesi realitzada a l'Institut d'Investigacions Biomèdiques August Pi i Sunyer (IDIBAPS) / INTRODUCTION The deployment of new health care models based on the coordination between different levels is a priority at European level to manage the dysfunctions generated by health and social impact of chronic diseases. The transfer of complexity from specialized health care in general hospital-based, to primary care professionals is one of the central elements of change in the health model. This involves the redesign of clinical processes and preparing the workforce for the new environment. The potential of Information and Communications Technology (ICT) as a facilitator element of collaboration between levels of care and greater patient accessibility, have an important role in the deployment and coordination of Integrated Care Services (ICS) that configure the new health model. In this context, the transfer of specialized diagnostic interventions to primary care is a highly relevant area in the change process. The central hypothesis of this thesis is the transfer of functional testing from specialized to primary care within a coordinated care scenario will improve the efficiency of delivery of care and will generate cross-fertilization between levels of care. The general hypothesis is that extensive deployment of different, well-articulated ICS-ICTs covering the entire spectrum of severity of chronic patients generates efficiencies at a system level. This PhD thesis focuses on functional testing and specifically addresses forced spirometry as a use case. This PhD thesis aims to identify the key factors that seem to modulate success of the transfer of forced spirometry (FS) testing to primary care and to other non-specialized professionals and to explore the deployment of services with potential for scalability. The thesis is structured around four specific objectives: OBJECTIVE 1 – TRANSFERABILITY OF FS TO PRIMARY CARE AND PHARMACY OFFICES The first objective is to assess the deployment of the transfer of FS in two scenarios, each with different purposes. The first manuscript analyzes the sustainability of a service to ensure high-quality forced spirometry in primary care. The two other manuscripts under Objective 1 examine the potential of transferability to pharmacy offices, to generate a COPD case-finding program. In the first study "Telemedicine Enhances Quality of Forced Spirometry in Primary Care" efficacy was demonstrated over time (12 m) for quality control of the FS performed by non specialist in five Spanish regions. It was shown that remote collaboration between primary care and specialists has a sustained positive effect on the quality of the FS performed by non-expert personnel. A significant difference between the intervention group (71.5% high quality FS) and the control group (59.5% high quality FS) during the 12 months of the study (p <0.001) was observed. The research generated valuable information to plan properly scalability of the program at regional level, and facilitate the redesign of the role of diagnostic tests in the management of chronic patients in an environment of integrated care. Studies 2 “Early detection of COPD in customers of urban community pharmacies: a pilot-study” and 3 “Spirometry in community-pharmacies: a novel strategy to reduce COPD underdiagnosis”. Results clearly indicate the potential of the community pharmacy as a health partner in close collaboration with primary care. Note that both studies only provide information about feasibility. The efficiency analysis is planned as an activity beyond this thesis, under the EU Project Synergy-COPD and the Master Plan for Respiratory Diseases (PDMAR) of the Department of Health of the Generalitat de Catalunya. OBJECTIVE 2 - ASSESSMENT OF REQUIREMENTS FOR SCALABILITY AT REGIONAL LEVEL Within objective 2, we performed two clusters of studies. The first two (manuscripts 4 and 5) “Survey about the use of Lung Function Testing in Public Hospitals in Catalonia in 2009” and “Estudio de la función pulmonar básica en los centros de atención primaria de Cataluña” analyze the status and needs of FS testing in Catalonia. The second cluster includes two studies (manuscripts 6 and 7) “Design of a basic training program to get quality spirometry” and “HERMES Spirometry: the European Spirometry Driving Licence” with specific proposals for training programs for deployment in Catalonia and at a European level. All these studies were performed directly under the auspices of the Catalan Master Plan of Respiratory Diseases. OBJETIVE 3 - TECHNOLOGICAL CONTRIBUTIONS In this PhD thesis, two areas were identified in which specific technological contributions were needed to ensure the success of the deployment. Firstly, “Technical Requirements of Spirometers in the Strategy for Guaranteeing the Access to Quality Spirometry” the design and production of a FS-CDA for structured data transfer using the protocol HL7 and Clinical Document Architecture (CDA) with the R2 standard supporting interoperability across healthcare tiers (manuscript 8) and, secondly, “Improving quality control of forced spirometry: a new algorithm for automatic evaluation” the development of an automatic tool (algorithm) for remote FS quality control (manuscript 9). The results of the validation with 778 spirometric curves indicated that the sensitivity and specificity of the algorithm was of 96.1 and 94.9%, respectively. The validation of the algorithm provided a second technology element necessary for scalability transfer program of FS to primary care and community pharmacies. The algorithm has been integrated in the ICT management platform for chronic patients. The clinical validation process will be within the EU project Synergy-COPD and scalability in Catalonia plan will materialize in the short term under the PDMAR. CONCLUSIONS 1. The potential for transferability of Forced Spirometry testing to Primary Care was demonstrated by the effectiveness of the web-based collaborative tool that showed sustainable enhancement of high-quality testing performed by non-specialized professionals (manuscript 1). 2. The feasibility of having pharmacy offices play a complementary role to primary care in early diagnosis of chronic respiratory disorders has been proven. Moreover, the potential of pharmacy offices in a future COPD case-finding program has been identified and will be developed beyond this PhD thesis (manuscripts 2 & 3). 3. The lung function testing map in Catalonia was drawn up and requirements for the deployment of high-quality FS within a coordinated care scenario were identified (manuscripts 4 & 5). 4. Conventional and novel coaching strategies to be further developed and integrated into the ICT-supported platform were analyzed (manuscripts 6 & 7) 5. Technological contributions to health system interoperability aimed at facilitating adoption of a high quality FS service supported by ICT were developed and validated, namely: Clinical Document Architecture and an algorithm for automatic assessment of FS quality. / INTRODUCCIÓ El desplegament de nous models de salut basats en la coordinació entre nivells assistencials constitueixen una prioritat a nivell europeu davant la necessitat de gestionar les disfuncions generades per l’elevat impacte sanitari i social de les malalties cròniques. La transferència de la complexitat des de l’atenció sanitària especialitzada, en general de base hospitalària, a professionals d’Atenció Primària constitueix un dels elements centrals del canvi en el model de salut. Això implica el redisseny de processos clínics i la preparació del personal sanitari pel nou entorn. L’ús eficient del potencial que ofereixen les Tecnologies de la Informació i la Comunicació (TIC), com a element facilitador de la col•laboració entre nivells assistencials i d’una major accessi­bilitat del pacient, té un rol important en el desplegament i l’articulació dels Serveis d’Atenció Integrada (SAI) que configuren el nou model de salut. En aquest context, la transferència de les intervencions diagnòstiques especialitzades a l’atenció primària constitueix un àrea molt rellevant en el procés de canvi. L’hipòtesi central de la present tesi doctoral és que la transferència de determinades proves diagnòstiques a l’atenció primària genera eficiències a nivell del sistema de salut. Els diferents estudis realitzats en la tesi es centren en l’espirometria forçada (EF), seleccionada, per les seves característiques, com una prova de concepte. Els objectius generals són explorar aquells fac­tors que s’han identificat com a claus en la modulació del procés de la transferència de l’EF, així com definir estratègies per a la seva escalabilitat regional. La tesi s’estructura en base a 3 objectius específics: OBJECTIU 1 - ANÀLISI DE LA TRANSFERÈNCIA DE LA EF A ATENCIÓ PRIMÀRIA I A OFICINES DE FARMÀCIA. En el primer estudi “Telemedicine enhances Quality of Forced Spirometry in Primary Care” es va demostrar l’eficàcia en el temps (12 m) d’un servei centralitzat pel control de qualitat de l’EF efectuada per professionals no especialitzats de tres regions espanyoles. Es va demostrar que la col•laboració remota entre professionals de primària i especialistes de funció pulmonar tenen un efecte positiu sostingut sobre la qualitat de l’EF realitzada per personal no expert. Es va observar una diferència significativa entre el grup d’intervenció (71.5% EF d’alta qualitat) i el grup control (59.5% EF d’alta qualitat) durant els 12 mesos de l’estudi (p<0.001). La investigació va generar informació valuosa per planejar de forma adient l’escalabilitat del programa a nivell regional. Els resultats d’aquest estudi, junt amb altres apartats de la tesi i d’altres investigacions en curs, facilitaran el redisseny del rol de les proves diagnòstiques en la gestió dels pacients crònics en un entorn d’atenció integrada. Els estudis 2 (Early detection of COPD in customers of urban community pharmacies: a pilot­study) i 3 (Spirometry in community-pharmacies: a novel strategy to reduce COPD underdiag­nosis) de la tesi responen de forma afirmativa a la següent pregunta: Poden les oficines de farmàcia tenir un rol rellevant en un programa de detecció de casos de MPOC? Els resultats són clarament indicatius del potencial de les oficines de farmàcia com a agent sanitari en estreta col•laboració amb Atenció Primària. Cal senyalar que amdos estudis sola­ment aporten informació sobre factibilitat. L’anàlisi d’eficiència es planeja com a una activitat més enllà d’aquesta tesi doctoral, en el marc del projecte EU Synergy-COPD i del Pla Director de Malalties de l’Aparell Respiratori (PDMAR) del Departament de Salut de la Generalitat de Catalunya. OBJECTIU 2 – AVALUACIÓ DE REQUERIMENTS PER A L’ESCALABILITAT REGIONAL A NIVELL DE CATALUNYA En els estudis 4 (Encuesta de utilización de la función pulmonar en los hospitales públicos de Cataluña en 2009) y 5 (Estudio de la función pulmonar básica en los centros de atención pri­maria de Cataluña. Atención Primaria) s’analitzà la situació i necessitats futures de les proves de funció pulmonar a Catalunya a nivell hospitalari i extra-hospitalari en el marc del PDMAR. Els resultats obtinguts confirmen la necessitat de desplegar l’EF a l’Atenció Primària i d’incrementar l’homogeneïtat territorial en el que respecta a l’accés a les proves de funció pul­monar per a pacients i professionals. Es confirma la necessitat del programa de transferència de l’EF plantejat en la tesi doctoral. En un segon grup d’estudis en el Objectiu 2 de la tesi, efectuats en el marc del PDMAR, s‘analitzaren les necessitats i estratègies pel que fa a l’entrenament dels professionals no es­pecialitzats tant en l’àmbit català, estudi 6 (Disseny d’un programa de formació basic para aconseguir espirometries de qualitat), com a nivell europeu, estudi 7 (HERMES Spirometry: the European Spirometry Driving Licence). OBJECTIU 3 – CONTRIBUCIONS TECNOLÒGIQUES A L’ESCALABILITAT L’estudi 8 (Requerimientos técnicos de los espirómetros en la estrategia para garantizar el acceso a una espirometría de calidad) va aportar un element essencial per assegurar l’interoperabilitat de les dades de l’EF al assegurar l’estandardització de la transferència d’informació utilitzant el protocol HL7 v3 i CDA (Clinical Document Architecture) amb estàndard R2. Efectuat amb el suport de l’Oficina d’Estàndards i Interoperabilitat del Departament de Salut de la Generalitat de Catalunya dins el Pla de Digitalizació de la Imatge Mèdica. L’estàndard de transferència de l’EF ha estat ja adoptat per alguns fabricants d’equips de medició i és un requeriment per als concursos públics a nivell regional. A més, a l’estudi 9 (Clinical Decision Support System to Enhance Quality Control of Forced Spi­rometry) es va generar i validar un algoritme per el control automàtic de la qualitat de l’EF. Els resultats de la validació amb 778 corbes espiromètriques varen indicar que la sensibilitat i especificitat de l’algoritme era del 96.1 i 94.9%, respectivament. La validació de l’algoritme aportà un segon element tecnològic necessari per a l’escalabilitat del programa de transfer­ència de l’EF a Atenció Primària i a les oficines de farmàcia. L’algoritme ha estat integrat a la plataforma TIC de gestió de malalts crònics. La validació del procés clínic s’efectuarà dins del projecte EU Synergy-COPD i el pla d’escalabilitat a Catalunya es materialitzarà a curt termini en el marc del PDMAR. CONCLUSIONS 1. Es demostra el potencial de transferibilitat de l’EF a Atenció Primària amb el suport d’una aplicació web de treball col•laboratiu que va facilitar un augment significatiu i sostenible de la qualitat de les proves efectuades per personal no especialitzat (manuscrit 1). 2. Es verificà la factibilitat del rol de les oficines de farmàcia per a la detecció de casos de MPOC en un programa coordinat amb Atenció Primària. Les oficines de Farmàcia podrien tenir un rol complementari a l’Atenció Primària en el diagnòstic de MPOC oculta. El desenvolupament i validació del programa es completarà una vegada finalitzada la present tesi doctoral (manuscrits 2 i 3). 3. L’elaboració del mapa de proves de funció pulmonar a Catalunya va permetre la identifi­cació dels requeriments per a l’escalabilitat regional del programa de transferència de l’EF en el marc d’un model de atenció integrada (manuscrits 4 i 5). 4. Es va verificar el rol essencial de les estratègies d’entrenament dels professionals no espe­cialitzats com a component essencial d’un programa de transferència d’EF de qualitat a l’ Atenció Primària (manuscrits 6 i 7). 5. Es van efectuar dos contribucions tecnològiques rellevants per assegurar la interoperabilitat de l’EF a nivell del sistema de salut: l’elaboració del CDA (manuscrit 8) i el desenvolupament i validació d’un algoritme per l’avaluació automàtica de la qualitat de l’EF (manuscrit 9). / INTRODUCCIÓN El despliegue de nuevos modelos de salud basados en la coordinación entre niveles asisten­ciales constituye una prioridad a nivel Europeo ante la necesidad de gestionar las disfunciones generadas por elevado impacto sanitario y social de las enfermedades crónicas. La transferencia de complejidad desde la atención sanitaria especializada, en general de base hospitalaria, a profesionales de Atención Primaria, constituye uno de los elementos centrales del cambio en el modelo de salud. Ello implica el rediseño de procesos clínicos y la preparación del personal sanitario para el nuevo entorno. El uso eficiente del potencial que ofrecen las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC), como elemento facilitador de la colaboración entre niveles asistenciales y de una mayor accesibilidad del paciente, tiene un papel importante en el despliegue y articulación de los Servicios de Atención Integrada (SAI) que configuran el nuevo modelo de salud. En este con­texto, la transferencia de las intervenciones diagnósticas especializadas a la atención primaria constituye un área muy relevante en el proceso de cambio. La hipótesis central de la presente tesis doctoral es que la transferencia de determinadas pruebas diagnósticas a la atención primaria genera eficiencias a nivel del sistema de salud. Los dife­rentes estudios realizados en la tesis se centran en la espirometría forzada (EF), seleccionada, por sus características, como una prueba de concepto. Los objetivos generales son explorar aquellos factores que se han identificado como claves en la modulación del proceso de la transferencia de la EF, así como definir estrategias para su escalabilidad regional. La tesis se estructura en base a 3 objetivos específicos: OBJETIVO 1 - ANÁLISIS DE LA TRANSFERENCIA DE LA EF A ATENCIÓN PRIMARIA Y A OFICINAS DE FARMACIA. En el primer estudio “Telemedicine enhances Quality of Forced Spirometry in Primary Care” se demostró la eficacia en el tiempo (12 m) de un servicio centralizado para control de calidad de la EF efectuada por profesionales no especializados de tres regiones españolas. Se demostró que la colaboración remota entre profesionales de primaria y especialistas de función pulmonar tiene un efecto positivo sostenido sobre la calidad de la EF realizada por personal no experto. Se observó una diferencia significativa entre el grupo intervención (71.5% EF de alta calidad) y el grupo control (59.5% EF de alta calidad) durante los 12 meses del estudio (p<0.001). La investigación generó información valiosa para planear de forma adecuada la escalabilidad del programa a nivel regional. Los resultados de este estudio, junto con otros apartados de la tesis y otras investigaciones en curso, facilitarán el rediseño del papel de las pruebas diagnósticas en la gestión de los pacientes crónicos en un entorno de atención integrada. Los estudios 2 (Early detection of COPD in customers of urban community pharmacies: a pilot­study) y 3 (Spirometry in community-pharmacies: a novel strategy to reduce COPD underdiag­nosis) de la tesis responden de forma afirmativa a la siguiente pregunta: Pueden las oficinas de farmacia tener un papel relevante en un programa de detección de casos de EPOC? Los resultados son claramente indicativos del potencial de las oficinas de farmacia como agente sanitario en estrecha colaboración con Atención Primaria. Cabe señalar que ambos estudios solo aportan información sobre factibilidad. El análisis de eficiencia se planea como una actividad más allá de esta tesis doctoral, en el marco del proyecto EU Synergy-COPD y del Plan Director de Enfermedades de Aparato Respiratorio (PDMAR) del Departamento de Salud de la Generalitat de Catalunya. OBJETIVO 2 – EVALUACIÓN DE REQUERIMIENTOS PARA LA ESCALABILIDAD REGIONAL A NIVEL DE CATALUNYA En los estudios 4 (Encuesta de utilización de la función pulmonar en los hospitales públicos de Cataluña en 2009) y 5 (Estudio de la función pulmonar básica en los centros de atención primaria de Cataluña. Atención Primaria) se analizó la situación y necesidades futuras de las pruebas de función pulmonar en Catalunya a nivel hospitalario y extra-hospitalario en el marco del PDMAR. Los resultados obtenidos confirman la necesidad de desplegar la EF en Atención Primaria y de incrementar la homogeneidad territorial en lo que respecta al acceso a las pruebas de función pulmonar para pacientes y profesionales. Se confirma la necesidad del programa de transferencia de la EF planteado en la tesis doctoral. En un segundo grupo de estudios en el Objetivo 2 de la tesis, efectuados en el marco del PDMAR, se analizaron las necesidades y estrategias en lo que respecta al entrenamiento de profesionales no especializados tanto en el ámbito catalán, estudio 6 (Diseño de un programa de formación básico para conseguir espirometrías de calidad), como a nivel Europeo, estudio 7 (HERMES Spirometry: the European Spirometry Driving Licence). OBJETIVO 3 – CONTRIBUCIONES TECNOLÓGICAS A LA ESCALABILIDAD El estudio 8 (Requerimientos técnicos de los espirómetros en la estrategia para garantizar el ac­ceso a una espirometría de calidad) aportó un elemento esencial para asegurar la interopera­bilidad de los datos de EF al asegurar la estandarización de la transferencia de información uti­lizando el protocolo HL7 v3 y CDA (Clinical Document Architecture) con estándar R2. Efectuado con el soporte de la Oficina de Estándares e Interoperabilidad del Departament de Salut de la Generalitat de Catalunya dentro del Plan de Digitalización de la Imagen Médica. El estándar de transferencia de la EF ha sido ya adoptado por algunos fabricantes de equipos de medición y es un requerimiento para los concursos públicos a nivel regional. Además, en el estudio 9 (Clinical Decision Support System to Enhance Quality Control of Forced Spirometry) se generó y validó un algoritmo para el control automático de la calidad de la EF. Los resultados de la validación con 778 curvas espirométricas indicaron que la sensibilidad y especificidad del algoritmo era del 96.1 y 94.9%, respectivamente. La validación del algoritmo aportó un segundo elemento tecnológico necesario para la escalabilidad del programa de transferencia de la EF a Atención Primaria y a oficinas de farmacia. El algoritmo ha sido inte­grado a la plataforma TIC de gestión de pacientes crónicos. La validación del proceso clínico se efectuará dentro del proyecto EU Synergy-COPD y el plan de escalabilidad en Catalunya se materializará a corto plazo en el marco del PDMAR. CONCLUSIONES 1. Se demostró el potencial de transferibilidad de la EF a Atención Primaria con el soporte de una aplicación web de trabajo colaborativo que facilitó un aumento significativo y sostenible de la calidad de las pruebas efectuadas por personal no especializado (manuscrito 1). 2. Se verificó la factibilidad del rol de las oficinas de farmacia para la detección de casos de EPOC en un programa coordinado con Atención Primaria. Las oficinas de Farmacia podrían tener un rol complementario a la Atención Primaria en el diagnóstico de EPOC oculta. El desarrollo y validación del programa se completará una vez finalizada la presente tesis doc­toral (manuscritos 2 y 3). 3. La elaboración del mapa de pruebas de función pulmonar en Catalunya permitió la identi­ficación de los requerimientos para la escalabilidad regional del programa de transferencia de la EF en el marco de un modelo de atención integrada (manuscritos 4 y 5). 4. Se verificó el papel esencial de las estrategias de entrenamiento de profesionales no espe­cializados como componente esencial de un programa de transferencia de EF de calidad a Atención Primaria (manuscritos 6 y 7). 5. Se efectuaron dos contribuciones tecnológicas relevantes para asegurar la interoperabi­lidad de la EF a nivel del sistema de salud: la elaboración del CDA (manuscrito 8) y el desarrollo y validación de un algoritmo para la evaluación automática de la calidad de la EF (manuscrito 9).

Tesi realitzada a l'Institut de Medicina Predictiva i Personalitzada del Càncer (IMPPC) / L’epigenètica fa referència als canvis heretables en l'expressió gènica que no són causats per alteracions en la seqüència d'ADN. La metilació de la citosina en el dinucleòtid CpG és una de les modificacions epigenètiques més importants en els éssers humans, i les alteracions en els patrons de metilació de l’ADN són una característica comuna de tots els càncers. La metilació de l'ADN té un paper crucial en la regulació de l'arquitectura de la cromatina, i per tant en el control de l'expressió gènica i l'estructura cromosòmica. Tot i que la metilació de l'ADN es troba principalment en regions riques en CpGs dins d'elements repetitius i la hipometilació global va ser la primera alteració de la metilació de l'ADN detectada en els tumors, hi ha un fort biaix en tots els estudis de metilació, que es limiten en bona part a l'estudi de la hipermetilació d’illes CpG. El concepte desfasat que considerava el elements repetitius com seqüències parasitàries fa anys que s’ha abandonat, no obstant la majoria dels estudis a escala genòmica els ha ignorat. Per aquesta raó, els avenços en la comprensió dels mecanismes epigenètics que regulen elements repetitius poden contribuir a dilucidar la seva participació específica en els processos biològics. La desmetilació d'elements repetitius es produeix en l'envelliment i en processos patològics com el càncer, i s'ha associat amb la reactivació gènica i la inestabilitat genòmica. Elements Alu (membres de la família SINE - short interspersed elements - ) són els retrotransposons més abundants del genoma humà amb més d'1 milió de còpies per genoma haploide, el 10% de tot el genoma. Curiosament els elements Alu no estan distribuïts a l'atzar dins del genoma humà i tendeixen a acumular-se en les regions riques en gens. Els elements Alu contenen fins a un 33% del nombre total de CpGs del genoma i estan altament metilats en la majoria dels teixits somàtics. No obstant, una fracció d’Alus és manté desmetilada en cèl•lules normals i aquesta proporció s'incrementa en cèl•lules canceroses. Els elements Alu desmetilats solen trobar-se en dominis de cromatina activa i juguen un paper en la regulació i l'estabilitat genòmica. La nostra hipòtesi és que els elements Alu integrats en la cromatina activa poden participar en múltiples processos cel•lulars, incloent funcions crucials del desenvolupament i d’identitat cel•lular. El principal objectiu d'aquesta tesi ha estat identificar elements Alu desmetilats associats a un estat de la cromatina activa i determinar el seu paper en la regulació de l'expressió gènica. Hem identificat un subgrup d'elements Alu amb perfils epigenètics distintius i propis d'estats funcionals actius. A més hem observat que alguns elements Alu poden presentar perfils epigenètics específics d'estats patològics (com el càncer) o fisiològics (segons el tipus de cel•lular), així com que els elements Alu desmetilats en el teixit normal tenen un alt grau de conservació epigenètica. D'altra banda, hem identificat i caracteritzat dues regions promotores corresponents als gens GLDC i DIEXF que contenen elements Alu (ZALU3 i Aj2c1, respectivament) i que presenten un patró epigenètic dinàmic durant el desenvolupament i el càncer. Aquests elements Alu presenten canvis epigenètics que delimiten la regió reguladora d'aquests gens, la qual cosa es tradueix en perfils transcripcionals i proteics associats a l'estat epigenètic de l'Alu. / Epigenetics refers to heritable changes in gene expression that occur without alteration in DNA sequence. DNA methylation plays a crucial role in the regulation of chromatin architecture and in the control of gene expression. Even though DNA methylation is found mostly in repetitive elements and widespread hypomethylation was the first DNA methylation abnormality detected in tumors, there is a strong bias in methylation studies as most of them are restricted to CpG islands hypermethylation. For that reason, advances in understanding the epigenetic mechanisms that regulate repetitive elements may contribute to elucidate their specific participation in biological processes. Demethylation of repeat elements occurs in aging and pathological processes, as cancer, and has been associated with gene reactivation and genomic instability. Alu elements are the most abundant retrotransposon in the human genome, with more than 1 million copies. Interestingly, Alu elements tend to accumulate in gene rich regions. Alu elements contain up to 33% of the total number of CpG sites in the genome and are highly methylated in most somatic tissues. Strikingly, a small fraction of Alus remains unmethylated in normal cells and this proportion is increased in cancer cells. We hypothesize that Alu elements embedded in active chromatin are likely to participate in multiple cell processes, including crucial functions in development and cell identity. The main objective of this thesis has been to identify Alu elements with an active chromatin state and to determine their role in gene expression regulation. We have identified a subset of Alu elements with different epigenetic patterns characteristic of active functional states. We have observed that Alu elements have specific epigenetic profiles associated with pathological (cancer) or physiological (cell type) states and that the epigenetic particularity of Alus unmethylated in normal tissue is conserved at evolutional level. Moreover, we have identified and characterized two promoter regions corresponding to GLDC and DIEXF genes that include Alu elements (ZALU3 and Aj2c1, respectively) with a dynamic epigenetic pattern during development and cancer. These Alus show epigenetic changes that are consistent with the transcriptional and proteomic profiles of these genes and define the boundaries of the regulatory region.

En España, el Cáncer de Próstata (CP) es el tumor más frecuente en hombres, con más de 25.000 nuevos diagnósticos anuales. Una de las características del CP es su crecimiento lento y su baja agresividad en los estadios iniciales. Las opciones de tratamiento disponibles en el CP localizado (CPL) incluyen la cirugía, la radioterapia y vigilancia activa. Sin embargo, la elección del mejor tratamiento es controvertido debido a que las tasas de eficacia y las complicaciones son muy variables. Por este motivo, es importante involucrar a los pacientes en el proceso de toma de decisiones así como garantizar que los pacientes tengan una atención de calidad, siendo informados de las diferentes alternativas, teniendo en cuenta los beneficios y los riesgos y sus valores personales. Este estudio explora la eficacia de una Herramienta de Ayuda en la Toma de Decisión (HATD) en relación a las diferentes opciones de tratamiento del paciente con CPL. METODOLOGÍA: Este estudio se divide en tres fases. La primera fase consistió en la traducción, retrotraducción y validación al castellano de la escala inglesa 'Satisfaction With Decision scale" (SWDs) para medir la satisfacción de los pacientes con la decisión tomada en salud. En la segunda fase se diseñó y desarrolló una HATD dirigida a pacientes diagnosticados de CPL, utilizando el marco conceptual de Ayuda a la Decisión de Ottawa y siguiendo las directrices del International Patient Decision Aids Standards (IPDAS) Collaboration. Durante el proceso, se realizó una evaluación por expertos mediante técnica Delphi y una prueba piloto con 34 participantes para garantizar la usabilidad. En la tercera fase se realizó un ensayo controlado y aleatorizado (ECA), pre y post intervención, con una muestra de 122 participantes (n =61 por grupo) que acudieron, entre 2011 y 2013, al servicio de urología, oncología médica u oncología radioterápica del Hospital Universitari Germans Trias i Pujol, Institut Català d'Oncologia de Badalona y del Institut Oncològic del Vallés. RESULTADOS: La Escala de Satisfacción con la Decisión (ESD) es la versión española de la SWDs y consta de 6 ítems con respuesta Likert-5 opciones. La escala tiene unas buenas propiedades psicométricas. La validez de criterio, con la correlación entre la ESD con el grado de satisfacción con la decisión tomada resultó significativa (r = 0,63; p < 0,01). El análisis factorial extrajo una única dimensión para explicar el 82,08% de la varianza. La ESD, mostró excelentes resultados de fiabilidad: consistencia interna (alfa de Cronbach = 0,95) y estabilidad temporal test-retest (CCI = 0,711). De acuerdo con los criterios IPDAS, la herramienta obtuvo una puntuación total de 22 sobre 27 puntos (81,48%). La prueba piloto obtuvo resultados positivos en cuanto al diseño, imágenes, comprensibilidad, facilidad de uso, explicaciones, y la cantidad de información en la herramienta. Los participantes del grupo control y de intervención, en la primera medición, obtuvieron resultados similares en conflicto de decisión, en el grado de conocimientos en CP y en la satisfacción con la decisión tomada. Sin embargo, los participantes del grupo intervención, que habían utilizado la HATD-CPL, en el post-test presentaron mejores resultados en conocimientos respecto a los participantes del grupo control (75,7 vs 49,9; [IC 95%, 22,09- 36,17], p <0,001). Además, los participantes del grupo HATD-CPL tuvieron resultados estadísticamente significativos más bajos de conflicto decisional (31,2 vs 51,7; [IC 95%, -29,22, -19,53], p <0,001) y una puntuación mayor con la satisfacción de la decisión tomada (95,7 vs 79,3; [IC 95% , -14,05, 21,36], p <0,001). CONCLUSIONES: La intervención con la HATD-CPL mejora el grado de conocimientos del paciente acerca del CP, mejora su satisfacción con la decisión tomada y mejora la claridad de los valores personales, la eficacia de la decisión y la información y el soporte durante la toma de decisión; y disminuye la incertidumbre y el conflicto de decisión en pacientes diagnosticados de CPL. / Different treatment options are available for patients with early stage localized prostate cancer, including surgery, radiotherapy, and watchful waiting. However, the optimal management remains controversial because efficacy and complications rates vary widely, even within one treatment modality. For this reason, it is important to involve patients in the decision making process and ensure quality care for the patients, being informed of the alternatives, taking into account the benefits and risks and their personal values. This study explores the effectiveness of a decision aid regarding to different treatment options of patients with localized prostate cancer. METHODOLOGY: This study is divided into three phases. The first phase consisted of translation, back-translation and validation into Spanish of the English scale 'Satisfaction With Decision scale "(SWDs). In the second phase was designed and developed a decision aid for patients with localized prostate cancer, using the conceptual framework of Decision Support Ottawa and following the guidelines of the International Patient Decision Aids Standards (IPDAS) Collaboration. In the third phase, was a randomized controlled trial (RCT), pre and post intervention with a sample of 122 participants (n = 61 per group). RESULTS: The ESD contains 6 items with 5-item Likert scale. We obtained a Spanish version linguistically and conceptually equivalent to the original version. Criterion validity was significant (r = 0,63, P <0,01) for all items. The factorial analysis showed a unique dimension to explain 82.08% of the variance. The ESD showed excellent results in terms of internal consistency (Cronbach's alpha = 0,95) and good test-retest reliability with intraclass correlation coefficient of 0,711. The Decision Aid is a structured booklet. According to the IPDAS checklist, the DA scored 22/27 points (81.48%). Participants in the intervention and control group scored similarly on both the Decisional Conflict Scale and the Knowledge and Satisfaction with the Decision scale; after participants in the intervention group had used the decision aid for completion of the post-test questionnaire, they had higher knowledge scores than participants in the control group (75.7 vs 49.9; [95% confidence interval, 22.09 - 36.17], p < 0.001). Participants in the decision aid group also had lower decisional conflict scores (31.2 vs 51.7; [95% confidence interval, -29.22, -19.53], p < 0.001) and higher satisfaction with decision scores (95.7 vs 79.3; [95% confidence interval, -14.05, 21.36], p < 0.001). CONCLUSIONS: The decision aid both improved patient knowledge about prostate cancer as well as the satisfaction of patients with the decisions they made. Decision aid also decreased the decisional conflict of patients, with more informed decision being made, values being clearer, more effective decisions being made thanks to better support, less uncertainty when making decisions.

Introducción: La alfa-1 antitripsina (AAT) es una proteina con capacidad antiproteasa cuyo principal órgano diana es el pulmón. Las variantes proteicas deficitarias más frecuentes son las denominadas Z y S que presentan tendencia a formar polímeros hepáticos por lo que su concentración plasmática es muy pequeña. En el déficit de AAT la ausencia de la proteina en el pulmón predispone al desarrollo de enfisema. En España, según los estudios de prevalencia, se esperarían unos 160.000 individuos con déficit de AAT moderado o grave. En los individuos con déficit grave los factores que se han relacionado con la pérdida de función pulmonar son la exposición acumulada al tabaco y otros tóxicos inhalados, las infecciones respiratorias y la hiperreactividad bronquial y se ha identificado el FEV1 como el predictor más importante de mortalidad. Objetivos principales: 1. Analizar las características demográficas, genéticas, clínicas y funcionales de pacientes incluidos en el Registro Español de Pacientes con Déficit de alfa-1 antitripsina (REDAAT). 2. Conocer la historia natural de la enfermedad, especialmente los predictores de mortalidad. 3. Comparar la cohorte española con la población de pacientes del Registro Internacional (AIR). 4. Evaluar el registro como herramienta para la recogida sistemática de datos en condiciones de práctica clínica real. Pacientes y método: La población de estudio se compone de los individuos incluidos en la base de datos del REDAAT alojada en la web: www.redaat.es . Resultados: La población estudiada está formada por 511 individuos que representan el 0,1% del total de afectados esperados y cerca del 15% de los EPOC con déficit grave de AAT. La población adulta se distribuye en: 348 Pi*ZZ (74,2%), 100 Pi*SZ (21,3%) y 21 portadores de 14 variantes raras (4,5%). Estos pacientes han sido registrados por 124 médicos de 103 centros sanitarios. La media de casos registrados por médico es de 4 (DE: 8). La mediana de seguimientos por paciente es de 2 registros de seguimiento (RIC: 1.4) y la mediana de tiempo de seguimiento es de 36 meses (RIC: 12-84). Un total de 364 (81%) individuos presentaba enfermedad pulmonar. En la población Pi*ZZ un total de 112 (32,2%) pacientes tenían el diagnóstico de bronquiectasias. El antecedente de neumonía estaba presente en 95 (27,3%) de los registros. Un total de 158 (45,4%) pacientes habían recibido tratamiento sustitutivo. La caída media anual de FEV1 fue de –23ml/año. La edad media de los fallecidos fue de 59 años (DE:10). El tiempo medio de supervivencia tras la inclusión en el registro fue de 104,8 meses (DE:4,17). El análisis multivariado de mortalidad muestra que el FEV1 basal, la edad y el antecedente de neumonía son las variables relacionadas con mortalidad. Conclusiones: El REDAAT es una herramienta útil para recoger información sobre los pacientes afectados por DAAT. Los pacientes incluidos presentan en su mayoría por enfermedad pulmonar. Nuestros datos apoyan que la edad y el FEV1 bajo son predictores de mortalidad al igual que el antecedente de neumonía. Existen diferencias en las características entre los países integrantes de AIR. / Background: The alpha-1 antitrypsin (AAT) is a protein with antiprotease activity mainly in the lung tissue. The most prevalent deficient variants are named Z and S. Both polymerise easily inside the liver cells and their serum levels are reduced defining the deficiency. The lack of protein is a predisponent factor for the development of emphysema. In Spain, based on prevalence published studies, 160,000 individuals are expected to have a moderate to severe AAT deficiency. Factor related with lung function impairment are: tobacco compsumption and other inhaled polutants, infections and bronchial hiperrresponsiveness and the FEV1 has been identified as the major predictor of mortality. Objectives: To analyse the characteristics and natural history of patients included at the Spanish Registry of Patients with alpha-1 antitrypsin deficiency (REDAAT). To evaluate the registry as a tool for collecting data under real clinical practise conditions. Patients and methods: The study population included the individuals registered in the REDAAT’s database www.redaat.es . Results: The study population included 511 individuals who represent the 0.1% of the total expected cases and the 15% of COPD and AAT deficiency patients. The adult population phenotypes distribution is: 348 Pi*ZZ (74.2%), 100 Pi*SZ (21.3%) and 21 carriers of rare variants (4.5%). These patients were registered by 124 physicians from 103 centers. The mean number of cases per physician was 4 (SD:8). The mean number of follow-up data per patients was 2 (RIC:1.4) and the mean follow-up was 36 months (RIC:12-84). A total of 364 (81%) individuals were afected of lung disease. Within the Pi*ZZ group, 112 (32.2%) patients had been also diagnosed with bronchiectasis. Pneumonia had been present in 95 (27.3%) of registered cases. A total number of 158 (45.4%) patients had been administered replacement therapy. The mean FEV1 decline was –23ml/year. The mean age of death was 59 years (DE:10). The mean survival after registration was 104.8 months (SD:4.17). The mortality multivariant analysis showed that baseline FEV1, age and pneumonia were the variables directly related with mortality. Conclusions: The REDAAT is a useful tool for collecting information about AATD patients. Included patients are mainly afected from lung disease. Our data suggested that age, FEV1 and pneumonia were mortality predictors. We found differences among REDAAT and AIR patients. / Introducció: L’ alfa-1 antitripsina (AAT) és una proteina amb capacitat antiproteasa i el seu principal organ diana és el pulmó. Les variants proteiques deficitàries més freqüents són anomenades Z i S i presenten tendència a polimeritzar al fetge i degut a això la concentració plasmàtica és molt baixa. En la deficiència d’ AAT la absència de proteina al pulmó predisposa al desenvolupament d’emfisema. A Espany, tal i com mostren els estudis de prevalença, haurien d’haver-hi uns 160.000 individus amb deficiència d’ AAT moderada o greu. Els factors que s’han relacionat amb la perdua de funció pulmonar en els individus amb deficiència greu han estat: exposició acumulada al tabac i altres tòxics inhalats, infecciones respiratòries i hiperreactivitat bronquial i s’ha identificat el FEV1 com predictor més important de mortalitat. Objetius principals: Analitzar les característiques i la historia natural dels pacients inclosos al Registro Español de Pacientes con Déficit de alfa-1 antitripsina (REDAAT). Evaluar el registre com eina per a la recolllida sistemàtica de dades en condicions de pràctica clínica real. Pacients i métode: 16 La població d’estudi es composa dels individus inclosos a la base de dades del REDAAT ubicada a la web www.redaat.es . Resultats: La població estudiada está formada per 511 individus que representen el 0,1% del total d’ afectats esperats i a prop del 15% dels malalts amb MPOC i deficiència d’ AAT. La població adulta es distribueix en: 348 Pi*ZZ (74,2%), 100 Pi*SZ (21,3%) i 21 portadors de variants rares (4,5%). Aquests malalts van estar registrats per 124 metges de 103 centres sanitaris. La mitjana de casos registrats per metge va ser de 4 (DE:8). La mitjana de seguiments per pacient va ser de 2 (RIC:1.4) i la mitjana de seguiments va ser de 36 mesos (RIC:12-84). Un total de 364 (81%) individus presentava malaltia pulmonar. En la població Pi*ZZ un total de 112 (32,2%) pacients tenien el diagnóstic de bronquiectasis. L’ antecedent de pneumònia va estar present en 95 (27,3%) dels registres. Un total de 158 (45,4%) pacients van rebre tractament sustitutiu. La caiguda mitjana anual de FEV1 va ser de –23ml/any. La edat mitja de mort va ser de 59 anys (DE:10). El temps mitjà de supervivència va ser de 104,8 mesos (DE:4,17). L’ análisis multivariat de mortalitat ha mostrat que el FEV1 basal, la edat i l’antecedent de pneumònia són las variables relacionades amb mortalitat. Conclusions: El REDAAT és una eina útil para recollir informació sobre els pacients afectats per DAAT. Els pacients inclosos estàn afectats en su major part per malaltia pulmonar. Les nostres dades indiquen que la edat, el FEV1 i la pneumònia són predictors de mortalitat. Existeixen diferèncias en les característiques dels malalts inclosos al REDAAT i a AIR.

OBJETIVO: Establecer la supervivencia y analizar los factores pronósticos que influyen en la evolución clínica de los pacientes con esclerodermia. MATERIAL Y MÉTODOS: Se estudiaron 317 pacientes diagnosticados de esclerodermia. Los enfermos fueron clasificados según los criterios de la ARC y se dividieron según la extensión de la afección cutánea en cuatro formas clínicas: pre-esclerodermia, forma difusa, forma limitada y esclerodermia sine esclerodermia. Se valoraron las diferentes manifestaciones clínicas (cutáneas, osteomusculares, digestivas, pulmonares, cardiacas y renales). Se establecieron dos patrones capilaroscópicos (lento y activo) y en los datos de laboratorio se incluyeron parámetros generales y anticuerpos antinucleares (ACA, Anti-Scl-70). La supervivencia acumulada a los 10, 15, 20 y 25 años fue estimada por el método de Kaplan- Meier y el método de Cox fue utilizado para identificar los factores pronósticos. RESULTADOS: La relación varón/mujer fue de 9:1. La edad de inicio fue 43,23±16 años y la edad al diagnóstico de 51.69±15 años. Las formas clínicas se distribuyeron en: 24 (7.5%) de pre-esclerodermia; 64 (20%) forma difusa; 185 (58%) forma limitada, y 44 (14%) esclerodermia sine esclerodermia. La supervivencia a los 10 años fue del 93%, a los 15 años del 86% y a los 20 años del 78%. Según el subtipo clínico, la estimación de la supervivencia fue de: forma limitada a los 10 años: 96%, a los 15: 90%, a los 20: 82% y a los 25: 79%, para la forma difusa, la supervivencia se estableció a los 10 años: 83%, a los 15: 74%, a los 20: 60% y a los 25: 55%. Según el análisis multivariable los factores independientes de mal pronóstico fueron: la forma difusa, la edad de comienzo (>60 años), la presencia de fibrosis o hipertensión pulmonar, y el desarrollo de crisis renal esclerodérmica. DISCUSIÓN: La esclerodermia es una enfermedad que se caracteriza por una marcada heterogeneidad en sus manifestaciones clínicas, su evolución y el pronóstico. Los estudios de supervivencia realizados difieren en sus resultados debido, precisamente, a la variable expresión clínico-biológica de los enfermos y también a las diferencias observadas en la metodología de los trabajos (de un 65 al 100% a los 10 años, según las series). Nuestros resultados, en cuanto a la supervivencia, son parecidos a los señalados por la mayoría de las series estudiadas. También hay variedad en los factores pronósticos, sin embargo hay pocas dudas en aceptar que las variables establecidas en la presente serie tienen, al igual que en otras cohortes, una influencia decisiva en la supervivencia de la enfermedad. CONCLUSIÓN: Los factores pronósticos independientes que tienen consecuencias significativas en la evolución y supervivencia de la esclerodermia son: la forma difusa, la edad de comienzo, la afección pulmonar y la crisis renal. / AIM: To establish survival rates and analyse prognostic factors that influence the clinical evolution of patients with scleroderma. MATERIAL AND METHODS: The study comprised 317 patients diagnosed with scleroderma. Patients were classified according to the ARC and grouped according to degree of cutaneous involvement, into four clinical states; prescleroderma, diffuse type, limited type and scleroderma sine scleroderma. The various clinical symptoms were analysed (cutaneous, osteomuscular, digestive, pulmonary, cardiac and renal). Two capillaroscopic patterns were defined (slow and active) and laboratory data included general parameters and antinuclear antibodies (ACA, Anti-Scl-70). Accumulated survival rates at 10, 15, 20 and 35 years were calculated using the Kamplan-Meier method and the Cox method was used to establish future prognosis. RESULTS: The ratio of men to women was 9:1. Age at onset was 43.25 ± 16 years and age at diagnosis was 51.69 ± 15 years. The number in each clinical group was 24 (7.5%) prescleroderma, 64 (20%) diffuse type, 185 (58%) limited type and 44 (14%) scleroderma sine scleroderma. The mean 10-year survival rate was 93%, the 15-year rate was 86% and 20-year rate was 78%. Survival rates for the clinical subtypes were 93% for 10 years, 86% for 15 years and 78% for 20 years in the limited type group and 83% for 10 years, 60% for 15 years and 55% for 20 years in the diffuse type group. According to multivariable analysis, independent factors with bad prognosis were diffuse type, an age at onset of >60 years, the presence of fibrosis or pulmonary hypertension and renal sclerodermic crisis. DISCUSSION: Scleroderma is an illness that is characterised by a pronounced heterogeneity in its clinical symptoms, its development and its prognosis. Studies of survival rates have given differing results (ranging from 65 -100% at 10 years, depending on the series) due precisely to this variance of clinico-biological results between patients and also as a consequence of the methodologies used. Our results for survival are largely comparable to the majority of reported series. Prognostic factors also show a range of variance. However, as with those of other series, there is little doubt that the variables set out in the present study play a decisive role in survival rates for this disease. CONCLUSION: The independent prognostic factors that have significant consequences on evolution of scleroderma and subsequent survival rates are the diffuse type, age at onset, pulmonary involvement and renal crisis.