OBJETIVO: Describimos las características clínicas y genéticas de una ataxia espinocerebelosa (SCA) autosómica dominante ligada a un nuevo locus. MÉTODOS: Se han investigado 83 sujetos pertenecientes a dos familias. Dos enfermos pertenecientes al pedigrí A fueron estudiados exhaustivamente durante un seguimiento clínico de 10 años utilizando la escala SARA (“Scale for the Assessment and Rating of Ataxia”), resonancia magnética encefálica (RM), electromiografía y neurografía, potenciales evocados, registro óculo-gráfico (ROG) y estimulación magnética transcraneal. El resto de los enfermos en ambas familias se sometió a un examen neurológico completo y se obtuvo la puntuación en la escala SARA al menos en dos ocasiones para la mayoría de ellos. Se han estudiado 14 sujetos asintomáticos en riesgo con SARA, ROG y RM. Adicionalmente, 18 controles sanos y 6 enfermos con otros subtipos de SCA (SCA2, SCA3 y SCA6) han sido explorados con ROG. Se han obtenido 56 muestras de ADN para los estudios genéticos y se han investigado las mutaciones más comunes en nuestro medio para las SCAs dominantes. Los estudios de ligamiento iniciales incluyeron 12 individuos y posteriormente se ampliaron a la totalidad de las muestras (44 muestras adicionales). RESULTADOS: Se han identificado 15 enfermos en ambas familias. Se realizado examen clínico en 14 de ellos. La enfermedad comienza en la quinta década (media: 47 años) y no hay evidencia de anticipación. Los síntomas iniciales son caídas, torpeza y/o disartria con evolución a un síndrome cerebeloso completo de gravedad variable. La escala SARA ha mostrado una progresión lineal. No se ha detectado neuropatía, retinopatía, crisis epilépticas, signos piramidales o extrapiramidales durante el seguimiento. La disfagia, el temblor y el nistagmo han aparecido de forma tardía y sólo en algunos pacientes. Característicamente, el seguimiento y los movimientos sacádicos oculares estaban alterados en todos los enfermos de ambas familias. En los dos pacientes examinados desde el inicio de los síntomas, las anomalías en el eje vertical precedieron a las anomalías en el eje horizontal y en uno de ellos antecedieron a la aparición de la ataxia. Se han detectado anomalías precoces de los movimientos verticales oculares en cinco sujetos jóvenes asintomáticos portadores del haplotipo de riesgo y en dos de ellos se han confirmado por ROG. Las alteraciones en los movimientos oculares verticales no se han detectado en los sujetos asintomáticos sin el haplotipo de riesgo de ambas familias, en controles sanos ni en enfermos con otros tipos de SCA. La precisión de los movimientos sacádicos fue la variable que mejor clasificaba a los enfermos y sujetos asintomáticos con el haplotipo de riesgo distinguiéndoles del resto de los grupos. Los estudios de neuroimagen disponibles han demostrado atrofia cerebelosa aislada. El análisis genético inicial descartó las mutaciones para SCA1, SCA2, SC3, SCA4, SCA6, SCA7, SCA8, SCA12, SCA17, DRPLA y FRDA. Los estudios genéticos posteriores demostraron ligamiento de la enfermedad al locus 1p32 (“Multipoint LOD score”, Zmax=6.54; P<0.0001 en la familia A y Zmax=2,993; P<.0001 en la familia B). La secuenciación exómica no identificó la mutación causante de la enfermedad. El “Human Genome Nomenclature Committee” ha reconocido este nuevo subtipo de ataxia con la designación de SCA37. CONCLUSIONES: SCA37 es una nueva ataxia autosómica dominante de inicio tardío con una alteración precoz de los movimientos oculares verticales, un fenotipo puro y de gravedad variable, ligada al locus 1p32. Las anomalías de los movimientos oculares verticales pueden ser un signo pre-sintomático, inicial o predominante, constituyendo un posible endofenotipo como se ha descrito en otras SCAs. La identificación del gen subyacente puede confirmar esta hipótesis y definir la prevalencia y especificidad de este signo clínico. / OBJETIVE: We report the clinical and molecular findings of an autosomal dominant spinocerebellar ataxia (SCA) linked to a new locus. METHODS: Eighty-three subjects from two families were clinically investigated. Two affected siblings from pedigree A were investigated with a standardized protocol during a follow-up of ten years including neurological exam, the Scale for the Assessment and Rating of Ataxia (SARA), magnetic resonance imaging (MRI), nerve conduction studies, electromyography, evoked potentials, electro-oculography studies (EO) and transcranial magnetic stimulation. The rest of affected subjects in both kindreds underwent complete neurological exam and were also investigated using SARA. Two SARA scores were obtained for most affected subjects. Fourteen at-risk subjects were examined with SARA, EO and MRI. EO was also performed in eighteen controls and six subjects with other SCAs (SCA2, SCA3, and SCA6) for comparison. Fifty-six blood samples were collected for DNA analysis. Most common mutations for SCA were investigated. Twelve relatives were included in the initial linkage studies. To confirm linkage and refine mapping 44 additional subjects were genotyped. RESULTS: Fifth-teen symptomatic patients were identified. Clinical exam was performed in 14. Disease onset was in the fifth decade in most patients (average 47 yo) with no evidence of anticipation. Falls, clumsiness and/or speech abnormalities were the initial symptoms followed by a complete cerebellar syndrome. SARA scores showed a lineal worsening, as expected. Severity of the disease varied. No neuropathy, retinopathy, seizures, pyramidal or extra pyramidal signs were identified in the follow up. Dysphagia, tremor and nistagmus were occasionally observed in few patients. Dysmetric saccadic eye movements or abnormal pursuit were common signs. Early vertical eye movement abnormalities were demonstrated by EO in two patients prior horizontal abnormalities; in one of them these findings even preceded ataxia onset. Vertical ocular abnormalities were also found in five young asymptomatic relatives who inherited the risk haplotype. EO confirmed these clinical features in two. These ocular abnormalities were not found in asymptomatic relatives without the risk haplotype, healthy controls or patients with other SCA’s subtypes. Saccade accuracy was found to be the most useful variable to properly classify subjects as affected, asymptomatic with risk haplotype or controls. Neuroimaging showed isolated cerebellar atrophy. DNA analysis ruled out SCA1, SCA2, SC3, SCA4, SCA6, SCA7, SCA8, SCA12, SCA17, DRPLA and FRDA mutations. Linkage to chromosome 1p32 was identified (Multipoint LOD score, Zmax=6.54; P<0.0001 in pedigree 1 and Zmax=2,993; P<.0001 in pedigree 2). The causative mutation was unidentified by whole-exomic sequencing. The “Human Genome Nomenclature Committee” has assigned this subtype of ataxia the designation SCA37. CONCLUSIONS: SCA37 is a late-onset autosomal dominant ataxia with a pure phenotype, early vertical eye movement abnormalities, and variable severity linked to 1p32. Vertical motor ocular abnormalities may be a pre-symptomatic, initial or predominant sign leading to an endophenotype as previously reported in other SCA’s subtypes. Identification of the gene is needed in order to confirm this hypothesis and to define the prevalence and specificity of this clinical finding.

INTRODUCTION: In 1966, Rett syndrome (RTT, OMIM#312750) was for the first time described as a clinical issue by Dr. Andreas Rett, an Austrian pediatrician. He has observed in 22 patients similar unique symptoms. A few years later Hagberg and colleagues described further the syndrome in 35 girls. Rett syndrome is the cause of mental retardation that affects 1 in 10.000 female births, which makes it the second cause of mental retardation in girls. In 1999 Zoghbi lab found out the genetic basis of Rett disease. Mutation in MeCP2 is in 95% cases the reason of classical Rett. MeCP2 is a nuclear protein, expressed widely in different tissues, but is most abundant in neurons of the mature nervous system. A few years earlier Bird and coworkers indentified MeCP2 as a new protein that binds to the methylated CpG dinucleotides. Although the function of the MeCP2 is still unknown, it is considered likely to regulate gene expression, either through the silencing or activation of the specific genes or by more global regulation of transcriptional processes. RTT was the first neurodevelopmental disorder related to epigenetics. AIM OF THE STUDY Hypotesis: The main aim of this thesis is to perform preclinical evaluation of drugs that are known to target pathways which are altered in Rett syndrome. It is also necessary to investigate new mechanisms associated with the development of Rett syndrome, aiming to find new pathways related to Rett phenotype that can be manipulated through the pharmacological approach. Aims: 1. Determine tests that can reflect the difference at the behavioral and molecular levels between the Mecp2 KO and WT littermate mice. 2. Optimize study design protocol for evaluation of in vivo drug treatments. 3. Identify candidate drugs against selected targets in order to improve Rett disease, with the goal to reverse the symptoms, prolong the life span or ameliorate dysfunctions based on inflammation and neural mechanisms. 4. Determine the potential effects of novel therapeutic approaches for newly discovered pathways dysregulated in Rett syndrome. Methods: Animals knockout (KO) to the MeCP2 gene are a well-established murine model that mimics RTT human disease. This model is an excellent tool for the study of the consequences of the loss of MeCP2 in neuronal function. Once we know the dose administered, use two experimental groups of treated and untreated animals. Treatment is initiated when the animals are 4 weeks old and start showing symptoms characteristic of this model: reduced mobility, retraction of the hind legs, tremors, hair frizzing and respiratory abnormalities, difficulty walking, retraction of the rear legs. During the test, the mice will be evaluated according to a set of symptoms resulting from MeCP2 deficiency. Results: Part 1 • We performed a comprehensive panel of experiments investigating the differences between Mecp2 KO and wt littermate mice at the behavioral and molecular levels. This was further extended to evaluate the specific drug treatments efficacy. Part 2 • Combined administration of Levodopa and a Dopa decarboxylase inhibitor in Rett syndrome mouse models was well tolerated, diminished Rett syndrome-associated symptoms and increased lifespan. • The use of L-Dopa + Ddci in the Mecp2 KO mice induced dendritic growth mediated by dopaminergic neurons. • L-Dopa + Ddci-treated group exhibited higher Th and pTh expression and dopamine levels in comparison to the vehicle treated group. Part 3 • The results presented here reveal an important role for the relationship between Mecp2 and GSK3 signaling in Rett syndrome disease • Inhibitor of GSK3, SB216763, improved life span and reduced single and total symptoms scores, as well as motor deficiency in Mecp2 KO mice • Inhibition of GSK3 is a possible line of stimulation of neuronal dendritic growth, supported by elevated levels of D2- receptor after drug administration. • Treatment with SB216763 decreased inflammation and strengthened antioxidant defense in the brain of Mecp2KO mice Part 4 • Treatment with copaxone, a BDNF analogue reflect rather low improvement in Mecp2 KO studied mice, displaying also very variable results between studied animals. • Treatment with dexamethasone, an example of glucocorticoids intervention display rather low improvement – approximately 20% when compared to untreated mice. • Ropirinol treatment confirmed that dopminergic pathway is dysregulated in Rett. Both life span and the phenotype were improved. However, the efficiency was lower compared to L-dopa + Ddci treatment. • Injections of bromperidol, a serotonin modulator, were toxic for Mecp2 KO mice. Even though the selected doses were very low, they caused significant reduction of body weight in the KO treated group. • Previously described positive effect of cysteamine was not reproduced in our laboratory (Roux et al., 2012). • Gabapentin, one of GABA modulators, improved the phenotype, but not life span of Mecp2 KO animals, being more efficient with the low dose. • TDZD8 treatment confirmed previously a described role of GSK3 inhibition in Rett. Both life span and phenotype were improved. However, the efficacy was lower than after SB216763 treatment. • Antioxidants studied in this thesis displayed improvement of 30% in Rett syndrome phenotype and some of them prolonged the life span by 25% when compared to the vehicle group. • Epigenetics drugs evaluated in this thesis, even though some of them were suggested to be relevant for Rett syndrome, did not show any specific improvement. Conclusions: The treatment with L-Dopa + Ddci is promising to overcome the dopaminergic defects observed in the preclinical model of Rett syndrome (Szczesna et al., 2014) The new data indicate selected inhibitor, SB216763, as a being potential drug treatment for Rett disease. The drug can be adressed to have neuroprotection properties via the improvement of synaptic plasticity, reduced oxidant and inflammation damage or partial rescue of mobility dysfunctions (Szczesna et al in preparation). / INTRODUCCIÓN: En 1966, el síndrome de Rett (RTT, OMIM#312750) fue por primera vez descrito como un problema clínico por el pediatra austriaco Andreas Rett. Observó síntomas similares en 22 pacientes. Pocos años después, Hagberg y colaboradores describieron el síndrome en 35 niñas más. El síndrome de Rett causa retraso mental en 1 de cada 10000 niñas, lo que hace que sea la segunda causa de retraso mental en niñas. En 1999 en el laboratorio de Huda Zoghbi descubrieron las bases genéticas de la enfermedad. El 95% de los casos de Rett clásico se produce por mutaciones en MeCP2. MeCP2 es una proteína nuclear, que se expresa en diferentes tejidos, pero es especialmente abundante en neuronas del sistema nervioso maduro. Pocos años antes Bird y colaboradores habían identificado MeCP2 como proteína con capacidad para unirse a dinucleótidos CpG. Aunque la función de MeCP2 todavía no se conoce con exactitud, se considera que probablemente actúa como regulador de la expresión génica, tanto mediante el silenciamiento o activación de genes específicos como actuando de manera más global sobre la transcripción. El síndrome de Rett fue la primera enfermedad del desarrollo neuronal relacionada con la epigenética. OBJETIVOS DEL ESTUDIO Hipótesis: El principal objetivo de esta tesis es realizar la evaluación preclínica de fármacos que actúan sobre las diferentes rutas alteradas en el síndrome de Rett. Es necesario también investigar nuevos mecanismos asociados al desarrollo de la enfermedad, con el fin de descubrir nuevas rutas que puedan estar relacionadas con la patología y que sean susceptibles de ser manipuladas mediante la utilización de fármacos específicos. Objetivos: 1. Determinar qué tests pueden reflejar las diferencias tanto a nivel conductual como molecular entre ratones knockout de MeCP2 y salvajes de la misma camada. 2. Optimización de protocolos de evaluación de tratamientos farmacológicos in vivo. 3. Identificación de fármacos dirigidos a dianas específicas para la mejora del curso de la enfermedad, con la finalidad de revertir la sintomatología, aumentar la supervivencia o mejorar disfunciones relacionadas con mecanismos neuronales o inflamación. 4. Determinar el potencial de las nuevas terapias desarrolladas para las rutas que se descubran alteradas en el síndrome de Rett. Métodos: El knockout de MeCP2 es un modelo murino bien establecido que mimetiza el síndrome de Rett humano. Este es un excelente modelo para el estudio de las consecuencias relacionadas con la pérdida de MeCP2 en las funciones neuronales. Una vez conocida la dosis que se ha de administrar, se utilizaron dos grupos experimetales, el grupo de tratados y no tratados. El tratamiento se inicia cuando los animales tienen 4 semanas y empiezan a mostras síntomas característicos del modelo: movilidad reducida, retracción de las patas traseras, temblores, pelo encrespado y anormalidades respiratorias, dificultas al andar, retracción de las patas delanteras. Durante el test, los ratones serán evaluados según los síntomas derivados de la deficiencia de MeCP2. Resultados: Parte 1 • Hemos realizado una serie de experimentos investigando las diferencias entre ratones MeCP2 KO y sus hermanos de camada salvajes, tanto a nivel de comportamiento como molecular. Posteriormente, se evaluó la eficacia de una serie de tratamientos. Parte 2 • La administración combinada de Levodopa y un inhibidor de la Dopa decarboxylasa en ratones con síndrome de Rett fue bien tolerada por los animales, disminuyendo los síntomas asociados al síndrome y aumentando la supervivencia. • El uso de L-Dopa + Ddci en el los ratones Mecp2 KO indujo el crecimiento dendrítico mediado por neuronas dopaminérgicas. • El grupo tratado con L-Dopa + Ddci muestra exhibió un aumento en los niveles de expression Th y pTh y de los niveles de dopamina en comparación con el grupo tratado con el vehículo. Parte 3 • Los resultados presentados revelan que la relación entre Mecp2 y la ruta de señalización de GSK3 juega un papel importante en el síndrome de Rett. • El inhibidor de GSK3, SB216763, mejoró la supervivencia y redujo la gravedad de los síntomas, así como la deficiencia motora ,de los ratones Mecp2 KO • La inhibición de GSK3 es una posible vía de estimulación del crecimiento de las neuronas dendríticas, avalado por los elevados niveles del receptor D2 encontrados tras la administración de la droga. • El tratamiento con SB216763 disminuyó la inflamación y reforzó las defensas antioxidantes en el cerebro de los ratones Mecp2 KO. Parte 4 • El tratamiento con copaxona, un análogo de BDNF dio lugar a una menor mejora de los ratones Mecp2 KO, mostrando además una gran variabilidad entre los ratones estudiados. • El tratamiento con dexamethasona, un ejemplo de tratamiento con glucocorticoides, mostró una pequeña mejora, aproximadamente un 20% cuando se comparan los ratones tratados con los no tratados. • El tratamiento con Ropirinol confirmó que la vía dopaminérgica está alterada en Rett. Tanto la supervivencia como la sintomatología mejoró tras la administración de la droga. Sin embrago, la eficiencia fue menor a la obtenida con la tratamiento combinado de Dopa + Ddci. • Las inyecciones de bromperidol, un modulador de la serotonina, resultaron ser tóxicas en ratones Mecp2. Incluso aunque las dosis administradas fueran muy bajas, los ratones sufrían pérdida de peso acusado. • Resultados previos describiendo un efecto positive en los ratones Mecp2 tras la administración de cysteamina no pudieron ser reproducidos en nuestro laboratorio (Roux et al., 2012). • Gabapentin, un modulador de GABA, mejoró los síntomas pero no tuvo ningún efecto en la supervivencia de los animales Mecp2. • El tratamiento con TDZD8 confirmó resultados los previos describiendo el efecto positivo de la inhibición de GSK3 en Rett. Se mejoró tanto la supervivencia como la sintomatología. Sin embrago, la eficiencia fue menor a la obtenida con SB216763. • Los antioxidantes estudiados en esta tesis mostraron una mejora del 30% en la sintomatología de Rett, siendo algunos también eficaces en la mejora de la supervivencia. • Las drogas epigenéticas evaluadas en esta tesis no mostraron ninguna mejora significativa en el tratamiento del síndrome de Rett. Conclusiones: El tratamiento con L-Dopa + Ddci es muy prometedor para sobreponer los defectos dopaminérgicos observados en el modelo preclínico del síndrome de Rett utilizado en esta tesis (Szczesna et al., 2014). Los nuevos datos indican que el inhibidor de GSK3, SB216763, es un posible fármaco para el tratamiento del síndrome de Rett. La droga ha mostrado propiedades neuroprotectoras mediante la mejora de la plasticidad sináptica y la reducción del daño oxidativo e inflamación, así como la mejora de las disfunciones motoras (Szczesna et al, artículo en preparación).

Huntington’s disease is a progressive neurodegenerative disorder caused by the expansion of a CAG tract in the exon-1 of the huntingtin gene. Mutant huntingtin induces a large amount of toxic effects that trigger cell dysfunction and consequently, behavioral alterations such as motor dysfunction, cognitive decline and psychological disturbances. However, before the onset of symptoms individuals are healthy. Thus, it is plausible that compensatory mechanisms may be activated to regulate a balance between cell death and survival. This compensatory mechanism might modulate the progression of Huntington’s disease. Understanding altered mechanisms due to mutant huntingtin expression in order to find new therapeutic targets to reduce neuronal dysfunction/death in Huntington’s disease must be a priority. It is believed that there is a balance between positive signaling for cell survives or dies. Many of the pathways involved in these processes are controlled at the level of phosphorylation and transcription. In this thesis we have studied mechanisms of transcription and protein activation, which are considered one of the main causes that trigger to mutant huntingtin-induced neuronal dysfunction. We have identified two targets, the protein kinase p90Rsk and the transcription factor Elk-1, that are activated during the progression of Huntington’s disease in order to protect striatal cells against mutant huntingtin-induced cell death. These two proteins are tightly related to neuronal survival and transcription regulation. p90Rsk is a kinase that phosphorylates substrates in the cytoplasm inhibiting their pro-apoptotic activity and phosphorylate transcription factors in the nucleus promoting their pro-survival activity. Likewise, Elk-1 promotes the transcription of many immediate early genes related to synaptic plasticity and neuronal survival. We observed an up-regulation of these to proteins during the progression of Huntington’s disease in different mouse models. This up-regulation was necessary to protect striatal cells from mutant-huntingtin. The prevention of cell death is an important point for neurodegenerative diseases; even so, it is unlikely that cellular machinery works well until the death of the cells. In many neurodegenerative diseases, such as Huntington’s disease, neuronal and synaptic dysfunction precedes cell death and occurs long before, or sometimes in absence of cell death. Recent studies suggest that targeting early pathophysiological disturbances in models of Huntignton’s disease can reverse neuronal dysfunction and delay progression to neurodegeneration. In this thesis, we also point out for the first time the modulation of Prostaglandin E2 (PGE2) EP receptors, namely EP1 and EP2, as a therapeutic targets in Huntington’s disease. The activation of EP1 receptor produces an increase in intracellular levels of calcium, while EP2 receptor activation increases cAMP; therefore, the activation of different EP receptors can have opposite effects. Whereas the blockade of EP2-EP4 receptors can aggravate neurodegeneration, antagonizing EP1 receptor has neuroprotective effects. We observed that pharmacological inhibition of EP1 receptor improves motor coordination and reduces memory decline in R6/1mice model of Huntington’s disease. Moreover, EP1 antagonism increases the expression of specific synaptic markers in the striatum and the hippocampus of these mice and also improves the long-term potentiation in the hippocampus. Finally, EP1 receptor antagonism reduces the presence of striatal and hippocampal mutant huntingtin nuclear aggregates in the striatum and the hippocampus of treated-R6/1 mice. Contrary to EP1 receptor, EP2 receptor plays a neuroprotective role in Huntington’s disease. We observe that EP2 receptor activation improves long-term memory in R6/1 mice. Moreover, EP2 activator increases dendritic branching in a BDNF-dependent manner, increases the protein levels of BDNF and the total number of PSD-95+ spines in the hippocampus of these mice. In conclusion, we propose the modulation of PGE2 receptors as a new therapeutic strategy in Huntington’s disease. / La malaltia de Huntington és un trastorn neurodegeneratiu progressiu caracteritzat per la presencia d’alteracions motores i dèficits cognitius. Aquesta malaltia està causada per l’expansió anòmala del triplet CAG en l’exó 1 del gen que codifica per la proteïna huntingtina. La huntingtina mutada indueix gran quantitat d’efectes tòxics que desencadenen la disfunció cel•lular i, en conseqüència, les alteracions en la conducta característiques d’aquesta malaltia. Tot i així, abans de l’aparició del símptomes, els individus són sans. Per tant, és plausible pensar que es produeix una activació de mecanismes compensatoris per a regular l’equilibri entre la mort i la supervivència cel•lular. En aquesta tesis, ens hem centrat en dos objectius principals: (1) l’estudi dels mecanismes compensatoris activats en la presencia de la huntingtina mutada per tal de millorar la supervivència cel•lular i (2) la identificació de dianes moleculars per a reduir els dèficits motors i cognitius, així com per a millorar la plasticitat sinàptica en models murins de la malaltia de Huntington. Específicament, els nostres resultats han ajudat a entendre el paper de la proteïna cinasa p90Rsk i del factor de transcripció Elk-1 en la susceptibilitat de les neurones estriatals a la mort induïda per la huntingtina mutada. Per altre banda, mostrem per primera vegada el potencial terapèutic dels receptors de la prostaglandina E2, EP1 i Ep2, per al tractament dels símptomes clínics y histopatològics en la malaltia de Huntington.

Tesi realitzada al Servei de Neurologia - Hospital de Bellvtige / Listeria monocytogenes (Lm) es un bacilo gram-positivo anaerobio facultativo con especial tropismo por el sistema nervioso central (SNC). La principal forma de afectación central en el adulto es la meningitis, siendo la rombencefalitis y el absceso cerebral más infrecuentes, pero de peor pronóstico. La forma de presentación de Lm es muy variable y a menudo se confunde con otras entidades más prevalentes creando una demora en el diagnóstico inicial y por lo tanto en su tratamiento. Las hipótesis de este trabajo se basan en que, los abscesos piógenos causados por Lm presentan determinadas características clínicas, radiológicas y licuorales que permiten la sospecha precoz del diagnóstico etiológico y, por lo tanto, el inicio del tratamiento específico antes de la confirmación microbiológica. Las rombencefalitis por Lm presentan determinadas características clínicas, radiológicas y licuorales que permiten su diferenciación del resto de etiologías de rombencefalitis y, por lo tanto, el inicio precoz del tratamiento específico antes de la confirmación microbiológica. Y, finalmente, la meningitis y la rombencefalitis por Lm constituyen dos entidades clínicas diferentes por sus características clínicas y evolutivas. Los objetivos de este trabajo son los siguientes: 1. Identificar las características demográficas, clínicas y de neuroimagen distintivas de los abscesos cerebrales por Lm. 2. Describir el espectro etiológico de las rombencefalitis. 3. Identificar las características demográficas, clínicas, licuorales o radiológicas distintivas de la rombencefalitis por Lm. 4. Identificar las características clínico-evolutivas, licuorales o radiológicas diferenciales entre las meningitis por Lm y la rombencefalitis por Lm. 5. Identificar los factores clínicos, licuorales o radiológicos relacionados con el pronóstico de las infecciones del SNC por Lm. El presente trabajo se base en tres estudios retrospectivos observacionales sobre: 1) Abscesos cerebrales por Lm, 2) Rombencefalitis y 3) Meningoencefalitis por Lm. Cada estudio incluye una serie consecutiva de pacientes ingresados en un Hospital Universitario en los períodos 1970-2008, 1990-2008 y 1977-2009 respectivamente que cumplan los criterios establecidos para cada entidad. Se realiza una revisión de literatura sobre pacientes publicados con abscesos cerebrales por Lm desde 1970 hasta 2008. Para el análisis estadístico se usan el Test de Chi cuadrada, el test exacto de Fisher, el test de la T de Student y la regresión logística de Cox según se requiera. Tras este trabajo se concluye que: 1. Los abscesos cerebrales por Lm son más frecuentes en pacientes inmunodeprimidos o diabéticos. 2. En la mayoría de pacientes con rombencefalitis no se puede establecer una etiología específica. La esclerosis múltiple, la enfermedad de Behçet y la infección por Lm son las causas de rombencefalitis más frecuentes en nuestro medio. 3. En pacientes con rombencefalitis, la presencia de fiebre, signos meníngeos o disminución del nivel de conciencia obliga a considerar Lm como germen causal. En los pacientes sin fiebre y con IRM craneal normal, prácticamente se puede descartar Lm como causa de la rombencefalitis. 4. La rombencefalitis y la meningitis por Lm se pueden considerar dos entidades clínicas distintas, ya que difieren tanto en los factores de riesgo de huésped como en la evolución clínica. 5. La edad avanzada, la presencia de enfermedad de base y el desarrollo de hidrocefalia se asocian a mayor mortalidad en pacientes con meningitis por Lm. La rombencefaltis por Lm presenta un riesgo de secuelas superior a la meningitis por Lm. / Listeria monocytogenes (Lm) is a gram-positive rod with special tropism for the central nervous system (CNS). Meningitis is the most commom form of central involvement in the adult. Rhombencephalitis and brain abscess are less common but with worse prognosis. The hypotheses of this study are based on the fact that listerial brain abscesses and rhombencephalitis have distinctive clinical, cerebrospinal fluid (CSF) and radiologic features that can lead to a prompt diagnosis and empirical treatment. Also, that meningitis and rhombencephalitis due to Lm are two different entities. The main aim of this study is to conduct an accurate description of a series of cases with listerial CNS infection admitted to a tertiary care hospital over a period of 30 years and also a literature review to deepen in the knowledge on CNS infections due to Lm. For that purpose three observational retrospective studies were conducted based on a consecutive series of patients admitted to a Universitary Hospital over 1970 to 2009 that met the established criteria for each entity. A review of the literature about cerebral abscesses was also performed. Based on this study we can conclude that listerial brain abscesses are more common in inmunocompromised or diabetic patients. In the majority of patients with rhombencephalitis, no specific caused is found. Multiple sclerosis, Behçet’s disease and listerial infection are the most common causes. In patients with rhombencephalitis, fever, meningism and low level of consciousness point towards listerial infection. On the other hand, the lack of fever and a normal neuroimaging practically rule out this possibility. Rhombencephalitis and meningitis due to Lm could be considered as two different entities since they have different host risk factors and outcome. Elderly patients, underlying condition and hydrocephalus are associated with worse prognosis in patients with listerial meningitis. Brainstem involvement is an independent risk factor for sequelae in patients with listerial infection.

En la Esclerosis Múltiple (EM) existe una agregación familiar que viene demostrada por la mayor incidencia de la enfermedad en los familiares de los pacientes, la elevada concordancia en los gemelos monocigotos y la existencia de una susceptibilidad genética ligada a determinados haplotipos del sistema HLA. Por otro lado, existen evidencias del carácter autoinmune de la EM y el aumento de la incidencia de otras enfermedades autoinmunes en los familiares de los pacientes. Hemos querido comprobar la hipótesis de que los pacientes con EM y sus familiares sanos comparten alteraciones inmunológicas que podrían reflejar la mayor susceptibilidad a padecer la enfermedad. Para ello hemos estudiado, mediante tinción de superficie e intracitoplasmática en células mononucleares de sangre periférica de 13 familias EM multiplex (21 pacientes con EMRR, 5 pacientes con EMSP y 29 familiares sanos de primer o segundo grado) y 26 controles sanos apareados por edad y sexo, seis moléculas que juegan un demostrado papel en la patogenia de la EM: dos citocinas (IFN-_, IL-6), dos moléculas de adhesión (L-selectina, VLA-4) y dos receptores de quimiocinas (CCR5 y CXCR3). Los resultados del estudio han demostrado un aumento de la producción de IFN-_ por los linfocitos de los pacientes y sus familiares sanos con respecto a los controles sanos, así como una menor expresión de la L-selectina en los monocitos de los controles con respecto a los pacientes y sus familiares sanos. Demuestran estos hallazgos, que los pacientes con EM y sus familiares sanos presentan linfocitos con mayor potencial proinflamatorio y monocitos con mayor grado de activación que la población general. Estos datos apoyan la existencia de cambios inmunológicos, no sólo en los pacientes con EM, sino también en los sujetos con más elevado riesgo de padecer la enfermedad. / Familial aggregation of Multiple Sclerosis (MS) is demonstrated by increased risk of developing the disease in first- and second-degree relatives of MS patients, high concordance rate in monozygotic twins and the description of susceptibility genes. On the other hand, there is clear evidence of the autoimmune pathogenesis of MS and also of an increased incidence of other autoimmune diseases in MS patients and their relatives.The objective of our study was to evaluate in Mutiplex MS families if MS patients and their healthy relatives share common immunological traits. We have examined 26 MS patients (21 EMRR, 5 EMSP) and 29 healthy first- or second-degree relatives in 13 Multiplex families and 26 age and sex matched healthy controls. We have studied by means of immunofluorescence surface and intracytoplasmatic staining of peripheral blood mononuclear cells, six molecules that play an important role in MS pathogenesis : two cytokine (IFN-_, IL-6), two adhesion molecule (L-selectina, VLA-4) and two chemokine receptors (CCR5 y CXCR3). Our results have demonstrated an increased production of IFN-_ by peripheral blood T lymphocyte of MS patients and their healthy relatives compared to controls, and a lower expression of L-selectin by peripheral blood monocytes of MS patients and their healthy relatives compared to controls.These findings show that both MS patients and unaffected family members of Multiplex MS families have lymphocytes with an increased proinflamatory potential and monocytes with a higher grade of activation than general population.In conclusion, this study supports the hypothesis that healthy relatives of MS patients share distinguishing immunological traits with MS patients that may be expression of their higher susceptibility to suffer this disease.

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Esta tesis estudia dos diferentes dinámicas de intercambio de mensajes entre unidades estocásticas.Primero, analizamos un conjunto de neuronas estocásticas tipo integración - y - disparo con integración sin pérdidas, un pequeño periodo refractario, y con acoplamiento global y retardado. Se observa una transición de fase acompañada por una histéresis alrededor de un acoplamiento crítico. Para acoplamiento subcrítico el conjunto es gobernado por la dinámica estocástica, mientras que para acoplamiento supracrítico las unidades se organizan en varios subgrupos con actividad auto - sostenida. Un análisis teórico permite caracterizar la transición de fase analíticamente.La segunda parte se centra en la comunicación humana. Examinamos la comunicación entre comunidades de usuarios en Slashdot, u n popular sitio web. Se encuentran patrones regulares en el tiempo de reacción a una nueva noticia tanto para la comunidad como para usuarios individuales. La estadística de estas actividades sigue distribuciones lognormales con leves variaciones causadas por ciclos diarios y semanales. / This thesis studies two different dynamics of message interchange between stochastic u nits.First, we analyze an ensemble of stochastic non - leaky integrate - and - fire neurons with global, delayed and excitatory coupling and a small refractory period. We observe a phase transition accompanied by a hysteresis around a critical coupling strength. For subcritical coupling the ensemble is governed by the stochastic dynamics whereas for supracritical coupling the units organize into several phase - locked clusters with self - sustained activity. Theoretical analysis allows to characterize the phase transition analytically.The second part is focused on human communication behavior. We examine the many - to -many communication activity on the popular website Slashdot. Regular temporal patterns are found in the reaction times of the community and single users to a news - post. The statistics of these activities follow lognormal distributions. Daily and weekly oscillatory cycles cause slight variations of this simple behavior.

La parálisis facial periférica idiopática (más conocida en la literatura anglosajona como parálisis de Bell) es uno de los cuadros clínicos neurológicos más frecuentes, cuya recuperación espontánea completa se logra alrededor del 65 al 75 por cien de los casos. El uso de corrientes farádicas y galvánicas para el tratamiento de dicha parálisis se remonta a las experiencias realizadas por Duchenne en 1849, si bien las bases de la reacción de degeneración parcial o total fueron propuestas por ERB en 1910; las mismas han sido superadas modernamente por las curvas de intensidad-tiempo, útiles en músculos muy superficiales. En el siglo XIX perduró la idea errónea de que la parálisis facial periférica era debida a un proceso inflamatorio. Minkowski fue el primero en estudiar la autopsia en un caso dos meses después de establecida la parálisis, hallando solamente degeneración del nervio pero no signos inflamatorios, hallazgos que confirmaron otros autores. A pesar de los avances registrados sobre la materia, el valor del estudio de la velocidad de conducción de las fibras nerviosas del nervio facial (tiempo de latencia) en la parálisis facial perfiérica idiopàtica ha sido muy poco comentado hasta la fecha. Por el contrario, y dentro de las exploraciones electrodiagnósticas, creemos que el estudio de dicho tiempo de latencia puede ofrecernos unos datos más precoces y concretos sobre el pronóstico de una parálisis facial periférica. En el presente trabajo hemos estudiado 141 casos de parálisis facial periférica idiopàtica. El diagnóstico ha sido realizado cuando se reunían las siguientes condiciones: 1.- El comienzo agudo –en nuestra experiencia, desde unas horas hasta cinco días– de la parálisis o paresia de los músculos de la expresión de un lado de la cara. 2.- La ausencia de otros signos o síntomas del sistema nveriosos central o periférico. 3.- Ausencia de otopatías. 4.- Ausencia de vesículas herpéticas. 5.- Hemos excluído todos los casos en que se observa diabetes o hiperglucemia, a pesar de que cursen clínicamente como típicas parálisis idiopáticas. También excluimos los pacientes afectos de uremia. 6.- Igualmente hemos excluido la parálisis facial traumàtica, ya que su clínica es muy distinta. Para valorar clínicamente del grado de paresia hablamos de porcentaje en relación con la máxima fuerza realizada en el lado sano. En el estudio que hemos realizado de cada caso, nos hemos referido a la contracción del frontal, elevador del labio superior y orbicular de los labios, todos ellos músculos que de manera sistemàtica hemos explorado también desde un punto de vista electromiográfico. Desde un punto de vista clínico nos ha sido muy útil valorar el grado de afectación del orbicular de los párpados, siguiendo una escala gradual en función de la fuerza con la que el sujeto cierra el párpado, ya que permite seguir mejor el curso clínico del paciente incluso por observadores diferentes. La técnica que hemos empleado se basa en un conjunto electrónico formado por un osciloscopio de tres canales, que permite el registro simultáneo de diferentes músculos del territorio facial y recoger en tres puntos de manera simultánea la respuesta a la estimulación por el procedimiento de estímulo-detección. El estimulador (NEUROYAR) utilizado para el estudio emite a frecuencias estímulos repetidos de tipo cuadrangular, con voltaje constante de 150 voltos y diferente duración de estímulo según las necesidades dependientes del umbral de excitabilidad desde 0’1 a 200 milisegundos, si bien los más utilizados han sido los comprendidos entre 0’2 a 2 milisegundos. El estímulo pasa a través de un pequeño transformador de alta frecuencia para eliminar el artefacto de estmiulación, que queda reducido a una pequeña señal rompiendo la línea isoeléctrica, que es donde debe empezar a cotnarse como inicio del estímulo.

INTRODUCCIÓN: El continuum de la enfermedad de Alzheimer (EA) comprende diferentes etapas desde una larga fase preclínica hasta el desarrollo de demencia. Los procesos fisiopatológicos que rigen su progresión pueden ser estudiados con biomarcadores. El objetivo general de la presente tesis fue estudiar el comportamiento de los biomarcadores en la fase preclínica de la enfermedad y, específicamente, el estudio de los efectos que la alteración del metabolismo del ß-amiloide tiene sobre la estructura cerebral y la cognición, aspectos para los que existe una intensa controversia. OBJETIVOS: 1. Cuantificar los niveles de ß-amiloide 1-42 (Aß 1-42), tau y tau fosforilada (p-tau) en LCR en: a) Sujetos portadores de mutaciones de Presenilina-1 (PSEN1+) asintomáticos y compararlos con controles no portadores y portadores enfermos. b) Sujetos cognitivamente sanos (descripción de perfiles de alteración). 2. Estudiar a lo largo del continuum de la EA, las asociaciones entre los diferentes biomarcadores en LCR y el rendimiento neuropsicológico. 3. Comparar el grosor cortical en RM en: a) PSEN1+ asintomáticos, PSEN1+ sintomáticos y sujetos sanos no portadores. b) Sujetos cognitivamente indemnes en función del perfil bioquímico en LCR y estudiar la relación entre el Aß 1-42 y el grosor cortical en dichas áreas. MÉTODOS: Estudio transversal y analítico. Marco: Hospital Clínic y Universitat de Barcelona. Muestra: 2 cohortes. a) Cohorte de Alzheimer familiar: Portadores de mutaciones de PSEN1. b) Cohorte de Alzheimer esporádico: todos los estadios del continuum de la EA, pero con especial énfasis en la EA preclínica. Evaluación clínica y neuropsicológica exhaustiva, adquisición de una RM de 3T con secuencias de RM estructural 3D y potenciadas en difusión (análisis con los sofwares Freesurfer y Fsl). Punción lumbar para determinación de Aß 1-42, tau y p-tau mediante ELISA. RESULTADOS: 1. En PSEN1+ los niveles de Aß 1-42 en LCR disminuyen durante la fase asintomática y se encuentran reducidos y estables desde la aparición de los primeros síntomas. Los niveles de t-tau y p-tau en LCR, por el contrario, se elevan sólo en los sujetos sintomáticos y correlacionan positivamente con la severidad clínica. 2. Las alteraciones de algún biomarcador en LCR afecta a un 45% de sujetos cognitivamente indemnes. Principalmente en sujetos de más edad más edad y a expensas de Aß 1-42). 3. Los niveles de biomarcadores en LCR se asocian con el rendimiento de memoria episódica a lo largo del continuum de la EA: Correlaciona con Aß 1-42 en los sujetos con quejas subjetivas de memoria (QSM) y con t-tau y p-tau en los sujetos con deterioro cognitivo ligero (DCL). No se encontraron correlaciones en controles sanos y sujetos con demencia. 4. En estadios preclínicos tempranos el grosor cortical aumenta en sujetos portadores de una mutación en PSEN1 en áreas diana de la EA y se encuentra disminuido desde los primeros síntomas de la enfermedad. 5. Los niveles patológicos de Aß 1-42 se asocian a un adelgazamiento cortical en las áreas vulnerables de la EA (precuneus y áreas temporoparietales de asociación). Sin embargo, la relación entre los niveles de Aß 1-42 y el grosor cortical en estas mismas áreas podría no ser lineal sino cuadrática debido a un engrosamiento cortical en aquellos sujetos que tienen niveles transicionales de Aß 1-42. CONCLUSIÓN: Nuestros datos corroboran que el descenso de Aß 1-42 es la alteración bioquímica más precoz y aportan como novedad más importante la definición de una fase preclínica temprana que probablemente anteceda a un depósito de ß-amiloide fibrilar significativo y que se caracteriza por un incremento del grosor cortical y aumento del tamaño de las estructuras subcorticales que podría traducir la presencia de una hipertrofia neuronal reactiva y/o inflamación. / Multimodal magnetic resonance imaging and cerebrospinal studies in preclinical familial and sporadic Alzheimer´s disease. Alzheimer's disease (AD) has been traditionally conceptualized as a clinicopathological entity, its definite diagnosis requiring the presence of a characteristic pathology together with clinical dementia. It is now possible through the use of reliable biomarkers that provide in-vivo evidence of the disease to study the cognitive changes and structural/biological processes in predementia and even preclinical stages. The main objective of this doctoral thesis was to study the effects of beta-amyloid deposition on brain structure and cognition in the preclinical stages of both sporadic and genetic AD. The cerebrospinal (CSF) analyses in genetic AD showed that in presymptomatic presenilin-1 (PSEN1) mutation carriers the CSF biomarkers were positively correlated with time to disease onset reaching floor levels by symptom onset. In sporadic AD, memory performance presents distinct associations in the AD continuum with the different CSF biomarkers, being related to ß-amyloid 1-42 (Aβ1-42) levels in patients with subjective memory complaints and to total tau and phospho-tau in mild cognitive impairment (prodromal AD). Furthermore, an increase in cortical thickness in typical AD areas was observed in presymptomatic PSEN1 carriers (with a median of -10 years to disease onset). This result was also found in cognitively preserved subjects with no mutations in which the mean Aβ1-42 levels presented transitional values (400-600pg/ml –cut off for normality 500 pg/ml). Overall, our data confirm that the decrease of Aß 1-42 in CSF is the earliest biochemical alteration. This preclinical stage, when amyloid is starting its deposition, is biologically active and has an influence in both cognitive performance and structural changes. The main novelty of this thesis is the characterization of this early preclinical phase, probably before there is significant fibrillar Aß deposition, which is characterized by an increase in cortical thickness and subcortical structures possibly due to the presence of a reactive neuronal hypertrophy and / or inflammation.

La sensibilidad al dolor y el riesgo sufrir dolor crónico representan fenómenos complejos de naturaleza multidimensional, con una importante variabilidad interindividual. El objetivo de esta tesis doctoral se centró en explorar los factores genéticos y psicosociales implicados en la modulación del dolor y el riesgo a sufrir dolor crónico mediante seis estudios. Los dos primeros exploraron el efecto de factores genéticos y de la edad de inicio de la menopausia en la sensibilidad al dolor en pacientes con fibromialgia en comparación con voluntarias sanas. El primer estudio reveló un incremento de la frecuencia de alelos asociados a una reducida actividad de la enzima COMT en pacientes con síndrome de fibromialgia, junto con una elevada sensibilidad al dolor en estos grupos. El segundo estudio mostró que las pacientes con fibromialgia presentaron una edad de inicio de la menopausia más temprana que las controles. Asimismo, se encontró que las pacientes con menopausia temprana mostraban mayor sensibilidad al dolor que las pacientes con aparición tardía de la menopausia. Los dos siguientes examinaron el papel de factores genéticos en la actividad metabólica cerebral asociada al dolor, la respuesta de analgesia por placebo y en una tarea de funciones ejecutivas. El tercer estudio reveló que el alelo met66 del polimorfismo Val66Met en el gen BDNF se asociaba a un fenotipo de vulnerabilidad, resistencia a la analgesia por placebo, incrementos en la actividad dopaminérgica durante el procesamiento de dolor y reducciones durante la condición placebo. Asimismo, se observó que estos efectos eran dependientes del género del sujeto, con una mayor exacerbación en mujeres y con efectos nulos en hombres. El cuarto estudio mostró aumentos en la actividad del sistema opioide asociados a la respuesta de analgesia por placebo en portadores del alelo C del polimorfismo funcional C385A del gen FAAH. Por otro lado, no se encontraron diferencias significativas debidas a este polimorfismo en la respuesta al dolor en ausencia de placebo, ni en la activación del sistema dopaminérgico. Finalmente, los dos últimos estudios exploraron la modulación social analizando cambios en la actividad eléctrica cerebral como consecuencia de la observación de dolor y tacto en otros. El quinto estudio mostró diferencias en los potenciales evocados visuales en función de la percepción de expresiones faciales de dolor y enfado. El sexto estudio reveló que la observación de experiencias somatosensoriales dolorosas y no dolorosas en otras personas modulaba la amplitud de los potenciales somatosensoriales. Todos estos datos subrayan la naturaleza multidimensional de la respuesta al dolor y resaltan el papel de los factores genéticos y psicosociales en la persistencia del dolor a lo largo del tiempo. / Pain sensitivity and risk for chronic pain constitute complex multidimensional phenomena that vary significantly among individuals. The objective of the present Doctoral Thesis was focused on exploring genetic and psychosocial factors involved in the modulation of pain and chronic pain risk throughout six studies. The first two studies explored the effect of genetic factors and age-of-onset of menopause in pain sensitivity in fibromyalgia patients as compared to healthy volunteers. The first study showed an increased frequency of alleles associated with a reduced activity of COMT enzyme in patients with fibromyalgia syndrome, coupled with high sensitivity to pain in these groups. The second study showed that patients with fibromyalgia had an ageof- onset of menopause earlier than controls. We also found that patients with early menopause showed higher pain sensitivity than patients with late age-of-onset of menopause. The next two studies explored brain metabolic activity in response to pain and placebo analgesia and during an executive function task. The third study revealed that met66 allele of the Val66Met polymorphism in the BDNF gene was associated with a phenotype of vulnerability, strength, placebo analgesia, increases in dopaminergic activity during the processing of pain and reductions during the placebo condition. It was also noted that these effects were dependent on gender, being exacerbated in women as compared to men. The fourth study showed increases in placebo analgesia and in placebo-induced opioid activity in the C385 allele of the functional polymorphism C385A of the FAAH gene. Furthermore, there were no significant differences due to this polymorphism in the pain response in absence of placebo, or in dopaminergic system activation. Finally, the latter two studies explored the social modulation of brain electrical activity during observation of pain and somatosensory experiences in other´s. The fifth study showed differences in visual evoked potentials during the sight of pain and anger faces. The sixth study showed that observation of painful and non-painful experiences in others modulated the amplitude of somatosensory evoked potentials in the onlooker. These data underscore the multidimensional nature of pain response and highlight the role of genetic and psychosocial factors in the persistence of pain.