Las respuestas al estrés del eje hipotalámico-pituitario-adrenal (HPA) juegan un papel decisivo tanto en la conducta ansiosa como en el funcionamiento del sistema inmune (IS). Es sabido que los niveles elevados de glucocorticoides (GC) desempeñan un papel protector ante la encefalomielitis experimental autoinmune (EAE), fiable modelo animal de la esclerosis múltiple. En esta Tesis, nos propusimos investigar si un determinado perfil ansioso podría corresponderse con un perfil específico de sensibilidad a la inflamación. En el “Estudio I”, ratas genéticamente heterogéneas N/Nih-HS de ambos sexos fueron inmunizadas con proteína oligodendrocito de la mielina (MOG) para evaluar la EAE. Con el objetivo de valorar los efectos de la ansiedad sobre el IS, examinamos la incidencia (INC) y la severidad de la EAE que presentaban los subgrupos de ratas con puntuaciones extremas en ansiedad. De estos subgrupos (de baja y alta ansiedad) también se comparó la conducta ansiosa y el peso relativo de las glándulas adrenales (RAW). Los resultados indicaron una posible relación entre alta ansiedad y resistencia a la EAE. Sin embargo, algunas de las asociaciones asumidas en el “Estudio I” entre conducta ansiosa y estrés fisiológico, debían esclarecerse. Para ello, en el “Estudio II” se estudiaron las posibles relaciones entre las respuestas del eje HPA y la ansiedad las ratas inbred DA y PVG de ambos sexos. Las cepas DA y PVG son respectivamente susceptible y resistente a un amplio espectro de enfermedades autoinmunes, entre otras, la EAE. En el presente estudio, se caracterizaron estas cepas por sus conductas de miedo/ansiedad y actividad ante la novedad. Además se examinó la function del eje HPA, en terminos de niveles de corticosterona (basal y post-stress), peso relativo de las glándulas adrenales, y su expresión mRNA del receptor de la hormona adrenocorticotropa (MC2R). También se estudió la expresión mRNA de CD74 (complejo mayor de histocompatibilidad, clase II); y la interleucina proinflamatoria-6 (IL-6), en el núcleo paraventricular del hipotálamo, la pituitaria y las adrenales. En conjunto, nuestros resultados muestran que en la EAE, un perfil ansioso se correspondería con un eje HPA incrementado, que podría actuar reprimiendo las respuestas inflamatorias, produciendo un efecto de cierta resistencia a la EAE. / Stress hypothalamic-pituitary-adrenal (HPA) axis responses play a role in both anxiety behaviour and immune system (IS). Enhanced glucocorticoid (GC) levels have shown to play a protective role in experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE), a reliable animal model of multiple sclerosis. In this Thesis, we aimed to investigate if a determined anxious profile could correspond to a specific inflammatory susceptibility. In “Study I”, genetically heterogeneous N/Nih-HS rats of both sexes were immunized with myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG) to evaluate EAE. To assess the effect of anxiety on IS, subgroups of rats scoring extreme values of anxiety were examined on their EAE incidence (INC) and severity. Also, anxious behaviour and relative adrenal weight (RAW) of subgroups selected by resistance or susceptibility was studied was compared. Results indicated a possible relationship between high anxiety and EAE-resistance. However, the assumed associations between behavioural anxiety and physiological stress needed to be elucidated. Thus, in “Study II” we studied in male and female DA and PVG inbred rats the possible relationships among HPA axis responses and anxiety. DA and PVG strains are respectively susceptible and resistant to a wide range of experimental autoimmune diseases, EAE among others. In the current study, these strains were characterized by their anxiety/inhibition. We further examined their HPA axis function, by means of (basal and post-stress) corticosterone levels, RAW, and via RT–PCR their expression of mRNA adrenocorticotropin receptor (Melanocortin 2 Receptor, MC2R) on adrenal glands. We also studied the mRNA expression of both CD74 (major histocompatibility complex; MHC-II) and the pro-inflammatory interleukin-6 (IL-6) on paraventricular nucleus of the hypothalamus (PVN), pituitary and adrenal glands. Together, our data show that in EAE, a high anxious profile accompanied by an enhanced HPA axis may involve the repression of inflammatory responses, providing a certain resistance.

La activación del Receptor del Factor de Necrosis Tumoral de tipo 1 (TNFR1) por parte de su ligando específico, TNFα, induce la muerte celular mediante la formación de un complejo de señalización inductor de muerte (DISC) que contiene caspasa-8 junto con las proteína adaptadoras FADD, TRADD, TRAF2, y RIP. Este complejo provoca la activación de caspasa-8 que lleva a la apoptosis. Sin embargo, TNFR1 también puede iniciar la activació de vías de señalización relacionadas con la superviviencia celular y la diferenciación, tales como el factor de transcripción NF-kB o la vía MAPK/ERK. De hecho, en la mayoría de tipos celulares se ha demostrado que la señalización de supervivencia iniciada por TNFα debe ser bloqueada para inducir la muerte celular apoptótica. Esto se ha conseguido clásicamente mediante el cotratamento con inhibidores de la síntesis proteíca como Actinomicina D o Cicloheximida, o mediante la inhibición directa de la vía de NF-kB a través de inhibidores químicos o la sobreexpresión de una forma no degradable de IkBα. Un trabajo previo de nuestro própio laboratorio reveló que la Actinomicina D sensibiliza las células PC12 y las neuronas corticales a la apoptosis inducida por TNFα a través de una disminución en la expression de la proteína antiapoptótica Bcl-XL. No obstante, les resultados demostraron que este efecto era independiente de NF-kB o de otras proteínas antiapoptóticas como FLIP-L o las IAPs. En esta tesis se analiza la activación de vías de supervivencia por parte de TNFα. En particular, he establecido una relación entre la activació de NF-kB y la vía de MAPK/ERK. He utilizado la línea celular PC12, un modelo bien establecido de células neuronales. La inhibición de la vía de NF-kB en estas células indujo la reducción de la expression de FLIP-L. Mis resultados indican que la activación de la vía MAPK/ERK depende de FLIP-L. Además, esta cascada de señalización no implica la clásica activación de Ras, la proteina efectora que actúa por encima en la vía. Sin embargo, la MAPKKK Raf-1 es necesaria para inducir la fosforilación de ERK1/2, lo que sugiere que FLIP-L podria substituir a Ras en su función. Los resultados de esta tesis también demuestran que la vía MAPK/ERK protege a las células de la apoptosis inducida por TNFα, dado que la inhibición de esta señalización sensibiliza las células PC12 a la muerte celular inducida por TNFα de forma similar a la sensibilización conseguida mediante la inhibición de NF-kB. La caracterización de esta señalización apoptótica muestra la implicación de JNK, que es necesaria para inducer la muerte celular cuando NF-kB está bloqueado y cuando se inhibe MAPK/ERK. Es más, JNK induce un aumento en la expresión de Bim, una proteina BH3-only relacionada clásicamente con la apotosis. En resumen, esta tesis establece la relevancia de la vía MAPK/ERK como regulador negativo de la apoptosis inducida por TNFα. Es importante destacar que los resultados obtenidos revelan que NF-kB es crucial para la inducción de la fosforilación de ERK1/2 por TNFα, y que estas vías de señalización estan relacionadas a través de la proteína antiapoptótica FLIP-L. / Activation of the Tumor Necrosis Factor Receptor 1 (TNFR1) by its ligand TNFα induces cell death through recruitment of a Death Inducing Signaling Complex (DISC) containing caspase-8 and the adaptor proteins FADD, TRADD, TRAF2 and RIP. This complex causes the cleavage and activation of caspase-8 that leads to apoptosis. However, TNFR1 can also trigger activation of signaling pathways related to cell survival and differentiation, such as the transcription factor NF-kB or MAPK/ERK. In fact, in most cell types it has been shown that survival signaling by TNFα needs to be abrogated in order to induce apoptotic cell death. This has been classically achieved by co-treatment with protein synthesis inhibitors such as Actinomycin D or Cycloheximide, or by direct inhibition of the NF-kB pathway through chemical inhibitors or overexpression of a non-degradable form of IkBα. A previous report in our lab revealed that Actinomycin D sensitizes PC12 cells and cortical neurons to TNFα- induced apoptosis through down-regulation of the antiapoptotic protein Bcl-XL. However, the results showed that this effect was independent of NF-kB or other antiapoptotic proteins such as FLIP-L or IAPs. This thesis analyses the activation of survival pathways by TNFα. In particular, I have established a link between the activation of NF-kB and the MAPK/ERK pathway. I have used PC12 cells, a wellknown model of neuronal cells. Inhibition of the NF-kB pathway in these cells induced a downregulation of the antiapoptotic FLIP-L. My results indicate that TNFα-induced activation of the MAPK/ERK pathway depends on FLIP-L. Furthermore, this signaling cascade does not involve the classical activation of the upstream effector Ras. However, the MAPKKK Raf-1 is necessary to induce ERK1/2 phosphorylation, thus suggesting that FLIP-L subtitutes Ras in this function. The results of this thesis also demonstrate that the MAPK/ERK pathway affords protection from TNFα-induced apoptosis, since abrogation of this signaling cascade renders PC12 sensitive to cell death induced by TNFα in a manner similar to sensitization achieved by NF-kB inhibition. Characterization of the apoptotic pathway shows the implication of JNK, which is necessary to induce cell death when NF-kB is blocked and when MAPK/ERK is inhibited. Moreover, JNK induces the upregulation of Bim, a BH3-only protein classically linked tot the induction of apoptosis. Altogether, this thesis establishes the relevance of the MAPK/ERK pathway as a negative regulator of TNFα-induced apoptosis. Importantly, the results obtained reveal that NF-kB is crucial for the induction of ERK1/2 phosphorylation by TNFα, and that this pathways are linked through the antiapoptotic protein FLIP-L.

This work contains the efforts I have made in the last years in the field of Electrophysiological data analysis. Most of the work has been done at Starlab Barcelona S.L. and part of it at the Neurodynamics Laboratory of the Department of Psychiatry and Clinical Psychobiology of the University of Barcelona. The main work deals with the analysis of electroencephalography (EEG) signals, although other signals, such as electrocardiography (ECG), electroculography (EOG) and electromiography (EMG) have also been used. Several data sets have been collected and analysed applying advanced Signal Processing techniques. On a later stage Computational Intelligence techniques, such as Machine Learning and Genetic Algorithms, have been applied, mainly to classify the different conditions from the EEG data sets. 3 applications involving EEG and classification are proposed corresponding to each one of the 3 case studies presented in this thesis. Analysis of Electrophysiological signals for biometric purposes: We demonstrate the potential of using EEG signals for biometric purposes. Using the ENOBIO EEG amplifier, and using only two frontal EEG channels, we are able to authenticate subjects with a performance up to 96.6%. We also looked for features extracted from the ECG signals and in that case the performance was equal to 97.9%. We also fused the results of both modalities achieving a perfect performance. Our system is ready to use and since it only uses 4 channels (2 for EEG, 1 for ECG in the left wrist and 1 as active reference in the right ear lobe), the wireless ENOBIO sensor is perfectly suited for our application. EEG differences in First Psychotic Episode (FPE) Patients: From an EEG data set of 15 FPE patients and the same number of controls, we studied the differences in their EEG signals in order to train a classifier able to recognise to which group an EEG sample comes from. The feature we use are extracted from the EEG by computing the Synchronization Likelihood feature between all possible pairs of channels. The next step is to build a graph and from that graph we extracted the Mean Path Length and the Clustering Coefficient. Those features as a function of the connectivity threshold are then used in our classifiers. We then create several classification problems and we reach up to 100% of classification in some cases. Markers of stress in the EEG signal: In this research, we designed a protocol in which the participants where asked to perform different tasks, each one with a different stress level. Among these tasks we can find the Stroop Test, Mathematical arithmetics and also a fake blood sample test. By extracting the alpha asymmetry and the beta/alpha ration, we where able to discriminate between the different tasks with performances up to 88%. This application can be used with only 3 EEG electrodes, and it can also work in real time. Finally this application can also be used as a neurofeedback training to learn how to cope with stress. / Este trabajo contiene los esfuerzos que he realizado en los últimos años en el campo del análisis de datos electro-fisiológicos. La mayor parte del trabajo se ha hecho en Starlab Barcelona SL y otra parte en el Laboratorio de Neurodinámica del Departamento de Psiquiatría y Psicobiología Clínica de la Universidad de Barcelona. La parte central de esta tesis está relacionado con el análisis de la señales de electroencefalografía (EEG), aunque otras señales, tales como electrocardiografía (ECG), electroculografía (EOG) y electromiografía (EMG) también se han utilizado. Varios conjuntos de datos se han recogido y analizado aplicando técnicas avanzadas de procesamiento de señales. En una fase posterior, técnicas de inteligencia computacional, tales como 'Machine Learning' y algoritmos genéticos, se han aplicado, principalmente para clasificar las diferentes condiciones de los conjuntos de datos de EEG. Las 3 aplicaciones, que involucran EEG y técnicas de clasificación, que se presentan en esta tesis son: -Análisis de señales electro-fisiológicas para aplicaciones de biometría -Diferencias en las características del EEG en pacientes de primer brote psicótico -Marcadores de estrés en la señal de EEG

La matriu extracel·lular (MEC) del sistema nerviós central (SNC) es troba dispersa al neuròpil o formant agregats al voltant de les neurones, anomenats xarxes perineuronals (PNN). La MEC conté proteoglicans de tipus condroitin sulfat (CSPG), àcid hialurònic (AH) i tenascina-R. També es poden trobar proteoglicans de tipus heparan sulfat (HSPG) secretats a la MEC o formant part de la membrana cel·lular. Les aquaporines (AQP) són una família de proteïnes transmembrana que actuen com a canals d'aigua. L'AQP1 i l'AQP4 s'expressen àmpliament al SNC on tenen diverses funcions. Malgrat la importància de totes aquestes molècules, la seva distribució al SNC del ratolí només s'ha descrit parcialment. La distribució histoquímica de les PNNs, l'agrecà, l'AH, els HSPG i l'AQP4 es van valorar semiquantitativament al SNC del ratolí. Els resultats van demostrar que l'agrecà, l'AH i els HSPG tenen una distribució perineuronal, mentre que l'AQP4 té una distribució heterogènia al neuròpil del SNC. Es va observar una correlació inversa entre l'AQP4 i els components de la MEC, suggerint que poden tenir un paper complementari en el manteniment de la homeòstasi de l'aigua. L'AQP4 i els HSPG van presentar una localització comú al neuròpil del SNC. La MEC i les AQPs es van estudiar a la encefalopatia espongiforme bovina (EEB) i a la tremolor ovina. Ambdues malalties pertanyen al grup de les encefalopaties espongiformes transmissibles (EET) o malalties priòniques, les quals es caracteritzen per l'acumulació de proteïna prió resistent (PrPres) al SNC, pèrdua neuronal, degeneració espongiforme i proliferació de cèl·lules glials. L'estudi de la MEC es va desenvolupar en la línia de ratolí transgènic boTg110 infectat intracranialment amb EEB; i en el ratolins C57Bl6 infectats amb RML (una soca de tremolor ovina). En tots dos casos es va observar una alteració molt marcada de la MEC a l'estadi final de les dues malalties. L'AQP1 i l'AQP4 es van estudiar al ratolí boTg110 per immunohistoquímica, i casos naturals d'EEB per immunohistoquímica i western blot. Les dues AQPs estaven sobreexpressades a la membrana dels astròcits a l'estadi terminal de la malaltia en el cas dels ratolins, i en vaques pre-clíniques. Els canvis de la MEC i la sobreexpressió de les AQPs es va correlacionar amb l'acumulació de PrPres, i l'activació de les cèl·lules glials. Per això es va concloure que les alteracions a la MEC, l'AQP1 i l'AQP4 eren conseqüència de l'activació de les cèl·lules glials induïda per la PrPres, i tots aquests canvis podrien produir desequilibris en els iòns i l'aigua al SNC i contribuir a l'aparició de les lesions típiques de les EETs. / The extracellular matrix (ECM) of the central nervous system (CNS) is found dispersed in the neuropil or forming aggregates around the neurons called perineuronal nets (PNNs). The ECM mainly contains chondroitin sulphate proteoglycans (CSPG), hyaluronic acid (HA) and tenascin-R. Heparan sulphate proteoglycans (HSPG) can also be secreted in the ECM or be part of the cell membrane. Aquaporins (AQP) are a family of transmembrane proteins that act as water selective channels. AQP1 and AQP4 are widely expressed in the CNS where they play several roles. Nevertheless the importance of these elements, their distribution in the CNS of mice is only partially known. The histochemical distribution of PNNs, aggrecan, HA, HSPGs and AQP4 were semiquantitatively evaluated in the whole CNS of mice. The results showed that aggrecan, HA and HSPGs have a perineuronal distribution, and AQP4 has an heterogeneous distribution throughout the neuropil of the CNS. An inverse correlation between AQP4 and ECM components was observed, suggesting a complementary role in the maintenance of water homeostasis. A common location for AQP4 and HSPGs was also observed in CNS neuropil. ECM and AQPs were studied in bovine spongiform encephalopathy (BSE) and Scrapie. Both diseases belong to the group of animal transmissible spongiform encephalopathies (TSE) or prion diseases. They are characterized by the accumulation of resistant prion protein (PrPres) in the CNS, neuronal loss, spongiform degeneration and glial cell proliferation.The ECM was studied by immunohistochemistry in the transgenic mice boTg110, overexpresing bovine PrPc, intracranially infected with cattle BSE; and in C57BL/6 mice intraperitoneally infected with RML scrapie strain. Both of them showed dramatical ECM disturbances at latest stage of both diseases. AQP1 and AQP4 were studied in boTg110 mice by immunohistochemistry, and in BSE field cases by immunohistochemistry and western blot. Both AQPs were overexpressed in the membrane of astrocytes at terminal stage of the disease in mice with evident clinical signs, and in pre-clinical cattle. The ECM changes and AQPs overexpression were correlated with PrPres accumulation, and activated glial cells. Therefore we conclude that alterations in the ECM, AQP1 and AQP4 are a consequence of glial cell activation induced by PrPres, and both changes could lead to ion and water imbalance in the CNS which could contribute to trigger the typical histopathological features of TSEs.

Introducció: L'esclerosi múltiple (EM) és una malaltia crònica d'etiologia desconeguda i caracteritzada histològicament per la desmielinització dels axons neuronals. El tractament de l'EM, en absència de la possibilitat de cura, és pal·liatiu, amb els objectius de millorar els símptomes durant les brotades, intentar evitar aquestes i prevenir les complicacions. És per això que per aquest treball es plantejà comparar en termes de cost-efectivitat els tres tractaments que fins avui han demostrat reduir la freqüència de les brotades en l'EM recidivant i remitent. Endemés, sabent que no hi ha cura per l'EM i que la majoria evolucionaran amb discapacitat crònica, aquesta tesi es plantejà contribuir al coneixement estudiant la qualitat de vida relacionada amb la salut (QVRS) tant d'aquestes persones com la del familiar que en té cura.Metodologia: Estudi multicèntric transversal i, per al cost-efectivitat calgué, a més, dissenyar un model d'anàlisi de decisions de Markov (amb horitzó temporal de 5 anys i perspectiva social d'anàlisi). Els malalts d'EM i familiars elegibles per a l'estudi foren aquells que de forma consecutiva visitaven per control o seguiment les consultes externes dels nou centres hospitalaris participants i que complien uns determinats criteris d'inclusió. Instruments de QVRS: SF-36 i escala visual analògica de l'EuroQol per als malalts, i SF-12 i GHQ-12 per als familiars.Resultats: Durant els tres anys i mig (1997-2000) de la recollida de dades s'obtingué informació de 705 malalts afectats per EM i 551 familiars-cuidadors. Els pacients amb EM d'aquest estudi foren majoritàriament dones (en una relació 2:1 respecte els homes), amb una edat mitjana de 40 anys i amb una proporció d'estudis universitaris superior a la de la població catalana. La situació laboral més freqüent d'aquests pacients és la d'invalidesa. Per la seva banda, els familiars que en tenen cura són en la majoria dels casos el cònjuge, amb una edat mitjana de 45 anys i són majoritàriament treballadors per compte d'altri. L'impacte de l'EM en la QVRS dels malalts és notable si es compara amb la QVRS de la població general. Aquest impacte és present també en pacients amb discapacitat física lleu o en pacients joves. L'EM no només afecta als que la pateixen directament, sinó que també els familiars que en tenen cura presenten una QVRS inferior a la de la població general, veient-se especialment afectada llur salut mental, amb un 27% de casos probables de trastorn mental, 10% més que en la població general.L'efectivitat dels tractaments per a l'EM recidivant i remitent, en termes d'anys de vida guanyats ajustats per qualitat (AVAQ), és molt semblant entre ells. Amb tot, l'acetat de glatiràmer és el fàrmac més efectiu, assolint 0,13 AVAQ més (en una estimació de cinc anys), en comparació amb el tractament estàndard. El fàrmac més cost-efectiu fou l'interferó-b-1a a un cost de 550.000 /AVAQ guanyat.Conclusions: 1) L'impacte de l'EM en la QVRS dels malalts és notable i, alhora, és semblant a la d'altres pacients de països allunyats al nostre. 2) L'EM també afecta als familiars que en tenen cura presentant QVRS mental pitjor que la població general i 10% més casos probables de trastorn mental. 3) Els tractaments actuals per l'EM recidivant i remitent no mostren un augment rellevant dels AVAQ a curt termini. 4) Caldria recerca en: a) estudis longitudinals de QVRS tant de malalts com de familiars-cuidadors; b) adaptació d'un o més instruments específics de QVRS per a l'EM; c) quins serveis sanitaris caldria reforçar o desenvolupar per reduir el temps de dedicació del familiar al pacient amb EM; d) com canalitzar en el sistema sanitari l'afectació indirecta de la malaltia; i e) estudis econòmics sobre els costos que comporta la malaltia al nostre context. / Background: Multiple sclerosis (MS) is a chronic disease of unknown etiology characterized by the demyelination of the neuron axons. The treatment for MS is palliative, its goals being to improve the symptoms during relapses, to try to avoid these and to prevent complications. For this reason, this work aimed at comparing in terms of cost-effectiveness, the three treatments that currently demonstrated a decrease in the frequency of relapses in the relapsing-remitting MS. In addition, knowing that there is no cure for MS, and that most of patients will evolve with chronic disability, this doctoral dissertation is contributing to the knowledge by studying the patients' health related quality of life (HRQL), as well as that of the relatives who take care of them.Methods: A cross-sectional multicenter study was designed and, for the cost-effectiveness assessment, a Markovian decision analysis model was built up (with a time horizon of 5 years and a social perspective analysis). MS patients and relatives eligible for the study were those consecutively visited for control or follow-up at the outpatient clinics of the nine general hospitals participating, and who complied with some specific inclusion criteria. Instruments of HRQL: SF-36 and visual analogue scale of the EuroQol for the patients, and SF-12 and GHQ-12 for the relatives.Results: After three years and a half (1997-2000) of data collection, information on 705 MS patients and 551 relative-caregivers was gathered. MS patients of this study were mostly women (2:1 w/m ratio) with an average age of 40 years, and with a rate of university degree studies higher than the Catalan population. The most frequent employment situation of these patients was disability to work. On the other hand, the relative that take care of the patient is in most of the cases the spouse, with an average age of 45 years, and they are mostly employed. The impact of MS on the patients' HRQL is remarkable if compared with the general population HRQL. This impact is present also in patients with slight physical disability or in young patients. MS does not only affects to those that suffer it directly, but relatives-caregivers also show lower HRQL than the general population, especially the HRQL related to their mental health. There were 27% of probable cases of mental disorder, 10% above the general population.The effectiveness of the relapsing-remitting MS treatments, in terms of quality adjusted life years (QALY), is very similar among them. In spite of that, the glatiramer acetate is the most effective drug, achieving 0.13 more QALY (in an estimation of five years), in comparison with the standard treatment. The most cost-effective drug was b interferon-1a to a cost of 550,000 /QALY gained.Conclusions: 1) The impact of MS on patients' HRQL is remarkable and it is similar to that of other countries. 2) MS also affects the relatives who take care of them, with a mental HRQL worse than the general population, and 10% more probable cases of mental disorders. 3) The current treatments for the relapsing-remitting MS do not show a relevant increase of the QALYs at short-term. 4) Research is needed in: a) longitudinal studies of the MS patients' HRQL as well as of the relatives-caregivers' HRQL; b) adaptation of one or more MS specific HRQL instruments; c) which health services to reinforce or to develop in order to reduce the time of caregiver dedication to the patient; d) how to deal with the indirect implications of the illness in the national health system; and e) economic studies on the costs that the illness entails in our context.

People with acquired brain damage and their families are described as silent epidemic because, although they have extended their survival, no psychosocial long-term means have been increased to improve their quality of life. The aim of this doctoral thesis is to contribute to their welfare, identifying the most important factors, from the perspective of the implicated people to enhance their quality of life. To achieve this aim, we want to identify the psychosocial, the facilitating and the complicating elements that coexist in the daily life of people with acquired brain damage and their families. We use qualitative methodology. Data were obtained from focus group and interviews. From the analysis we have obtained 3 psychosocial dimensions: process of comparison, uncertainty of their daily life and perception of uncovered needs. We conclude this thesis with proposals of psychosocial intervention from an ecologic point of view / Les persones amb dany cerebral adquirit i les seves famílies són descrits d’epidèmia silenciosa perquè tot i l’augment de la seva supervivència, no s’han incrementat els mitjans psicosocials a llarg termini per una millora de la seva qualitat de vida. L’objectiu principal d'aquesta tesi és el de contribuir en el seu benestar identificant els factors més rellevants que contribueixen, des de la perspectiva dels agents implicats, a la millora de la seva qualitat de vida. Per aconseguir aquest objectiu, hem identificat els elements psicosocials i els facilitadors i dificultadors que configuren la vida quotidiana de les persones afectades de DCA i les seves famílies. Es parteix de la vivència de les persones implicades i s'ha utilitzat metodologia qualitativa; s'han realitzat grups de discussió i entrevistes. De l’anàlisi de contingut s’han identificat 3 dimensions psicosocials que conformen la seva vida quotidiana: la comparació, la incertesa de la vida quotidiana i la percepció de necessitats no cobertes. Finalment es realitzen propostes d’intervenció psicosocial des d’una perspectiva ecològica

INTRODUCCIÓN: La actual clasificación de afasia primaria progresiva (APP) reconoce tres variantes clínicas principales: no-fluente/agramatical (APP-vnf), semántica (APP-vs) y logopénica (APP-vl). Cada una presenta un patrón de neuroimagen estructural y/o funcional característico, que sirve como biomarcador de apoyo al diagnóstico clínico; sin embargo, la asociación entre ambos criterios diagnósticos no ha sido evaluada a nivel individual en la práctica clínica. Además, el papel de diversos marcadores genéticos y bioquímicos (como los niveles séricos de progranulina y los biomarcadores de enfermedad de Alzheimer (EA) en líquido cefalorraquídeo (LCR)), todavía no ha sido establecido en el estudio de la APP y éstos no figuran en la actual clasificación. Por otra parte, evolutivamente algunos pacientes con APP-vnf desarrollan un parkinsonismo atípico con sustrato neuropatológico de una degeneración lobular fronto-temporal (DLFT)-tau. Sin embargo, no hay estudios que valoren in vivo la integridad de la vía nigroestriatal mediante 123I-FP-CIT SPECT en sujetos con APP sin parkinsonismo clínico. MÉTODOS: En el trabajo 1, centrado en una cohorte prospectiva de sujetos con APP, se realizó: exploración clínica y neuropsicológica, neuroimagen estructural (RM) y funcional (PET/SPECT), genotipado APOE, estudio de biomarcadores de EA en LCR (Aβ42, tau-total y tau fosforilada), niveles séricos de progranulina y cribado de mutaciones en MAPT, GRN y C9ORF72. En el trabajo 2 se compararon los niveles séricos de progranulina en una cohorte retrospectiva de pacientes con diagnóstico clínico de DFT, APP y EA. Se realizó secuenciación directa de GRN en aquellos sujetos con niveles séricos de progranulina <120 ng/mL. En el trabajo 3 se evaluó la vía nigroestriatal mediante 123I-FP-CIT SPECT en pacientes con APP-vnf y APP-vl sin parkinsonismo clínico respecto a controles. Además se realizó estudio de biomarcadores de EA en LCR (Aβ42, tau-total y tau fosforilada) y niveles séricos de progranulina. RESULTADOS: 1. La mayoría de los sujetos se clasificaron en las tres variantes clínicas de APP aunque un 15,6% resultó inclasificable (APP-i) según los actuales criterios diagnósticos. Todos los casos de APP-vs y APP-vl mostraron positividad de, al menos, uno de los dos biomarcadores de neuroimagen. En la APP-vnf sólo un 66% de los casos presentaba algún biomarcador de imagen positivo, si bien se producía un alto grado de congruencia entre la localización de la atrofia y/o hipoperfusión/hipometabolismo. Todas las APP-vl y el 60% de las APP-i mostraron un perfil de biomarcadores en LCR sugestivo de EA. En tres sujetos con APP-vnf e historia familiar de demencia de inicio precoz, se detectaron mutaciones genéticas patogénicas (una en GRN y dos en C9ORF72). 2. No se apreciaron diferencias en los niveles de progranulina entre controles y sujetos con diversos síndromes cognitivos, entre ellos APP. Detectamos dos mutaciones nulas de GRN en tres sujetos con los niveles séricos medios más bajos (50,5 ng/ml) y una mutación de patogenicidad incierta en el sujeto con los niveles más altos (92,3 ng/ml). 3. Los sujetos con APP-vnf mostraron una reducción de la captación estriatal del 123I-FP-CIT respecto a controles, pero no los sujetos con APP-vl. El grupo de APP-vnf, enriquecido con biomarcadores (biomarcadores de EA en LCR y niveles séricos de progranulina) también mostró una reducción de la captación esrtiatal del trazador respecto a controles y respecto al grupo APP-vl estudiado con biomarcadores. CONCLUSIONES: 1. Existe una excelente asociación entre los criterios clínicos y de neuroimagen actuales en la APP-vs y la APP-vl. Los resultados de biomarcadores de neuroimagen, bioquímicos y genéticos de la APP-vnf sugiere un sustrato patogénico más heterogéneo. La incorporación del estudio de marcadores biológicos y genéticos en la APP podría ayudar a mejorar in vivo la predicción del sustrato neuropatológico, especialmente en la APP-vnf y APP-i. 2. Los niveles séricos de progranulina reducidos son un útil biomarcador para detectar portadores de mutaciones en GRN. 3. El 123I-FP-CIT SPECT detecta disminución de la captación estriatal del trazador en APP-vnf sin parkinsonismo clínico y apoya la existencia de degeneración subclínica nigroestriatal en estos sujetos. Esta técnica podría ser un potencial biomarcador para identificar in vivo pacientes con APP a riesgo de desarrollar un síndrome parkinsoniano, posiblemente relacionado con una DLFT-tau. / INTRODUCTION: Clinical diagnosis of the three variants of primary progressive aphasia (PPA) -non-fluent/agrammatical variant (nfvPPA), semantic (svPPA) and logopenic (lvPPA)- may be further supported by neuroimaging. However the association between PPA clinical variants and consensus neuroimaging-supported diagnostic criteria and available biochemical and genetic markers has not been. Moreover, some nfvPPA patients develop atypical parkinsonism related to FTLD-tau but the nigrostriatal pathway using 123I-FP-CIT SPECT in PPA patients without clinical parkinsonism has not been evaluated. METHODS: Article 1. We performed clinical, neuropsychological evaluation, MRI and/or PET/SPECT in a cohort of PPA participants. To rule out GRN mutations and underlying AD, serum progranulin levels and CSF-AD biochemical markers (Aβ42, total- tau and phosphorylated- tau) were determined. Cases with a first-degree family history of early-onset dementia were genetically tested. Article 2. Serum progranulin levels were analyzed in patients diagnosed of FTD, PPA and AD. DNA was screened for GRN mutations when progranulin levels were < 120 ng/ml. Article 3. Visual and semi-quantitative assessment of the striatal 123I-FP-CIT uptake ratios were analyzed in nfvPPA and lvPPA patients without clinical parkinsonism and controls. CSF-AD biochemical markers and serum progranulin levels were also studied. RESULTS 1. The majority of patients fulfilled clinical criteria for the three variants of PPA but 15.6% were unclassifiable (uPPA) according to establish criteria. All svPPA and lvPPA patients presented at least one positive neuroimaging-supported diagnostic criteria but that was the case of 66% of nfvPPA. AD-CSF biomarkers were associated to lvPPA and 60% of uPPA. Two nfvPPA patients carried a GRN mutation and two nfvPPA the C9orf72 mutation. 2. We detected no differences in progranulin serum levels between DFT, PPA and AD patients. Serum progranulin levels of the three null mutations carriers found were reduced 1/3 respect to controls. 3. NfvPPA patients, especially those with normal progranulin and CSF-AD biomarkers, presented a reduced striatal 123I-FP-CIT uptake compared to controls and lvPPA. 70% of nfvPPA patients with normal biochemical markers develop clinical parkinsonism on follow-up, 85% of them with an abnormal 123I-FP-CIT SPECT at inclusion. CONCLUSIONS: 1. We found an excellent association between clinical and neuroimaging-supported diagnostic criteria in svPPA and lvPPA. Neuroimaging, genetic and biochemical markers suggested a heterogeneous substrate in nfvPPA. Incorporating genetic and biochemical markers into the assessment of PPA could improve neuropathological predictions, especially of nfvPPA and uPPA. 2. There are no differences in the serum progranulin levels in patients with PPA, DFT and AD, after excluding the cases of null GRN mutations. The determination of serum progranulin levels is a useful biomarker to detect GRN mutations independently of the clinical phenotype. 3. 123I-FP-CIT SPECT detects reduced striatal uptake in nfvPPA without clinical parkinsonism indicating the existence of subclinical nigrostriatal. This technique could be a potential biomarker to identify PPA patients at risk of developing atypical parkinsonism, probably related to FTLD-tau.

Multiple sclerosis is a chronic neurological disease of the central nervous system with unknown, autoimmune mechanism, and a progressive and disabling course. Lipid-specific oligoclonal IgM bands in cerebrospinal fluid have been associated with worse clinical forms of the disease. MicroRNAs regulate genetic expression and participate in physiological processes and in different diseases. For this reason, they have been postulated as potential molecular biomarkers both of diagnosis and prognosis in many diseases. In the research for this doctoral thesis, the role of microRNAs in cerebrospinal fluid in the early phases of relapsing-remiting multiple sclerosis has been studied and some microRNAs have been identified as candidates to be biomarkers of the diagnosis of the diesease and are associated to the presence of lipid-specific oligoclonal IgM bands, which have been related with more aggressive forms of multiple sclerosis. The expression of these microRNAs is associated to certain clinical and radiological variables of affected patients / L’esclerosi múltiple és una malaltia neurològica crònica del sistema nerviós central, d’etiologia no ben coneguda, mecanisme autoinmmunitari, curs progressiu i pronòstic heterogeni. Les bandes oligoclonals d’IgM lípidesespecífiques en líquid cefaloraquidi s’han associat a formes clíniques de la malaltia de pitjor pronòstic. Els microRNA regules l’expressió genètica i intervenen en processos fisiològics i en moltes malalties. Per aquest motiu s’estan postulant com a potencials biomarcadors moleculars tant de diagnòstic com de pronòstic en moltes malalties. En aquest treball de tesi doctoral s’ha estudiat el paper dels microRNAs en líquid cefaloraquidi en les fases inicials de les formes remitent-recurrent d’esclerosi múltiple, i s’han identificat alguns microRNAs com a candidats a ésser biomarcadors del diagnòstic de la malaltia i associats a la presència de bandes oligoclonals d’IgM lípidespecífiques que s’han relacionat amb formes més agressives d’esclerosi múltiple. L’expressió d’aquests microRNAs s’ha associat a algunes variables clíniques i radiològiques dels pacients afectats

El descubrimiento de los anticuerpos contra el receptor de acetilcolina (RACh) y la kinasa específica de músculo (MuSK), proteínas de la unión neuromuscular, ha ayudado a entender la fisiopatología de la miastenia y a definir subgrupos de pacientes con un fenotipo clínico común. En esta tesis nos propusimos estudiar si más allá de su utilidad en el diagnóstico, la presencia de anticuerpos específicos tiene implicaciones en la predicción de la respuesta al tratamiento. Analizamos la respuesta clínica e inmunológica a largo plazo en pacientes con miastenia refractaria a otros tratamientos inmunosupresores tratados con rituximab, y comparamos la respuesta observada entre pacientes con miastenia RACh+ y miastenia MuSK+. Por otro lado, estudiamos la presencia de nuevos autoanticuerpos en pacientes con miastenia seronegativa (aquellos en los que no se detectan anticuerpos contra RACh o MuSK). El primer estudio incluyó 17 pacientes (11 con miastenia RACh+ y 6 con miastenia MuSK+). Registramos los cambios clínicos, de tratamiento y en los títulos de anticuerpos de forma periódica tras la administración del tratamiento con rituximab. El segundo estudio incluyó 93 pacientes con miastenia seronegativa, 104 con miastenia seropositiva (71 RACh+ y 33 MuSK+) y 112 controles, incluyendo pacientes con otras enfermedades inmunomediadas o degenerativas y controles sanos. Para identificar nuevas dianas antigénicas, utilizamos una gran variedad de técnicas experimentales para detectar la reactividad del suero sobre diferentes fuentes de antígenos, como la unión neuromuscular de ratón, proteínas neuronales de rata y un extenso array de proteínas humanas. En el estudio de pacientes con miastenia refractaria, seropositiva, observamos que el tratamiento con rituximab mejora el estado clínico e inmunológico de los pacientes. La mejoría es drástica y de larga duración en los pacientes con miastenia MuSK+ comparado con los pacientes RACh+. En vista del beneficio observado a largo plazo, recomendamos el uso de rituximab como opción terapéutica precoz en los pacientes con miastenia MuSK+ que no responden al tratamiento inicial con prednisona. En cambio, en pacientes con miastenia RACh+ la respuesta menos marcada sugiere que el tratamiento con rituximab se reserve para cuando otros inmunosupresores fallan. En el estudio de pacientes con miastenia seronegativa, identificamos cortactin, una proteína que promueve el agrupamiento de los RACh, como antígeno nuevo utilizando un array de proteínas humanas. Detectamos anticuerpos contra cortactin en un subgrupo de pacientes con miastenia seronegativa utilizando el ensayo celular. Sin embargo, utilizando inmunoblot o ELISA, encontramos que la presencia de anticuerpos contra cortactin no es específica de miastenia. Detectamos estos anticuerpos en algunos pacientes con otras enfermedades inmunomediadas, neurológicas o sistémicas. Así, cortactin parece ser un marcador de autoinmunidad que podría tener valor en el diagnóstico y el tratamiento de pacientes con miastenia seronegativa. Por otro lado, identificamos dipeptidil-peptidasa 10 (DPPY), una subunidad reguladora del canal de potasio Kv4.2, como antígeno nuevo en una paciente con miastenia seronegativa y timoma, lo que sugiere que el repertorio antigénico en la miastenia seronegativa es amplio. / The discovery of antibodies against acetylcholine receptor (AChR) and muscle specific kinase (MuSK), proteins of the neuromuscular junction, has helped to understand the pathophysiology of myasthenia and to define subgroups of patients with a common clinical phenotype. In this thesis we aimed to study if beyond their diagnostic utility, the presence of specific antibodies has implications in predicting treatment response. We analyzed the clinical and immunologic long-term outcome of patients with drug-resistant myasthenia treated with rituximab, and compared the response observed between patients with AChR+ myasthenia and MuSK+ myasthenia. Moreover, we studied patients with seronegative myasthenia (those with non-detectable AChR or MusK antibodies) for the presence of new autoantibodies. The first study included 17 patients with drug-resistant myasthenia (11 AChR+ and 6 MuSK+). Clinical status and changes in treatment and antibody titers were periodically determined after rituximab treatment. The second study included 93 patients with seronegative myasthenia, 104 with seropositive myasthenia (71 AChR+ and 33 MuSK+), and 112 controls including patients with different immune-mediated and degenerative diseases or healthy controls. To identify new target proteins, a variety of experimental techniques were used to detect serum reactivity against diverse sources of antigens such as mouse neuromuscular junction, rat neuronal proteins and a large array of human proteins. In the study of patients with drug-resistant seropositive myasthenia we showed that treatment with rituximab improves the clinical and immunological status. The improvement was dramatic and long-lasting in the MuSK+ group compared to the AChR+ group. In view of the long-term benefit observed, we recommend the use rituximab as an early therapeutic option in patients with MuSK+ myasthenia if they do not respond to initial treatment with prednisone. However, in patients with AChR+ myasthenia, the less dramatic response suggests that rituximab should be reserved for when other immunosuppressants fail. In the study of patients with seronegative myasthenia we identified cortactin, a protein that promotes AChR clustering, as a new antigen using a human protein array. Antibodies against cortactin were detected in a subgroup of patients with seronegative myasthenia using a cell-based assay. However, using immunoblot or ELISA we found that antibodies against cortactin were not specific to myasthenia. These antibodies were detected in some patients with other immune-mediated neurologic or systemic diseases. Thus, cortactin appears to be a marker of autoimmunity that may have diagnostic and therapeutic value in patients with seronegative myasthenia. Moreover, we identified dipeptidyl-peptidase 10 (DPPY), a regulatory subunit of the Kv4.2 potassium channel, as a new antigen in a patient with seronegative myasthenia and thymoma, suggesting a wider repertoire of antigen reactivity in seronegative myasthenia.

El trastorno límite de la personalidad (TLP) es un trastorno mental grave. Las profundas perturbaciones en la regulación del afecto y el control de los impulsos que se observa en estos pacientes han sido relacionadas con un pobre control inhibitorio prefrontal, lo que sugiere una desregulación de las redes fronto-límbicas responsables del control ejecutivo y el procesamiento de la recompensa. Esta tesis está dedicada al estudio del procesamiento de la recompensa y los mecanismos de control cognitivo en pacientes con TLP. En particular, se pretende examinar las posibles alteraciones en estas funciones cognitivas de orden superior mediante el uso de técnicas neurofisiológicas (resonancia magnética funcional: fMRI y Potenciales Evocados: ERP) y psicométricas, a fin de obtener una mejor comprensión de la fenomenología del TLP, y más concretamente, de las conductas autolesivas no suicidas (NSSI). Para este propósito, noventa y seis participantes, divididos en tres grupos (pacientes con TLP con los pacientes NSSI, BPD sin NSSI y controles sanos), fueron evaluados para su inclusión en el estudio. De esta muestra inicial, diferentes subgrupos de sujetos participaron en cuatro experimentos diferentes. En el primero, se analizaron dos componentes relacionadas con la recompensa en una muestra de dieciocho pacientes con TLP y dieciocho controles sanos mediante ERP. El segundo fue un estudio de fMRI en el que se estudiaron las regiones cerebrales relacionadas con el procesamiento de la recompensa en una muestra amplia de cuarenta pacientes con TLP (agrupados en función de la presencia o no de NSSI) y veinte controles sanos. En tercer lugar, se realizó un estudio de ERP en el que se analizó el procesamiento de errores en un grupo de treinta y cuatro pacientes con TLP (agrupados en función de la presencia de NSSI) y diecisiete controles sanos. Por último, la capacidad metacognitiva se evaluó en una muestra grande de treinta y seis sujetos con TLP y treinta y seis sujetos sanos. En resumen, los resultados obtenidos muestran que los pacientes con TLP presentan alteraciones relacionadas con el procesamiento de la recompensa. En concreto, estos pacientes presentan una disminución en la amplitud del componente Feedback Related Negativity y de la potencia de la actividad Theta. Además, los pacientes con TLP con NSSI presentan una mayor actividad en la corteza orbitofrontal en comparación con los pacientes con TLP sin NSSI y los controles sanos, asociada al procesamiento de la recompensa. Por otra parte, en relación con el control cognitivo, los mecanismos de monitorización del error están preservados en el TLP (incluso en aquellos con NSSI). Sin embargo, los pacientes con TLP muestran déficits en su capacidad metacognitiva de los procesos de autorregulación y control cognitivo implicados en sus actividades diarias. Todos estos resultados nos permiten una mejor comprensión del TLP y las NSSI, y sugieren nuevas líneas de investigación futuras. / Borderline Personality Disorder (BPD) is a serious mental disorder. The profound disturbances on affect regulation and impulse control observed in BPD patients have been related to a weakening of prefrontal inhibitory control, suggesting a dysregulation of the frontolimbic networks responsible of executive control and reward processing. This thesis is devoted to the study of reward processing and cognitive control mechanisms in BPD patients. In particular, this dissertation aims to examine possible alterations in these higher order cognitive functions by using neuropshysiological (functional MRI and Event Related Potentials: ERP) and psychometric techniques, in order to reach a better understanding of the BPD phenomenology, and most concretely, of non-suicidal self-injury behaviours (NSSI). For this purpose ninety-six participants, divided in three groups (BPD patients with NSSI, BPD patients without NSSI and healthy controls), were assessed for their participation in the study. Of this initial sample, different sub-groups of subjects participated in four different experiments. In the first one, we analyzed two specific reward-related ERP components in a sample of eighteen BPD patients and eighteen healthy controls. The second one was an fMRI study in which brain reward areas are investigated in a large sample of forty BPD patients (grouped in function of the presence of NSSI) and twenty healthy controls. Third, we conducted an ERP study in which the error processing was analyzed in a group of thirty-four BPD patients (grouped in function of the presence of NSSI) and seventeen healthy controls. Finally, the metacognitive capacity was assessed in a large sample of thirty-six BPD subjects and the corresponding thirty-six healthy subjects. In summary, the results obtained show that BPD patients present reward-related alterations. In particular, these patients exhibit a decrease in the amplitude of the Feedback Related Negativity ERP-component and of the power of theta activity. In addition, those BPD patients with NSSI present an enhanced activity in the Orbitofrontal Cortex compared to those BPD patients without NSSI and healthy controls. Moreover, in relation to cognitive control,, error monitoring mechanisms are preserved in BPD patients (even in those with NSSI). However, BPD patients show deficits in metacognitive monitoring on daily self-regulation and cognitive control processes. All these results allow us a better understanding of NSSI and BPD, and suggest new lines of future research.