El presente asunto de estudio contempla la optimización de un prototipo de termociclador, equipo empleado para realizar la replicación in vitro de muestras biológicas específicas de ADN, utilizando para ello el proceso de Reacción en Cadena de la Polimerasa o PCR (por sus siglas en ingles) cuyo principio de funcionamiento se basa en alcanzar niveles de temperaturas determinados durante intervalos de tiempo. El desarrollo de esta tesis contempla la optimización del sistema de control heredado de trabajos previos así como el diseño de la interfaz con el usuario. Para la optimización del sistema de control de temperatura, se realiza previamente un modelamiento matemático del actuador y la unidad principal del sistema, siendo estos una celda peltier y una bandeja de plata respectivamente. Para la celda peltier, el modelamiento a realizar requiere emplear equivalencias eléctricas a fenómenos térmicos que suceden en este dispositivo. De igual forma se realiza el modelamiento matemático para la bandeja de plata. El control del proceso se realiza empleando algoritmos en lenguaje assembler para el microcontrolador de la familia Atmel y lenguaje de alto nivel utilizado en el programa Visual Basic 6.0. La ventaja de emplear lenguaje de alto nivel es la facilidad de trabajar con valores en punto flotante, que mejoran la precisión de la variable de control requerida. Asimismo, el algoritmo implementado en lenguaje assembler permite la adquisición digital de datos por parte de la etapa de sensado de temperatura, la comunicación con la PC para el envió de estos datos, el posterior procesamiento que se realizará en la PC y finalmente la recepción de datos de control para la generación de una onda PWM. El resultado final de estos dos elementos da una señal de control necesaria para la etapa de potencia. Finalmente, se implementa una interfaz de usuario amigable en la PC que permite al operario tener una supervisión del proceso en tiempo real y poder adquirir los datos obtenidos para posteriores análisis. Como resultado de estos procedimientos, se logra diseñar e implementar el algoritmo de control de temperatura cuyas características se asemejan a equipos comerciales actuales, sea el caso de las rampas de temperatura y el error en estado estable. Asimismo, se verifica la correcta adquisición de datos y la generación de señal de control hacia la etapa de potencia.

El objetivo principal de esta tesis consiste en la obtención de anticuerpos recombinantes frente a los fungicidas azólicos tetraconazol, hexaconazol e imazalil, y su aplicación en la determinación de residuos de estos fungicidas en muestras agroalimentarias. Para ello, en primer lugar, se han aplicado técnicas de biología molecular para la obtención de los fragmentos recombinantes scFv (single chain fragment variable) a partir del material genético de hibridomas productores de anticuerpos monoclonales frente a los fungicidas tetraconazol, hexaconazol e imazalil. Posteriormente, dichos fragmentos se han expresado en sistemas bacterianos empleando vectores de expresión plasmídicos. Por otro lado, se ha optimizado un sistema de cribado y selección de colonias bacterianas productoras de fragmentos de anticuerpos recombinantes capaces de reconocer a los plaguicidas en estudio. Este sistema está basado en ELISAs simultáneos, competitivos y no competitivos, de la fracción soluble del anticuerpo recombinante. Finalmente, en el caso de los anticuerpos frente a hexaconazol e imazalil, se ha aplicado un protocolo de enriquecimiento cíclico denominado panning, basado en la tecnología de presentación de moléculas proteicas en la superficie de fagos (phage display). De este modo, se han obtenido anticuerpos recombinantes a partir de cada hibridoma productor de anticuerpos monoclonales. Cada anticuerpo recombinante se ha expresado tanto en su forma de proteína libre (scFv) como en forma de proteína de fusión (scFv-pIII). De igual modo, se han empleado técnicas de biología molecular para la generación de bibliotecas de fragmentos recombinantes scFv a partir del material genético de linfocitos de ratones inmunizados frente a cada uno de los tres fungicidas. En este caso, se han optimizado las condiciones tanto de la etapa de construcción de bibliotecas como del posterior proceso de enriquecimiento por panning. / Plana Andani, E. (2010). Selección y caracterización de anticuerpos recombinantes para fungicidas. Aplicación al desarrollo de técnicas inmunoanalíticas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8477

Esta investigación se centra en el estudio de las pinturas murales realizadas por A. Palomino en la bóveda dcentral de la Iglesia de los Santos Juanes de Valencia. El objetivo general es el estudio del biodeterioro presente en las pinturas murales y la formulación de una propuesta de intervención desde el punto de vista bilógico. Se han utilizado diferentes técnicas analíticas como: Microscopía Estereomiscroscópica, Optica y Electrónica (SEM/EDX); Espectrocoscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR); Cromatografía de Gases-Espectroscoía de Masas (GC/MS) y Pirólisis (Py-GC-MS). Se ha realizado el aislamiento, cultivo, recuento e identificación de líquenes y microorganismos, mediante análisis morfológicos, pruebas bioquímicas y técnicas de biología molecular. Por último, se desarrollan nuevos métodos alternativos de limpieza de pintura mural basados en la utilización de microorganismos (Pseudomonas stutzeri) para la eliminación de materia orgánica y eflorescencias, obteniendo resultados de biolimpieza muy satisfactorios. / Bosch Roig, MDP. (2011). Caracterización del biodeterioro y desarrollo de nuevos tratamientos de limpieza aplicables a los frescos restaurados de Antonio Palomino en la Iglesia de los Santos Juanes de Valencia [Tesis doctoral]. Editorial Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/9920

[ES] La investigación en Biología de Sistemas se ha expandido en los últimos años. El análisis simultáneo de diferentes tipos de datos ómicos permite el estudio de las conexiones y relaciones entre los diferentes niveles de organización celular. La presente tesis doctoral tiene como objetivo desarrollar y aplicar estrategias de integración multiómica al campo de la biología de sistemas. El elevado coste de las tecnologías ómicas, dificulta que los laboratorios puedan abordar un estudio multiómico completo. No obstante, la gran disponibilidad de datos ómicos en repositorios públicos, permite el uso de estos datos ya generados. Desafortunadamente, la combinación de datos ómicos provenientes de diferentes orígenes, da lugar a la aparición de un ruido no deseado en los datos, el efecto lote. El efecto lote impide el correcto análisis conjunto de los datos y es necesario el uso de los llamados Algoritmos de Corrección de Efecto Lote para eliminarlo. En la actualidad, existe un gran número de éstos algoritmos que se basan en diferentes modelos estadísticos. Sin embargo, los métodos existentes no están pensados para los diseños multiómicos ya que solo permiten la corrección de un mismo tipo de ómica que debe haber sido medida en todos los lotes. Por ello desarrollamos la herramienta MultiBaC basada en la regresión PLS y modelos ANOVA-SCA, que permite la corrección del efecto lote en diseños multiómicos, permitiendo la corrección de datos que no hayan sido medidos en todos los lotes. En este trabajo, MultiBaC fué validado y evaluado en diferentes conjuntos de datos, además presentamos MultiBaC como paquete de R para facilitar su uso. La mayoría de métodos existentes de integración multiómica son métodos multivariantes basados en el análisis del espacio latente. Estos métodos se conocen como ``dirigidos por datos'', y se basan en la búsqueda de correlaciones para determinar las relaciones entre las variables. Estos métodos necesitan de gran cantidad de observaciones o muestras para poder encontrar correlaciones significativas. Lamentablemente, en el mundo de la biología molecular, los conjuntos de datos con un gran número de muestras no son muy habituales, debido al elevado coste de generación de los datos. Como alternativa a los métodos dirigidos por datos, algunas estrategias de integración multiómicas se basan en métodos ``dirigidos por modelos''. Estos métodos pueden ajustarse con un menor número de observaciones y son muy útiles para encontrar relaciones mecanísticas entre los componentes celulares. Los métodos dirigidos por modelos necesitan de una información a priori, el modelo, que normalmente es un modelo metabólico del organismo estudiado. Actualmente, sólo transcriptómica y metabolómica cuantitativa, han sido los dos tipos de dato ómico que se han integrado con éxito usando métodos dirigidos por modelos.Sin embargo, la metabolómica cuantitativa no está muy extendida y la mayoría de laboratorios generan metabolómica no cuantitativa, la cuál no puede integrarse con los métodos actuales. Para contribuir en esta cuestión, desarrollamos MAMBA, una herramienta de integración multiómica dirigida por modelos y basada en métodología de optimización matemática, que es capaz de analizar conjuntamente metabolómica no cuantitativa con otro tipo de ómica asociada a genes, como por ejemplo la trascriptómica. MAMBA fue comparado con otros métodos existentes en cuanto a la capacidad de predcción de metabolitos y fué aplicado al conjunto interno de datos multiómicos. Este conjunto de datos multiómicos fue generado dentro del proyecto PROMETEO, en el cuál está enmarcada esta tesis. MAMBA demostró capturar la biología conocida sobre nuestro diseño experimental, además de ser útil para derivar nuevas observaciones e hipótesis biológicas. En conjunto, esta tesis presenta herramientas útiles para el campo de la biología de sistemas, y que cubren tanto el preprocesado de datos multiómicos como su posterior análisis estadístico integrativo. / [CA] La investigació en Biologia de Sistemes s'ha expandit els darrers. L'anàlisi simultània de diferents tipus de dades òmiques permet l'estudi de les connexions i les relacions entre els diferents nivells d'organització cel·lular. Aquesta tesi doctoral té com a objectiu desenvolupar i aplicar estratègies dintegració multiòmica al camp de la biologia de sistemes. L'elevat cost de les tecnologies òmiques dificulta que els laboratoris puguin abordar un estudi multiòmic complet. Això no obstant, la gran disponibilitat de dades òmiques en repositoris públics permet l'ús d'aquestes dades ja generades. Malauradament, la combinació de dades òmiques provinents de diferents orígens, dóna lloc a l'aparició d'un soroll no desitjat en les dades, l'efecte lot. L'efecte lot impedeix la correcta anàlisi conjunta de les dades i cal utilitzar els anomenats algorismes de correcció d'Efecte lot per eliminar-lo. Actualment hi ha un gran nombre d'aquests algorismes que corregeixen l'efecte lot que es basen en diferents models estadístics. Tot i això, els mètodes existents no estan pensats per als dissenys multiòmics ja que només permeten la correcció d'un mateix tipus de dada òmica que ha d'haver estat mesurada en tots els lots. Per això desenvolupem la nostra eina MultiBaC basada en la regressió PLS i models ANOVA-SCA, que pot corregir l'efecte lot en dissenys multiòmics, permetent la correcció de dades que no hagin estat mesurades a tots els lots. En aquest treball, MultiBaC ha sigut validat i avaluat en diferents conjunts de dades, a més a més, presentem MultiBaC com a paquet de R per facilitar l'ús de la nostra eina. La majoria de mètodes d'integració multiòmica existents són mètodes multivariants basats en l'anàlisi de l'espai latent. Aquests mètodes es coneixen com a "dirigits per dades", i es basen en la cerca de correlacions per determinar les relacions entre les diferents variables. Els mètodes dirigits per dades necessiten gran quantitat d'observacions o mostres per poder trobar correlacions significatives entre les variables. Lamentablement, al món de la biologia molecular, els conjunts de dades amb un gran nombre de mostres no són molt habituals, degut a l'elevat cost de generació de les dades òmiques. Com a alternativa als mètodes dirigits per dades, algunes estratègies d'integració multiòmiques es basen en mètodes "dirigits per models". Aquests mètodes poden ajustar-se amb un nombre menor d'observacions i són molt útils per trobar relacions mecanístiques entre els components cel·lulars. Tot i això, els mètodes dirigits per models necessiten una informació a priori, el model, que normalment és un model metabòlic de l'organisme estudiat. Actualment, únicament transcriptòmica i metabolòmica quantitativa, han estat els dos tipus de dada òmica que s'han integrat amb èxit usant mètodes dirigits per models. No obstant això, la metabolòmica quantitativa no està gaire estesa i la majoria de laboratoris generen metabolòmica no quantitativa, les quals no es poden integrar amb els mètodes actuals. Per contribuir en aquesta qüestió, hem desenvolupat MAMBA, una eina d'integració multiòmica dirigida per models i basada en la metodologia d'optimització matemàtica, que és capaç d'analitzar conjuntament metabolòmica no quantitativa amb un altre tipus d'òmica associada a gens, com per exemple la trascriptòmica. MAMBA va ser comparat amb altres mètodes existents quant a la capacitat de predcció de metabòlits i va ser aplicat al conjunt intern de dades multiòmiques. Aquest conjunt de dades multiòmiques va ser generat dins del projecte PROMETEO, en el qual està emmarcada aquesta tesi. Es demostra que MAMBA capturar la biologia coneguda sobre el nostre disseny experimental, a més de ser útil per derivar noves observacions i hipòtesis biològiques. En conjunt, aquesta tesi presenta eines útils per al camp de la biologia de sistemes, i que cobreixen tant el preprocessament de dades multiòmiques com la seua posterior anàlisi estadística integrativa. / [EN] Systems Biology research has expanded over the last years together with the development of omic technologies. The combination and simultaneous analysis of different kind of omic data allows the study of the connections and relationships between different cellular layers. Indeed, multiomic integration strategies provides a key source of knowledge about the cell as a system. The present Ph.D. thesis aims to study, develop and apply multiomic integration approaches to the field of systems biology. The still high cost of omics technologies makes it difficult for most laboratories to afford a complete multiomic study. However, the wide availability of omic data in public repositories allows the use of these already generated data. Unfortunately, the combination of omic data from different sources provokes the appearance of unwanted noise in data, known as batch effect. Batch effect impairs the correct integrative analysis of the data. Therefore, the use of so-called Batch Effect Correction Algorithms is necessary. As of today, there is a large number of such algorithms based on different statistical models and methods that correct batch effect and are part of the data pre-processing steps. However, the existing methods are not intended for multi-omics designs as they only allow the correction of the same type of omic data that must be measured across all batches. For this reason, we developed MultiBaC algorithm, which removes batch effect in multiomic designs, allowing the correction of data that are not measured across all batches. MultiBaC is based on PLS regression and ANOVA-SCA models and was validated and evaluated on different datasets. We also present MultiBaC as an R package to facilitate the use of this tool. Most existing multiomic integration approaches are multivariate methods based on latent space analysis. These methods are known as data-driven as they are based on the search for correlations to determine the relationships between the different variables. Data-driven methods require a large number of observations or samples to find robust and/or significant correlations among features. Unfortunately, in the molecular biology field, data sets with a large number of samples are not very common, again due to the high cost of generating omic data. As an alternative to data-driven methods, some multiomic integration strategies are based on model-driven approaches. These methods can be fitted with a smaller number of observations and are very useful for finding mechanistic relationships between different cellular components. However, model-driven methods require a priori information, which is usually a metabolic model of the organism under study. Currently, only transcriptomics and quantitative metabolomics have been successfully integrated using model-driven methods. Nonetheless, quantitative metabolomics is not very widespread and most laboratories generate non-quantitative or semi-quantitative metabolomics, which cannot be integrated with current methods. To address this issue, we developed MAMBA, a model-driven multiomic integration method that relies on mathematical optimization problems and is able to jointly analyze non-quantitative or semi-quantitative metabolomics with other types of gene-centric omic data, such as transcriptomics. MAMBA was compared to other existing methods in terms of metabolite prediction accuracy and was applied to a multiomic dataset generated within the PROMETEO project, in which this thesis is framed. MAMBA proved to capture the known biology of our experimental design and was useful for deriving new findings and biological hypotheses. Altogether, this thesis presents useful tools for the field of systems biology, covering both the pre-processing of multiomic datasets and their subsequent statistical integrative analysis. / Ugidos Guerrero, M. (2023). Statistical Methods Development for the Multiomic Systems Biology [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/193031

En los últimos años se han publicado datos esperanzadores sobre la seguridad y potencial eficacia de las CSM como medicamento de terapia celular en multitud de patologías de diferente etiología (Pastor D 2012, Pastor D 2013, Perez-Simon JA 2011, Sanchez PL 2007, Garcia-Olmo D 2005, Garcia-Olmo D 2009, Lee RH 2006, Le BK 2003, Le BK 2005 Rodriguez-Lozano FJ 2012). Uno de los principales factores que puede estar limitando la generalización de estos buenos resultados clínicos es, en el caso de ensayos con administración intravenosa de las CSM, que son pocas las células que finalmente alcanzan el tejido diana. El Dr. Robert Sackstein demostró por primera vez que la afinidad de las CSM por el endotelio vascular se incrementaba significativamente mediante la fucosilación enzimática del antígeno de CD44 presente en la superficie de las CSM. Este hecho abría la posibilidad de mejorar el rendimiento de su infusión intravenosa y por tanto su eficacia terapeútica (Thankamony SP 2011, Sackstein R 2011, Sackstein R 2011, Sackstein R 2012). La traslación de esta tecnología al paciente como medicamento a ensayar en programas clínicos de terapia celular requiere su fabricación en una unidad de producción celular o “sala blanca”. Esta unidad ha de ser certificada, en el caso de nuestro país, por la Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios. El Servicio de Hematología del Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca cuenta con una Unidad de producción celular (UPC) integrada como plataforma del Instituto Murciano de Investigación Biosanitaria (IMIB). Nuestro grupo de investigación colabora desde hace años con el Dr. Sackstein y hemos reproducido y validado sus experimentos de fucosilación en modelos animales en nuestro laboratorio (Cabañas-Perianes V 2013, García Hernández A 2013, Moraleda JM 2013). En base a lo anteriormente expuesto, el objetivo general de este trabajo fue validar un protocolo de expansión y fucosilación de CSM de médula ósea humanas a escala clínica siguiendo las normas de correcta fabricación de medicamentos. Como objetivos específicos se encontraba poner a punto la técnica de fucosilación sin derivados de origen animal, comprobar si la traslación de los protocolos básicos de expansión y fucosilación a escala clínica es posible, generando toda la documentación necesaria para la producción GMP, validar el proceso aséptico y el proceso de producción y verificar el cumplimiento de las especificaciones de los lotes fabricados durante esta etapa de validación. Para llevar a cabo los objetivos anteriores se estableció la siguiente metodología: – Puesta a punto del cultivo y fucosilación de CSM-MO cultivadas sin empleo de derivados animales. – Elaboración de la documentación necesaria para la realización del protocolo clínico. – Simulación del proceso aséptico Media Fill. – Validación prospectiva del proceso de producción. – Controles de Calidad del medicamento durante el proceso de fabricación. Con los resultados obtenidos se puede concluir que: – Las células CSM-MO se fucosilan eficazmente, expandidas con nuestro protocolo de cultivo, sin aditivos de origen animal y utilizando lisado plaquetario. – La documentación elaborada para producir el medicamento CSM-MO fucosiladas a gran escala y en condiciones GMP se ha llevado a cabo con éxito y cumple las exigencias de la normativa vigente. – La simulación del proceso de fabricación del medicamento CSM-MO fucosiladas en grado GMP se realiza en completa esterilidad por todos los operadores que participan en el proceso de producción. – Se ha conseguido validar el proceso de producción del medicamento CSM-MO fucosiladas en grado GMP. – El medicamento CSM-MO fucosiladas en nuestra sala de producción celular es apto para su uso clínico ya que cumple con las especificaciones establecidos en base a las normas de correcta fabricación. / Encouraging data about the safety and efficacy potential of mesenchymal stem cells (MSC) as a cell therapy medicine has been published in the last years regarding many diseases with different etiologies (Pastor D 2012, Pastor D 2013, Perez-Simon JA 2011, Sanchez PL 2007, Garcia-Olmo D 2005, Garcia-Olmo D 2009, Lee RH 2006, Le BK 2003, Le BK 2005 Rodriguez-Lozano FJ 2012). One of the main limiting factors impairing the generalization of such clinical results, when the clinical MSC requires an intravenous administration, is the small amount of cells that finally reach the target tissue. Dr. Robert Sackstein demonstrated, for the first time, that the affinity of the MSC for the vascular endothelium significantly increases when the CD44 present in their membrane is fucosylated. This fact opens the possibility to improve the results of their i.v. infusion and its therapeutic efficacy (Thankamony SP 2011, Sackstein R 2011, Sackstein R 2011, Sackstein R 2012). A Cell Production Unit is required to translate this technology to the patient, as a medicine to be tested in clinica trials. This kind of Unit has to be certified in Spain by the Agencia Española de Medicamentos y Productos Sanitarios. The Hematology Service of the Hospital Clínico Universitario Virgen de la Arrixaca has a Cell Production Unit integrated as a platform in the Instituto Murciano de Investigación Biosanitaria (IMIB). Our research group has a long lasting collaboration with Dr. Sackstein, and has reproduced and validated in our laboratories his fucosylation experiments in animal models (Cabañas-Perianes V 2013, García Hernández A 2013, Moraleda JM 2013). Our objective in this work was to validate a clinical scale human bone marrow MSC (BM-MSC) expansion and fucosylaton protocol following the Good Manufacturin Practices of medicines. Our specific objectives were to set up an animal derived free fucosylation technique, to test whether the basic expansion and fucosylation protocols can be translated into a clinical scale production, creating all the documentation required for a GMP production, to validate the aseptic procedure and the production process, and to verify the batches manufactured during this validation stage fulfillment of the specifications. To carry out these objectives, the following methodology was established: – Set up the animal derived free BM-MSC culture and fucosylation. – To elaborate the documentation required for the clinical protocol. – Media Fill simulation of the aseptic procedure. – Prospective validation of the production process. – Quality controls of the medicine during the production process. Our results allow us to conclude that: – BM-MSC con be effectively fucosylated and expanded with our animal derived free culture, using platelet lysate. – The documentation elaborated to produce at clinical scale and under GMP conditions the fucosylated BM-MSC medicine has been successful and meets the requirements of current legislation. – The fucosylated BM-MSC manufacturing process simulation has been performed in a sterile fashion by all the operators that participate in the manufacturing process. – The GMP grade fucosylated BM-MSC medicine production process has been validated. – The fucosylated BM-MSC medicine manufactured in our Cell Production Facility can be clinically used, as it meets all the specifications established following the Good Manufacturing Practices.

Los pacientes con enfermedad renal crónica en fase terminal tienen alto riesgo cardiovascular (RCV). Los factores de RCV clásicos no justifican este exceso de riesgo. Las últimas Guías Europeas (2012) asocian enfermedad renal crónica (ERC) en estadio avanzado con RCV alto o muy alto. Sin embargo, este aumento no lo relacionan con ningún marcador biológico. El objetivo de esta investigación es evaluar el RCV de estos pacientes con los factores de RCV clásicos y emergentes, y definir el estado inflamatorio en la ERC, con diferentes terapias de reemplazo renal (diálisis peritoneal, hemodiálisis), y con trasplante renal. Se estudiaron factores de RCV emergente y nuevos marcadores biológicos relacionados con el sistema inmunológico, como homocisteína, lipoproteína (a), proteína C-reactiva, pentraxina-3, componente sérico amiloide-A, procalcitonina y cistatina-C. Los resultados apoyan la infraestimación del RCV con tablas tradicionales, y aconsejan el análisis de nuevos marcadores en la evaluación clínica y seguimiento del riesgo cardiovascular. / The end-stage chronic kidney disease patients have high cardiovascular risk. The major risk factors of cardiovascular risk can not justify this excess of risk. The last European Guideline of cardiovascular risk (2012) associates end-stage chronic kidney disease to high or very high cardiovascular risk. However this increase of risk is not related to any particular biological marker. The aim of this research is evaluate the cardiovascular risk of ESKD patients with major and emerging cardiovascular risk factors, and also define the inflammatory state in ESKD patients, with the different renal replacement therapies (peritoneal dialysis, hemodialysis), and with renal transplantation. Emerging risk factors and new biological markers related to immune system, such as homocistein, lipoproteín(a), C-reactive protein, pentraxin-3, serum amyloid-A, procalcitonin and cystatin-C, were studied. Results support cardiovascular risk underestimation with traditional tables, and advise the analysis of new markers in clinical evaluation and monitoring of cardiovascular risk.

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Determina el efecto antiviral de los extractos del tegumento de Pattalus mollis sobre Rotavirus Humano Tipo A (RVH). Se realiza una evaluación citotóxica de los tres tipos de extractos del tegumento, siendo el de pepsina (PPe) el único que presenta toxicidad nula a partir de dosis de 2500 μg/mL. Para determinar el efecto de acción antiviral ejercido por el PPe durante diferentes tiempos de infección de RVH, se aplica el PPe mediante pre tratamiento y post tratamiento antes de la inoculación, mostrando el primero una buena actividad con un porcentaje de inhibición mayor a 99,9%, una CE50 de 96,39 μg/mL y un índice de selectividad (IS) de 280,55; a diferencia del segundo que muestra una nula actividad antiviral. Por otro se evalúa el efecto de acción antiviral ejercido por el PPe en las etapa de fusión viral de RVH mediante la aplicación en conjunto del RVH con el PPe y como control antiviral se usa Ribavirina, mostrando el PPe una buena actividad antiviral mediante la aplicación conjunta, presentando un porcentaje de inhibición mayor de 99,9 %, una CE50 de 64,29 μg/mL y un IS de 420,63 a diferencia de la Ribavirina, la cual presenta un IS de 212,98. El estudio provee un mejor entendimiento sobre actividad antiviral de extractos de tegumento de Pattalus mollis sobre virus sin envoltura y específicamente nos permite concluir que el PPe de Pattalus mollis representa una alternativa prometedora como terapia antiviral contra RVH. / Tesis

En aquesta tesi s’ha realitzat una aproximació terapèutica per a la malaltia de Gaucher, basada en xaperones farmacològiques. La malaltia de Gaucher és una malaltia d’acúmul lisosòmic d'herència autosòmica recessiva, causada per mutacions en el gen GBA, o en alguns pocs casos, per mutacions en el gen PSAP. El gen GBA codifica la hidrolasa lisosòmica glucocerebrosidasa i el gen PSAP codifica la proteïna activadora de l'enzim anterior, la Saposina C. Fins al moment s'han descrit més de 300 mutacions en el gen GBA causants de la malaltia de Gaucher, que han permès desenvolupar un diagnòstic molecular de la malaltia, i unes poques en el gen PSAP. Aquestes mutacions produeixen una deficiència en alguna d'aquestes dues proteïnes, la glucocerebrosidasa o la Saposina C, que estan implicades en la via de degradació dels glicoesfingolípids. La manca d’una bona correlació genotip-fenotip fa que els estudis d’expressió puguin aprofundir en el coneixement sobre la fisiopatologia de la malaltia de Gaucher. En aquest treball presentem els estudis cel•lulars que han permès expressar els al•lels mutats en cèl•lules COS així com establir l’origen de l’al•lel doble D409H;H255Q. A més a més, hem confirmat l’efecte negatiu acumulatiu d’aquestes dues mutacions a nivell d’activitat enzimàtica, gràcies a l’expressió heteròloga dels al•lels únics i doble mutant. Una de les teràpies que actualment s'està utlitzant en la malaltia de Gaucher és la teràpia de reducció de substrat com a complement o alternativa a la teràpia de reemplaçament enzimàtic. En els darrers anys, una nova estratègia terapèutica basada en l’ús de xaperones farmacològiques ha aparegut. Aquesta nova aproximació es basa en la hipòtesi que les xaperones farmacològiques impedeixen que els enzims amb mutacions que impedeixen el bon plegament podien estabilitzar-se i arribar a seu destí, el lisosoma. Els dos objectius principals han estat: 1. L’expressió in vitro, mitjançant cèl•lules COS-7, de diversos al•lels mutats del gen GBA i la caracterització de les proteïnes GBA mutades. 2. Assajar l’efecte dels iminosucres (NN-DNJ i NB-DNJ), aminociclitols i dels seus derivats com a possibles xaperones farmacològiques sobre les proteïnesmutades, tant en cèl•lules COS-7 transfectades amb cDNAs mutats com en fibroblasts de pacients. Els resultats s’han presentat en els articles següents: 1. Homozygosity for the double D409H+H255Q allele in type II Gaucher disease Autors: Helen Michelakakis, Marina Moraitou, Evagelia Dimitriou, Raül Santamaria, Gessamí Sànchez, Laura Gort, Amparo Chabás, Daniel Grinberg, Maria Dassopoulou, Spyros Fotopoulos, Lluïsa Vilageliu. Publicació: Journal of Inherited and Metabolic Diseases (2006) 29:591 2. Haplotype Analysis Suggests a Single Balkan Origin for the Gaucher Disease [D409H;H255Q] Double Mutant Allele Autors: Raül Santamaria, Helen Michelakakis, Marina Moraitou, Evangelia Dimitriou, Silvia Dominissini, Serena Grossi, Gessamí Sánchez-Ollé, Amparo Chabás, María Gabriela Pittis, Mirella Filocamo, Lluïsa Vilageliu, Daniel Grinberg Publicació: HUMAN MUTATION Mutation in Brief #1010, 29:E58-E67, 2008 3. Promising results of the chaperone effect caused by imino sugars and aminocyclitol derivatives on mutant glucocerebrosidases causing Gaucher disease. Autors: Gessamí Sánchez-Ollé, Joana Duque, Meritxell Egido-Gabás, Josefina Casas, Montserrat Lluch, Amparo Chabás, Daniel Grinberg, Lluïsa Vilageliu Publicació: Blood Cells, Molecules, and Diseases 42 (2009) 159–166 4. Chaperone effects caused by new aminocyclitol derivatives on mutant glucocerebrosidases causing Gaucher disease. Autors: Lucía Díaz, Gessamí Sánchez-Ollé, Josefina Casas, Daniel Grinberg, Antonio Delgado and Lluïsa Vilageliu Publicació: In press. Les dades recents presentades fan pensar que les xaperones farmacològiques podrien arribar a ser un tractament tant per les formes no neuronopàtiques com per a les neuronopàtiques de la malaltia de Gaucher. / Lysosomal storage diseases are a group of disorders caused by the loss of function of lysosomal enzymes, which leads to the intralysosomal storage of non-degraded substrates. Gaucher disease (GD, OMIM 230800) is the most prevalent sphingolipidosis caused by deficiency of glucocerebrosidase (GBA, E.C. 3.2.1.45), which produces the progressive accumulation of glucosylceramide. Clinically, GD is classified into three major types depending on the absence (Type I) or presence (Type II and III) of central nervous system involvement. The main symptoms of GD are anaemia, thrombocytopenia, hepatosplenomegaly and skeletal disease. Two disease-specific therapies have been approved to treat GD. Enzyme replacement therapy (ERT) has been applied for more than 15 years and has proved successful mainly for symptoms of type I patients. The other approved treatment is substrate reduction therapy, which is based on the inhibition of glucosylceramide synthase (GCS), the rate-limiting first step in the glycosphingolipid biosynthetic pathway, by the oral administration of N-butyl-deoxynojirimycin (NB-DNJ). This reduction therapy is used for type I patients for whom ERT is not a therapeutic option. The small size of NB-DNJ makes it of potential use for neurological cases. To date, other alternative strategies, such as gene therapy, have had very limited success in the treatment of GD. However, new experimental approaches in cellular and animal models have been assayed either for conventional gene therapy or based on the partial inhibition of the GCS gene using siRNAs. Recently, a new line of research, using small molecules that act as chemical chaperones, has emerged. This approach is based on the assumption that some mutations cause the misfolding of lysosomal enzymes after their synthesis. Misfolding is responsible for enzyme degradation in the endoplasmic reticulum (ER), thereby preventing enzyme transport to the lysosome. In this scenario, the chaperone stabilizes the mutant protein, thereby allowing that, at least, some molecules reach their final destination. Here we analyzed the effect of iminosugars NB-DNJ and NN-DNJ and aminocyclitols, on COS cells transfected with either the wild-type or mutant GBA cDNAs. The effect of these compounds was also tested on the residual β-glucosidase activity of fibroblasts from patients with diverse genotypes.

Como otros tumores sólidos, el sarcoma de Ewing (SE) requiere de un aporte vascular adecuado que permita nutrir y oxigenar a las células tumorales. En el SE, la vascularización tumoral se encuentra caracterizada principalmente por los procesos de vasculogenesis, mimetismo vascular y angiogénesis. Considerando la participación de CAV1 en el aporte vascular, nos planteamos demostrar que CAV1 juega un papel importante en el desarrollo vascular de la enfermedad. Estableciendo tres nuevos modelos de baja expresión de CAV1 en células se SE (RDES, SKES1 y TC71), fue posible observar la reducción en el desarrollo tumoral en xenoinjertos, y a su vez esta reducción fue relacionada con la disminución en la densidad micro-vascular. Este trabajo demuestra el efecto directo del silenciamiento de CAV1 sobre el proceso angiogénico en el SE, regulando la respuesta de la célula endotelial ante las señales producidas por la célula tumoral. Nuestros resultados mostraron que las células endoteliales presentan mayor migración ante el estímulo de las señales producidas por la célula tumoral. Mediante el análisis de expresión de diferentes factores utilizando RT-PCR, fue posible determinar que la expresión de bFGF era afectada en los modelos analizados como efecto del silenciamiento de CAV1. Para determinar el mecanismo molecular a través del cual CAV1 regula la angiogénesis en el sarcoma de Ewing, partimos del análisis de expresión de 3 miembros de la familia Eph descritos como pieza clave en el desarrollo vascular. La expresión del receptor EphA2 en los modelos de baja expresión de CAV1 mostró una disminución en los clones, donde el silenciamiento de CAV1 conlleva la redistribución y reducción EphA2. Los análisis mostraron además una interacción entre ambas proteínas. Establecida la relación EphA2/CAV1, analizamos el efecto de la estimulación de EphA2 a partir de EfnA1 y confirmamos que las células con baja expresión de CAV1 presentaban una respuesta menor. La estimulación resultó en el incremento de la fosforilación de AKT, sugiriendo que los efectos podrían depender de la actividad quinasa del receptor. Para respaldar esto, las células RDES y TC71 fueron transfectadas con un dominante negativo de EphA2 que no modificaba la expresión de CAV1 (EphA2-Kd). Los modelos EphA2-Kd reprodujeron los resultados observados en los modelos de baja expresión de CAV1. La estimulación del modelo TC71-EphA2-Kd con la proteína recombinante EfnA1, mostró tanto la activación de AKT como la sobreexpresión de bFGF, reproduciendo en cierta medida lo observado por el silenciamiento de CAV1 y destacando la importancia de la actividad dependiente de quinasa de EphA2 en el proceso angiogénico de la enfermedad. Considerando que CAV1 es necesario para el correcto funcionamiento de las rutas de señalización controladas por EphA2 en el SE, decidimos determinar la implicación de CAV1 y EphA2 en el mimetismo vascular de la enfermedad. Se decidió analizar el papel independiente de quinasa del receptor EphA2 como una posible pieza clave en el proceso de mimetismo vascular en el SE. Nuestros resultados mostraron que el silenciamiento de CAV1 reduce el desarrollo de vasos miméticos in vivo e impide la formación tubular in vitro. Además, el efecto de bloquear la actividad quinasadependiente del receptor EphA2 mostró que la actividad quinasa del receptor no afecta al proceso de mimetismo vascular en esta entidad tumoral. Para confirmar la participación de EphA2 en el proceso de formación de vasos miméticos, se transfectó un mutante que carece de toda la región citoplasmática del receptor EphA2 (ΔCyto), eliminando así sus funciones dependientes e independientes de quinasa. Los resultados mostraron que el bloqueo total del receptor tenía un efecto negativo en la formación de estructuras tubulares. Estos resultados confirman la importancia de la actividad prooncogénica del receptor EphA2 en el sarcoma de Ewing. / We established low CAV1 expressing models by knocking down CAV1 in TC71, RDES and SKES1 Ewing sarcoma (ES) cells by stably transfecting a previously validated shRNA construct. In vivo studies showed a decrease in tumor volume from the CAV1 knocked-down clones when compared with controls. This correlated with a reduction in microvascular density (MVD) and higher levels of necrosis. Conditioned media from CAV1 knocked-down cells showed reduced capability to promote migration of endothelial cells with no changes in proliferation. Different pro-angiogenic factors were analyzed by RT-PCR in the models and, downregulation of bFGF was observed in all four. Results suggested that CAV1 was indirectly affecting bFGF expression. EphA2 expression was observed in ES cell lines and tumor samples. CAV1 knocked-down cells showed a reduction in EphA2 phosphorylation as well as a displacement from the membrane to the cytoplasm. Furthermore, we showed that the CAV1/EphA2 interaction was necessary for Eph-mediated signaling. To further support these results, RDES and TC71 cells were stably transfected with a dominant negative of EphA2 that did not alter the expression of CAV1 (EphAh2-kd). EphA2-Kd models were able to replicate the effects observed in the CAV1 knocked-down models, where the stimulation of the TC71-EphA2-Kd model with the recombinant protein EfnA1, showed both the activation of AKT and the overexpression of bFGF. These results replicate the effect of silencing CAV1 and highlighted the importance of the kinase-dependent activity of EphA2 in the angiogenic process in ES. We decided to analyze the kinaseindependent role of EphA2 as a possible key in the process of vascular mimicry in ES. Our results showed that the silencing of CAV1 reduces the development of mimetic vessels in vivo and prevents the tubular formation in vitro. In addition, our results showed that the kinase-dependent activity of the receptor does not affect the process of vascular mimicry in ES. Moreover, we stably transfected a mutant that lacks all the cytoplasmic region of EphA2, blocking its kinase-dependent and –independent activities. Results showed a negative effect on the formation of tubular structures. These results confirm the importance of the pro-oncogenic activity of EphA2 in ES.

TrkA es va descobrir com a un oncogén producte de la fusió del seu domini tirosinakinasa (TK) amb la tropomiosina. Posteriorment, va augmentar el seu interès endescobrir-se que la proteïna nativa constituïa el receptor del factor de creixementnerviós (NGF).Es coneixen bé els esdeveniments que tenen lloc a partir de la unió del lligand alreceptor i que donen lloc a l'activació de les vies de senyalització de les MAPK yPI 3-K/Akt. Se sap que, in vivo, la internalització del receptor i el seu transportretrògrad també juguen un paper important per a l'efecte a llarg termini del NGF ique és un tret distintiu en relació a d'altres receptors de factors de creixement.L'activació del receptor també comporta un augment transitori de Ca2+intracel· lular. Per això ens vam plantejar l'estudi de la relació entre l'activació deTrkA i calmodulina (CaM), com a sensor dels nivells de Ca2+ intracel· lulars.En primer lloc vam observar una interacció directa i dependent de Ca2+ entre CaM ila meitat c-terminal del domini intracel· lular de TrkA. La primera part del treball secentra en caracteritzar aquesta interacció.Per veure l'efecte de la unió sobre Trk, vam utilitzar inhibidors de CaM. Aquestsno impedeixen la fosforilació de TrkA induïda per NGF, però sí comporten laproteòlisi del receptor donant lloc a un fragment amb activitat tirosina kinasaconstitutiva. Donada la ubiqüitat de CaM, i la seva importància en processos vitalsper a la cél· lula, el segon objectiu ha consistit en buscar el lloc d'unió a CaM deTrkA per així poder obtenir una construcció de Trk on es perdés la unió a CaM.Basant-nos en diverses evidències, ens vam centrar en la caracterització d'una regióque conté una Tyr fosforilable (Y701) i que forma part d'un motiud'internalització. L'última part del treball se centra en descriure les característiquesd'aquesta Tyr i la seva funció, que més enllà de la relació amb CaM, pot constituiruna fosforilació inhibitòria per l'activitat de Trk i un lloc de regulació negativa dela internalització. / TrkA se descubrió como un oncogén producto de la fusión de su dominio tirosinakinasa (TK) con la tropomiosina. Posteriormente, aumentó su interés trasdescubrirse que la proteína nativa constituía el receptor del factor de crecimientonervioso (NGF).Se conocen bien los acontecimientos que ocurren tras la unión del ligando alreceptor y que dan lugar a la activación de las vías de señalización de las MAPK yPI 3-K/Akt. Se sabe que, in vivo, la internalización del receptor y su transporteretrógrado también juegan un papel importante para el efecto a largo plazo delNGF y que es una característica distintiva de otros receptores de factores decrecimiento.La activación del receptor también conlleva un aumento transitorio de Ca2+intracelular. Por ello nos planteamos estudiar la relación entre la activación deTrkA y calmodulina (CaM), como sensor de los niveles de Ca2+ intracelulares.En primer lugar observamos una interacción directa y Ca2+ dependiente entre CaMy la mitad c-terminal del dominio intracelular de TrkA. La primera parte del trabajose centra en caracterizar esta interacción.Para ver el efecto de la unión sobre Trk, utilizamos inhibidores de CaM. Éstos noimpiden la fosforilación de TrkA inducida por NGF, pero sí conllevan la proteolisisdel receptor dando lugar a un fragmento con actividad tirosina kinasa constitutiva.Dada la ubicuidad de CaM y su importancia en procesos vitales para la célula, elsegundo objetivo consistió en buscar el sitio de unión a CaM de TrkA, para asípoder obtener una construcción de Trk en que se perdiera la unión a CaM.Basándonos en diversas evidencias, nos centramos en la caracterización de unaregión que contenía una Tyr fosforilable (Y701) y que además forma parte de unmotivo de internalización. La última parte del trabajo se centra en describir lascaracterísticas de dicha Tyr y su función,que más allá de la relación con CaM,puede constituir una fosforilación inhibitoria para la actividad de Trk y un lugar deregulación negativa de su internalización. / TrkA was discovered as an oncogen, product of the fusion of its Tyrosine kinasedomain with Tropomiosin. Later on, it was identified as the receptor for the Nervegrowth factor (NGF).The first steps in Trk signaling after ligand binding are well understood. And alsothe pathways leading to MAPKs and PI3K-Akt activation. But receptorinternalization and retrograde transport are also important for the long termsignaling of TrkA, giving raise to a differential regulation of Trk receptors amongother growth factor receptors.Receptor activation also induces an increase in intracellular calcium concentration.That's why we thought on studying the relationship between TrkA activation andcalmodulin (CaM), as a prototypical calcium sensor.First we described a direct and calcium-dependent interaction between CaM andthe c-terminal part of TrkA. The first part of this work consists on thecharacterization of this interaction.In order to check the effect of CaM binding on TrkA we used CaM inhibitors.NGF-induced TrkA fosforilation was not inhibited upon CaM inhibition, but Trkwas cleaved, leading to constitutively active fragments. CaM is ubiquous andnecessary for many cell processes, so the second objective has been to search forthe CaM binding domain on TrkA in order to generate a TrkA mutant defective inCaM binding.We mutated a region containing a phosphorylatable Tyrosine Y701 that constitutesa trafficking motif, as the putative binding site of CaM. The last part of this projectdeals with the characterization of the mutants, and their effect even regardless ofCaM binding. Its phosphorylation might inhibit Trk function, and the regionconstitutes a negative regulator of internalization.