La presente tesis se basa en cuatro artículos originales y un artículo de revisión que pertenecen a una misma línea de trabajo: el uso de técnicas de resonancia magnética (RM) y electrofisiológicas para evaluar y predecir la discapacidad física o cognitiva en pacientes con esclerosis múltiple (EM). En primer lugar, a través de RM convencional se ha evaluado el comportamiento radiológico de determinados patrones de lesiones cerebrales y su asociación con una peor evolución de la discapacidad. El trabajo muestra que las lesiones con un borde hipointenso en secuencias T2 y las lesiones captantes de gadolinio en anillo aparecen en el 9 y 12% de los pacientes con EM seguidos según la práctica clínica habitual. Además, la presencia de lesiones captantes de gadolinio en forma de anillo incrementa el riesgo de alcanzar una discapacidad elevada en menor tiempo y por tanto predice una peor evolución de la enfermedad. En segundo lugar se ha realizado un estudio multimodal del cuerpo calloso utilizando de forma conjunta técnicas electrofisiológicas con RM avanzada para indagar en el papel de la alteración de dicha estructura sobre la discapacidad física y cognitiva. El cuerpo calloso en pacientes con EM presenta una alteración tanto de la estructura e integridad microestructural como en la función de inhibición transcallosa. La alteración estructural y funcional de esta comisura se asocia con un bajo rendimiento cognitivo y con mayor discapacidad física. En tercer lugar se han utilizado diversas técnicas de RM avanzada para evaluar la integridad del tejido cerebral tanto de la sustancia gris como de la sustancia blanca y su relación con el rendimiento de diversas funciones cognitivas. En los pacientes existe un daño global de la integridad microestructural que afecta la sustancia blanca y la sustancia gris desde fases iniciales de la enfermedad. Sin embargo, la relación entre el daño microestructural y la disfunción cognitiva es específica de algunas regiones concretas según el test cognitivo evaluado. La integridad microestructural en la sustancia blanca y la presencia de lesiones parecen ser los principales eventos que explican la varianza del rendimiento cognitivo en pacientes poco discapacitados. En cuarto lugar, se ha investigado la capacidad de marcadores de desmielinización, daño axonal y astrogliosis en RM avanzada para predecir la discapacidad y la atrofia cerebral a medio plazo. Este último trabajo, actualmente enviado para su revisión a una revista científica, fue seleccionado para ser presentado en la “Contemporary Clinical Issues Plennary Session” de la Academia Americana de Neurología celebrada en Nueva Orleans en 2012. Del trabajo se concluye que la astrogliosis y el daño axonal son eventos relevantes en la progresión de la discapacidad y se propone el ratio de mioinositol/N-acetilaspartato obtenido mediante espectroscopia es un robusto predictor de la evolución de la atrofia y la discapacidad en pacientes con esclerosis múltiple. Estos estudios han servido para profundizar en el conocimiento de la fisiopatología de los condicionantes de la discapacidad, y en el avance en la búsqueda de marcadores de RM y electrofisiológicos útiles para evaluar y predecir la discapacidad en la EM. / This thesis is based in four original articles and one review from the same research topic: the use of different magnetic resonance (MR) and electrophysiological techniques to evaluate and predict the clinical and cognitive disability in patients with multiple sclerosis (MS). First, the radiological behaviour and clinical meaning of lesions with hipointense rim on T2 weighted sequences and lesions with ring enhancement on T1 were evaluated. The presence of ring enhancement increases the risk of disability worsening. On the second article, the corpus callosum was evaluated through electrophysiological and MR techniques to understand the role of this structure on physical and cognitive dysfunction in MS patients. The structure and function of the corpus callosum is impaired in MS and relates to worse cognitive performance in memory and executive tests. Third, we used several advanced MR techniques to evaluate the integrity of brain tissue, both in white matter and grey matter, in MS and their relationship with cognitive functions. The microstructural integrity is widespread impaired although the cognitive performance relates to the damage of specific regions. The impairment of white matter microstructural integrity and the presence of lesions are the main factors explaining the cognitive impairment in patients. Finally, the capacity of markers of demyelination, axonal damage and astrogliosis to predict the evolution of disabilty and brain atrophy along four years was investigated. This work shows that astrogliosis and axonal damage are cardinal events leading to disesase evolution. The ratio of myoinositol and N-acetylaspartate obtained through spectroscopy is a robust predictor of disability and brain atrophy progression. These works have improved the knowledge on the physiopathological events underlying disability in multiple sclerosis and can be useful in the search of biomarkers that predict disease evolution.

El foramen oval permeable (FOP) està present en el 30% de la població. Hi ha discrepàncies entre les tècniques diagnòstiques: el Doppler transcranial (DTC), l'ecocardiografia transesofàgica (ETE) i l'ecocardiografia transtoràcica (ETT). L'interès fonamental per estudiar la persistència de FOP resideix en que pot ser la causa d'embòlia paradoxal. L'AVC criptogènic s'ha associat a la presència de FOP. La definició de les característiques morfològiques del FOP que poden implicar més risc de recurrència és fonamental per tal de dissenyar una estratègia de tractament adequada. Motiu del estudi i objectius: 1) Discrepàncies entre DTC i ETE. Estudi de discrepàncies i elaboració de l'estratègia diagnòstica. 2)Valorar la relació entre FOP i AVC-criptogènic. Determinació del tractament. segons les dades estudiades.Disseny de l'estudi: Es va dividir en 2 fases: Fase I: Anàlisi de concordança entre tècniques.. Fase II: Relació entre el FOP i l'AVC-criptogènic.Pacients i mètodes: 134 pacients amb sospita d'AVC criptogènic varen ser inclosos a la Fase I dels quals el diagnòstic final va ser: 28 AIT, 91 AVC i 15 migranya, d'edats 46,4±14,2. En 21 pacients d'aquest grup es van valorar els canvis de variables fisiològiques durant la sedació del ETE. A la Fase II es van incloure els 119 pacients diagnosticats d'AVC criptogènic (28 AIT, 91 AVC). Per tal d'establir la incidència de FOP a la població normal es va fer un estudi en un "grup control" per ETT en 65 pacients sense patologia embòlica ni cardíaca. A tots els pacients s'els va practicar DTC, ETT i ETE simultàniament i es va donar com a positiu el diagnòstic en el que dues tècniques concordaven. El seguiment i tractament va ser realitzat pel neuròleg.Resultats: FASE I: Es va diagnosticar de FOP a 93 (93/134: 69%) 17 van mostrar discordança entre tècniques :4 entre el DTC i l'ETT/ETE i 13 entre l'ETE i l'ETT/DTC El DTC va fer 3 falsos negatius en curtcircuits lleugers i un fals positiu en un pacient amb una fístula pulmonar. L'ETE va fer 13 falsos negatius que van ser diagnosticats de FOP per ETT/DTC i no ho van ser per ETE: el curtcircuit va ser lleuger en 11, moderat en 1 i sever en 1. La sensibilitat del DTC, ETT i ETE va ser del 97, 100 i 86% respectivament i l'especificitat del 98, 100 i 100%. L' ASI s'associava a majors diàmetres i curtcircuit més important (p<0,0001). Durant l'ETE va disminuir la TA sistòlica i la saturació d'oxigen i va augmentar la freqüència cardíaca (p<0,0001). FASE II: El grup control va mostrar un 23% de FOP aïllat i un 5% de FOP amb ASI. El grup sense FOP mostrava més arteriosclerosi aòrtica significativa que el grup amb FOP (p<0,0001), i el grup amb FOP s'associava amb més ASI (p<0,0001). El grup amb FOP aïllat tenia més factors de risc, més aterosclerosi significativa i curtcircuits més petits. L'associació entre FOP aïllat i AVC-criptogènic mostrava una Odds Ratio 0,97 (0,47-2,00) i que l'associació FOP amb ASI i AVC-criptogènic era de 17,75 (5,27-59,76)El 16% dels pacients tenien alteracions a la trombofilia. Hi va haver 9 recurrències i no es trobaren diferències significatives entre la antiagregació i l'anticoagulació encara que hi havia una clara tendència a demostrar-se la anticoagulació com la millor estratègia en casos amb factors de risc alt. Els 13 pacients amb dispositiu no van recorre.Conclusions: L'ETT amb imatge harmònica i contrast és la tècnica de referència en el diagnòstic del FOP. L'ETE pot realitzar falsos negatius sobretot en pacients sedats. La freqüència de FOP en l'AVC-criptogènic és de 69%, amb curtcircuit important en el 66%, i associat a ASI en el 62%. L'aterosclerosi aòrtica i els factors de risc cardiovasculars són més freqüents en els AVC criptogènics sense FOP. La recurrència de AVC és del 3,7% anual i és més freqüent en el grup amb FOP i ASI no anticoagulats.L'estratificació de risc de recurrència de l'embòlia paradoxal és fonamental per una correcta indicació terapèutica. En situacions de risc baix pot ser suficient l'antiagregació, en situacions de risc entremig amb curtcircuit més que lleuger s'hauria de plantejar l'anticoagulació i en situació de risc alt amb curtcircuit important, amb ASI o noves recurrències estaria obligada l'anicoagulació. A falta de més evidències, el tancament percutani només estaria indicat en els casos amb alt risc de recurrència que no tolerin l'anticoagulació. / Patent foramen ovale (PFO) is present in 30% of the adult population. Can be diagnosed by transcranial Doppler (TCD), transoesophageal echocardiography (TEE) and transthoracic echocardiography (TTE). The main reason for study diagnosis of PFO is that it maybe a cause of paradoxical emboli. Cryptogenic-stroke has been associated with the presence of PFO. Definition of the morphological features that imply a greater risk of cryptogenic-stroke may lead to better management of this complication.Aims: 1) To define the disagreement between TCD and TEE and to establish the optimum diagnostic strategy. 2) To assess the relation-ship between PFO and cryptogenic stroke and determine the most appropriate treatment.Design: Phase I: Analysis of intertechnique agreement in diagnosis and quantification of PFO. Phase II: Establish the relation-ship between PFO and stroke. Patients and methods: 134 patients with a suspected cryptogenic stroke were included in Phase I : 28 TIA, 91 stroke and 15 migraine, age 46,4±14,2. Changes in physiologic variables down TEE sedation were assessed in 21. In Phase II, 119 patient diagnosed of stroke (28 AIT, 91 stroke) were analysed. To ascertain the incidence of PFO a control group (n: 65) without cardiac disease or previous emboli were included. DTC, TEE and TTE were performed simultaneously. Diagnosis was considered positive when 2 techniques showed agreement. All patients were followed-up and treated following the neurologist indications. Results: Phase I: PFO was diagnosed in 93 (64%). 17 cases of intertechnique disagreement were found: 4 between TCD vs TTE/TEE and 13 between TEE vs TCD/TTE. TCD yielded 3 false negatives in slight shunts and 1 false negative in a patient with a pulmonary fistula. TEE made 13 false negatives which were diagnosed by the other techniques. The shunt was slight in 11 cases, moderate in 1 and severe in 1. Sensitivity of TCD, TTE and TEE was 97, 100 and 86% and specificity 98, 100 and 100% respectively. ASA showed greater PFO diameter and more significant shunt. Systolic blood pressure and oxygen saturation decrease and heart rate increase down sedation.Phase II: Control group showed PFO in 28% of cases, 5% of them with ASA. In the group of the study, patient without PFO showed more significant aortic atherosclerosis than the group with PFO (p<0.0001) ; and the group with PFO was associated with more ASA. (p<0.0001). The group without ASA present more frequently atherosclerotic risk factors , more severe atherosclerosis and smaller shunt than the group with ASA. Isolated PFO was associated with cryptogenic stroke with an OR 0,97 (0,47-2,00) while PFO with ASA presented an OR 17,75 (5,27-59,76). In 16% patients a trombophilic pattern was found. Nine patients presented recurrences. Although no significant differences between antiaggregation and anticoagulation treated were found., data showed a clear tendency toward anticoagulation is the best strategy in patients with high risk. In 13 patients percutaneous closure were performed and no recurrences was observed in the following.Conclusions: TTE with harmonic imaging and contrast is the technique of choice in PFO diagnosis. TEE can yield false negatives particularly in sedated patients.In cryptogenic stroke, PFO was present in 69%, significant shunt in 66% and associate with ASA in 62%. Aortic atherosclerosis and cardiovascular risk factors were more frequent in cryptogenic stroke without PFO. Stroke recurrence was 3.7 % annually and more frequent in the group non anticoagulated with PFO and ASA. Stratification of paradoxical emboli risk recurrence was fundamental for correct therapeutic management. Antiaggregation may be sufficient in the low risk group, in the intermediate risk anticoagulation is advisable and mandatory in the higher risk group. The latter group is defined by the presence of ASA or new recurrences. Percutaneous closure of PFO should only be indicated in patients with high risk of recurrence who do not tolerate anticoagulation.

La continencia y la micción dependen de una serie de nervios periféricos que se encuentran situados en la zona sacra de la columna vertebral y regulan la actividad del músculo detrusor ( músculo de la vejiga) y del esfínter. La lesión en la médula altera en mayor o menor grado el control de los músculos y órganos cuyo origen esté por debajo de la zona lesionada. La estimulación eléctrica funcional (FES) permite, mediante la aplicación de estímulos eléctricos, devolver la funcionalidad a dichos órganos.El objetivo de esta tesis doctoral es el estudio y la realización, mediante circuitería integrada, de un sistema de estimulación eléctrica implantable reconfigurable que permita, mediante estimulación de las raíces sacras en los lesionados medulares, el control de las funciones básicas (micción, defecación y erección). A su vez, se ha implementado un sistema que nos permite verificar el estado del electrodo, una vez que se ha implantado, así como su posible evolución.A diferencia de los estimuladores existentes, el estimulador implementado nos permite un control exhaustivo de los parámetros de la señal de estimulación, de forma independiente de la distancia entre el implante y la unidad externa. A su vez, a lo largo de esta tesis se ha realizado un estudio mediante simulación de la estimulación eléctrica funcional. Se han visto las distintas prestaciones de diversas configuraciones de electrodos. La estimulación eléctrica origina una activación inicial de las fibras de mayor diámetro, antes que las fibras de diámetros menores. Sin embargo, la activación natural implica un orden inverso (primero se activan las fibras de diámetro menor). Esta diferencia da lugar a que, mediante activación eléctrica la graduación de la fuerza sea pobre y se genere una rápida fatiga. Además, existen ciertas aplicaciones específicas (vaciado de la vejiga e intestino...) que requieren la activación de las fibras delgadas sin activación de las fibras de mayor diámetro. Son diversas las técnicas que se están empleando para conseguir esta estimulación selectiva.En esta tesis se ha estudiado, mediante simulación, la estimulación selectiva de las fibras nerviosas, mediante el empleo del método del bloqueo anódico. Se han generado nuevas señales de estimulación que permiten obtener un ahorro en la carga inyectada durante el estímulo. / Continence and micturition depend on peripheral nerves that are situated in the sacral spinal cord and regulate the activity of the detrusor muscle (bladder muscle) and sphincter. The lesion in the spinal cord modifies the control of muscles and organs which origin is situated under the lesion zone. Functional electrical stimulation (FES) allows, meanwhile the use of electrical stimuli, to recover the functionality. The goal of this work is the study and development of an electrical stimulation integrated system that allows, meanwhile sacral root stimulation in paraplegic patients, the control of the basic functions (such as micturition, defecation and erection). Moreover, a system that allows to test the electrode and its time evolution, while it is implanted, has been implemented.By comparing with commercial stimulators, the implemented stimulator allows us to control exactly all the parameters of the stimuli generated, without any modifications due to the external and the implanted unit distance. In addition to, along the thesis a computer study of the electrical stimulation has been performed. Different electrode configurations have been analysed. Functional electrical stimulation generates initial large fiber diameter activation, before the small fibers do. However, natural recruitment order is from small to large. This difference cause that, by using electrical stimulation, the strength force be poor and a fast fatigue occurs. Besides, there are several specific applications (bladder and bowel voiding) that need the activation of the small diameter fibers without the large fiber diameter activation. Different techniques are been applied in order to obtain this selective stimulation.In this thesis, nerve fiber selective stimulation has been studied, by means of simulation. Anodal block technique has been used. New stimulation waveforms have been designed in order to obtain a reduction in the amount of charge injected.

Introducció La neuropatia perifèrica (NP) és un efecte secundari dosi-limitant de la majoria de fàrmacs citostàtics. La neuropatia induïda pels quimioteràpics pot ser permanent i afecta negativament tant la qualitat de vida dels pacients com la seva supervivència. El bortezomib, un inhibidor del proteasoma de primera generació, és la pedra angular del tractament del mieloma múltiple i del limfoma de cèl·lules del mante. Ara bé, la NP és seu principal efecte advers dosi-limitant. Els models animals de NP induïdes per citostàtics han demostrat la seva utilitat en la comprensió de la fisiopatologia d’aquestes neuropaties. Objectius 1) Desenvolupar un model experimental en ratolins per a poder caracteritzar plenament la NP induïda per bortezomib; 2) Avaluar la historia natural d’aquesta neuropatia una vegada establerta; 3) Avaluar les següents controvèrsies clíniques: a) testar els efectes sobre el sistema nerviós perifèric del retractament amb bortezomib, b) avaluar si la presencia d’una neuropatia pre-existent és un factor de risc per a desenvolupar una neuropatia més severa quan s’administra bortezomib, c) avaluar si algun paràmetre de la innervació cutània pot ser d’utilitat a l’hora de predir el desenvolupament d’una NP severa induïda per bortezomib. Material i mètodes Soca utilitzada: ratolins Swiss OF1. Avaluacions: conduccions nervioses, tests autonòmics (variabilitat cardíaca i motllo de silicona), sensibilitat algèsica (algesimetries) i funció sensitivo-motora (rotarod) durant i posteriorment als tractaments com a part de la caracterització funcional i electrofisiològica. Al final de cada experiment es van realitzar anàlisis histològics i immunohistoquímics dels nervis ciàtic, tibial i dels ganglis raquidis (GR) (descripció morfològica, contatge i morfometria de fibres nervioses i somes neuronals). També van ser avaluats durant o al final dels estudis paràmetres de biopsies cutànies (inervació intraepidermica, receptors de Meissner, glàndules sudoríperes i cèl·lules de Langerhans). Grups experimental: a) controls; b) animals tractats amb bortezomib; c) animals retractats amb bortezomib després de 4 setmanes de finalitzar el primer esquema; d) animals tractats amb vincristina; e) animals amb neuropatia crònica induïda per vincristina retractats amb bortezomib. Fàrmacs i esquemes usats, previ estudis pilot per avaluar les dosis òptimes: bortezomib 1mg/kg/ durant 6 setmanes i vincristina 1mg/kg i 1.5mg/kg/ dos cops per setmana durant 4 setmanes. Resultats 1. El bortezomib produeix un significatiu i progressiu decrement de l’amplitud dels potencials d’acció sensitius, una moderada reducció de les velocitats sensitives, sense observar cap efecte sobre les conduccions motores. A més, s’observa un increment significatiu en el llindar del dolor i una afectació de la funció integrada sensitivo-motora a les 6 setmanes. Les troballes histopatològiques mostren en consonància, una reducció moderada de les fibres mielíniques (-10%) i amielíniques (-27%), afectant majoritàriament les fibres de gran calibre i les C, observant a més, vesícules que contenen cossos d’inclusió en els axons amielínics. Els somes neuronals també estan afectats com mostra el canvi de fenotip immunohistoquímic. 2. Després de 4 setmanes de descans hi ha una normalització dels paràmetres funcionals, electrofisiològics i del contatge axonal, juntament amb una parcial recuperació dels paràmetres morfomètrics. 3.1. En ratolins prèviament tractats i tornats a tractar amb el mateix esquema de bortezomib després de 4 setmanes de descans, la neuropatia induïda amb el segon tractament no presenta diferencies significatives a nivell electrofisiologic ni histologic (-12% i -34% de reducció en fibres mielíniques i amielíniques) a la observada amb el primer tractament. 3.2. La vincristina administrada a 1mg/kg i a 1.5mg/kg/2 cops per setmana durant 4 setmanes, provoca una neuropatia sensitivo-motora moderada i severa, primàriament axonal, amb afectació predominant d’axons mielínics sensitius, sense recuperació a les 8 setmanes de finalitzar el tractament. En funció del grau de neuropatia basal (moderada o severa), durant el retractament amb bortezomib, els ratolins mostren un marcat decrement en els potencials d’acció nerviosos sensitius en el grup amb neuropatia severa basal (-86%) respecte el grup amb neuropatia basal moderada (-57%) o els sense neuropatia (-52%). Les troballes histopatològiques de les fibres nervioses es correlacionen amb els resultats funcionals, observant a més, mitocòndries edematoses en les neurones dels GR dels animals únicament amb neuropatia severa. 3.3 La disminució de les fibres nervioses intraepidèrmiques es un esdeveniment precoç, observat des de la segona setmana de tractament. Ara bé, aquesta reducció no es correlaciona amb el decrement en l’amplitud dels potencial sensitius. A partir de la quarta setmana de tractament també es pot observar una denervació significativa dels receptors de Meissner. Conclusions El bortezomib a les dosis testades indueix una neuronopatia sensitiva amb afectació axonal secundària moderada tant de fibres mielíniques com amielíniques. El pronòstic de recuperació és bo després d’un període de descans, tal com s’observa en els pacients. La presencia d’una NP severa previ al tractament amb bortezomib és un factor de risc per a l’aparició d’una NP induïda per bortezomib més severa. Exceptuant aquesta condició, el retractament amb bortezomib es una opció segura. No s’han trobat paràmetres d’innervació cutània útils com a predictors de neuropatia severa induïda per bortezomib. / Introduction Peripheral neuropathy (PN) is a dose-limiting adverse event of most chemotherapeutic drugs. The chemotherapy neurotoxic side effect may be permanent with a negative impact on therapeutic outcome, thus compromising the survival and the quality of life of cancer patients. Bortezomib, a first generation of proteasome inhibitors, is the keystone antineoplastic drug to treat multiple myeloma and mantle cell lymphoma. However, the PN remains as the main dose-limiting adverse event. Chemotherapy-induced PN animal models have demonstrated their usefulness to understand the pathophysiology of these kinds of neuropathies. Objectives The aim of this work was: 1) Develop an experimental mice model to fully characterize the bortezomib-induced PN; 2) Assess the natural history of this neuropathy once it has been established; and 3) Test three controversial clinical paradigms. First, evaluate the effects of bortezomib retreatment over the peripheral nervous system. Second, evaluate the role of pre-existing neuropathy as a risk factor to develop severe bortezomib-induced neuropathy and lastly, search potential skin biopsy parameters, usefulness to predict the development of a severe bortezomib-induced neuropathy. Material and Methods Swiss OF1 mice were used to achieve the objectives. Nerve conduction tests, autonomic (heart rate variability and silastic print technique), pain sensibility (algesimetry) and sensory-motor function (rotarod) were performed during treatments and in post dosing evaluations as functional and electrophysiological characterization. Histological and immunohistochemical analysis from the dorsal ganglia (DRG), sciatic and tibial nerves (morphological description, counting and morphometry of nerve fibers and neuronal bodies) were performed at the end of experiments. Moreover, skin (intraepidermal, Meissner receptors, sweat gland) innervation and Langerhans cells evaluation were also performed at the end or during the treatments. Experimental groups: a) controls; b) animals under bortezomib treatment; c) animals treated with bortezomib followed after 4 weeks of washout; d) animals retreated with bortezomib after 4 weeks of ending the first schedule; e) animals under vincristine treatment; and d) animals with chronic vincritine neuropathy retreated with bortezomib. Drugs and schedules used, prior small pilot studies to assess the optimun dosage, were bortezomib 1mg/kg/twice/week for 6 weeks and vincristine 1mg/kg and 1.5mg/kg/twice/week for 4 weeks. Results 1. Bortezomib induced progressive significant decrease of sensory action potential amplitude, mild reduction of sensory velocities without effect in motor conductions. Moreover, it significantly increased pain threshold and sensory-motor impairment at 6 weeks, but without significant autonomic involvement. According to these data, histopathological findings shown a mild reduction of myelinated (-10%) and unmyelinated fibers (-27%), mostly involving large and C fibers, with abnormal vesicular inclusion bodies in unmyelinated axons. Neurons were also involved as shown by immunohistochemical phenotypic switch. 2. After 4 weeks of washout, bortezomib induced PN presented a normalization of functional, electrophysiological and axonal counting and a partial recovery in morphometric nerve fiber analyzed parameters. 3.1. In mice previously treated and retreated with the same schedule of bortezomib after 4 weeks of washout period, the induced neuropathy showed no significant differences in electrophysiological profile and severity (-12% and -34% reduction in myelinated and unmyelinated fibers) to the one observed after the first treatment. 3.2. Vincristine, at 1mg/kg and 1.5mg/kg/twice/week for 4 weeks induced a moderate and severe sensory-motor neuropathy, primarily axonal, with predominant involvement of myelinated sensory axons and with no recovery at 8 weeks after the end of treatment. According to the basal neuropathy grade (moderate or severe), mice showed more marked decline in sensory nerve action potentials during bortezomib retreatment in the group with basal severe neuropathy (-86%) than in the groups with basal mild (-57%) or without neuropathy (-52%). Histopathological nerve fiber findings supported the functional results, accompanied with mitochondrial swelling on DRG neurons only in animals with severe neuropathy. 3.3. Decrease of intraepidermal nerve fibers is an early significant event, observed since the second week of bortezomib treatment, although this reduction is not correlated with the decrease in amplitude of sensory potentials. Since the 4 week of treatment, a significant denervation of Meissner receptors can also be observed. Conclusions Bortezomib at tested dosage induces a sensory ganglionopathy with secondary mild sensory myelinated and unmyelinated axonal involvement. The recovery prognostic is good after washout period, resembling the findings observed in humans. Presence of a severe neuropathy previous to the treatment with bortezomib results in a more marked involvement of peripheral nerves. Excepting for this condition, a retreatment with bortezomib is a safe option. No skin innervation parameters have been found as useful predictors of severe bortezomib-induced neuropathy.

Objetivo: El objetivo general es determinar si existen diferencias neurobiológicas entre la depresión mayor primaria (DMP) y la depresión mayor inducida (DI) por cocaína en pacientes con Trastorno por Dependencia de cocaína. Las posibles diferencias se estudiarán a través del estudio de la respuesta al estrés y la implicación del sistema serotonérgico. Diseño: estudio experimental aleatorizado, doble-ciego, con tres grupos de pacientes y un grupo de controles sanos. Sujetos: 54 sujetos: 20 controles sanos sin diagnóstico psiquiátrico, 15 pacientes diagnosticados de Trastorno por dependencia de cocaína y depresión mayor primaria (DSM-IV-TR), 9 pacientes diagnosticados de Trastorno por Dependencia de cocaína y depresión inducida por cocaína (DSM-IV-TR) y 10 pacientes diagnosticados de Trastorno por Dependencia de cocaína (DSM-IV-TR). Instrumentos y métodos: Selección: Diagnóstico psiquiátrico mediante PRISM, HRDS (depresión), escala de acontecimientos vitales estresantes (LSC-R), escala impulsividad de Barrat (BIS-II), STAI-E-R. Durante las sesiones experimentales: test de ansiedad-estado STAI-E y escalas analógicas visuales (tristeza, ansiedad, alerta, felicidad, molestias gástricas y mareo). Test funcionales: Test de estrés Trier Social (TTS) y Test de Depleción Aguda de Triptófano (No-TDA/TDA). Variables: - Bioquímicas: Concentraciones de cortisol y alfa-amilasa pancreática, concentraciones plasmáticas de BDNF y concentraciones plasmáticas de triptófano (ratio de las concentraciones de triptófano y aminoácidos competidores por atravesar la barrera hetamoencefálica), - Fisiológicas: frecuencia cardíaca (FC), presión arterial diástólica y sistólica (PAD y PAS), frecuencia respiratoria (FR) y temperatura (TEM). - Clínicas: puntuaciones estado ansiedad, y puntuaciones en las escalas analógicas (tristeza, ansiedad, alerta, felicidad, molestias gástricas y mareo). Resultados: Los controles mostraron diferencias significativas en las variables: FC, PAS, PAD, FR (p<0,001), TEM (p=0,001), cortisol (p=0,004) y STAI-E (p<0,001) entre el tiempo basal (T0=’) y el inmediatamente posterior al TTS No-TDA (T=13’). Existiendo diferencias también, en casi todas las variables en la condición TTS en TDA. Con lo que se validó el Test de estrés Trier social (TTS). Todos los grupos de pacientes no mostraron diferencias significativas intragrupo en la variable cortisol entre el tiempo basal (T0=’) y el inmediatamente posterior a la prueba de estrés (T=13’) ni tampoco mostraron diferencias en sus AUCs (0’-43’), correspondientes al período de cambio más agudo en la prueba de estrés, en cada una de las variables estudiadas en cada una de las condiciones. Existiendo diferencias intergrupos entre controles y pacientes COC+DMP; y entre controles y pacientes COC, en los AUCs de la FC en las dos condiciones TTS No-TDA (p=0,011) y TDA (P=0,014). También, se observaron diferencias entre los controles y los pacientes COC+DI en el TTS en TDA en la escala analógica visual tristeza EAV-TR (p=0,038). En todos los grupos estudiados (controles y pacientes) la prueba diferencia de medias T de student entre los AUCs para cada una de la diferentes variables condición TTS No-TDA vs TDA no muestra diferencias significativas excepto en alguna variable psicológica (sobre todo en controles). Conclusiones: El TTS permite estudiar la respuesta al estrés en humanos; existiendo una activación de la respuesta del estrés a través de la activación bioquímica, fisiológica y psicológica en las dos condiciones de estrés en la mayoría de las variables en los controles sanos. Los tres grupos de pacientes muestran una respuesta aplanada al cortisol tras TTS y no hay diferencias entre ellos en el resto de variables relacionadas con el estrés. Hay diferencias en los AUC 0’-43’ en las dos condiciones del TTS en la variable FC entre el grupo control y COC y entre el grupo control y COC+DMP. En cuanto a la implicación del sistema serotonérgico: El Test de no depleción/depleción aguda de triptófano (No-TDA/TDA) no afecta a la respuesta del estrés en casi ninguna de las variables. / Aim: the aim is to determine if there are neurobiological differences between primary major depression (PMD) and induced major depression (ID) for cocaine in patients with cocaine dependence. Possible differences will be explored through the study of the stress response and the involvement of the serotonergic system. Design: randomized and double-blind experimental study with three groups of patients and one group of healthy controls. Subjects: 54 subjects: 20 healthy controls without psychiatric diagnosis, 15 patients diagnosed with cocaine dependence and primary major depression (COC+PMD) (DSM-IV-TR), 9 patients with cocaine dependence and cocaine-induced depression (COC+ID) (DSM IV-TR) and 10 patients diagnosed with cocaine dependence (COC) (DSM-IV-TR). Materials and methods: Selection: Psychiatric diagnosis by PRISM, HRDS (depression), scale of stressful life events (LSC-R), Barrat Impulsiveness Scale (BIS-II), STAI-S-R. During the experimental sessions: test anxiety-state STAI-S and visual analog scales (VAS: sadness, anxiety, alert, happy, upset stomach, and dizziness). Functional Test: Trier Social Stress Test (TSST) and Acute Tryptophan Depletion test (Non-ATD/ATD). Variables: - Biochemical: cortisol and pancreatic alpha-amylase concentrations, BDNF and tryptophan plasma concentrations (ratio of the concentrations of tryptophan and competing amino acids to cross the blood-Brain-barrier). - Physiological: heart rate (HR), diastolic and systolic blood pressure (DBP and SBP), respiratory rate (RR) and temperature (TEM). - Clinics: anxiety state scores, and visual analog scales scores (VAS sadness, anxiety, alert, happyness, upset stomach, and dizziness). Results: Controls showed significant differences in the following variables: HR, SBP, DBP, RR (p <0.001), TEM (p = 0.001), cortisol (p = 0.004) and STAI-S (p <0.001) between baseline time (T =0 ') and immediately after the TSST Non-ADT (T = 13'). Differences also exist in almost all variables in the TTS and ATD condition. So, The Trier Social Stress Test (TSST) was validated. All patient groups showed no significant intragroup differences in cortisol variable between the basal time (T0 =0 ') and the time immediately post-stress test (T = 13') nor showed differences in their AUCs (0'-43 '), corresponding to the period of acute change in the stress test, in each of the variables studied in each of the conditions. Intergroup differences exist between controls and patients COC + PMD; and between healthy controls and COC patients in yours AUCs of the HR in the two TSST Non-ATD (p = 0.011) and ATD (P = 0.014) conditions. Also, differences between the healthy controls and the COC + DI patients in the TSST in ATD in visual analogical sadness scale (p = 0.038) were observed. In all groups studied (healthy controls and patients) test mean difference between T student AUCs for each of the different variables condition TSST vs Non-ATD/ATD does not show significant differences except in some psychological variable (especially in healthy controls). Conclusions: The TSST allows to study the stress response in humans; having an activation of the stress response through biochemical, physiological and psychological activation in two conditions of stress in the most variables in healthy controls. The three groups of patients show a flattened cortisol response after TTS and no differences between them in other stress-related variables. There are differences in the 0'-43 'AUC in the two conditions (TSST Non-ATD/ATD) in the variable HR between the control group and between the COC and COC + PMD and control group. Regarding the involvement of the serotonergic system: no depletion/acute tryptophan depletion test (Non-ATD /ATD) does not affect the stress response in almost any of the variables.

Introducción: La ideación suicida (IS) en adolecentes es un fenómeno complejo que incluye un continuo de severidad; sin embargo, esta complejidad ha permanecido inexplorada en la literatura. Todavía se desconoce como la IS progresa a lo largo del continuo de severidad (Estudio 1); y si características especificas de la IS predicen la transición a futuros intentos suicidas (Estudio 2). Objetivos: (Estudio 1) Explorar: 1) la distribución y progresión de la IS a lo largo de un continuo de severidad (ideación pasiva, ideación seria y plan suicida) en adolescentes evaluados 3 años consecutivos; 2) si las formas de IS, estatus de minoría, genero, o trastornos psiquiátricos en año 1 (T1), predicen IS durante los dos años siguientes (T2-3); 3) si estatus de minoría, genero, o trastornos psiquiátricos predicen IS en T2-3 en adolescentes sin conducta suicida en T1. (Estudio 2) Explorar: 1) si varias preguntas de un screening de IS predicen de forma diferente intento suicida durante un periodo de seguimiento de 4-6 años en adolescentes; 2) las características especificas de IS que predicen mejor un futuro intento suicida entre adolescentes con ideación en T1. Métodos: (Estudio 1) Adolescentes (N=1,221; 48% chicas) de 10-13 años en T1, que residen en South Bronx, Nueva York (estatus de minoría) y San Juan y Caguas, Puerto Rico, y fueron evaluados 3 años consecutivos. Formas de IS, intento suicida y trastornos psiquiátricos (durante el año anterior) se evaluaron con la DISC-IV. (Estudio 2) Adolescentes (N=506, 61% niñas) identificados como parte de un screening en estudiantes de bachillerato en la zona metropolitana de Nueva York. Completaron el Columbia Suicide Screen, la DISC-2.3., el Inventario de Depresión de Beck. Adolescentes con IS en T1 (N=122) también completaron la Adolescent Suicide Interview con preguntas sobre las características del episodio de IS más reciente. Los estudiantes fueron contactados 4-6 años más tarde preguntarles por cualquier intento suicida desde T1. Resultados: (Estudio 1) Los análisis logísticos multinomiales sugirieron que la ideación pasiva en T1 predijo significativamente ideación pasiva (OR=2,5) y activa (OR=2,7) en T2-3. Ideación activa (ideación seria con/sin plan) mostró la asociación más fuerte con ideación pasiva (OR=3,9) y activa (OR=26,0) en T2-3. Los trastornos del humor predijeron sólo ideación pasiva (OR=3,1), y los trastornos de ansiedad y del comportamiento sólo ideación activa (OR=3,8; OR=2,6, respectivamente) en T2-3. Entre adolescentes sin conducta suicida en T1, estatus de minoría y trastornos de predijeron IS en T2-3. (Estudio 2) Pensar frecuentemente sobre el suicidio (OR=3,5), seriamente (OR=3.1), y por mucho tiempo (OR=2,3) se asociaron con un futuro intento suicida, controlando por genero, trastornos psiquiátricos, e intentos previos. Sólo frecuencia de la IS permaneció significativa en el modelo final. Entre ideadores, pensar en suicidio 1 hora o más (vs menos) se asoció con un futuro intento (OR=3,6), controlando por genero, síntomas depresivos, intentos suicidas, y demás características en T1, y también se asoció con hacer un intento antes. Discusión: Nuestros resultados sugieren que adolescentes con ideación pasiva están en riego de progresar a ideación más severa. Las bajas tasas de ideación activa a esta edad pueden brindar la oportunidad de implementar estrategias que impidan esta progresión, interviniendo en trastornos del humor para prevenir ideación pasiva y de ansiedad y del comportamiento para prevenir ideación activa. La evaluación de adolescentes en riesgo suicida debería incluir preguntas sobre la longitud del episodio de ideación. Identificar las características de la IS que predicen un futuro intento es crítico para la prevención, especialmente entre adolescentes sin intentos previos. / Introduction: Adolescent suicidal ideation (SI) is a complex phenomenon that involves continuum of severity; however, in extant research this complexity has been overlooked. It remains unclear how SI progress along the continuum of severity (Study 1); and whether specific characteristics of SI predict the transition to future suicide attempts (SA) (Study 2). Objectives: (Study 1) To explore: 1) the distribution and progression of SI along a continuum of severity (passive ideation, serious ideation, and suicide plan) in early adolescence over 3-waves of assessment; 2) whether SI forms, minority status, gender, or psychiatric disorders at wave 1 predict SI at waves 2 and/or 3 (follow-up); 3) whether minority status, gender, or psychiatric predict SI at follow-up among adolescents without suicidal behavior at wave 1. (Study 2) To examine: 1) whether several forms of inquiry on a screen for SI differentially predict risk for a SA over a 4–6-year follow-up period among adolescents; 2) the specific characteristics of SI that best predict a future SA among a subsample of ideators. Methods: (Study 1) Adolescents (N=1,221; 48% girls) aged 10-13 years at wave 1, residing in the South Bronx, New York (minority status) and San Juan and Caguas, Puerto Rico, were assessed yearly for 3 waves. Past-year SI forms, SA, and selected psychiatric disorders were assessed with the DISC-IV. (Study 2) Adolescents (N=506, 61% female) identified as part of a high school screening in the New York City metropolitan area. Teens completed the Columbia Suicide Screen, selected modules from the DISC-2.3, the Beck Depression Inventory. Adolescents with SI at baseline (N=122) also completed the Adolescent Suicide Interview, which inquired about characteristics of their most recent SI episode. Adolescents were followed up 4-6 years later and assessed for any SA since baseline. Results: (Study 1) Full-adjusted multinomial logistic regression analyses revealed that passive ideation at wave 1 significantly predicted passive (OR=2.5) and active ideation (OR=2.7) at follow-up. Active ideation (serious ideation with/without plan) showed the strongest association with passive ideation (OR=3.9) and active ideation (OR=26.0) at follow-up. Mood disorders were significantly associated only with passive ideation (OR=3.1), while anxiety and disruptive behavior disorders were significantly associated with active ideation (OR=3.8; OR=2.6, respectively) at follow-up. Among adolescents without suicidal behavior at wave 1, anxiety disorders and minority status predicted incidence of SI (OR=2.1; OR=2.4, respectively). (Study 2) Thinking about suicide often (OR=3.5), seriously (OR=3.1), and for a long time (OR=2.3) were associated with a future SA, adjusting for gender, psychiatric disorders, and SA history at baseline. Only SI frequency remained significant (OR=3.6) when also adjusting for currency, seriousness, and duration. Among ideators, ideating 1 hour or more (vs. less) was associated with a future SA (OR=3.6), adjusting for gender, depressive symptoms, SA history, and other SI characteristics at baseline, and it was also associated with making a SA earlier. Discussion: Our findings suggest that early adolescents with passive ideation were at risk of transitioning to more severe ideation. The low rate of active ideation at this age may open a window to implement strategies that curb the progression along the continuum of severity, by targeting mood disorder to decrease risk of passive ideation; and anxiety and disruptive behavior disorders to prevent active ideation. Assessment of ideators at greatest risk of engaging in future SA should include inquiries about the length of a typical SI episode. Identifying specific SI characteristics that predict risk of future SA is a critical step in prevention, especially among adolescents without previous SA.

El ictus cerebral hemorrágico es una causa frecuente de mortalidad y gran discapacidad funcional en nuestra población. Profundizar en el conocimiento de la evolución clínica de estos pacientes permite ofrecer expectativas reales a los familiares y una correcta optimización de los recursos sanitarios. Los indicadores con valor pronóstico en la fase aguda deben ser utilizados en la toma de decisiones en el tratamiento de estos pacientes. Esta tesis por compendio de artículos, pretende identificar diversos indicadores clínicos y neuroradiológicos con valor pronóstico que se encuentran presentes en la patología vascular cerebral con el objetivo de poder predecir con mayor precisión la evolución clínica de estos pacientes. Nuestro trabajo se centra en las dos patologías más habituales que trata el neurocirujano vascular: la hemorragia subaracnoidea aneurismática y las malformaciones arteriovenosas cerebrales. El compendio se fundamenta en cuatro trabajos publicados; tres de ellos realizados en el “Hospital Vall d’Hebron” y el cuarto en la “University of California SFO”. En referencia a la hemorragia subaracnoidea evaluamos aquellas variables clínicas y neuroradiológicas que nos pueden ayudar a predecir el pronóstico funcional en una enfermedad reumatológica (lupus eritematoso sistémico) y en el estudio de la evolución clínica de aquellos pacientes que concomitantemente presentaron un hematoma subdural. En referencia a las malformaciones arteriovenosas, nos centramos en determinar si la rotura intraoperatoria de una lesión vascular influye sobre el pronóstico funcional y cuales son los indicadores que predisponen a esta complicación. También evaluamos la evolución clínica de aquellos pacientes que presentaron un subtipo poco frecuente de malformación arteriovenosa como son las localizadas en la fosa posterior. Los resultados de nuestro trabajo describen tres patrones clínicos en relación con el lupus eritematoso sistémico previamente no descritos en la literatura; así como una peor evolución clínica en estos pacientes. Por lo contario, la presencia de un predictor radiológico como es un hematoma subdural en pacientes en coma no parece estar en relación con una peor evolución clínica. Si que presentan una peor estado funcional aquellos pacientes que padecieron una rotura intraoperatoria de una malformación arteriovenosa; describimos las tres causas más frecuentes e intentamos identificar la presencia de indicadores que aumenten el riesgo de evolucionar a dicha complicación. Por último, el estudio de las malformaciones localizadas en la fosa posterior nos aporta información sobre la mayor probabilidad de sangrado e hidrocefalia de estas lesiones; en relación con el pronóstico , se observa una buena evolución clínica de los supervivientes a pesar de presentar una elevada mortalidad inicial. / Brain haemorrhagic stroke is a common cause of mortality and major functional disability in our population. Deepening our understanding of clinical course of these patients lets us offer realistic expectations to their families and a proper optimization of health resources. Furthermore, by knowing prognostic value indicators during the acute phase we are able to improve our treatment decision-making. In order to predict the outcome of these patients, this thesis by compendium of articles sets out to identify several clinical and neuroradiological prognostic variables that could be defined in cerebrovascular pathology. Our work is focused on the two most common diseases in which vascular neurosurgeons are involved: aneurysmal subarachnoid haemorrhage and cerebral arteriovenous malformations (AVM). This compendium is based on four published papers, three of which were written from a neurosurgical twenty-years database at Vall d'Hebron Hospital and the fourth in collaboration with the University of California SFO. Regarding subarachnoid haemorrhage, we considered several clinical and neuroradiological variables that could help us to predict functional outcome in a rheumatological disease such as systemic lupus erythematous. Secondly, we investigated outcomes of patients who concomitantly had a subdural hematoma. Moreover, our study into AVMs was focused on whether AVMs intraoperative rupture could be related to a negative final outcome. We also analysed variables that predispose patients to this complication. In the last article we evaluated the clinical course of patients who showed an unusual subtype of arteriovenous malformation such as those located anatomically in the cerebral posterior fossa. Results of our work describe three new clinical patterns in systemic lupus erythematous not previously reported in the literature. In addition, these patients show a worse clinical outcome compared with simple subarachnoid haemorrhage. Furthermore, the presence of a radiological predictor as a subdural hematoma in coma patients does not seem to correlate to a negative functional outcome. AVMs Intraoperative rupture negatively impacts patient’s prognosis; we claim three common causes for this severe complication. Finally, our reviews of malformations anatomically located in posterior fossa strongly confirm a higher risk of bleeding and hydrocephalus. We find that unless the high first day’s mortality ratio in posterior fossa AVMs, survivors achieve a reasonably good long-term outcome.

La infiltración del sistema nervioso central (SNC) en pacientes con hemopatías malignas conlleva un mal pronóstico, además de un deterioro en su calidad de vida. La presente Tesis Doctoral (“Avances en el diagnóstico y tratamiento, y significado pronóstico de la infiltración neuromeníngea en leucemias agudas y linfomas agresivos”) incluye artículos acerca de diferentes aspectos del diagnóstico, prevalencia y factores pronósticos de la meningosis leucémica y linfomatosa. En el artículo “Central nervous system relapse in adult patients with acute lymphoblastic leukemia: frequency and prognosis in 467 patients without cranial irradiation for prophylaxis (JM Sancho et al, Cancer 2006;106:2540-2546)”, se realiza una revisión de 467 pacientes adultos con leucemia aguda linfoblástica (LAL) tratados con protocolos del grupo PETHEMA entre los años 1989 y 2003. En dichos protocolos la profilaxis de la infiltración meníngea se basó en quimioterapia sistémica (metotrexato y citarabina a dosis elevadas) junto a tratamiento intratecal triple (TIT) con metotrexato, citarabina e hidrocortisona. Se excluyó la irradiación craneal en un intento de eliminar la toxicidad asociada a la radioterapia. El resultado principal fue una frecuencia de recaída meníngea similar (5,8%) a las de los protocolos que incluyen radioterapia. El único factor predictivo de recaída neuromeníngea fue un valor de LDH sérica > 1000 U/L al diagnóstico. Por último, se constató el mal pronóstico de los pacientes con recaída neuromeníngea, idéntico al de la recaída medular. El segundo trabajo analiza la eficacia y tolerabilidad de la formulación de citarabina liposómica de liberación retardada intratecal, administrada como uso compasivo, en la meningosis leucémica en 10 pacientes con leucemia aguda mieloblástica (LAM) de España y Reino Unido (“Results of compassionate therapy with intrathecal depot liposomal cytarabine in acute myeloid leukemia meningeosis [JM Sancho et al, International Journal of Hematology 2007;86:33-36”). Nueve de los 10 pacientes lograron la eliminación completa de blastos en líquido cefalorraquídeo (LCR), con escasos efectos secundarios. Estos resultados justifican el desarrollo de ensayos clínicos para establecer el papel de esta formulación de citarabina en la profilaxis y tratamiento de la meningosis leucémica. La citología convencional (CC) en LCR ha sido el método estándar para el diagnóstico de la infiltración del SNC, aunque su sensibilidad es limitada. Estudios recientes han demostrado que la citofluorometría (CFM) multiparamétrica mejora dicha sensibilidad, pero se desconoce el significado clínico de la presencia de enfermedad oculta en LCR (CFM+ y CC-). En el estudio prospectivo “Clinical significance of occult cerebrospinal fluid involvement assessed by flow cytometry in non-hodgkin’s lymphoma patients at high risk of central nervous system disease (JM Sancho et al, European Journal of Haematology 2010; 85:321-328)” se demuestra el valor pronóstico desfavorable de la presencia de enfermedad oculta en LCR en pacientes con linfoma agresivo, con el hallazgo de una mayor tasa de recaídas en SNC. Este resultado pone de manifiesto la conveniencia de incorporar la CFM de muestras de LCR al diagnóstico, de cara a implementar mejores y más eficaces estrategias de profilaxis de la recaída en SNC. Finalmente, dos estudios prospectivos multicéntricos (“Practice of central nervous system prophylaxis and treatment in acute leukemias in Spain. Prospective registry study [JM Sancho et al, Medicina Clínica (Barc) 2008;131:401-405]” y “Prospective study on the practice of central nervous system prophylaxis and treatment in non-Hodgkin’s lymphoma in Spain [JM Sancho et al, Medicina Clínica (Barc) 2008;131:441-446]”) describen las estrategias de profilaxis y tratamiento de la infiltración meníngea en leucemias agudas y linfomas en España. Como hallazgos principales destacan la baja utilización de la radioterapia, la utilización de la TIT como pauta intratecal más frecuente y la introducción de la formulación liposómica de citarabina, en la profilaxis y, sobre todo, en el tratamiento de la infiltración neuromeníngea. / Central nervous system (CNS) involvement in patients with hematological malignancies has a poor prognosis, and it has been associated with a decrease in the quality of life. This Doctoral Thesis entitled “ADVANCES IN THE DIAGNOSIS AND TREATMENT, AND PROGNOSTIC SIGNIFICANCE OF MENINGEAL INVOLVEMENT IN ACUTE LEUKEMIAS AND AGGRESSIVE LYMPHOMAS” include articles about diagnosis, prevalence and prognostic factors of leukemic and lymphomatous meningeosis. In the first article entitled “Central nervous system relapse in adult patients with acute lymphoblastic leukemia: frequency and prognosis in 467 patients without cranial irradiation for prophylaxis (JM Sancho et al, Cancer 2006;106:2540-2546)”, 467 adult patients with acute lymphoblastic leukemia (ALL) treated with PETHEMA protocols between 1989 and 2003 were included. CNS phophylaxis consisted of a combination of high-dose systemic chemotherapy (methotrexate plus cytarabine) and triple intrathecal therapy (TIT) with methotrexate, cytarabine and hydrocortisone. Cranial radiotherapy was omitted in order to avoid toxicity. The main result of this study was a frequency of CNS relapse (5.8%) similar to that of protocols including radiotherapy. A lactate dehydrogenase (LDH) value > 1000 U/L was the only factor found to be associated with CNS recurrence. The prognosis for patients who develop CNS recurrence was poor, identical to that for patients who develop bone marrow recurrence. The 2nd study analizes the effcacy and tolerability of intrathecal (IT) depot liposomal cytarabine, administered as compassionate use, in the treatment of leukemic meningeosis in 10 patients diagnosed with acute myeloid leukemia (AML) from Spain and United Kingdom (“Results of compassionate therapy with intrathecal depot liposomal cytarabine in acute myeloid leukemia meningeosis [JM Sancho et al, International Journal of Hematology 2007;86:33-36”). In this study, 9 out of 10 patients achieved complete clearance of blast cell in cerebrospinal fluid (CSF), with mild side effects. These results justify the development of clinical trials in order to establish the role of this new formulation of cytarabine in the prophylaxis and treatment of leukemic meningeosis. Diagnosis of CNS involvement is based on the cytologic analysis (CC) in CSF, but its sensitivity is low. Recent studies have demonstrated that flow cytometry (FCM) analysis of CSF is more sensitive than CC, but the clinical significance of occult CNS disease (positive FCM with negative CC) remains unknown. In the study “Clinical significance of occult cerebrospinal fluid involvement assessed by flow cytometry in non-hodgkin’s lymphoma patients at high risk of central nervous system disease (JM Sancho et al, European Journal of Haematology 2010; 85:321-328)” the presence of occult CNS involvement at diagnosis in patients with aggressive B-cell lymphoma was associated with a higher probability of CNS relapse. These results support the incorporation of FCM study of CSF into the evaluation of the risk of CNS relapse in aggressive B lymphomas. Finally, two multicentric prospective studies (“Practice of central nervous system prophylaxis and treatment in acute leukemias in Spain. Prospective registry study [JM Sancho et al, Medicina Clínica (Barc) 2008;131:401-405]” and “Prospective study on the practice of central nervous system prophylaxis and treatment in non-Hodgkin’s lymphoma in Spain [JM Sancho et al, Medicina Clínica (Barc) 2008;131:441-446]”) describe the strategies of prophylaxis and therapy of CNS involvement in acute leukemias and lymphomas in Spain. These studies showed that TIT was the most frequent schedule for CNS prophylaxis and therap. In addition, the lack of use of cranial or craniospinal irradiation and the increasing use of new drugs (i.e.: liposomal depot cytarabine) are of note.

En la transformación maligna, la “célula neoplásica” ha de acumular una serie de alteraciones en la fisiología celular, en las principales vías bioquímicas, para adquirir potencial de invasividad y metástasis de los tumores malignos. Tras los clarificantes trabajos de Hannahan y Weinberg se ha propuesto que, en cada una de estas vías, hay múltiples alteraciones genéticas que pueden estar implicadas y que se pueden encontrar mutadas o alteradas en los tumores humanos. Una de estas alteraciones afecta a la capacidad de proliferación celular. Existen diferentes vías de señalización que llevan la señal proliferativa desde la membrana celular al núcleo. Distintas alteraciones en diferentes puntos de estas vías pueden provocar un crecimiento descontrolado. Las principales vías de señalización proliferativas son Ras-Raf-MAPK y PI3K-AKT-mTOR; en este trabajo se estudia su estado de activación en una serie de astrocitomas infiltrantes difusos (AID) de distinto grado de malignidad (19 astrocitomas difusos, 25 astrocitomas anaplásicos y 60 glioblastomas), comparándolo con situación de gliosis reactiva (15 casos). Este tipo de estudio se ha llevado a cabo en otro tipo de tumores, por nuestro grupo y otros grupos, pero existen pocos trabajos acerca de tumores cerebrales. Por una parte, se demuestra una activación de las vías estudiadas tanto en situación tumoral como en situación de gliosis, significativamente mayor en AID. Por otra parte, la expresión de algunas proteínas se correlaciona con el grado histológico y por lo tanto con agresividad tumoral, pero también con supervivencia. De manera significativa, la proteína eIF4E aparece como factor clave en AID. No sólo refleja la agresividad del tumor, sino que es factor pronóstico independiente, por lo que los AID podrían beneficiarse de terapias dirigidas a eIF4E o a evitar su fosforilación. Finalmente, se propone un algoritmo de ayuda diagnóstica en situaciones de biopsias tumorales no concluyentes entre distintos grados de tumor en base a la combinación de la expresión de diversas proteínas. Esto podría representar una aplicación directa en la práctica asistencial de este estudio. / In the process of malignant transformation, a neoplastic cell accumulates alterations in major biochemical pathways, to acquire invasiveness and metastatic potential. After Hannahan and Weinberg’s clarifiying work, it has been proposed that there may be multiple genetic alterations involved and found altered in human tumours. One of these changes affects the ability of cell proliferation. There are different signalling pathways directing the proliferative signal from the cell membrane to the nucleus. Various alterations at different points in these pathways can lead to uncontrolled growth. Ras-Raf-MAPK and PI3K-AKT-mTOR are the main cell signalling pathways; their activation status in a series of diffuse infiltrative astrocytomas (DIA, including 19 diffuse astrocytomas, 25 anaplastic astrocytomas and 60 glioblastomas) is explored in this work, and compared with reactive gliosis (15 cases). This type of study has been carried out in other tumors, by our group and others, but there are few studies concerning brain tumors. An activation of both pathways in DIA and gliosis is shown, significantly higher in the former group. Moreover, the expression of some proteins correlates with histologic grade and therefore with tumor aggressiveness, but also with survival. Significantly, the eIF4E protein appears to be a key factor in AID. eIF4E reflects the aggressiveness of the tumor, but its phosphorylated form, peIF4E, is an independent prognostic factor. DIA could then benefit from therapies targeting eIF4E or its phosphorylation. Finally, we propose an algorithm based on the combination of the expression of different proteins that could be helpful in small biopsies without definite morphological features of high grade, when imaging results point towards. This could represent a direct application of this study in clinical daily practice.

Tesi realitzada en el Departament de Neuroquímica i Neurofamarcologia de l'Institut d'Investigacions Biomèdiques de Barcelona (IIBB) (CSIC-IDIBAPS) / Aquesta tesi neix d’una preocupació creixent: com estan incidint certs contaminants presents al medi ambient (conseqüència de diverses activitats humanes) en la salut de les persones i més en concret en el sistema nerviós. Aquesta tesi té com a objectiu aprofundir en l’estudi dels efectes de certs contaminants orgànics tòxics persistents en diferents paràmetres del sistema glutamatèrgic i dopaminèrgic quan es troben presents a baixes concentracions i de manera perllongada, en especial èmfasi a l’etapa del desenvolupament. La tesi s’ha dividit en tres parts. En la primera part s’estudia l’alteració d’indicadors del sistema glutamatèrgic en mostres humanes de placenta i sang de cordó umbilical en relació als seus nivells de mercuri i contaminants organoclorats. Aquesta primera part s’ha realitzat amb mostres humanes de sang de cordó umbilical i placenta que provenien d’ una cohort de naixement mare-fill del grup de València del projecte INMA (Infància i Medi Ambient) prèviament analitzades pel seu contingut en contaminants organoclorats i mercuri total (T-Hg). Partint del fet que el MeHg inhibeix el transportador de glutamat al sistema nerviós, i que altres contaminants orgànics persistents també actuen en el sistema glutamatèrgic, es va estudiar si els nivells d’aminoàcids excitadors en sang de cordó umbilical, glutamat i aspartat, es veien alterats en funció de les concentracions de contaminants organoclorats i/o T-Hg i també si el transportador de glutamat en placenta es veia inhibit davant l’exposició a contaminants. Es va demostrar que existia una correlació significativament negativa entre la suma de contaminants organoclorats, el PCB 138 i el β-HCH analitzats en sang de cordó umbilical i la concentració de glutamat. Per altre banda, es va observar, que en les mostres amb baix nivell de metilmercuri (<7µg/L) aquesta associació es pronunciava, mentre que en les mostres amb alt contingut (≥21µg/L) l’associació es perdia, insinuant-se un efecte compensatori entre MeHg i contaminants organoclorats. Finalment, es va demostrar com el MeHg inhibia completament el transport de glutamat amb una IC50 de l’ordre de micromolar, mentre que el PCB138 i el β-HCH l’inhibien parcialment, però amb una IC50 de l’ordre de nanomolar. A la segona part es van estudiar els efectes de l’exposició prolongada in vitro a concentracions subcitotòxiques de PCB138 i hexaclorciclohexà (HCH) en transportadors i receptors glutamatèrgics en cultius primaris de neurones corticals de ratolí. Per tal d’estudiar la funcionalitat dels receptors glutamatèrgics es va mesurar l’entrada de calci activada pels corresponents agonistes en presència i/o absència dels contaminants PCB 138 i el γ-HCH (lindà). El PCB 138 i el γ-HCH (lindà) en exposicions agudes van potenciar el senyal de calci mediat pel receptor glutamatèrgic d’NMDA (N-metil-D–aspartat). L’exposició prolongada (6 dies in vitro, DIV)a concentracions subcitotòxiques de PCB 138 i el γ-HCH (lindà) durant el procés de maduració neuronal va augmentar el senyal de calci intracel•lular induït per NMDA respecte el control. L’expressió de la subunitat NR1 del receptor en el procés de maduració va disminuir en presència dels contaminants durant 6 DIV respecte el control. En la tercera part es va estudiar l’efecte de l’exposició prolongada a dosis subcitotòxiques de PCB138 i γ-HCH en cèl•lules humanes de neuroblastoma SH-SY5Y diferenciades amb àcid retinoic. Es va observar que el γ-HCH disminuïa de manera dosi-dependent l’expressió de mRNA i l’expressió proteica del transportador vesicular de monoamina 2 (VMAT2) i el receptor de dopamina D2 (DRD2 L i S) quan es trobava present en aquestes cèl•lules durant el període de diferenciació durant 6DIV. En canvi el PCB 138 no va modificar la expressió de VMAT2 ni de DRD2. Aquest estudi aporta més informació dels efectes que exerceixen certs contaminants organoclorats, reforçant altres estudis àmpliament descrits on es posa de manifest l’impacte de dits contaminants en la salut humana. / This thesis appears as a consequence of a growing concern: how the environmental contaminants are affecting health and particularly the nervous system. The aim of this thesis is to study how certain persistent organic toxic pollutants affect dopaminergic and glutamatergic parameters when they are present at low-doses and long-time, especially in the developmental period. The thesis is divided in three parts. In the first part it has been determined the excitatory aminoacid levels (glutamate and aspartate) in 40 human umbilical cord blood samples from a Spanish cohort and their levels have been related to the total mercury (T-Hg) and organochlorine compounds (OCs) content. It has also been studied the inhibition of glutamate transport in human placentas by methylmercury (MeHg), polychlorobiphenyl 138 (PCB 138) and beta-hexaclorocyclohexane (β-HCH). T-Hg did not show a significant correlation with glutamate nor aspartate levels in cord blood, but PCB138, β-HCH, and the sum of the 8 OCs analyzed showed a significant negative correlation with the levels of glutamate. A significant compensatory effect between T-Hg and PCB138, 4,4’-DDE and the sum of the 8 OCs analyzed has been observed. We also demonstrate that MeHg inhibit completely the glutamate transport while PCB138 andβ-HCH inhibited partially but with nanomolar affinity. In the second part we studied the effects that PCB138 and (HCH) produced on the glutamatergic receptors in primary cultures of cortical neurons (CTX) exposed to low concentrations for long period (6 days in vitro, DIV). We show that PCB 138 and lindane increased the calcium signal induced by NMDA (N-methyl-D-aspartate) in acute and long-period expositions. Also we show that PCB 138 and lindane reduced the expression of NR1 subunit in CTX cultures when they are present during 6 DIV. In the third part, we studied the effect of prolonged exposure of PCB 138 and lindane on dopaminergic receptors D2 (DRD2) (S & L isoforms) and the vesicular monoamine transporter 2 (VMAT2) on SH-SY5Y human neuroblastoma cells line differentiated with retinoic acid. Exposure to γ-HCH during the differentiation period decreased in a dose-dependent way the mRNA and protein expression of VMAT2 and DRD2 (L and S). PCB 138 did not modify the expression of VMAT2 or DRD2. This study provides information on the effects of certain organochlorine pollutants on glutamate and dopamine processes, reinforcing other studies which described the impact of these pollutants on human health.