Los artículos que se han incluido en esta Tesis Doctoral se centran en el estudio y caracterización de la afección neurológica que presentan los pacientes con Síndrome de Sjögren (SS) primario, incluyendo la evaluación tanto de la afección del sistema nervioso central como del sistema nervioso periférico en una cohorte de pacientes que ha sido estudiada de forma estandarizada y prospectiva en el Servicio de Enfermedades Autoinmunes del Hospital Clínic de Barcelona desde principios de los años 90. En los artículos se han analizado también aspectos específicos que pudieran influir en la prevalencia y expresión de la afección neurológica en el SS primario, como los factores de riesgo vascular, los criterios clasificatorios aplicados o el perfil inmunológico. - El primer artículo describe las principales características de la afección del Sistema Nervioso Central en el paciente con SS primario, las lesiones de sustancia blanca cerebral. Se ha analizado su posible asociación con la expresión sistémica del Síndrome de Sjögren, el perfil inmunológico y los factores de riesgo vascular. - El segundo artículo analiza la prevalencia de los diferentes tipos de neuropatía periférica en pacientes con SS primario, describiendo su etiología, características, respuesta terapéutica y pronóstico. - El tercer artículo describe las características de los pacientes con un diagnóstico clínico bien establecido de SS primario, a los que se aplicaron los criterios clasificatorios de 2002. Se evaluó la influencia de los dos principales grupos de criterios (2002 frente a 1993) buscando diferencias en la prevalencia y características de las principales manifestaciones clínicas (tales como los distintos tipos de afección neurológica) e inmunológicas. - El cuarto artículo analiza como la determinación de anticuerpos contra el antígeno Ro52 influye en la clasificación y la caracterización clínica de los pacientes con sospecha de SS primario, incluyendo la afección del sistema nervioso. - El artículo I del Suplemento analiza la prevalencia y la importancia clínica de los factores de riesgo cardiovascular en el SS primario, centrándose en la posible asociación con las características inmunológicas y dentro de estas últimas la afección neurológica incluyendo sistema nervioso central, sistema nervioso periférico y pares craneales. / The articles included in this thesis focuses on the study and characterization of the neurological condition presenting patients with primary Sjögren's syndrome (SS), including the assessment of both the condition of the central nervous system and peripheral nervous system in a cohort of patients that has been studied, standardized and prospectively in the Department of Autoimmune Diseases Hospital Clínic of Barcelona since the early 90s. Articles were also analyzed specific aspects that may influence the prevalence and expression of neurological disease in primary SS, such as vascular risk factors, the classification criteria applied or immunological profile. • The first article describes the main features of the condition of the central nervous system in patients with primary SS, the cerebral white matter lesions. We analyzed the possible association with systemic expression of Sjögren's syndrome, the immune profile and vascular risk factors. • The second article discusses the prevalence of different types of peripheral neuropathy in patients with primary SS, describing their causes, characteristics, treatment response and prognosis. • The third article describes the characteristics of patients with a clinical diagnosis of primary SS well established, to which the 2002 classification criteria were applied. The influence of the two main groups of criteria (2002 versus 1993) looking for differences in the prevalence and characteristics of the major clinical manifestations (such as different types of neurological disease) and immunological was evaluated. • The fourth article discusses the determination of antibodies to Ro52 antigen affect the classification and clinical characterization of patients with suspected primary SS, including the condition of the nervous system. • The Article I of the Supplement discusses the prevalence and clinical significance of cardiovascular risk factors in primary SS, focusing on the possible association with the immunological characteristics and within the latter the neurological disease including central nervous system, nervous system peripheral and cranial nerves.

Aquest treball doctoral explora dues aproximacions a l’estudi de la conducta a través de la genètica. La primera és una aproximació de caire intervencionista l'objectiu de la qual és estudiar la funció conductual de la regió del Cornus Ammonis (CA) a l’hipocamp utilitzant un model transgènic. La tesi descriu els processos per a validar aquesta aproximació mitjançant un model d’ablació cel.lular induïda per la toxina diftèrica, i els nostres resultats demostren la inserció del constructe i una expressió parcial. Describim els resultats tot analitzant la viabilitat d’aquest model per a l’estudi de la conducta. La segona aproximació és un estudi observacional de l’heretabilitat dels trets complexos com el comportament ansiós mitjançant l’anàlisi de dades genotípiques i fenotípiques. Analitzant una llarga mostra de rates heterogènies describim com l’heretabilitat dels trets complexos té un efecte lligat al parent d’origen (parent-of-origin effect) en rates, i centrem l’anàlisi en les conductes i estratègies d’enfrontament davant d’estímuls estressants (coping style). / The present work explores two approaches to the study of behaviour through genetics. The first approach is an interventional transgenic model that aims to study the behavioral function of the Cornus Ammonis (CA) sub region in the hippocampus. I describe the steps to validate an interventional model using a diphtheria-induced cell knockout rat, and our results confirm the insertion of the transgenic construct and a partial expression. We report the results and discuss the feasibility of the model. The second approach is an observational study of the heritability of complex traits such as anxious behaviour analysing phenotypic and genotypic data. Using a large sample of outbred heterogeneous stock rats, I describe how the heritability of complex traits has a parent-of-origin effect in rats, and focus the analysis on coping style behaviour.

Avui dia la patologia isquèmica cerebral, amb una fisiopatologia molt complexa, segueix sent una de les causes més importants de mort i incapacitat al món. Actualment l'únic tractament possible són les teràpies trombolítiques amb l’activador del plasminogen de teixit (rt-PA) , que només s'administren en la fase hiperaguda dels ictus isquèmics (<4,5 hores). És per tant necessari investigar noves teràpies aplicables després de la fase hiperaguda per poder augmentar el nombre de pacients tractats. La neuroreparació és una estratègia terapèutica que permet restablir la circulació cerebral i promoure la neuroregeneració. Per a assolir aquests objectius cal potenciar l'angiogènesi i la neurogènesi en el cervell isquèmic. L'objectiu d'aquesta tesi és estudiar el potencial neuroreparador de les cèl·lules progenitores endotelials (EPCs) i el rol de la MMP-9 en la seva modulació. Utilitzant un model d’isquèmia cerebral permanent en ratolí es va estudiar el potencial terapèutic de les EPCs així com dels factors secretats per aquestes. Els resultats mostren la potenciació de les respostes angiogèniques i neurogèniques endògenes en els animals que reben els citats tractaments demostrant per primer cop en un model d’isquèmia cerebral el potencial terapèutic dels factors de creixement que secreten les EPCs, oferint una eina per a teràpies pro-angiogèniques autòlogues basades en factors de creixement i lliures de cèl·lules. Atès que sabem que les metal·loproteïnases de matriu (MMPs) són necessàries per la remodelació extracel·lular que es dóna durant els processos d’angiogènesi i neurogènesi, aquesta tesi aprofundeix en el rol de la MMP-9 com a molècula clau reguladora en les teràpies pro-angiogèniques després de la isquèmia cerebral. Alhora també s’ha estudiat el rol de la isquèmia en l’activació i mobilització de les EPCs. Els resultats d’aquesta tesi mostren que la isquèmia cerebral estimula l’alliberament de les EPCs a la circulació. Per altra banda també hem demostrat com la deficiència de MMP-9 produeix una disminució de les EPCs circulants en animals control, que es reverteix després de l’estímul isquèmic. També s’han realitzat estudis de tubulogènesi in vitro, que demostren un augment de les capacitats angiogèniques en les cèl·lules obtingudes d’animals isquèmics comparat amb no isquèmics així com una disminució d’aquestes en cèl·lules d’animals deficients en MMP-9. La inhibició de les MMPs, i específicament la MMP-9, en EPCs humanes mostren els mateixos resultats, confirmant el rol d’aquesta metal·loproteïnasa en les capacitats angio-vasculogèniques in vitro de les EPCs. Finalment, s’ha posat a punt un model d’isquèmia cerebral transitòria en ratolí, per oclusió distal de l’artèria cerebral mitja mitjançant la seva compressió. Aquest model, amb un infart cortical ben delimitat i amb l’existència de la reperfusió del teixit, presenta una major homologia amb la patologia humana i ens permetrà continuar amb els estudis de neuroreparació en situacions de reperfusió. / Nowadays acute ischemic brain disease, which has a complex pathophysiology, remains one of the most important causes of death and disability worldwide. Currently the only possible treatment is the thrombolytic therapy with tissue plasminogen activator (rt-PA), that can be administered only in the hyperacute phase of ischemic stroke (<4.5 hours). Therefore, it is necessary to investigate new therapies that could be applicable after the hyperacute phase to increase the number of treated patients. Neurorepair therapies are therapeutic approaches that allow restoring cerebral circulation and promoting neuroregeneration. To achieve these objectives it is necessary to enhance angiogenesis and neurogenesis in the ischemic brain. The aim of this thesis is to study the neuropair potential of endothelial progenitor cells (EPCS) and the role of MMP-9 in its modulation. Using a model of permanent cerebral ischemia in mice, we studied the therapeutic potential of EPCs and their secreted factors. The results show an increase of angiogenesis in animals receiving the aforementioned treatments, demonstrating for the first time the therapeutic potential of growth factors secreted by EPCs in a model of cerebral ischemia and providing a tool for autologous pro-angiogenic cell-free therapies. Since it is known that matrix metalloproteinases (MMPs) are required for the extracellular remodeling that occurs during angiogenesis and neurogenesis, this thesis explores the role of MMP-9 as a key molecule in the regulation of pro-angiogenic therapies after cerebral ischemia. In addition, the role of ischemia in the activation and mobilization of the EPCs has also been studied. The results of this thesis show that cerebral ischemia stimulates the release of EPCs to circulation. Furthermore we have also demonstrated that MMP-9 deficiency causes a decrease in the number of circulating EPCs in control animals, which is reversed after the ischemic insult. In vitro tubulogenesis studies showed an increased angiogenic capacity in cells obtained from ischemic animals compared with non-ischemic as well as a decrease of these abilities in MMP-9 deficient animals. The pharmacological inhibition of MMPs, specifically MMP-9 in human EPCs showed the same results, confirming the role of this metalloproteinase in the in vitro angio-vasculogenic abilities of EPCs. Finally, we have developed a model of transient cerebral ischemia in mice by occlusion of the distal middle cerebral artery by compression. This model, with a well-defined cortical infarct and the presence of tissue reperfusion, has a greater homology with human disease and allows us to continue the neurorepair studies in the presence of reperfusion.

Este trabajo de tesis doctoral incluye dos estudios transversales que examinan una serie de variables relacionadas con la gravedad del Trastorno Límite de la Personalidad (TLP). El objetivo del primer estudio consistió en estudiar la naturaleza multidimensional de la impulsividad en pacientes con TLP, mediante el uso de diferentes medidas psicométricas de la impulsividad y rasgos relacionados, conjuntamente con una medida de laboratorio de la conducta impulsiva. El segundo estudio tuvo como principal objetivo aclarar la implicación de estos rasgos de la personalidad y los antecedentes de abuso sexual en la infancia en la conducta suicida en pacientes con TLP. En el primer estudio, 39 mujeres diagnosticadas de TLP fueron comparadas con 102 controles sanos en cuanto a las puntuaciones obtenidas en diferentes instrumentos psicométricos y al rendimiento en una medida de laboratorio de impulsividad. Como medidas psicométricas de impulsividad y rasgos relacionados se emplearon la Escala de Impulsividad de Barratt-11 (BIS-11), el Inventario de Hostilidad de Buss-Durkee (BDHI) y el Inventario del Temperamento y el Carácter (TCI-R). El Continuous Performance Test (CPT-IP) fue utilizado como medida de laboratorio de la capacidad de inhibición de respuesta, constituyendo un marcador de la respuesta impulsiva. Los resultados en los instrumentos psicométricos revelaron que los sujetos con TLP se caracterizan por una elevada impulsividad-rasgo y elevada hostilidad en varias de sus facetas, y por puntuaciones extremas en los rasgos de temperamento de búsqueda de novedad y de evitación del daño en comparación con los controles sanos. No se obtuvieron diferencias significativas entre pacientes TLP y sujetos controles en el rendimiento del CPT-IP. En el segundo estudio, se analizó la relación entre la impulsividad y rasgos relacionados, los antecedentes de abuso sexual en la infancia y los comportamientos suicidas en una muestra de 76 pacientes diagnosticados con TLP. Primeramente, se analizaron las diferencias entre pacientes con TLP con y sin antecedentes de suicidio en relación a las medidas de personalidad, el abuso sexual en la infancia y la gravedad general del trastorno, a lo que se siguieron un conjunto de análisis de regresión con el objetivo de determinar la contribución independiente de estas variables para las conductas suicidas. Las variables relacionadas con el suicidio y con el abuso sexual en la infancia fueron recogidas mediante una entrevista estructurada diseñada ad hoc. Por último, se utilizó la Escala de Evaluación de la Actividad Global (EEAG) para evaluar la gravedad general y sintomatológica del trastorno. Los individuos con TLP con antecedentes de conductas suicidas obtuvieron puntuaciones más elevadas en hostilidad y en tres de sus facetas - resentimiento, desconfianza y culpa-, al compararlos con los pacientes con TLP sin intentos previos. No se encontraron diferencias significativas para otras variables de la personalidad entre los dos grupos. En relación al abuso sexual en la infancia, los sujetos con TLP con antecedentes de suicidio revelaron prevalencias significativamente más elevadas de abuso sexual en la infancia que los pacientes TLP sin intentos previos. Consistentemente, los resultados de los análisis de regresión indicaron que una elevada hostilidad y el hecho de haber sufrido abusos sexuales en la infancia son variables predictoras de la presencia, mayor número y mayor gravedad de los intentos de suicidio, lo que apunta a estas dos variables como importantes factores de riesgo para las conductas suicidas en el TLP. Así pues, los resultados de este trabajo sustentan el papel preponderante de la dimensión impulsividad en el TLP. Asimismo, sugieren que la hostilidad, entendida como agresividad impulsiva, podría actuar como un potencial factor de riesgo biológico, mientras que el abuso sexual en la infancia representaría un factor de riesgo ambiental para la conducta suicida en el TLP. / The present work is a doctoral dissertation concerning two cross-sectional studies examining a series of severity-related variables in Borderline Personality Disorder (BPD). In the first study, the aim was to address the multidimensional nature of impulsivity in BPD subjects, using different self-report measures of impulsivity and impulsivity-related traits together with a laboratorial behavioural measure. In the second work, we intended to clarify the role of these personality traits as well as the impact of sexual abuse during childhood in relation to suicidal behaviour in BPD patients. In the first study, we compared the differences in self-report instruments and the performance in a laboratorial measure of impulsivity between a sample of 39 BPD female subjects and 102 healthy controls. As self-reported measures of impulsivity and impulsivity-related traits, the Barratt Impulsiveness Scale-11 (BIS-11), the Buss-Durkee Hostility Inventory (BDHI) and the Temperament and Character Inventory (TCI-R) were used. We used a Continuous Performance Test (CPT) as a laboratorial-behavioural measure of response inhibition and behavioural impulsivity. The results in the psychometric instruments revealed that BPD subjects were characterized by higher levels of trait impulsiveness and hostility in several of its domains, and by higher temperament traits of novelty seeking and harm avoidance compared to healthy controls. Concerning the laboratorial-behavioural measure of impulsivity, there were no differences in the performance between BPD and control subjects. In the second study, we examined the relationships between impulsivity and impulsivity-related traits, as well as the presence of childhood sexual abuse in relation to suicidal behaviours in a sample of 76 BPD patients. We first analysed the differences between BPD patients with and without previous suicide attempts concerning personality measurements, childhood sexual abuse and overall disorder severity. In a second set of analyses, we performed different regression analyses to determine the independent contribution of these variables to suicidal behaviours. Suicidal related variables were assessed by means of a structured interview designed to obtain a detailed history of previous suicidal behaviour and childhood sexual abuse was registered using a clinical interview designed for the purpose of the present work. Finally, the Global Assessment of Functioning (GAF) was used to evaluate general symptoms and disorder severity. The results showed that BPD individuals with history of suicidal behaviours were characterized by higher levels of behavioural and attitudinal hostility, also in three of its facets, resentment, suspiciousness and guilt, in comparison to non-attempters BPD patients. In contrast, no differences were found in any other personality variables. In relation to childhood sexual abuse, BPD individuals with previous suicide attempts report significantly higher percentages of sexual abuse during childhood than BPD patients without attempts. Consistently, results from regression analyses indicated that increased hostility and having suffered sexual abuse during childhood predicted the presence, higher number and severity of suicide attempts, suggesting both factors as relevant risk factors for suicidal behaviours in BPD. Taken together, the main results of the present work support impulsivity dimension as a prominent feature in BPD, and suggest that within the construct impulsivity, hostility (more related to impulsive aggression) could be a potential biological risk factor, and childhood sexual abuse as an environmental risk factor for suicidal behaviour in BPD.

La DCLw es la segunda causa más frecuente de demencia neurodegenerativa en ancianos después de la DA, observándose en un 10-15% de autopsias. Clínicamente se caracteriza por demencia, alucinaciones visuales y parkinsonismo.En estadios iniciales de la enfermedad los signos y síntomas que presentan los pacientes se solapan con otros tipos de demencia, siendo difícil diferenciar por clínica entre la DCLw y otros tipos de demencia, especialmente la DA. Aunque los Criterios de Consenso Clínico Internacionales permiten el diagnóstico in vivo de la DCLw con elevada especificidad, éstos presentan una sensibilidad limitada lo que hace que el diagnóstico definitivo de la DCLw sea postmortem. Asimismo es importante realizar un correcto diagnóstico precoz de la DCLw tanto para su manejo clínico como terapéutico debido a la buena respuesta a los inhibidores de la colinesterasa pero con gran efectos secundarios al tratamiento con neurolépticos. La gammagrafia miocárdica con 123I-MIBG es una prueba no invasiva, senzilla de realizar y objetiva que proporciona información de la inervación cardíaca. En los pacientes con enfermedad de Parkinson se ha descrito la presencia de cuerpos de Lewy en el plexo cardíaco que produce una alteración de la inervación simpática miocárdica, lo que se traduce en una disminución de la captación de 123I-MIBG a nivel cardíaco, mientras que en otras enfermedades que cursan con parkinsonismo la captación miocárdica de 123I-MIBG está conservada. Puesto que la DCLw es también una enfermedad por cuerpos de Lewy, es de esperar una disminución de la captación de 123I-MIBG cardíaca, hecho que facilitaría la diferenciación entre DCLw y otras enfermedades neurodegenerativas que cursan con demencia, especialmente con DA, en las que la captación de 123I-MIBG está conservada. En la presente tesis se plantean como objetivos: 1) confirmar la disminución de la captación miocárdica de la 123I-MIBG en los pacientes con DCLw, 2) determinar si existen diferencias significativas de captación miocárdica de 123I-MIBG entre los pacientes con DCLw y los pacientes con otras enfermedades neurodegenerativas que cursan con demencia, especialmente con la DA, 3) determinar la existencia de correlación entre la alteración de la inervación simpática miocárdica y la alteración de la substancia nigroestriatal presináptica en los pacientes con probable DCLw, 4) determinar la existencia de correlación entre datos demográficos y clínicos con la alteración de la inervación simpática miocárdica en pacientes con probable DCLw, 5) determinar la existencia de correlación entre datos demográficos y clínicos con la alteración de la substancia nigroestriatal presináptica en pacientes con probable DCLw, 6) confirmar la disminución del ICM precoz en la DCLw y 7) determinar si existen diferencias significativas en el ICM precoz entre la DCLw y otras enfermedades neurodegenerativas que cursan con demencia. / Dementia with Lewy bodies (DLB) is the second most common cause of neurodegenerative dementia in elderly people after Alzheimer disease (AD). It is clinically characterized by dementia, fluctuating cognitive impairment, recurrent visual hallucinations and spontaneous parkinsonism. Although the definitive diagnosis of DLB is post-mortem, the clinical diagnosis is based on the International Consensus Criteria which have reported high specificity but low sensitivity when validated by autopsy. The importance of accurate and early diagnosis of DLB lies in its pharmacological management, with good responsiveness to cholinestesase inhibitors but extreme sensitivity to the side effects of neuroleptic drugs. Metaiodobenzilguanidine (MIBG) is a physiologic analogue of norepinephrine, and cardiac 123I-MIBG scintigraphy is a non invasive tool for estimating local myocardial sympathetic nerve damage. Autopsies of patients with Parkinson’s disease (PD) show more neuronal loss where concentration of Lewy bodies is more elevated, in both central and peripheral autonomic systems. This could be the reason for the severe and specific decrease of cardiac MIBG uptake in PD patients. Because of the similitude between PD and DLB, both diseases with Lewy bodies, the utility of cardiac MIBG imaging to provide the differential diagnosis between DLB and AD has been reported. The objectives of this thesis are: 1) to confirm decrease of cardiac 123I-MIBG uptake in patients with DLB, 2) significant differences in cardiac 123I-MIBG uptake between DLB and other neurodegenerative diseases with cognitive impairment, 3) to assess the relationship between cardiac sympathetic activity with 123I-MIBG scintigraphy and dopamine uptake in basal ganglia with 123I-FP-CIT SPECT in probable DLB patients, 4) to assess the relationship between dopamine uptake in basal ganglia with 123I-FP-CIT SPECT and clinical and neuropsychological features in probable DLB patients, 5) to assess the relationship between cardiac sympathetic activity with 123I-MIBG and clinical and neuropsychological features in probable DLB patients, 6) to confirm decrease of early cardiac 123I-MIBG uptake in DLB patients and 7) to assess the relationship between early cardiac 123I-MIBG uptake between DLB and other neurodegenerative diseases with cognitive impairment

The effects of stress on the nervous system, the endocrine system and especially on the immune system have generated the hypothesis that it might be a relevant factor in the evolution of multiple sclerosis (MS). The exposure to stress with respect to risk of worsening in the evolution of MS, and the impact on patients’ quality of life (QL) are studied. Some variables modulating the perception of stress are identified. An 18-month prospective cohort study with a sample of 49 patients. The stress measures, its clinical forms (anxiety and depression) and coping, together with other variables, have an impact on both the course of the MS and QL of patients. QL is good and the best QL predictors are lower anxiety and depression levels, male sex and a low number of pseudo-relapses. Patients may benefit from psychological interventions (integrated in neurorehabilitation) aimed at managing stress, its clinical forms and unhelpful coping strategies in order to improve the clinical course of MS and QL / Els efectes de l’estrès sobre els sistemes nerviós, endocrí i especialment l’immunitari, han generat la hipòtesi de la seva influència en l’evolució de l’esclerosi múltiple (EM). S’estudia l’exposició a l’estrès respecte al risc de patir empitjoraments en l’evolució de la malaltia i l’impacte en la qualitat de vida (QV). S’identifiquen variables moduladores de la percepció d’estrès. Estudi de cohorts de 18 mesos de seguiment amb una mostra de 49 afectats. Les mesures d’estrès, les seves formes clíniques (ansietat i depressió) i l’afrontament, juntament amb altres variables, tenen un impacte en el curs de l’EM i en la QV dels afectats. La QV és bona i els seus millors predictors són baixos nivells d’ansietat i depressió, el sexe (home) i pocs pseudobrots. Els pacients poden beneficiar-se d’intervencions psicològiques (integrades en la neurorehabilitació) dirigides a manejar l’estrès, les seves formes clíniques i les estratègies d’afrontament desadaptatives amb l’objectiu de millorar l’evolució de l’EM i la QV

INTRODUCCIÓN: Las sinucleinopatías son enfermedades neurodegenerativas que se definen por la presencia de agregados anómalos de alfa sinucleína (AS) intraneuronales (principalmente cuerpos de Lewy-LB) o gliales. Clínicamente se caracterizan por la presencia de los llamados síntomas motores (parkinsonismo) junto con los no motores, entre los que se encuentran los síntomas de disautonomía. El sustrato de los síntomas de disfunción autonómica de la sinucleinopatía más frecuente, la enfermedad de Parkinson (PD), no está claro. Se piensa que la disautonomía cardiovascular es una de las primeras alteraciones que ocurren en la PD y que también el tracto gastrointestinal se encuentra alterado desde el inicio más temprano. Esta hipótesis está basada en hallazgos histopatológicos, estudios epidemiológicos y funcionales. La detección post-mortem de depósitos anómalos de AS en pacientes sin sintomatología motora ha permitido acuñar el término de “enfermedad de cuerpos de Lewy incidentales” (iLBD). El hallazgo post-mortem de cuerpos de Lewy no se considera un simple marcador de envejecimiento celular. En los últimos años se está trabajando en detectar en vida a sujetos con cuerpos de Lewy incidentales sin clínica sugestiva de enfermedad neurológica para poder confirmar o descartar su progresión a una sinucleinopatía clínica. OBJETIVOS: Describir las características del sistema nervioso autónomo en la enfermedad de Parkinson y otras sinucleinopatías, partiendo de la hipótesis de que en las enfermedades neurodegenerativas asociadas a cuerpos de Lewy a nivel del SNC existe una afectación generalizada del SNAP. Apoyar que la alteración en el SNAP permite la distinción entre enfermedad de Parkinson y otros parkinsonismos no asociados a cuerpos de Lewy. RESULTADOS: Realizamos un estudio post-mortem en el que todos los sujetos con confirmación patológica de tener una enfermedad ligada a LB incluyendo 1 caso con iLBD tenían agregados de AS en el sistema nervioso autónomo periférico (pANS) con un gradiente descendente cráneo-caudal de patología en la cadena simpática y en el tracto gastrointestinal. En un segundo estudio exponemos que los agregados de AS pueden ocurrir in vivo en el pANS epicárdico de sujetos sin parkinsonismo, sugiriendo el diagnóstico de iLBD. La presencia en algunos de estos sujetos de síntomas no-motores como sueños vivos y estreñimiento que aparecen también en la PD premotora apoya esta interpretación. Por último, un tercer estudio sugiere que el uso del 123I-MIBG SPECT cardiaco podría ayudar en el diagnóstico diferencial entre los pacientes PD y otros parkinsonismos en los que el diagnóstico quede incierto a pesar de otros estudios. CONCLUSIONES: En las enfermedades asociadas a agregados patológicos de alfa sinucleína en forma de cuerpos y neuritas de Lewy a nivel del sistema nervioso central existe depósito de estos agregados en el sistema nervioso autónomo periférico que no aparece en otras enfermedades neurodegenerativas. El plexo cardíaco, ganglio estrellado y cadena simpática ganglionar se encuentran afectados por depósitos de alfa sinucleína en todos los sujetos con confirmación neuropatológica de enfermedad de Parkinson, demencia con cuerpos de Lewy y cuerpos de Lewy incidentales. La distribución de agregados de alfa sinucleína en cadena simpática y tracto gastrointestinal presenta un gradiente descendente cráneo-caudal. Hasta un 8% de sujetos asintomáticos presentan en vida agregados de alfa sinucleína a nivel del plexo cardiaco. Ello sugeriría que estos sujetos podrían encontrarse en una etapa pre-motora de una sinucleinopatía. Dada la frecuente afectación del pANS cardiaco, el estudio funcional de la inervación autonómica cardiaca mediante SPECT miocárdico con 123I-MIBG podría ser de utilidad en el estudio del parkinsonismo vascular cuando se sospeche una enfermedad de Parkinson coexistente. / INTRODUCTION: Alphasinucleinopathies are neurodegenerative disorders defined by the presence of abnormal alpha-synuclein (AS) aggregates. These aggregates can be localized intraneuronally ( mainly Lewy bodies, LB) or in the neuroglia. These disorders are clinically characterized by motor symptoms (parkinsonism) and other so called “non-motor symptoms”, including here dysautonomic features. The final cause of dysautonomic dysfunction in the most common synucleinopathy (Parkinson´s disease, PD) is still unclear. However, cardiovascular dysautonomia could be one of the first features of PD. Also, gastrointestinal tract is thought to be involved even in early PD. This idea is supported by histopathological studies, epidemiologic research and functional studies. AS aggregates can be also detected post-mortem in subjects without clinical parkinsonism, who are now known as subjects affected from “incidental Lewy body disease” (iLBD). Several study groups are trying to detect living iLBD subjects in order to study their progression, if any, to clinical synucleinopahies. OBJECTIVES: To describe the characteristic of the autonomic nervous system (ANS) in PD and other synucleinopathies based on the hypothesis of a widespread ANS involvement in diseases with presence of LB at central nervous system (CNS) level. To describe the utility of applying functional ANS studies as a tool in the differential diagnosis of synucleinopathies. RESULTS: We described in a post-mortem study that every subject with confirmed diagnosis of a LB-related disease (including one iLBD) presented abnormal AS aggregates at peripheral ANS level. On our second paper, we described in vivo AS epicardic fat involvement in subjects without parkinsonism, that is, living iLBD subjects. Some of these subjects also presented with non-motor symptoms suggestive of PD such as constipation and vivid dreams. Our third study supports the role of cardiac 123I-MIBG SPECT as an useful tool in the differential diagnosis between PD and vascular parkinsonism. CONCLUSIONS: If a disorder is related to abnormal CNS LB or Lewy neurites, the peripheral ANS is going to be also involved by abnormal AS aggregates. Cardiac plexus, stellate ganglia and sympathetic chain are involved by AS aggregates in every subject with the diagnosis of PD, dementia with Lewy bodies and iLBD. Up to 8% of asymptomatic subjects could present in vivo AS aggregates in cardiac plexus. Due to the high prevalence of cardiac ANS in synucleinopathies, its functional study using 123I-MIBG SPECT could be useful in the differential diagnosis of vascular parkinsonism if a co-existent PD is suspected.

Introducción: La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa caracterizada por la aparición de debilidad progresiva que evoluciona en parálisis y finaliza con la muerte del paciente entre 3-5 años desde el diagnóstico. Se debe a una degeneración progresiva de las motoneuronas localizadas en el córtex motor, el tronco encefálico y la médula espinal. Objetivo: El objetivo de la presente tesis es desarrollar nuevas estrategias terapéuticas para aplicar en el modelo murino de ELA SOD1G93A. Resultados: Para ello, primero caracterizamos el modelo con el fin de desarrollar marcadores objetivos para evaluar la evolución de la patología. Así, determinamos que los estudios electrofisiológicos son un marcador altamente fiable que permite la predicción tanto del inicio sintomático, como de la supervivencia de animales en este modelo. A continuación, desarrollamos dos estrategias terapéuticas paralelas, una de ellas enfocada a la modulación del receptor Sigma-1 (Sigma-1R) mediante el uso de un fármaco agonista (PRE-084), y la otra dirigida hacia la suplementación de la dieta con Resveratrol (RSV), un antioxidante utilizado con éxito en otros modelos de patologías neurodegenerativas. Los resultados de ambos estudios mostraron que la administración de estos fármacos produjo un retraso en la aparición de los síntomas, así como un reducción de la progresión y una extensión de la supervivencia. Además, en los dos casos este efecto funcional estuvo acompañado de una preservación significativa del número de motoneuronas presentes en la porción lumbar de la médula espinal. Sin embargo, según los estudios moleculares desarrollados, determinamos que las vías celulares de actuación de cada unos de ellos era diferente: mientras que el PRE-084 reducía la toxicidad generada por el incremento de calcio intracelular, el RSV incrementaba la actividad de vías de neuroprotección endógena (Sirtuina 1 y AMPK) e estimulaba la generación de nuevas mitocondrias, aportando más energía a las células. La última parte de la tesis se enfocó en la administración conjunta de PRE-084 y RSV con el objetivo de obtener efectos sinérgicos. Los resultados revelaron que los animales tratados con PRE+RSV mostraron un retraso del inicio sintomático junto con una reducción en la progresión y un incremento en la supervivencia. Sin embargo, los efectos observados no fueron superiores a los de los tratamientos simples llevados a cabo con anterioridad. Conclusiones: Así, en conclusión determinamos que: 1) Los estudios electrofisiológicos pueden ser utilizados como marcadores fiables y objetivos tanto del inicio, como de la progresión y final de la patología en ratones SOD1G93A; 2) que la administración del agonista del Sigma-1R, PRE-084, es capaz de aliviar la progresión de la patología, extendiendo la supervivencia de los animales e incrementando la preservación de motoneuronas; 3) que el RSV presenta efectos similares, aliviando los síntomas de la patología y preservando las motoneuronas espinales; y 4) que la co-administración de PRE+RSV promueve efectos beneficiosos pero no superiores a los de los tratamientos simples con cada una de los fármacos. / Introduction: Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is an adult onset neurodegenerative disease characterized by progressive weakness and paralysis, ending up with patient death 3-5 years after diagnosis. It is due to a progressive degeneration of motoneurons in the motor cortex, brainstem and spinal cord. Objective: The objective of this thesis was to develop new therapies for the SOD1G93A mouse model of ALS. Results: First, we characterized the model to develop reliable, objective markers for the evaluation of disease process. We determined that electrophysiological tests are highly reliable for the prediction of disease onset and survival in this animal model. Then, we developed two different therapeutic strategies. On one hand, we focused on the modulation of the sigma 1 receptor (Sigma-1R) by the administration of an agonist called PRE-084 and, on the other hand, we focused on the addition of resveratrol (RSV), a common antioxidant successfully used in other neurodegenerative diseases, in the animals diet. Results from both studies revealed delayed disease onset, reduced disease progression and increased survival in the treated groups. This functional effect was accompanied by a preservation of motoneurons in the spinal cord. Further molecular biology studies revealed that PRE-084 and RSV beneficial effects were due to independent action mechanisms: while PRE-084 reduced the calcium-provoked cellular damage by the modulation of calcium influx into the motoneurons, RSV enhanced endogenous protective mechanisms (Sirtuin 1 and AMPK) and stimulated the generation of new mitochondria, thu alleviating energetic stress. The last part of the thesis focused on the co-administration of PRE-084 and RSV. Although PRE+RSV treated animals showed delayed disease onset and increased survival, it did not represented any improvement compared to single-treatment approaches. Conclusions: We determined that: 1) Electrophysiological tests are reliable, objective tools assessing disease onset and progression in the SOD1G93A mouse model of ALS; 2) Sigma-1R modulation by PRE-084 alleviates disease progression, increasing animals survival and protecting spinal motoneurons; 3) RSV administration showed similar effects also alleviating disease course and protecting spinal motoneurons; 4) PRE-RSV co-administration promotes protective effects but it does not represent any improvement with respect to single approaches.

La descripción de correlaciones clínico-inmunológicas en las enfermedades autoinmunes es importante para caracterizar distintos fenotipos dentro de una enfermedad, establecer grupos diagnósticos y pronósticos y para escoger las terapias en función del perfil inmunológico de cada paciente. Las neuropatías inflamatorias constituyen un grupo de enfermedades raras del sistema nervioso periférico de probable etiología autoinmune. Este grupo incluye neuropatías agudas como el síndrome de Guillain-Barré (SGB) y neuropatías crónicas como la Poliradiculoneuropatía Inflamatoria Desmielinizante Crónica (CIDP). En todas ellas ha sido propuesto un papel prominente de los autoanticuerpos en su patogenia. Sin embargo, las reactividades antigénicas y los mecanismos patogénicos de estas enfermedades son desconocidos en su mayor parte. El SGB es una neuropatía aguda post-infecciosa en la que los anticuerpos antigangliósido juegan un papel importante. Existen diversos fenotipos dentro del SGB, incluyendo variantes sensitivo-motoras, atáxicas, sensitivas y variantes loco-regionales. Cada variante ha sido asociada a diferentes patrones de reactividad antigangliósido. El síndrome de Miller-Fisher (SMF) es una variante de SGB caracterizada por la presencia de ataxia, arreflexia y oftalmoparesia. Se asocia con la presencia de anticuerpos dirigidos contra gangliósidos que contienen el epítopo Neu NAcNeuNAcGal, como GQ1b y GT1a. En el SGB atáxico los pacientes presentan ataxia con signo de Romberg negativo y sin oftalmoparesia aparente. También se asocia a anticuerpos contra GQ1b. Por otro lado una forma sensitiva pura de SGB asociada a anticuerpos contra GD1b y conocida como neuropatía aguda sensitivo-atáxica (ASAN) puede presentarse también con ataxia de origen periférico. Distinguir el ASAN del SMF o el SGB atáxico puede ser difícil desde el punto de vista clínico. Además, la presencia de desmielinización, un criterio diagnóstico en el SGB sensitivo, es rara en ASAN y , por tanto, es controvertida su inclusión como variante de SGB. Considerando lo anterior, diseñamos un estudio para describir las características clínica e inmunológicas del ASAN. Todos los pacientes incluidos en una base de datos conteniendo los resultados de test rutinarios de anticuerpos antigangliósido y que cumplían criterios de ASAN fueron analizados en cuanto a sus características epidemiológicas, clínicas, electrofisiológicas y de reactividad anti-gangliósido. De los 12 pacientes que cumplían criterios en primer lugar, siete presentaban anticuerpos contra gangliósidos con epítopo disialosil (GQ1b, GD1b, GD2, GD3). Todos los pacientes con anticuerpos contra disialosil comenzaron con síntomas sensitivos e inestabilidad de la marcha y manifestaban haber presentado una infección de vías respiratorias altas en los días previos. Cinco de los 7 pacientes presentaron ptosis palpebral. Todos ellos tuvieron un buen pronóstico, bien tras tratamiento con IVIg o bien espontáneamente. Teniendo en cuenta lo anterior concluimos que el ASAN es, de hecho, una variante del SGB y que constituye un síndrome diferente al SMF o el SGB atáxico. La CIDP es una neuropatía crónica autoinmune en la que se ha propuesto un papel importante en su patogenia de los autoanticuerpos. En estudios previos habían sido descritos anticuerpos contra proteínas de la mielina mediante ELISA o western-blot, pero los resultados no se reprodujeron usando ensayos basados en células que mantuvieran la conformación de la proteína sin desnaturalizar y ninguno de esos autoanticuerpos se demostró útil como biomarcador. Más recientemente el descubrimiento en biopsias del nervio sural de pacientes con CIDP de que la estructura del nodo de Ranvier está desorganizada ha llevado a buscar antígenos candidatos en el nodo de Ranvier y estructuras relacionadas. Nosotros, usando una aproximación no sesgada, diseñamos un estudio que utilizaba técnicas de inmunocitoquímica en neuronas, inmunoprecipitación y confirmación de antígenos en células transfectadas para tratar de encontrar autoanticuerpos que pudieran servir de biomarcadores en la práctica clínica diaria. De 46 pacientes con una CIDP bien caracterizada, encontramos 7 que reaccionaban contra neuronas. Dos de estos pacientes precipitaron la proteína contactin-1 (CNTN1) y otro precipitó CNTN1 y contactin-associated protein-1 (CASPR1). La reactividad contra dichas proteínas fue confirmada con inmunocitoquímica, inmunohistoquímica y experimentos de absorción. Ninguno de los 104 controles fue positivo. Los tres pacientes que reaccionaban contra CNTN1 compartían un fenotipo específico que incluía avanzada edad, inicio agresivo, predominio motor, degeneración axonal marcada de inicio y respuesta pobre a las IVIg. Estas características clínicas definen un subgrupo de CIDP con fenotipo homogéneo. Por tanto, los anticuerpos contra CNTN1 son el primer biomarcador con utilidad clínica identificado en CIDP. En resumen, estos resultados refuerzan la noción de que las neuropatías autoinmunes constituyen un grupo muy heterogéneo de enfermedades en las que la descripción de autoanticuerpos y sus correlatos clínicos puede tener importantes implicaciones diagnósticas, pronósticas y terapéuticas. / The description of clinical-immunological correlations in autoimmune diseases is of paramount importance to characterize disease phenotypes, diagnostic and prognostic subgroups and to choose therapies depending on the immunological profile of patients. Inflammatory neuropathies constitute a group of infrequent diseases of the peripheral nerves of presumed autoimmune pathogenesis. It includes acute neuropathies such as Guillain-Barré syndrome (GBS) and chronic neuropathies such as chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy (CIDP). In all of them it has been postulated a prominent role of autoantibodies in their pathogenesis. However, the antigenic reactivities and the pathogenic mechanisms of these diseases remain largely unknown. GBS is a post-infectious acute neuropathy in which antibodies against gangliosides play an important role. There are various phenotypes of GBS, including sensory-motor, ataxic, sensory-ataxic and loco-regional variants. Each variant has been associated to different antiganglioside antibody patterns. Miller-Fisher syndrome (MFS) is a GBS variant characterized by ataxia, arreflexia and ophtalmoparesis. It associates with antiganglioside antibodies bearing the NeuNAcNeuNAcGal epitope, such as GQ1b and GT1a. In ataxic GBS patients present with ataxia and negative Romberg sign and there is no apparent ophtalmoparesis. It is also associated to GQ1b antibodies. On the other hand, a pure sensory form of GBS associated to GD1b antibodies known as acute sensory-ataxic neuropathy (ASAN) can also present with ataxia of peripheral origin. Distinguishing ASAN, MFS and ataxic GBS can be difficult from a clinical perspective. Moreover, demyelinating features, a diagnostic criteria in sensory GBS, are usually absent in ASAN and the inclusion of this form in the GBS spectrum is controversial. We designed a study to describe the clinical and immunological features of ASAN. All patients from a database including sera sent for routine antiganglioside-antibody testing and fulfilling ASAN criteria were collected and their epidemiological, clinical and electrophysiological features analyzed. Of 12 patients fulfilling criteria for ASAN, 7 had antibodies against gangliosides bearing disialosyl epitopes (GQ1b, GD2, GD3, GD1b). All ASAN patients with positive disialosyl antibodies presented with gait unsteadiness and sensory symptoms and reported an upper respiratory tract infection before disease onset. Five of the 7 patients presented eyelid ptosis. All patients had a good recovery with IVIg treatment or spontaneously. Considering these features we concluded that ASAN is, in fact, a GBS variant, and constitutes a specific phenotype different from ataxic GBS or MFS. CIDP is a chronic inflammatory neuropathy in which antibodies are thought to play an important role. Antibodies against myelin proteins had been described using ELISA and western-blot assays, but results were not reproduced in cell-based assays preserving protein conformation and none proved useful as biomarker. Recently, studies on sural nerve biopsies of CIDP patients have shown disorganization of node of Ranvier and the search of autoantibodies focused on proteins of the node of Ranvier. We used an unbiased approach with neuron immunocytochemistry, immunoprecipitation and confirmation of relevant antigens with transfected cells to find autoantibodies that could be useful in everyday practice. Starting with 46 well-characterized CIDP patients we found 7 patients reacting against neurons. Two patients precipitated contactin-1 (CNTN1) and one CNTN1 and contactin-associated protein-1 (CASPR1). Reactivity was confirmed with immunocytochemistry, inmmunohistochemistry and absorption studies. None of the 104 controls tested positive. All three patients shared old age, aggressive onset, motor predominance, prominent axonal degeneration at onset and poor response to IVIg. These features identify a subgroup of CIDP with homogeneous phenotype. Anti-CNTN1 antibodies are the first biomarker identified in CIDP with diagnostic, prognostic and therapeutic implications. These results strengthen the idea that autoimmune neuropathies are a very heterogeneous group of diseases in which autoantibody discovery and the definition of clinical-immunological correlations can have diagnostic, prognostic and therapeutic implications

Aproximadamente el 85% de los pacientes con esclerosis múltiple (EM) inician la enfermedad con un síndrome clínico aislado (CIS), pero se ha descrito que entre un 30 y un 85% de los pacientes que presentan un CIS finalmente desarrollan EM clínicamente definida (EMCD). Actualmente se utilizan la presencia de alteraciones en la resonancia magnética (RM) y la detección de bandas oligoclonales en el líquido cefalorraquídeo (LCR) como marcadores pronósticos en los pacientes con CIS. Aparte de estos factores, la evidencia sobre el posible papel de otros biomarcadores moleculares ha sido controvertida por falta de validación de los resultados. Con este objetivo llevamos a cabo la presente tesis doctoral. Mediante un abordaje de proteómica en pooles de muestras de LCR de pacientes con CIS que convertían a EMCD y pacientes que permanecían como CIS se buscaron proteínas asociadas a la conversión a EM. Las proteínas que se encontraron expresadas de forma diferencial se validaron en muestras individuales mediante técnicas alternativas como el ELISA y selected reaction monitoring (SRM). De las proteínas validadas se seleccionó la chitinase 3-like 1 (CHI3L1) para su validación en una cohorte independiente y numerosa de pacientes con CIS. Además, se determinó su expresión en plasma en las diferentes formas clínicas de la enfermedad y se estudió la asociación entre un polimorfismo en el promotor del gen de la CHI3L1 y la EM. Por otro lado, se estudió la expresión de la CHI3L1 en tejido cerebral de pacientes con EM así como en las poblaciones celulares del LCR. Finalmente, se realizó el modelo animal de la enfermedad, la encefalomielitis autoinmune experimental (EAE) en ratones knockout (KO) y wild-type (WT) para la CHI3L1 y se realizaron estudios histopatológicos y ensayos de proliferación para determinar la función de la proteína en la respuesta inmune. De las proteínas encontradas en el estudio de proteómica se validaron como biomarcadores asociados a la conversión a EM la CHI3L1, la semaforina 7A y la CNDP1. La CHI3L1 además, se validó en una cohorte numerosa de pacientes con CIS, encontrándose además una correlación entre los niveles de CHI3L1 y el tiempo de conversión y el tiempo hasta alcanzar un EDSS de 3. Por otro lado, los niveles plasmáticos de CHI3L1 se encontraron incrementados en los pacientes con formas progresivas de la enfermedad respecto a los controles sanos y los pacientes con formas recurrentes. Además, se encontró una asociación entre un polimorfismo en el promotor del gen de la CHI3L1 y las formas progresivas de la enfermedad. Cuando se estudió el papel de la proteína en el modelo animal no se observaron diferencias en la gravedad del curso clínico entre los ratones WT y KO para la proteína. Tampoco se encontraron diferencias a nivel histopatológico ni en la respuesta inmune. Con los resultados obtenidos se puede concluir que la CHI3L1, semaforina 7A y CNDP1 se han validado como biomarcadores asociados con la conversión a EMCD, y que los niveles de CHI3L1 en LCR tienen además claras implicaciones pronósticas en los pacientes con CIS. A diferencia del LCR, los niveles de CHI3L1 en plasma no parecen reflejar el grado de inflamación que tiene lugar en le SNC de los pacientes con EM, y se asocian con las formas progresivas de la enfermedad. Finalmente, los estudios realizados en el modelo animal de EM no sugieren un papel inmunoregulador de la CHI3L1, en cuanto a que la eliminación del gen Brp-39 en ratones no se asoció con cambios en el curso clínico de la EAE, cambios histopatológicos, o alteraciones en las respuestas inmunitarias. / In about 85% of patients with multiple sclerosis (MS) the disease starts with a clinically isolated syndrome (CIS), but only 30 to 85% of patients with CIS finally develop clinically definite MS (CDMS). At present, only magnetic resonance (MR) abnormalities and presence of oligoclonal bands (BOC) in the cerebrospinal fluid (CSF) are used as prognostic biomarkers in CIS patients. Apart from these, the role of other molecular biomarkers is still controversial due to lack of validation. This thesis was conducted with the aim to identify and validate additional molecular biomarkers associated with the conversion to MS. A proteomic study with pooled CSF samples from patients with CIS who converted to CDMS and patients who remained as CIS was performed to identify biomarkers associated with conversion to MS. Those proteins that were found differentially expressed between groups were validated in individual samples by means of alternative techniques such as ELISA and selected reaction monitoring (SRM). Among the validated proteins, chitinase 3-like 1 (CHI3L1) was selected for validation in a large cohort of CIS patients. Furthermore, CHI3L1 levels were determined in plasma from patients with different clinical forms and a polymorphism in the promoter region of the CHI3L1 gene was investigated for its potential association with the disease. Additionally, the cell source of CHI3L1 was studied in brain tissue and CSF samples from MS patients. Finally, the animal model of the disease, the experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) was induced in wild-type (WT) and knock-out (KO) mice for the CHI3L1 protein. Histopathological and proliferative response studies were performed to assess the role of the protein in the immune response. Amongst the proteins obtained in the proteomics study only CHI3L1, semaphorin 7A and CDNP1 were validated. Furthermore, CHI3L1 was validated in a large cohort of CIS patients. A correlation between CSF CHI3L1 levels and time to conversion and time to EDSS 3 was also found. On the other hand, plasma levels of CHI3L1 were found increased in patients with progressive forms of MS compared to healthy controls and patients with relapse-onset. Additionally there was an association between the studied polymorphism and the progressive forms of the disease. When the protein role in the disease was studied in EAE no differences were observed in the clinical course between WT and KO mice. Also, no differences were found regarding the histopathology and the immune response. In conclusion the aggregate results confirm CHI3L1, semaphorin 7A and CNDP1 as biomarkers associated with conversion to CDMS in CIS patients, and CHI3L1 CSF levels also have clear prognostic implications in CIS patients. In contrast to CSF, plasma levels of CHI3L1 are not reflecting the inflammation degree in the CNS in patients with MS, and are associated with the progressive forms of the disease. Finally, the studies performed in the animal model of MS do not suggest an immunoregulatory role of CHI3L1, since the elimination of the Brp-39 gene is not associated with changes in the clinical course, histopathology or immune response.