Na região nordeste é registrado o maior índice de letalidade por acidentes ofídicos do Brasil. As serpentes Bothrops erythromelas (Be) são as responsáveis pela maioria dos acidentes na região, e o veneno dessa serpente não integra o pool de antígenos utilizado pata a obtenção do soro antibotrópico (SAB). Nesse estudo avaliou-se a potência do SAB na neutralização de algumas atividades do veneno (V) de Be. Os resultados mostraram que o SAB neutraliza as atividades do VBe, mas, exceto para a atividade coagulante e letalidade, a potência do SAB foi significativamente menor, quando comparado à neutralização das mesmas atividades do veneno de B. jararaca. A utilização de um soro obtido após a inclusão do VBe ao pool de antígenos não melhorou significativamente a potência do SAB. O SAB neutralizou também o edema inflamatório induzido pelo VBe, mas a associação do SAB à dexametasona inibiu o edema quando aplicado até 45 min após o envenenamento. Nesse tempo, SAB ou dexametasona aplicados isoladamente não foram efetivos em diminuir esse edema. / In the northeast region is registered the higher lethality index by snakebites in Brazil. Bothrops erythromelas (Be) snakes are responsible for the larger number of snakebites in that region, and the venom of these snakes do not integrate the pool of antigens used to obtaining the Bothrops antivenom (BAV). In the present study, the potency of this serum in neutralizing some activities of Be venom (V) was evaluated. Results showed that BAV neutralizes BeV activities, but, except for coagulant activity and for lethality, the potency of the BAV was significantly lower, when compared to the neutralization of the same parameters of the Bothrops jararaca venom. The use of antivenom obtained after inclusion of BeV to the pool of antigens did not ameliorate the BAV potency. The BAV also neutralizes the inflammatory edema induced by BeV, but the association of BAV and dexamethasone decreased the edema when applied up to 45 min after the venom. At this time, antivenom or dexamethasone administered alone were ineffective in inhibiting this edema.

Tesis por compendio / [EN] About 10 % of all adverse drug reactions are due to allergies, with ß-lactam antibiotics causing the majority of the episodes. Although the actual incidence remains unknown, individuals suspected of being allergic to a drug end up being prescribed with other medications that are less effective, more expensive or harmful. Consequently, a correct diagnosis is key to reduce the derived economic costs and proceed to an adequate 'delabeling' of the population. At present, clinical approaches to diagnose allergies to ß-lactam antibiotics are based on in vivo and in vitro tests. These tests present limited clinical performances since they are invasive, dangerous, and provide false positives and/or negatives. Moreover, the diagnostic sensitivity is far from what is expected, possibly because the epitopes that cause the allergic episodes are still not well detected. In this respect, the preparation of antigens has commonly been determined by the direct attachment of antibiotics to carrier molecules through the formation of an amide bond between amino lysine groups of the carrier molecule and the carboxylate group of the antibiotic. Even so, specific IgE are barely detected with such antigens. This dissertation addresses the synthesis of haptens and the generation of antigens to ß-lactam antibiotics, which develop a more reliable in vitro diagnosis of allergies to these drugs. The evaluation of the antigens has been carried out by means of multiplex in vitro tests based on compact disc technology. This research begins by focusing on the synthesis and preparation of penicillin antigens. To this end, first, the effect of the incorporation of aliphatic spacer arms in the chemical structure of penicillin has been approached, considering the possibility that a better molecular recognition is obtained by moving the hapten away from the carrier protein. Thirteen haptens derived from benzylpenicillin and amoxicillin were synthesized in order to prepare antigens with human serum albumin. The evaluation of the antigens revealed that even though they were immunogenic and were detected by the raised IgG antibodies, they were not detected by specific IgE from allergic patients. Additionally, the next approach considered the cationization of the carrier proteins, human serum albumin and histone. The modification of carboxylate groups of the protein to amino groups allow for an increase of the molar hapten/protein ratio. This strategy led to the generation of five antigens, four of which (only those histone-based antigens), did increase the sensitivity of the assay. Concretely, specific IgE has been determined in sera from allergic patients at low concentrations (LOD = 0.07 IU/mL) with a diagnostic specificity of 100 % and a sensitivity of 60 and 31 % for benzylpenicillin and amoxicillin, respectively. That means a 60 % improvement in the diagnostic sensitivity when compared to the in vitro reference test. Subsequently, the idea of preparing minor antigens based on penicillin metabolites was approached. Penicilloic, penilloic, penicillic, and 6-aminopenicillanic acids, together with penicillamine, were therefore conjugated to the carrier proteins human serum albumin and histone. Except penilloic acid, the rest of antigens were selectively detected when testing a set of serum samples from allergic patients. The diagnostic specificity obtained was 100 %, 94 % in the case of penicillic acid, and the sensitivity was between 67 and 100 %. Another approach was focused on the production of antigens for other families of ß-lactam antibiotics. The generation of antigens for cephalosporins, carbapenems, monobactams or ß-lactam inhibitors is essential, since in vitro tests for the detection of allergies to these antibiotics are not commercially available. Therefore, the results obtained after the preparation of major and minor antigens for the antibiotics cefuroxime, cefotaxime, ceftriaxone, meropenem, and aztreonam were evaluated. / [ES] Alrededor del 10 % de las reacciones adversas a medicamentos son debidas a alergias, siendo los antibióticos ß-lactámicos los que más episodios alérgicos ocasionan. Aunque la incidencia real sigue siendo desconocida, los individuos sospechosos de presentar alergia a algún medicamento acaban siendo prescritos con otros medicamentos, menos efectivos, más caros o perjudiciales. Así pues, un correcto diagnóstico resulta clave para disminuir los costes económicos derivados y proceder a un adecuado 'desetiquetado' de la población. En la actualidad, las pruebas de diagnóstico de alergias a antibióticos ß-lactámicos se basan en ensayos in vivo e in vitro. Estos ensayos muestran bajas prestaciones, ya que son invasivos y peligrosos y proporcionan falsos positivos y/o negativos. Además, la sensibilidad diagnóstica está lejos de ser la esperada, posiblemente porque aún no se ha conseguido reconocer todos los epítopos causantes de los episodios alérgicos. En este sentido, la preparación de antígenos se ha basado hasta el momento, en mayor medida, en la unión directa de los antibióticos a las moléculas portadoras mediante la formación de un enlace amida entre los grupos amino de las lisinas de la molécula portadora y el grupo carboxilato del antibiótico. Aun así, las IgE específicas son vagamente detectadas con estos antígenos. En esta tesis se ha abordado la síntesis de haptenos y la generación de determinantes antigénicos a antibióticos ß-lactámicos con los que poder realizar un diagnóstico in vitro más fiable de alergias a estos fármacos. La evaluación de los mismos se ha llevado a cabo mediante ensayos in vitro multiplex basados en tecnología de disco compacto. Esta investigación comienza centrándose en la síntesis y preparación de antígenos de penicilina. Para ello, en una primera fase se ha estudiado el efecto de la incorporación de brazos espaciadores alifáticos en la generación de antígenos, considerando la posibilidad de que se obtenga un mejor reconocimiento molecular al alejar el hapteno de la proteína portadora. Se sintetizaron trece haptenos derivados de bencilpenicilina y amoxicilina con los que se prepararon antígenos con la proteína albumina de suero humano. La evaluación de los antígenos reveló que a pesar de ser suficientemente inmunogénicos y ser reconocidos por anticuerpos IgG de conejo, éstos no fueron reconocidos por IgE específicas de muestras de pacientes alérgicos. Así bien, por otro lado, la estrategia de cationización de las proteínas albumina de suero humano e histona fue abordada teniendo en cuenta que la modificación de grupos carboxilatos de la proteína a grupos amino aumenta la relación molar hapteno/proteína. Esta estrategia permitió la generación de 5 antígenos, 4 de los cuales (los antígenos de histona), esta vez sí, incrementaron la especificidad de la respuesta inmunológica obtenida, reconociendo IgE específicas. Concretamente, se han determinado IgE específicas en suero de pacientes alérgicos a bajas concentraciones (LOD = 0.07 IU/mL) con una especificidad diagnóstica del 100 % y una sensibilidad del 60 y 31 % para bencilpenicilina y amoxicilina, respectivamente, mejorando la sensibilidad un 60 % en comparación con el ensayo in vitro de referencia. A pesar de las mejoras obtenidas con las estrategias llevadas a cabo, se estudiaron otras vías no clásicas para la síntesis de nuevos haptenos con mayor diversidad química. Este enfoque se basa en la generación de antígenos en librerías químicas de compuestos con diversidad estructural para encontrar nuevos haptenos biológicamente activos. Dichas estrategias, hasta el momento, no han sido empleadas para la generación de antígenos y el análisis de muestras de suero de pacientes alérgicos. Con el fin de incorporar diversidad estructural, se sintetizaron, mediante la técnica combinatoria diversity-oriented synthesis, 22 compuestos de los precursores de las penicilinas y cefalosporinas, ácido 6-aminopenicilánico y ácido 7-amino-desacetoxicefalosporánico, respectivamente, y de los antibióticos amoxicilina y ampicilina. Su evaluación con el inmunoensayo in vitro basado en disco compacto ha demostrado que la incorporación de diversidad permite el reconocimiento de epítopos causantes de episodios alérgicos. Concretamente, se observó que estos antígenos eran capaces de detectar anticuerpos tipo IgG e IgE específicos procedentes de suero de conejos inmunizados y de suero humano de pacientes alérgicos, siendo especialmente selectivos los determinantes de amoxicilina y ampicilina. Concretamente, se obtuvo una sensibilidad diagnóstica del 79 % y una especificidad diagnóstica del 100 % / [CA] Al voltant del 10% de les reaccions adverses a medicaments són degudes a al·lèrgies, sent els antibiòtics ß-lactàmics aquells que més episodis al·lèrgics ocasionen. Encara que la incidència real continua sent desconeguda, els individus sospitosos de presentar al·lèrgia a algun medicament acaben sent prescrits amb altres medicaments, menys efectius, més cars o perjudicials. Així doncs, un correcte diagnòstic resulta clau per a disminuir els costos econòmics derivats i procedir a un adequat 'desetiquetatge' de la població. En l'actualitat, les proves de diagnòstic d'al·lèrgies a antibiòtics ß-lactàmics es basen en assaigs in vivo i in vitro. Aquests assaigs mostren baixes prestacions, ja que són invasius i perillosos i proporcionen falsos positius i/o negatius. A més a més, la sensibilitat diagnòstica està lluny de ser l'esperada, possiblement perquè encara no s'ha aconseguit reconéixer tots els epítopes causants dels episodis al·lèrgics. En aquest sentit, la preparació d'antígens s'ha basat fins al moment, en major mesura, en la unió directa dels antibiòtics a les molècules portadores mitjançant la formació d'un enllaç amida entre els grups amino de les lisines de la molècula portadora i el grup carboxilat de l'antibiòtic. Així i tot, les IgE específiques són vagament detectades amb aquests antígens. En aquesta tesi s'ha abordat la síntesi d'haptens i la generació de determinants antigènics a antibiòtics ß-lactàmics amb els quals poder realitzar un diagnòstic in vitro més fiable d'al·lèrgies a aquests fàrmacs. La seua avaluació s'ha dut a terme mitjançant assaigs in vitro multiplex basats en tecnologia de disc compacte. Aquesta investigació comença centrant-se en la síntesi i preparació d'antígens de penicil·lina. Per a això, en una primera fase s'ha estudiat l'efecte de la incorporació de braços espaiadors alifàtics en la generació d'antígens, considerant la possibilitat que s'obtinga un millor reconeixement molecular en allunyar l'haptè de la proteïna portadora. Es van sintetitzar tretze haptens derivats de bencilpenicil·lina i amoxicil·lina amb els quals es van preparar antígens amb la proteïna albúmina de sèrum humà. L'avaluació dels antígens va revelar que malgrat ser prou immunogènics i ser reconeguts per anticossos IgG de conill, aquests no van ser reconeguts per IgE específiques de mostres de pacients al·lèrgics. Així bé, d'altra banda, l'estratègia de cationització de les proteïnes albúmina de sèrum humà i histona va ser abordada tenint en compte que la modificació dels grups carboxilats de la proteïna a grups amino augmenta la relació molar hapten/proteïna. Aquesta estratègia va permetre la generació de 5 antígens, 4 dels quals (els antígens d'histona), aquesta vegada sí, van incrementar l'especificitat de la resposta immunològica obtinguda, reconeixent IgE específiques. Concretament, s'han determinat IgE específiques en sèrum de pacients al·lèrgics a baixes concentracions (LOD = 0.07 IU/mL) amb una especificitat diagnòstica del 100 % i una sensibilitat del 60 i 31 % per a bencilpenicil·lina i amoxicil·lina, respectivament, millorant la sensibilitat un 60 % en comparació amb l'assaig in vitro de referència. Malgrat les millores obtingudes amb les estratègies dutes a terme, es van estudiar altres vies no clàssiques per a la síntesi de nous haptens amb major diversitat química. Aquest enfocament es basa en la generació d'antígens en llibreries químiques de compostos amb diversitat estructural per a trobar nous haptens biològicament actius. Aquestes estratègies, fins al moment, no han sigut emprades per a la generació d'antígens i l'anàlisi de mostres de sèrum de pacients al·lèrgics. Amb la finalitat d'incorporar diversitat estructural, es van sintetitzar, mitjançant la tècnica combinatòria diversity- oriented synthesis, 22 compostos dels precursors de les penicil·lines i cefalosporines, àcid 6-aminopenicilànic i àcid 7-amino-desacetoxicefalosporànic, respectivament, i dels antibiòtics amoxicil·ina i ampicil·lina. La seua avaluació amb l'immunoassaig in vitro basat en disc compacte ha demostrat que la incorporació de diversitat permet el reconeixement d’epítops causants d'episodis al·lèrgics. Concretament, es va observar que aquests antígens eren capaços de detectar anticossos tipus IgG i IgE específics procedents de sèrum de conills immunitzats i de sèrum humà de pacients al·lèrgics, sent especialment selectius els determinants d’amoxicil·lina i ampicil·lina. Concretament, es va obtindre una sensibilitat diagnòstica del 79 % i una especificitat diagnòstica del 100 %. / This work was supported by the H2020 program (project COBIOPHAD, grant agreement No. 688448 awarded to A.M.), being an initiative of the Photonics Public Private Partnership; Agencia Estatal de Investigación Agencia Estatal de Investigación (CTQ2016-75749-R, FEDER) (PID2019-110713RB-I00, FEDER) awarded to S.M.; Generalitat Valenciana (PROMETEO/2020/094 awarded to A.M. & S.M.); program UPV-La FE 2019 (P105 VALBIOAL awarded to S.M & E. I-E.); and the National Institute of General Medical Sciences (GM-1R35GM127045 awarded to S.L.S.). E.P.M. was supported by a FPU fellowship from the Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (FPU15/01738 and EST18/00360). B.K.H. was supported by a fellowship from the National Science Foundation (DGE1144152 and DGE1745303). The authors acknowledge the Instituto de Investigación Sanitaria La Fe, Valencia, Spain, which provided the samples from both allergic patients and controls. / Peña Mendizabal, E. (2022). Synthesis and Evaluation of Antigenic Determinants for ß-lactam Allergy Diagnosis [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/182979 / TESIS / Compendio

In this work, the evaluation of the antinociceptive and anti-inflammatory activities of two series of rationally designed derivative was performed. The first series belong to the class hydrazones thiophene derivative is formed by nine numbered 5a-i. The second is termed aminoquinolínicos BAQ, 7-Cl-MAQ, 2-CF3-MAQ e 7-CF3-MAQ, synthesized from structural modifications in the molecule chloroquine. The two series were synthesized and subjected to testing for antinociceptive activity (writhing test induced by acetic acid and testing of formalin-induced nociception), testing for acute anti-inflammatory activity (zymosan A/carrageenan-induced peritonitis) and chronic (experimental arthritis syndrome induced by Freund's complete adjuvant). The first series was still subjected to a theoretical study in silico toxicity Osiris® program through which the data showed no significant toxic effects. Forthe study, Swissmale mice (20-30g) and Wistar rats (130-170g) rats line ages were used. The drugs dexamethasone, dipyrone and indomethacin were used as reference standards for the two series. All substances were administered 40 minutes before stimulation. The number of hydrazones thiophene derivatives was administered orally, while aminoquinolines were administered intraperitoneally. All derivatives of the first series exhibited anti-inflammatory activity and high potency and antinociceptive efficacy highlighting derivatives 5a and 5d were submitted to chronic testing of arthritis syndrome, being able to reduce the paw edema from the 4th day of treatment without producing renal, hepatic or gastric toxicity under the conditions tested. The derived series of aminoquinolines induced anti-inflammatory and antinociceptive activity, being selected for the chronictest the BAQ derivatives and 7-CF3-MAQ. The treatment for seven days this series showed a significant reduction in the size of the legs of animals, especially from the 4th day of treatment, without changing the levels of liver enzymes, change the weight or generate gastric toxicity. These results demonstrate that administration of derivatives of thiophene and hydrazones series aminoquinolines systemically generated antinociceptive and anti-inflammatory activity, but further studies are needed to elucidate their mechanisms of action. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho foi realizada a avaliação das atividades antinociceptiva e anti-inflamatória de duas séries de derivados racionalmente planejados. A primeira série pertence à classe hidrazonas tiofeno, é formada por nove derivados numerados de 5a-i.A segunda são aminoquinolínicos denominadas de BAQ, 7-Cl-MAQ, 2-CF3-MAQe 7-CF3-MAQ, sintetizadas a partir de modificações estruturais na molécula de cloroquina. As duas séries foram sintetizadas e submetidas a ensaios para atividade antinociceptiva (ensaio de contorções abdominais induzidas por ácido acético e ensaio de nocicepção induzida por formalina), ensaios para atividade anti-inflamatória aguda (peritonite induzida por carragenina / zymosan A) e crônica (síndrome experimental da artrite induzida por adjuvante completo de Freund’s). A primeira série foi ainda submetida a um estudo in silico de toxicidade teórica através do programa Osiris® o qual os dados não demonstraram efeitos tóxicos significativos. Para a realização do estudo foram utilizados camundongos machos da linhagem Swiss (20-30g) e ratos Wistar (130-170g). Os fármacos dexametasona, dipirona e indometacina foram utilizados como padrões de referência para as duas séries. Todas as substâncias foram administradas 40 minutos antes do estímulo. A série dos derivados hidrazonas tiofeno foi administrada por via oral, enquanto que aminoquinolinas foram administradas por via intraperitoneal. Todos os derivados da primeira série exibiram atividade anti-inflamatória e elevada potência e eficácia antinociceptiva destacando-se os derivados 5a e 5d que foram submetidos ao ensaio crônico de síndrome de artrite, sendo capazes de reduzir o edema de pata a partir do 4º dia de tratamento, sem produzir efeitos tóxicos renais, hepáticos ou gástricos nas condições testadas. Os derivados da série das aminoquinolinas induziram atividade anti-inflamatória e antinociceptiva, sendo selecionados para o ensaio crônico os derivados BAQ e 7-CF3-MAQ. O tratamento por sete dias dessa série evidenciou uma significativa redução do tamanho das patas dos animais, especialmente a partir do 4º dia de tratamento, sem alterar os níveis das enzimas hepáticas, alterar o peso ou gerar toxicidade gástrica. Esses resultados demonstram que a administração dos derivados das séries hidrazonas tiofeno e aminoquinolinas por via sistêmica gerou atividade antinociceptiva e anti-inflamatória, no entanto novos estudos são necessários para elucidação dos seus mecanismos de ação.

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The new prototype was designed by molecular hybridisation strategy of prototypes from 4 - ((1-phenyl- 1H-pyrazol-4-yl) methyl) piperazine-1-carboxylate Ethyl (LQFM008 (5)) and 2,6-di- tertbutyl-phenol (BHT (9)). LQFM180 (8) The compound was synthesized by the Mannich reaction, in 92% yield, which was chemically characterized by infrared spectroscopy (IR) and nuclear magnetic resonance dimensional and two-dimensional (1H, HSQC and HMBC). Evaluation of antioxidant status was carried out by cyclic voltammetry, which confirmed that the compound has antioxidant activity. For evaluation central pharmacological activity of the compound were worked four behavioral models in animals, with treatment with LQFM180 at doses of 25, 50 and 100 mmol / kg V.O. In the test of sleep induced by sodium pentobarbital, the LQFM180 (8) reduced latency and increased barbiturate sleep duration, indicating a central depressant activity. Treatment with LQFM180 (8) in different doses did not alter the number of self-cleaning, dung, total and raised intersections, behavioral parameters observed in the open field test; there is no impairment of exploratory activity. Also in the open field test, the compound LQFM180 (8) indicated anxiolytic type activity, demonstrated by the increase in length of stay, and the entrance in the center of the field. LQFM180 (8) treatment did not alter the motor activity test in the chimney, which was evidenced by the animal climbing time. The compound LQFM180 (8) evaluated the maze test in high cross, possess anxiolytic activity type; evidenced by the increase in time and entering the open arms and the time reduction in the central platform. At the end of this work we can see that the synthetic route proposed for obtaining LQFM180 (8) compound was effective, given the high yields obtained, little laborious steps and cost. Finally, we conclude that the employee structural planning was ratified before the success of the structural characterization of the compound and the results obtained from the central pharmacological evaluation in animal models. As perspective, it is necessary to establish the mechanism of action of the molecule as well as the continuation of in vivo evaluations. / Diante do elevado e crescente número de pessoas que sofrem com algum tipo de doença mental no mundo, faz-se necessário o desenvolvimento de opções terapêuticas adicionais para pacientes não ajudados por tratamentos já existentes e também para abordar necessidades médico/famacológicas não satisfeitas. Diante deste panorama, este trabalho propõe o planejamento, síntese e avaliação das atividades farmacológicas tipo ansiolíticas e do perfil antioxidante de um novo candidato a protótipo de fármaco 4-(3,5-di-terc-butil-4- hidroxibenzil)piperazina-1-carboxilato de etila (LQFM180 (8)). O novo protótipo foi planejado através da estratégia de hibridação molecular a partir dos protótipos 4-((1-fenil-1Hpirazol-4-il)metil)piperazina-1 carboxilato de etila (LQFM008 (5)) e do 2,6-di-tert-butil-fenol (BHT (9)). O composto LQFM180 (8) foi sintetizada através da reação de Mannich, em 92% de rendimento, o qual foi caracterizado quimicamente por espectroscopia no infravermelho (IV) e ressonância magnética nuclear unidimensional e bidimensional (1H, HMBC e HSQC). A avaliação do perfil antioxidante foi realizada através de voltametria cíclica, a qual confirmou que o composto apresenta atividade antioxidante. Para avaliação de atividade farmacológica central do composto foram trabalhados quatro modelos comportamentais em animais, com tratamento com LQFM180 (8) nas doses de 25, 50 e 100 µmol/kg v.o. No teste do sono induzido por pentobarbital sódico, o LQFM 180 (8) reduziu o tempo de latência e aumentou o tempo de duração do sono barbitúrico, indicando uma atividade depressora central. O tratamento com LQFM180 (8), nas diferentes doses, não alterou o número de autolimpeza, bolos fecais, cruzamentos totais e levantadas, parâmetros comportamentais observados no teste do campo aberto; não havendo comprometimento da atividade exploratória. Também no teste do campo aberto, o composto LQFM180 (8) indicou atividade tipo ansiolítica, demonstrado pelo aumento no tempo de permanência, e na entrada no centro do campo. O tratamento com LQFM180 (8) não alterou a atividade motora do animal quando avaliado no teste da chaminé, o que foi evidenciado pelo não alteração no tempo de escalada do animal. O composto LQFM180 (8), avaliado pelo teste de labirinto em cruz elevado, possui atividade tipo ansiolítica; evidenciado pelo aumento no tempo e na entrada nos braços abertos, e pela redução do tempo na plataforma central. Ao término deste trabalho podemos observar que a rota sintética proposta para a obtenção do composto LQFM180 (8) se mostrou eficaz, face ao alto rendimento obtido, etapas pouco laboriosas e de baixo custo. Por fim, podemos concluir que o planejamento estrutural empregado foi ratificado, diante do êxito na caracterização estrutural do composto e dos resultados obtidos da avaliação farmacológica central realizada em modelos animais. Como perspectivas, há que se estabelecer o mecanismo de ação da molécula, bem como a continuação das avaliações in vivo.

El TDAH és un trastorn neuroevolutiu de l’atenció i la impulsivitat de naturalesa crònica que afecta un 4% de la població i que freqüentment s’associa amb altres trastorns, com els problemes de conducta i les dificultats en l’aprenentatge. Actualment hi ha base empírica sobre el seu origen genètic i biològic, encara que el seu curs evolutiu i el seu pronòstic estan molt influenciats per factors ambientals. És per això que un abordatge adequat del procés d’avaluació i d’intervenció d’aquest trastorn ha de contemplar de forma primerenca els contextos en què el nen es desenvolupa (escola, família i comunitat) i ha de comptar amb un equip multidisciplinari. En aquesta línia, las modalitats d’intervenció que han evidenciat ser més efectives són les medicacions psicoestimulants, les intervencions psicosocials i els tractaments que combinen ambdues modalitats terapèutiques. L’estimulant més utilitzat per al TDAH, el metilfenidat, és el fàrmac més prescrit en psiquiatria infantil i s’ha constatat la seva efectivitat de forma reiterada. No obstant això, s’ha d’administrar amb cautela perquè presenta limitacions que a vegades no en compensen l’administració, com el efectes no desitjats, el desconeixement sobre els efectes a llarg termini o els escassos estudis sobre eficàcia i seguretat en nens preescolars. Aquests troballes ens fan considerar les intervencions psicosocials, que també són una bona opció terapèutica. Les intervencions psicosocials validades empíricament serveixen d’entrenament a pares i mestres per manejar el trastorn, com també al mateix nen, tot i que en menor mesura, per exercitar les seves habilitats socioemocionals. La finalitat d’aquestes teràpies és que paral•lelament o tres la formació, s’implementen intervencions conductuals, cognitiu-conductuals, escolars i sòcio-emocionals en els contexts naturals del nen. Encara que està provada la eficàcia d’aquestes modalitat d’intervenció de forma aïllada, s’han trobat millores superiors amb els tractaments combinats o multimodals, que cobren un ampli ventall de dificultats i plànols de funcionament, permetent en ocasions reduir la dosi de medicació amb un manteniment dels efectes positius. Però, malauradament, encara s’observa una relativa carència d’estudis que incloguin tractaments combinats per al TDAH infantil, si més no a España. En el millor del casos, les intervencions han estat breus i intensives. Tanmateix, no s’han publicat estudis sobre l’eficàcia d’aquestes intervencions per millorar variables com el clima escolar i familiar d’aquests nens. L’objectiu, doncs, d’aquest projecte és analitzar l’eficàcia relativa i diferencial d’un tractament combinat (medicació estimulant + entrenament a pares i mestres) versus un de farmacològic, durant un curs escolar, per millorar diverses variables relacionades amb el nen hiperactiu, com també amb els seus mestres i pares (símptomes, rendiment acadèmic, clima escolar i familiar, autoeficàcia percebuda i coneixements sobre TDAH). / El TDAH es un trastorno neuro-evolutivo de la atención, la actividad y la impulsividad de naturaleza crónica, que afecta a un 4% de la población, asociándose frecuentemente con otros trastornos, como los problemas de conducta y las dificultades de aprendizaje. En la actualidad, hay evidencia empírica sobre su origen genético y biológico, aunque su curso evolutivo y pronóstico están enormemente influidos por factores ambientales. De ahí que un adecuado abordaje del proceso de evaluación e intervención de este trastorno deba contemplar de forma temprana los contextos donde el niño se desenvuelve (escuela, familia y comunidad), contando con un equipo multidisciplinar. En esta línea, las modalidades de intervención que han mostrado ser más efectivas son las medicaciones estimulantes, las intervenciones psicosociales y los tratamientos que combinan ambas opciones terapéuticas. El estimulante más utilizado para el TDAH, el metilfenidato, es el fármaco más prescrito en psiquiatría infantil y se ha constatado reiteradamente su efectividad. Pero se debe administrar con cautela porque presenta limitaciones que en ocasiones no compensan su administración, como sus efectos indeseados; el desconocimiento sobre sus efectos a largo plazo; y los escasos estudios sobre su eficacia y seguridad en niños preescolares. Estos hallazgos nos instan a considerar las intervenciones psicosociales, que son también una buena opción terapéutica. Las intervenciones psicosociales validadas empíricamente son el entrenamiento a padres y a maestros en el manejo del trastorno, y en menor medida el entrenamiento en habilidades socio-emocionales al propio niño. La finalidad de estas terapias es que paralelamente o tras la formación, se implementen intervenciones conductuales, cognitivo-conductuales, escolares y socio-emocionales en los contextos naturales del niño. Sin embargo, a pesar de la eficacia de estas modalidades de intervención de forma aislada, se han mostrado mejoras superiores con los tratamientos combinados o multimodales, que cubren un amplio abanico de dificultades y planos de funcionamiento, permitiendo en ocasiones reducir la dosis de medicación con un mantenimiento de los efectos positivos. Pero desafortunadamente, aún se observa una relativa carencia de estudios que incluyan tratamientos combinados para el TDAH infantil, al menos en España. Y en el mejor de los casos, las intervenciones han sido muy breves e intensivas. Asimismo, no se han publicado estudios sobre la eficacia de estas intervenciones para mejorar variables como el clima escolar y familiar de estos niños. Precisamente, el objetivo de este proyecto es analizar la eficacia relativa y diferencial de un tratamiento combinado (medicación estimulante+entrenamiento a padres y maestros) versus farmacológico, durante un curso escolar, para mejorar diversas variables relacionadas con el niño hiperactivo, sus maestros y sus padres (síntomas, rendimiento académico, clima escolar y familiar, autoeficacia percibida y conocimientos sobre TDAH). / ADHD is a neuro-developmental disorder of attention, impulsivity and activity of a chronic nature, affecting 4% of the population, frequently associated with other disorders such as behavioral problems and learning disabilities. Today, there is empirical evidence on genetic and biological origin, although its clinical course and prognosis are greatly influenced by environmental factors. Hence, an adequate management of the process of assessment and intervention for this disorder should contemplate early contexts where the child develops (school, family and community), with a multidisciplinary team. In this stratum, the interventions that have proven most effective are stimulant medications, psychosocial interventions and treatments that combine both options. The stimulant used for ADHD, methylphenidate, is the most prescribed drug in child psychiatry and has been found repeatedly to be effective. But it should be administered with caution, because it has limitations, like its side effects, the lack of long-term effects, and the few studies on efficacy and safety in preschool children. These findings urge us to consider psychosocial interventions, which are also a good option. Empirically valid psychosocial interventions are parent training and teachers in the management of the disorder, and less training in socio-emotional skills the child itself. The purpose of these therapies is that, - parallel or after the training -, behavioral, cognitive-behavioral, and socio-emotional interventions would be implemented in the child's natural settings. However, despite the effectiveness of these modalities of intervention in isolation, greater improvement has been shown with combined or multimodal treatments covering a wide range of problems, allowing sometimes to reduce the dose of medication, with a maintenance of positive effects. But unfortunately there is still a relative lack of studies involving combined treatments for childhood ADHD, at least in Spain. And in most cases, interventions have been very brief and intensive. Also, there are no published studies on the effectiveness of these interventions to improve variables such as school and family environment of these children. The precise purpose of this project is to analyze the relative and differential efficacy of combined treatment (stimulant medication + training for parents and teachers) versus drug, during a school year, in order to improve various variables related to the hyperactive child, their teachers and their parents (symptoms, academic performance, school and family evironment, self-efficacy and knowledge about ADHD).

[ES] Las enfermedades cardiovasculares siguen siendo la principal causa de muerte en Europa. Las arritmias cardíacas son una causa importante de muerte súbita, pero sus mecanismos son complejos. Esto denota la importancia de su estudio y prevención. La investigación sobre electrofisiología cardíaca ha demostrado que las anomalías eléctricas causadas por mutaciones que afectan a canales cardíacos pueden desencadenar arritmias. Sorprendentemente, se ha descubierto una gran variedad de fármacos proarrítmicos, incluidos aquellos que usamos para prevenirlas. Las indicaciones de uso de fármacos actuales intentaron solucionar este problema diseñando una prueba para identificar aquellos fármacos que podían ser peligrosos basado en el bloqueo de un solo canal iónico. El estudio de las interacciones fármaco-canal ha revelado la existencia no sólo de compuestos que bloquean múltiples canales, sino también una gran complejidad en esas interacciones. Esto podría explicar por qué algunos medicamentos pueden mostrar efectos muy diferentes en la misma enfermedad. Existen dos desafíos importantes con respecto a los efectos de los fármacos en la electrofisiología cardíaca. Por un lado, las empresas y entidades reguladoras están buscando una herramienta de alto rendimiento que mejore la detección del potencial proarrítmico durante el desarrollo de fármacos. Por otro lado, los pacientes con anomalías eléctricas a menudo requieren tratamientos personalizados más seguros. Las simulaciones computacionales contienen un poder sin precedentes para abordar fenómenos biofísicos complejos. Deberían ser de utilidad a la hora de determinar las características que definen tanto los efectos beneficiosos como no deseados de los fármacos mediante la reproducción de datos experimentales y clínicos. En esta tesis doctoral, se han utilizado modelos computacionales y simulaciones para dar respuesta a estos dos desafíos. El estudio de los efectos de los fármacos sobre la actividad cardíaca se dividió en el estudio de su seguridad y de su eficacia, respectivamente. Para dar respuesta al primer desafío, se adoptó un enfoque más amplio y se generó un nuevo biomarcador fácil de usar para la clasificación del potencial proarrítmico de los fármacos utilizando modelos del potencial de acción de células y tejidos cardíacos humanos. Se integró el bloqueo de múltiples canales a través de IC50 y el uso de concentraciones terapéuticas con el fin de mejorar el poder predictivo. Luego, se entrenó el biomarcador cuantificando el potencial proarrítmico de 84 fármacos. Los resultados obtenidos sugieren que el biomarcador podría usarse para probar el potencial proarrítmico de nuevos fármacos. Respecto al segundo desafío, se adoptó un enfoque más específico y se buscó mejorar la terapia de pacientes con anomalías eléctricas cardíacas. Por lo tanto, se creó un modelo detallado de la mutación V411M del canal de sodio, causante del síndrome de QT largo, reproduciendo datos clínicos y experimentales. Se evaluaron los posibles efectos beneficiosos de ranolazina, a la par que se aportó información sobre los mecanismos que impulsan la efectividad de la flecainida. Los resultados obtenidos sugieren que, si bien ambos fármacos mostraron diferentes mecanismos de bloqueo de los canales de sodio, un tratamiento con ranolazina podría ser beneficioso en estos pacientes. / [CA] Les malalties cardiovasculars continuen sent la principal causa de mort a Europa. Les arrítmies cardíaques són una causa important de mort sobtada, però els seus mecanismes són complexos. Això denota la importància del seu estudi i prevenció. La investigació sobre electrofisiologia cardíaca ha demostrat que les anomalies elèctriques que afecten a canals cardiacs poden desencadenar arrítmies. Sorprenentment, s'ha descobert una gran varietat de fàrmacs proarrítmics, inclosos aquells que utilitzem per a previndre-les. Les indicacions d'ús de fàrmacs actuals van intentar solucionar aquest problema dissenyant una prova per a identificar aquells fàrmacs que podien ser perillosos basada en el bloqueig d'un sol canal iònic. L'estudi de les interaccions fàrmac-canal ha revelat l'existència no sols de compostos que bloquegen múltiples canals, sinó també una gran complexitat en aquestes interaccions. Això podria explicar per què alguns medicaments poden mostrar efectes molt diferents en la mateixa malaltia. Existeixen dos desafiaments importants respecte als efectes dels fàrmacs en la electrofisiologia cardíaca. D'una banda, les empreses i entitats reguladores estan buscant una eina d'alt rendiment que millore la detecció del potencial proarrítmic durant el desenvolupament de fàrmacs. D'altra banda, els pacients amb anomalies elèctriques sovint requereixen tractaments personalitzats més segurs. Les simulacions computacionals contenen un poder sense precedents per a abordar fenòmens biofísics complexos. Haurien de ser d'utilitat a l'hora de determinar les característiques que defineixen tant els efectes beneficiosos com no desitjats dels fàrmacs mitjançant la reproducció de dades experimentals i clíniques. En aquesta tesi doctoral, s'han utilitzat models computacionals i simulacions per a donar resposta a aquests dos desafiaments. L'estudi dels efectes dels fàrmacs sobre l'activitat cardíaca es va dividir en l'estudi de la seva seguretat i la seva eficacia. Per a donar resposta al primer desafiament, es va adoptar un enfocament més ampli i es va generar un nou biomarcador fàcil d'usar per a la classificació del potencial proarrítmic dels fàrmacs utilitzant models del potencial d'acció de cèl·lules i teixits cardíacs humans. Es va integrar el bloqueig de múltiples canals a través d'IC50 i l'ús de concentracions terapèutiques amb la finalitat de millorar el poder predictiu. Després, es va entrenar el biomarcador quantificant el potencial proarrítmic de 84 fàrmacs. Els resultats obtinguts suggereixen que el biomarcador podria usar-se per a provar el potencial proarrítmic de nous fàrmacs. Respecte al segon desafiament, es va adoptar un enfocament més específic i es va buscar millorar la teràpia de pacients amb anomalies elèctriques cardíaques. Per tant, es va crear un model detallat de la mutació V411M del canal de sodi, causant de la síndrome de QT llarg, reproduint dades clíniques i experimentals. Es van avaluar els possibles efectes beneficiosos de ranolazina, a l'una que es va aportar informació sobre els mecanismes que impulsen l'efectivitat de la flecainida. Els resultats obtinguts suggereixen que, si bé tots dos fàrmacs van mostrar diferents mecanismes de bloqueig dels canals de sodi, un tractament amb ranolazina podria ser beneficiós en aquests pacients. / [EN] Cardiovascular disease remains the main cause of death in Europe. Cardiac arrhythmias are an important cause of sudden death, but their mechanisms are complex. This denotes the importance of their study and prevention. Research on cardiac electrophysiology has shown that electrical abnormalities caused by mutations in cardiac channels can trigger arrhythmias. Surprisingly, a wide variety of drugs have also shown proarrhythmic potential, including those that we use to prevent arrhythmia. Current guidelines designed a test to identify dangerous drugs by assessing their blocking power on a single ion channel to address this situation. Study of drug-channel interactions has revealed not only compounds that block multiple channels but also a great complexity in those interactions. This could explain why similar drugs can show vastly different effects in some diseases. There are two important challenges regarding the effects of drugs on cardiac electrophysiology. On the one hand, companies and regulators are in search of a high throughput tool that improves proarrhythmic potential detection during drug development. On the other hand, patients with electrical abnormalities often require safer personalized treatments owing to their condition. Computer simulations provide an unprecedented power to tackle complex biophysical phenomena. They should prove useful determining the characteristics that define the drugs' beneficial and unwanted effects by reproducing experimental and clinical observations. In this PhD thesis, we used computational models and simulations to address the two abovementioned challenges. We split the study of drug effects on the cardiac activity into the study of their safety and efficacy, respectively. For the former, we took a wider approach and generated a new easy-to-use biomarker for proarrhythmic potential classification using cardiac cell and tissue human action potential models. We integrated multiple channel block through IC50s and therapeutic concentrations to improve its predictive power. Then, we quantified the proarrhythmic potential of 84 drugs to train the biomarker. Our results suggest that it could be used to test the proarrhythmic potential of new drugs. For the second challenge, we took a more specific approach and sought to improve the therapy of patients with cardiac electrical abnormalities. Therefore, we created a detailed model for the long QT syndrome-causing V411M mutation of the sodium channel reproducing clinical and experimental data. We tested the potential benefits of ranolazine, while giving insights into the mechanisms that drive flecainide's effectiveness. Our results suggest that while both drugs showed different mechanisms of sodium channel block, ranolazine could prove beneficial in these patients. / This PhD thesis was developed within the following projects: Ministerio de Economía y Competitividad and Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) DPI2015-69125-R (MINECO/FEDER, UE): Simulación computacional para la predicción personalizada de los efectos de los fármacos sobre la actividad cardiaca. Dirección General de Política Científica de la Generalitat Valenciana (PROMETEU2016/088): “Modelos computacionales personalizados multiescala para la optimización del diagnóstico y tratamiento de arritmias cardiacas (personalised digital heart). Vicerrectorado de Investigación, Innovación y Transferencia de la Universitat Politècnica de València, Ayuda a Primeros Proyectos de Investigación (PAID-06-18), and by Memorial Nacho Barberá. Instituto de Salud Carlos III (La Fe Biobank PT17/0015/0043). / Cano García, J. (2021). Prediction of the effects of drugs on cardiac activity using computer simulations [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/164094 / TESIS