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.

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.