Tese de mestrado. Ciência da Informação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

[ES] La esquizofrenia (SC) es un trastorno del neurodesarrollo que afecta los procesos cognitivos y el comportamiento social. A diferencia de otras neuropatologías, los cerebros de los pacientes con SC no muestran características histológicas evidentes y los mecanismos moleculares subyacentes a la enfermedad siguen siendo desconocidos, lo que dificulta mucho su prevención y tratamiento eficaz. Los endofenotipos más consistentes en la SC incluyen la reducción del neuropilo, la conectividad funcional deteriorada entre las áreas corticales y cambios específicos en las conexiones sinápticas. El cuerpo calloso (CC) es el haz más grande de fibras nerviosas cortico-corticales, conectando ambos hemisferios cerebrales, y su desarrollo es un proceso complejo crucial para la formación adecuada de los circuitos corticales. Numerosa evidencia convergente apoya la hipótesis de que el CC se encuentra hipoconectado en pacientes con SC. Está bien establecido que la SC tiene un fuerte componente genético. Un gen clave implicado en el riesgo de SC es neuregulina 1 (NRG1), controlando varios aspectos del desarrollo neuronal. Estudios previos se han centrado principalmente en la señalización de Nrg1 en las interneuronas inhibitorias, descuidando su papel en las neuronas excitatorias. Para comprender el papel de Nrg1 en los circuitos corticales, en este trabajo estudiamos el papel de Nrg1 en el desarrollo de los axones del cuerpo calloso y específicamente, su función celular autónoma en las neuronas excitatorias. Para este objetivo quisimos, 1) evaluar la participación de la Nrg1 en el desarrollo de las neuronas de proyección callosa; 2) investigar el efecto autónomo de Nrg1 en el desarrollo de las neuritas; 3) estudiar los mecanismos moleculares subyacentes al papel de Nrg1 en el desarrollo neuronal; 4) explorar el potencial de Nrg1 en la reprogramación de astrocitos a neuronas, como un nuevo posible enfoque terapéutico después de una lesión cerebral. Para ello, primero desarrollamos un modelo in vivo de pérdida de función para determinar el papel de Nrg1 en el desarrollo de las proyecciones callosas.Descubrimos que la eliminación de Nrg1 en el modelo de ratón condicional impedía el desarrollo de axones callosos in vivo. A nivel mecanístico, encontramos que la señalización intracelular de Nrg1 es tanto necesaria como suficiente para promover el desarrollo axonal en las neuronas corticales in vivo. En segundo lugar, para determinar específicamente el papel de Nrg1 en el desarrollo axonal de las neuronas excitatorias, empleamos un modelo in vitro con un enfoque más reduccionista. Realizamos cultivos primarios de neuronas corticales. En este modelo, llevamos a cabo experimentos de ganancia y pérdida de función para investigar específicamente el efecto autónomo celular de Nrg1 sobre el desarrollo de dendritas y axones. Nuestros experimentos con cultivos primarios de neuronas confirmaron que la señalización intracelular de Nrg1 es necesaria y suficiente para promover el crecimiento axonal in vitro. En tercer lugar, estudiamos los mecanismos moleculares subyacentes al papel de Nrg1 en el desarrollo neuronal. Descubrimos mediante Western blot e inmunofluorescencia que la expresión de la proteína GAP43 está altamente disminuida en neuronas knockout para Nrg1. Además, observamos que disminución del desarrollo axonal en neuronas knockout para Nrg1 es parcialmente rescatado al sobreexpresar la proteína GAP43. Estos resultados sugieren que la señalización a través de GAP43 podría ser uno de los mecanismos involucrados en el papel de Nrg1 en el crecimiento axonal. En conjunto, nuestro estudio indica un papel crucial para la señalización intracelular de Nrg1 en el desarrollo de las conexiones cortico-corticales que conectan ambos hemisferios cerebrales. Nuestros resultados sugieren que la disfunción de Nrg1 en las neuronas excitatorias puede contribuir a la hipoconectividad asociada a la SC y las alteraciones del desarrollo neurológico. / [CA] L'esquizofrènia (SC) és un trastorn del neurodesenvolupament que afecta els processos cognitius i el comportament social. A diferència d'altres neuropatologies, els cervells dels pacients amb SC no mostren característiques histològiques evidents i els mecanismes moleculars subjacents a la malaltia continuen sent desconeguts, la qual cosa dificulta molt la seua prevenció i tractament eficaç. Els endofenotipus més consistents en la SC inclouen la reducció del neuropil, la connectivitat funcional deteriorada entre les àrees corticals i els canvis específics en les connexions sinàptiques. El cos callós (CC) és el feix més gran de fibres nervioses cortico-corticals, connecta tots dos hemisferis cerebrals, i el seu desenvolupament és un procés complex crucial per a la formació adequada dels circuits corticals. Nombrosa evidència convergent dona suport a la hipòtesi que el CC es troba hipoconnectat en pacients amb SC. Està ben establit que la SC té un fort component genètic. Un gen clau implicat en el risc de SC és neuregulina 1 (NRG1) que controla diversos aspectes del desenvolupament neuronal. Estudis previs s'han centrat principalment en la senyalització de Nrg1 en les interneurones inhibitòries, descurant el seu paper en les neurones excitatòries. Per a comprendre el paper de Nrg1 en els circuits corticals, en este treball estudiem el paper de Nrg1 en el desenvolupament dels axons del cos callós i específicament, la seua funció cel·lular autònoma en les neurones excitatòries. Per a este objectiu, 1) avaluem la participació de Nrg1 en el desenvolupament de les neurones de projecció callosa; 2) investiguem l'efecte autònom de Nrg1 en el desenvolupament de les neurites; 3) estudiem els mecanismes moleculars subjacents al paper de Nrg1 en el desenvolupament neuronal; 4) explorem el potencial de Nrg1 en la reprogramació d'astròcits a neurones, com un nou possible enfocament terapèutic després d'una lesió cerebral. Per això, emprem ratolins knockout nounats per a Nrg1 i realitzem un rastreig neuronal de les projeccions calloses, així com també rastregem estes projeccions en ratolins wild-type mitjançant la tècnica d'electroporació in utero. Descobrim que l'eliminació de Nrg1 en el model de ratolí condicional impedia el desenvolupament d'axons callosos in vivo. A nivell mecanístic, trobem que la senyalització intracel·lular de Nrg1 era suficient per a promoure el desenvolupament axonal en les neurones corticals in vivo. En segon lloc, per a determinar específicament el paper de Nrg1 en el desenvolupament axonal de les neurones excitatòries, emprem cultius primaris de neurones corticals. En este model, duem a terme experiments de guany i pèrdua de funció per a investigar específicament l'efecte autònom cel·lular de Nrg1 sobre el desenvolupament de dendrites i axons. Els nostres experiments amb cultius primaris de neurones van mostrar que la senyalització intracel·lular de Nrg1 és necessària i suficient per a promoure el creixement axonal in vitro. En tercer lloc, estudiem els mecanismes moleculars subjacents al paper de Nrg1 en el desenvolupament neuronal. Descobrim que l'expressió de la proteïna GAP43 està altament disminuïda en neurones knockout per a Nrg1. A més, observem que la disminució del desenvolupament axonal en neurones knockout per a Nrg1 és parcialment rescatat al sobreexpresar la proteïna GAP43. Estos resultats suggerixen que la senyalització a través de GAP43 podria ser un dels mecanismes involucrats en el paper de Nrg1 en el creixement axonal. En conjunt, el nostre estudi indica un paper crucial per a la senyalització intracellular de Nrg1 en el desenvolupament de les connexions cortico-corticals que connecten tots dos hemisferis cerebrals. Els nostres resultats assenyalen que la disfunció de Nrg1 en les neurones excitatòries pot contribuir a la hipoconnectivitat associada a la SC i a les alteracions del desenvolupament neurològic. / [EN] Schizophrenia (SZ) is a neurodevelopmental disorder that affects cognitive processes and social behavior, impacts approximately 1% of the population but presents a major socio-economic impact. Unlike other neuropathologies, the brains of SZ patients do not display obvious histological hallmarks and their molecular mechanisms remain unknown, making it very difficult to prevent and treat effectively. The most consistent endophenotypes in SZ include reduced neuropil, impaired functional connectivity between cortical areas and specific changes in synaptic connections. Therefore, SZ is a pathology based on abnormal cortical neuronal connectivity. The corpus callosum (CC), connecting the brain's hemispheres, is the largest bundle of cortico-cortical nerve fibers and its development is a complex process crucial for proper cortical circuitry formation. Converging evidence supports the hypothesis that the CC is hypoconnected in SZ patients. While the developmental etiology of SZ remains largely unresolved, it is well established that SZ has a strong genetic component. A key gene implicated in SZ risk is neuregulin 1 (NRG1), which controls several aspects of neuronal development. Prior research has primarily focused on Nrg1 signaling in inhibitory interneurons, neglecting its role in excitatory neurons. To understand the function of Nrg1 signaling in the development of cortical circuits, we studied the Nrg1's role in the development of callosal axons and specifically, the cell autonomous function in the excitatory neurons. To this aim, we sought to 1) evaluate the Nrg1's involvement in the development of callosal projecting neurons; 2) investigate the Nrg1's cell autonomous effect on neurites outgrowth; 3) study the molecular mechanisms underlying Nrg1's role in neuron development; 4) explore the Nrg1's potential in reprogramming astrocytes to neurons, as a novel therapeutic approach following brain injury. First, we developed an in vivo loss-of-function model to determine the role of Nrg1 in the development of callosal projections. We employed newborn Nrg1 knockout mice and performed neuronal tracing of the callosal projections, as well as we traced those projections in wild type mice by in utero electroporation. We found that the deletion of Nrg1 in a conditional mouse model impaired the development of callosal axons in vivo. On a mechanistic level, we found that the intracellular signaling of Nrg1 was sufficient to promote axonal development in cortical neurons in vivo. Second, to specifically determine the role of Nrg1 in axonal development of excitatory neurons, we employed a suitable in vitro model with a more reductionist approach. We performed primary cultures of cortical neurons. Using transfection by electroporation, we achieved sparse labeling and obtained internal controls. In this model, we carried out gain- and loss-of-function approaches to investigate specifically the Nrg1's cell autonomous effect on dendrites and axonal development. Our single-cell experiments in primary cultures showed that Nrg1 is cell-autonomously required and sufficient to promote axonal outgrowth in vitro. Third, we studied the molecular mechanisms underlying Nrg1's role in neuron development. We found by Western blot and immunofluorescence that the GAP43 protein expression is impaired in Nrg1 knockout neurons. Additionally, we observed that decreased axonal development in Nrg1 knockout neurons was rescued by overexpressing GAP43 protein. These results suggest that signaling through GAP43 may be one of the mechanisms involved in the role of Nrg1 in axonal growth. In conclusion, our study indicates a crucial role for Nrg1 intracellular signaling in the development of long-range cortico-cortical connections between brain hemispheres. It indicates that Nrg1 dysfunction in excitatory neurons may contribute to SZ-associated hypoconnectivity and neurodevelopmental alterations, providing new insights into the role of Nrg1 in the etiology of SZ. / Rodríguez Prieto, Á. (2024). Nrg1 Signaling in the Development of Cortical Circuits: Molecular Basis of Schizophrenia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/212464

Tesis por compendio / [ES] La detección y diagnóstico de resistencias en Mycobacterium tuberculosis (MTB) supone un reto para el control de la tuberculosis (TB). La técnica diagnóstica implica el cultivo de muestras diagnósticas, pero este proceso es lento y retrasa los resultados hasta meses demorando la prescripción del tratamiento óptimo. El cultivo también se utiliza para enriquecer muestras diagnósticas con fines de investigación, como la secuenciación del genoma de MTB. Sin embargo, se desconoce si cultivar reduce la diversidad genética de la muestra diagnóstica, sesgando los resultados. Actualmente, las técnicas moleculares permiten evitar el cultivo en el diagnóstico, detectando resistencia a antibióticos más rápidamente, pero se limitan a identificar las mutaciones comunes asociadas a la resistencia a la rifampicina (RIF) e isoniazida (INH), los fármacos de primera línea. No obstante, la composición compleja de las muestras diagnósticas como el esputo sigue siendo un desafío para la secuenciación. Esta tesis presenta técnicas y estrategias de secuenciación para recuperar MTB a partir de esputos, centrándose en la diversidad genética en esputos y cultivos y explorando el potencial de la secuenciación para determinar resistencias. En el Capítulo 1 comparamos la diversidad genética entre pares de esputos y cultivos en dos entornos diferentes. Desarrollamos una técnica de secuenciación de esputos, realizando una secuenciación directa o enriquecida según la cantidad de MTB presente. Además, implementamos un flujo de análisis para descartar artefactos del procesamiento de muestras. Los resultados muestran una alta concordancia en la diversidad entre esputos y cultivos, cuestionando la hipótesis inicial del cuello de botella en el cultivo. En el Capítulo 2 exploramos las limitaciones del Gene Xpert MTB/RIF Ultra (XpertUltra) para identificar mutaciones de resistencia a RIF, examinando las mutaciones de resistencia más prevalentes en el sur de Mozambique. Utilizamos la secuenciación del genoma completo para identificar variantes de resistencia en cepas recolectadas en Manhiça, Mozambique. Detectamos dos cepas con mutaciones de resistencia a RIF no identificadas por el XpertUltra y una alta prevalencia de cepas resistentes a INH sin resistencia a RIF (no multirresistentes, MDR). Los resultados sugieren que el XpertUltra podría no detectar algunos casos de resistencia a RIF y/o INH, destacando la necesidad de incluir nuevas mutaciones en las pruebas moleculares. En el Capítulo 3 evaluamos el potencial de la secuenciación de amplicones para predecir la resistencia a antibióticos e identificar el linaje de las cepas. Diseñamos un panel de nueve genes asociados a la resistencia a siete antibióticos y dos regiones filogenéticas, poniendo a punto una PCR multiplex para amplificar todas las regiones en una sola reacción. A diferencia de otros paneles, los cebadores diseñados cubren los genes completos para detectar todas las mutaciones presentes. La secuenciación se realiza con MinION (Nanopore), una plataforma portátil con análisis en tiempo real. Comparamos las variantes obtenidas con las de Illumina para calibrar los parámetros del llamado de variantes y evitar falsos positivos. Los resultados muestran una alta correlación entre MinION e Illumina en la detección de resistencia e identificación de linajes, independientemente del tipo de muestra. Estos resultados, junto con el análisis en tiempo real de MinION, son prometedores para su implementación en atención primaria. En conclusión, esta tesis contribuye a los avances en la genómica de muestras diagnósticas. Por un lado, demostrando que el cultivo refleja la diversidad genética del esputo, y por otro, revelando el potencial de la secuenciación del genoma y de amplicones para predecir resistencia a antibióticos. Las técnicas y resultados que se presentan contribuirán a promover la secuenciación directa de esputo como técnica de diagnóstico rápida y precisa, pero también su uso para la investigación. / [CA] La detecció i diagnòstic de resistències en Mycobacterium tuberculosis (MTB) suposa un repte per al control de la tuberculosi (TB). La tècnica de referència ha estat el cultiu de mostres diagnòstiques, però aquest procés és lent, retardant els resultats durant setmanes o mesos i dificultant la prescripció d'un tractament òptim. El cultiu també s'ha utilitzat per enriquir mostres diagnòstiques amb finalitats de recerca, com la seqüenciació del genoma de MTB. No obstant això, encara es desconeix si el cultiu redueix la diversitat genètica de la mostra diagnòstica, cosa que podria generar un biaix en els resultats. Actualment, les tècniques moleculars han permès evitar el cultiu en el diagnòstic, detectant resistència a antibiòtics més ràpidament, però es limiten a identificar les mutacions comunes associades a resistència a la rifampicina (RIF) i isoniazida (INH), els fàrmacs de primera línia. Tanmateix, la composició complexa de les mostres diagnòstiques com l'esput segueix sent un repte per a la seqüenciació. Aquesta tesi presenta tècniques i estratègies de seqüenciació per recuperar MTB a partir d'esputs, centrant-se en la diversitat genètica en esputs i cultius i explorant el potencial de la seqüenciació per determinar resistències. Al Capítol 1 comparem la diversitat genètica entre parelles d'esputs i cultius en dos entorns diferents. Desenvolupem una tècnica de seqüenciació d'esputs, realitzant una seqüenciació directa o enriquida segons la quantitat de MTB present. A més, implementem un flux d'anàlisi per descartar artefactes del processament de mostres. Els resultats mostren una alta concordança en la diversitat entre esputs i cultius, qüestionant la hipòtesi inicial d'un coll de botella al cultiu. Al Capítol 2 explorem les limitacions de la prova molecular Gene Xpert MTB/RIF Ultra (XpertUltra) per identificar mutacions de resistència a RIF, examinant les mutacions de resistència més prevalents al sud de Moçambic. Utilitzem la seqüenciació del genoma complet per identificar variants de resistència a antibiòtics en soques recol·lectades a Manhiça, Moçambic. Detectem dues soques amb mutacions de resistència a rifampicina no identificades per l'XpertUltra i una alta prevalença de soques resistents a INH sense resistència a RIF (no multiressistents, MDR). Els resultats sugereixen que l'XpertUltra pot no detectar alguns casos de resistència a RIF i/o INH, destacant la necessitat d'incloure noves mutacions en proves moleculars. Al Capítol 3 avaluem el potencial de la seqüenciació d'amplicons per predir resistència a antibiòtics i identificar el llinatge de les soques. Dissenyem un panell de nou gens associats a resistència a set antibiòtics i dues regions filogenètiques, posant a punt una PCR multiplex per amplificar totes les regions en una sola reacció. A diferència d'altres panells, els encebadors dissenyats cobreixen els gens complets, per detectar totes les mutacions presents. La seqüenciació es realitza amb MinION (Nanopore), una plataforma portàtil amb anàlisi en temps real. Comparem les variants obtingudes amb les d'Illumina per calibrar paràmetres per cridar de variants i evitar falsos positius. Els resultats mostren una alta correlació entre MinION i Illumina en la detecció de resistència i identificació de llinatges, independentment del tipus de mostra. Aquests resultats, juntament amb l'anàlisi en temps real de MinION, són prometedors per a la seva implementació en atenció primària. En conclusió, aquesta tesi contribueix als avanços en la genòmica directa de mostra diagnòstica. D'una banda, demostrant que el cultiu reflecteix la diversitat genètica de l'esput i, d'altra banda, revelant el potencial de la seqüenciació del genoma i d'amplicons per predir resistència a antibiòtics. Els resultats obtinguts superen les limitacions de les proves moleculars actuals, i les tècniques presentades podrien promoure la seqüenciació directa d'esput com a eina de diagnòstic ràpida i precisa, així com per a la investigació. / [EN] Mycobacterium tuberculosis (MTB) detection and diagnosis of drug resistance(DR) have been a challenge for tuberculosis(TB) control. Culturing mycobacteria from diagnostic samples has been the most commonly used diagnostic technique. However, culturing depends on MTB's slow growth, delaying results and the prescription of optimal treatment for weeks to months. Culture is also essential for research purposes such as MTB genomics. However, it remains unclear whether it causes a bottleneck in the sample's original genetic diversity, potentially biasing results. Skipping the culturing step has been possible with the introduction of molecular techniques in surveillance systems. These reduce turnaround time and allow MTB and DR detection through a single assay. However, such tests are limited to detecting common mutations associated with rifampicin(RIF) and isoniazid(INH) resistance. Moreover, the complex composition of diagnostic samples, like sputum, continues to challenge sequencing workflows in research. In this thesis, we explore different sequencing approaches to recover and sequence MTB from sputum samples, focusing on overcoming the hypothesized culture bottleneck and evaluating the potential of sequencing for DR prediction. In Chapter 1, we compare genetic diversity within sputum-culture paired samples in two settings. We implement a culture-free sequencing (cfWGS) approach for sputum, using both direct and enriched sequencing, depending on the initial amount of MTB DNA. We also develop an analysis pipeline to filter artifactual variants from cfWGS approaches. To generalize results, three additional datasets are reanalyzed. The results show high concordance in genetic diversity between sputum-culture pairs, both in terms of presence and frequency of variants. These results contradict the initial culture bottleneck assumption, emphasizing the importance of tailored filtering steps depending on sample complexity. In Chapter 2, we explore the limitations of the Gene Xpert MTB/RIF Ultra (XpertUltra) for detecting non-common mutations and screen for prevalent DR mutations in southern Mozambique. We use WGS to identify DR variants in strains collected in Manhiça (Mozambique) during two time periods. Two strains were found to harbor RIF resistance mutations beyond XpertUltra's detection scope. We also detect a high prevalence of INH-resistant strains without RIF resistance (non-MDR TB). This suggests that XpertUltra, the primary diagnostic tool in the region, sometimes misclassifies RIF-resistant cases, highlighting the need for expanded drug and mutation coverage in molecular diagnostic tests. In Chapter 3, we assess the potential of targeted sequencing for DR prediction and lineage identification by designing a gene panel of 9 genes associated with resistance to 7 drugs and two phylogenetic regions. We develop a multiplex PCR to amplify all target regions in one reaction. Unlike other commercial panels, our primers cover entire genes allowing the identification of all mutations, not just those in hotspot regions. We employ the portable MinION (Nanopore) platform, which provides real-time analysis. A key aim is to calibrate parameters for MinION variant calling by comparing its results to Illumina sequencing, establishing a frequency cut-off to avoid false positives due to MinION's error rate. Our results show high concordance between MinION and Illumina in detecting DR and genotyping, regardless of the sample type. These findings present a significant advantage for future implementation in point-of-care systems. This thesis advances the field of cfWGS by confirming that culture mirrors sputum's genetic diversity and demonstrating the potential of whole genome and targeted sequencing to overcome the limitations of current molecular diagnostic tests in predicting DR. The techniques and findings presented could help promote cfWGS as a front-line approach for faster, more accurate diagnosis, and contribute to further research. / This work has been supported by the following: European Research Council (ERC): H2020-ERC-COG/0800; Ministerio Español de Ciencia e Innovación: PID2022-137607OB-I00; Fundació La Caixa: HR21-00415, International Science and Technology Center (ISTC): Project #G-2143 and National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIH). This work was also supported by STOP TB partnership [STBP/TBREACH/GSA/W5-30: CA-3-D000920001], the TB Portals programme of the National Institutes of Health, the European Research Council [101001038-TB-RECONNECT: H2020-ERC-COG/0800 and 638553-TB-ACCELERATE], Generalitat Valenciana [AICO/2018/113], the Spanish Ministry of Science and Innovation [PID2019-104477RB-I00] and the Ministerio de Economía, Indústria y Competividad (SAF2016-77346-R) / Mariner Llicer, C. (2024). Culture-Free Sequencing of Mycobacterium Tuberculosis for Diagnosis and Genetic Diversity Identification [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/213332 / Compendio

[ES] Las ecuaciones diferenciales son herramientas fundamentales para modelizar y analizar sistemas dinámicos en Ingeniería. Las ecuaciones diferenciales permiten a los ingenieros describir cómo cambian en el tiempo y/o en el espacio las magnitudes físicas como, por ejemplo, la posición de un sistema vibratorio (como puede ser un muelle), la deflexión de un estructura mecánica (como puede ser una viga), etc. Por otra parte, muchos sistemas del mundo real están afectados por incertidumbres. Por ejemplo, los errores de medición, la comprensión incompleta de fenómenos físicos complejos, el ruido termal en los circuitos electrónicos o las variaciones en las propiedades de los materiales debido a su heterogeneidad son factores que involucran cierto nivel de aleatoriedad que debe tenerse en cuenta en la modelización. Esta modelización suele realizarse en muchos casos mediante ecuaciones diferenciales que, por tanto, contienen en su formulación magnitudes con incertidumbre, dando lugar a ecuaciones diferenciales aleatorias/estocásticas. Proporcionar métodos rigurosos para estudiar dichas ecuaciones es fundamental para desarrollar soluciones robustas y fiables de problemas de Ingeniería. Esta tesis presenta un análisis probabilístico de tres clases de problemas de Ingeniería Mecánica, como son los sistemas vibratorios (osciladores), las estructuras mecánicas (deflexión de vigas) y un problema mecánico modelado por una ecuación diferencial fraccionaria aleatoria. A lo largo del trabajo se han aplicado diferentes técnicas probabilísticas para lograr una comprensión más profunda del comportamiento de estos sistemas bajo excitaciones aleatorias. Además, en esta tesis nos hemos centrado en construir aproximaciones, no sólo de los momentos estadísticos principales (media, varianza, etc.), sino también la función de densidad de probabilidad de la respuesta (solución) de los distintos modelos estudiados. Proporcionar una descripción probabilística completa de este tipo de modelos mecánicos es un tema que ha atraído un notable interés tanto de matemáticos como de ingenieros durante las últimas décadas. En primer lugar, se estudian dos osciladores aleatorios no lineales en los que el término de restauración depende de la posición, en el primer caso, y de la posición y la velocidad, en el segundo. El término no lineal está afectado por un pequeño parámetro de perturbación. Como en ambos casos no podemos obtener la solución explícitamente, utilizaremos el método de perturbación estocástica para construir aproximaciones de la solución estocástica y sus primeros momentos estadísticos. Esto, en combinación con el principio de máxima entropía, nos permitirá obtener aproximaciones de la función de densidad de probabilidad estacionaria de la solución. En segundo lugar, se aborda el estudio de dos modelos estáticos aleatorios que describen la deflexión de una viga en voladizo. Se distinguen dos escenarios con respecto al tipo de procesos estocásticos que modelan la distribución de la carga que soporta la viga, y suponiendo que algunos parámetros del modelo, como el módulo de Young o el parámetro de rigidez flexural, pueden ser aleatorios. Adaptamos convenientemente distintas técnicas estocásticas para calcular de forma exacta o aproximada la función de densidad de probabilidad de la deflexión de la viga en voladizo en cada uno de los dos modelos antes mencionados. Por último, se revisita un modelo sencillo propuesto recientemente para estudiar una clase de osciladores aleatorios formulados mediante la derivada fraccionaria de Caputo. Concretamente se construyen aproximaciones de la función de densidad de probabilidad de la respuesta estocástica aprovechando el método de transformación de variables aleatorias adaptado a procesos estocásticos. En este estudio se dan condiciones suficientes sobre los parámetros (que son variables aleatorias) del modelo para garantizar la convergencia de estas aproximaciones. / [CA] Les equacions diferencials són ferramentes fonamentals per a modelitzar i analitzar sistemes dinàmics en Enginyeria. Les equacions diferencials permeten als enginyers descriure com canvien en el temps i/o l'espai les magnituds físiques com, per exemple, la posició d'un sistema vibratori (com pot ser un moll), la deflexió d'una estructura mecànica (com pot ser una viga), etc. Per altra banda, molts sistemes del món real estan afectats per incerteses. Per exemple, els errors de mesurament, la comprensió incompleta de fenòmens físics complexos, el soroll termal en els circuits electrònics i les variacions en les propietats dels materials a causa de la seua heterogeneïtat són factors que involucren cert nivell d'aleatorietat que ha de tindre's en compte en la modelització. Esta modelització sol realitzar-se en molts casos mitjançant equacions diferencials que, per tant, contindrà en la seua formulació incertesa, donant lloc a equacions diferencials aleatòries/estocàstiques. Proporcionar mètodes rigorosos per a estudiar estes equacions és fonamental per a desenvolupar solucions robustes i fiables de problemes d'Enginyeria. Esta tesi presenta una anàlisi probabilística de tres classes de problemes d'Enginyeria Mecànica, com són els sistemes vibratoris (oscil·ladors), les estructures mecàniques (deflexió de bigues) i un problema mecànic modelat per una equació diferencial fraccionària aleatòria. Al llarg del nostre treball, hem aplicat diferents tècniques matemàtiques per a aconseguir una comprensió més profunda del comportament d'estos sistemes sota excitacions aleatòries. A més a més, en esta tesi ens hem centrat en construir aproximacions, no sols dels moments estadístics principals (mitjana, variància, etc.), sinó també la funció de densitat de probabilitat de la resposta (solució) dels diferents models estudiats. Proporcionar una descripció probabilística completa d'esta mena de models mecànics és un tema que ha atret l'interés tant de matemàtics com d'enginyers durant les últimes dècades. En primer lloc, estudiem dos oscil·ladors aleatoris no lineals en els quals el terme de restauració depén de la posició, en el primer cas, i de la posició i la velocitat, en el segon. El terme no lineal està afectat per un xicotet paràmetre de pertorbació. Com en tots dos casos no podem obtindre la solució explícitament, utilitzarem el mètode de pertorbació estocàstica per a construir aproximacions de la solució estocàstica i els seus primers moments estadístics. Això, en combinació amb el principi de màxima entropia, ens permetrà obtindre aproximacions fiables de la funció de densitat de probabilitat estacionària de la solució. En segon lloc, s'aborda l'estudi de dos models estàtics aleatoris que descriuen la deflexió d'una biga en volada. Distingim dos escenaris diferents respecte al tipus de processos estocàstics que modelen la distribució de la càrrega que suporta la biga i suposant aleatorietat per a alguns paràmetres del model, com el mòdul de Young o el paràmetre de rigidesa flexural. Adaptem convenientment diferents tècniques estocàstiques per a calcular de manera exacta o aproximada la funció de densitat de probabilitat de la deflexió de la biga en volada en cadascun dels dos models abans esmentats. Finalment, es revisita un model senzill proposat recentment per a estudiar una classe d' oscil·ladors aleatoris formulats mitjançant la derivada fraccionària de Caputo. Concretament, es construïxen aproximacions de la funció de densitat de probabilitat de la resposta estocàstica aprofitant el mètode de transformació de variables aleatòries adaptat a processos estocàstics. En este estudi es donen condicions suficients sobre els paràmetres (que són variables aleatòries) del model per a garantir la convergència d'estes aproximacions. Els resultats d'este estudi poden ser d'utilitat per emprendre en el futur l'estudi d' oscil·ladors aleatoris més complexos formulats mitjançant equacions diferencials fraccionàries. / [EN] Differential equations in Engineering are fundamental tools for modelling and analysing dynamical systems. Differential equations allow engineers to describe how physical quantities change over time and/or space, such as vibratory systems, mechanical structures, etc. However, many real-world systems are influenced by uncertainties. For instance, measurement errors, incomplete understanding of complex physical phenomena, random fluctuations like electronic circuit noise, and unpredictable material properties variations are aleatoric factors. Understanding both deterministic and random/stochastic differential equations is, therefore, vital for developing robust and reliable engineering solutions in a random world. This thesis presents a comprehensive probabilistic analysis of three mechanical engineering problems: vibratory systems (oscillators), mechanical structures (deflection of beams), and a foundational mechanical problem modelled by a random fractional differential equation. Throughout our work, we have applied different mathematical techniques to better understand these system's behavior under random excitations. A significant focus has been on accurately approximating not only the main statistical moments but also the probability density function of the model's response (solution) of the models studied throughout this dissertation. Providing a complete probabilistic description of such types of mechanical models is a topic that has attracted the interest of mathematicians and engineers during the last decades. In the first place, we will study two nonlinear random oscillators where the restoring term depends on the position, in the first case, and on the position and velocity, in the second one. The nonlinear term is affected by a small perturbative parameter. As in both cases, we cannot obtain the solution explicitly, we will use the stochastic perturbation method to construct approximations of the stochastic solution and its first statistical moments. This, in combination with the principle of maximum entropy, will result in obtaining reliable approximations of the stationary probability density function of the response. Second, we will study two models describing the deflection of a random static cantilever beam. We distinguish two different scenarios with respect to the type of stochastic processes modelling the distribution of the load spanned the beam and assuming randomness for some model parameters such as the Young's modulus or the flexural rigidity parameter. We then conveniently adapt different stochastic techniques to calculate exactly or approximately the probability density function of the deflection of the cantilever. Finally, we will revisit a simple model recently proposed to study a class of random oscillators formulated via the Caputo fractional derivative. We will construct approximations of the probability density function of the stochastic response, taking advantage of the random variable transformation method. We rigorously prove the convergence of these approximations under mild conditions of the model's parameters. This approach can inspire the study of more complex oscillators formulated via fractional differential equations. / López Navarro, E. (2024). Advances on Differential Equations with Uncertainties and their Applications to Probabilistic Mechanics Engineering [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/213333

[ES] En las últimas décadas, el rápido crecimiento del transporte de mercancía contenerizada ha planteado grandes retos a la eficiencia portuaria. La optimización de operaciones se ha vuelto crucial para minimizar los costes de puertos y navieras y reducir el impacto medioambiental. La organización y gestión del patio del puerto son esenciales para garantizar la eficiencia del puerto, ya que se utiliza para almacenar contenedores y conecta todas las zonas y actividades portuarias. Este entorno dinámico exige estrategias efectivas para colocar y retirar contenedores. Al estar apilados, retirar un contenedor puede requerir mover otros que estén encima a otras pilas, lo que ralentiza la retirada. Estos movimientos se pueden evitar ordenando los contenedores de antemano en un proceso conocido como premarshalling. El problema clásico de optimización asociado al premarshalling, que trata de encontrar el mínimo número de recolocaciones necesarias para ordenar los contenedores, se basa en varias asunciones poco realistas. Esta tesis pretende facilitar la aplicación práctica del premarshalling reformulando algunas de estas asunciones. Los contenedores del patio se organizan en grupos llamados bahías, y el problema de premarshalling se centra en organizar una bahía de contenedores cada vez. La formulación clásica solo permite recolocaciones dentro de la bahía que se está ordenando, pero esta no es una limitación real en la práctica. Proponemos una nueva versión del problema en la que los contenedores se pueden mover a una bahía adyacente para facilitar el proceso de ordenación. Otro aspecto poco realista de la formulación clásica es su objetivo. En literatura previa se muestra que minimizar el tiempo empleado por la grúa durante el premarshalling conduce a soluciones más eficientes que minimizar el número de recolocaciones. Esta tesis va más allá de la incorporación de tiempos de grúa y asume la disponibilidad limitada de la grúa. Mientras que la formulación original no proporciona una solución cuando el tiempo necesario para completar el premarshalling excede la disponibilidad de la grúa, definimos una nueva formulación que proporciona un premarshalling completo cuando el tiempo lo permite y parcial cuando no. Definir buenas ordenaciones parciales es un reto, así que exploramos tres estrategias alternativas. El estudio de estas variantes del problema requería un método de resolución simple que pudiera adaptarse fácilmente a diversas asunciones y proporcionar soluciones óptimas para la validación del problema. Para cumplir con tales requerimientos, proponemos un método de resolución que combina el uso de un solver de programación por restricciones con algoritmos sencillos y fáciles de implementar. La programación por restricciones ha recibido muy poca atención en la literatura de premarshalling, a pesar de haber demostrado un buen rendimiento resolviendo problemas combinatorios en diversos campos. Esta tesis revela la eficacia de esta técnica para el problema de premarshalling al proporcionar modelos de programación por restricciones que superan a los métodos de programación matemática de vanguardia. En líneas generales, esta tesis pretende acercar la formulación matemática del problema de premarshalling a su aplicación en el mundo real. Para ello, aborda tanto aspectos teóricos como técnicos. Desde el punto de vista teórico, introduce nuevas variantes del problema que suponen un notable avance hacia una formulación más realista. Desde el punto de vista técnico, presenta modelos de programación por restricciones que demuestran la eficacia de esta técnica sobre el problema de premarshalling. / [CA] En les últimes dècades, el ràpid creixement del transport de mercaderia conteneritzada ha plantejat grans reptes a l'eficiència portuària. L'optimització d'operacions s'ha tornat crucial per a minimitzar els costos de ports i navilieres i reduir l'impacte mediambiental. L'organització i gestió del pati del port són essencials per a garantir l'eficiència del port, ja que s'utilitza per a emmagatzemar contenidors i connecta totes les zones i activitats portuàries. Aquest entorn dinàmic exigeix estratègies efectives per a col·locar i retirar contenidors. En estar apilats, retirar un contenidor pot requerir moure uns altres que estiguen damunt a altres piles, la qual cosa alenteix la retirada. Aquests moviments es poden evitar ordenant els contenidors per endavant, un procés conegut com premarshalling. El problema clàssic d'optimització associat al premarshalling, que tracta de trobar el mínim nombre de recol·locacions necessàries per a ordenar els contenidors, es basa en diverses assumpcions poc realistes. Aquesta tesi pretén facilitar l'aplicació pràctica del premarshalling reformulant algunes d'aquestes assumpcions. Els contenidors del pati s'organitzen en grups anomenats badies, i el problema de premarshalling se centra en organitzar una badia de contenidors cada vegada. La formulació clàssica només permet recol·locacions dins de la badia que s'està ordenant, però aquesta no és una limitació real en la pràctica. Proposem una nova versió del problema en la qual els contenidors es poden moure a una badia adjacent per a facilitar el procés d'ordenació. Un altre aspecte poc realista de la formulació clàssica és el seu objectiu. En literatura prèvia es mostra que minimitzar el temps emprat per la grua durant el premarshalling condueix a solucions més eficients que minimitzar el nombre de recol·locacions. Aquesta tesi va més enllà de la incorporació de temps de grua i assumeix la disponibilitat limitada de la grua. Mentres que la formulació original no proporciona una solució quan el temps necessari per a completar el premarshalling excedeix la disponibilitat de la grua, definim una nova formulació que proporciona un premarshalling complet quan el temps ho permet i parcial quan no. Definir bones ordenacions parcials és un repte, així que explorem tres estratègies alternatives. L'estudi d'aquestes variants del problema requeria un mètode de resolució simple que poguera adaptar-se fàcilment a diverses assumpcions i proporcionar solucions òptimes per a la validació del problema. Per a complir amb tals requeriments, proposem un mètode de resolució que combina l'ús d'un solver de programació per restriccions amb algorismes senzills i fàcils d'implementar. La programació per restriccions ha rebut molt poca atenció en la literatura de premarshalling, malgrat haver demostrat un bon rendiment resolent problemes combinatoris en diversos camps. Aquesta tesi revela l'eficàcia d'aquesta tècnica per al problema de premarshalling en proporcionar models de programació per restriccions que superen als mètodes de programació matemàtica d'avantguarda. En línies generals, aquesta tesi pretén acostar la formulació matemàtica del problema de premarshalling a la seua aplicació en el món real. Per a això, aborda tant aspectes teòrics com tècnics. Des del punt de vista teòric, introdueix noves variants del problema que suposen un notable avanç cap a una formulació més realista. Des del punt de vista tècnic, presenta models de programació per restriccions que demostren l'eficàcia d'aquesta tècnica sobre el problema de premarshalling. / [EN] In recent decades, the rapid growth of containerized freight has posed significant challenges to port efficiency. Optimizing operations has become crucial for minimizing costs for ports and shipping companies and reducing environmental impact. The organization and management of the port yard are essential to ensure port efficiency, as it is used for container storage and connects all port areas and activities. This dynamic environment demands effective strategies for placing and retrieving containers. Since containers are stacked, retrieving one may require moving containers above it to other stacks, which slows down the retrieval. These movements can be avoided by arranging the containers beforehand through a process known as container premarshalling. The classical optimization problem associated with premarshalling, which aims to find the minimum number of relocations necessary to arrange the containers, relies on several unrealistic assumptions. This thesis aims to facilitate the practical application of premarshalling by reformulating some of these assumptions. Containers in the yard are organized into groups called bays, and the premarshalling problem focuses on arranging one bay of containers at a time. The classical formulation only allows relocations within the bay being arranged, but this is not a real limitation in practice. We propose a novel version of the problem where containers can be moved to an adjacent bay to facilitate the arrangement process. Another unrealistic aspect of the classical formulation is its objective. Previous literature shows that minimizing the total crane time during premarshalling leads to more efficient solutions than minimizing the number of relocations. This thesis goes beyond incorporating crane times and acknowledges limited crane availability. While the original formulation fails to provide a solution when the required time for completing the arrangement exceeds crane availability, we define a novel formulation that yields a complete premarshalling when time allows and a partial arrangement when it does not. Defining good-quality partial arrangements is challenging, and we explore three alternative strategies. Studying these problem variants required a simple solution method that could be easily adapted to varying assumptions and provide optimal solutions for problem validation. To meet these requirements, we propose a solution method that combines the use of a constraint programming solver with simple algorithms that are easy to implement. Constraint programming has received very little attention in the premarshalling literature despite showing strong performance in solving combinatorial problems in various fields. This thesis reveals the effectiveness of this technique for the premarshalling problem by providing constraint programming models that outperform the state-of-the-art mathematical programming approaches. Overall, this thesis aims to bridge the gap between the mathematical formulation of the premarshalling problem and real-world application. To achieve this, it addresses both theoretical and technical aspects. On the theoretical side, it introduces several novel variants of the problem that represent significant progress toward a more realistic formulation. On the technical side, it presents constraint programming solution methods that demonstrate the efficiency of this technique in addressing the premarshalling problem. / This study has been partially supported by the Spanish Ministry of Science and Innovation under predoctoral grant PRE2019-087706, the project “OPTEP-Port Terminal Operations Optimization” (RTI2018-094940-B-I00), and PID2021-124975OB-I00, financed with FEDER funds. / Jiménez Piqueras, C. (2024). Novel Realistic Approaches for Container Premarshalling [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/212694

[ES] La tesis doctoral titulada "NMR-based metabolomics for the identification of biomarkers of disease" explora el potencial de la metabolómica mediante espectroscopía de resonancia magnética nuclear (RMN) para la identificación de biomarcadores de enfermedades, permitiendo un diagnóstico temprano y no invasivo, así como el seguimiento de pacientes. El estudio se centra en cuatro enfermedades: Alzheimer, glaucoma, aterosclerosis y vulnerabilidad de placa, y fibrosis pulmonar tras neumonía por COVID-19. En la introducción, se describe el proceso de análisis metabolómico para la identificación de biomarcadores y las principales plataformas y herramientas estadísticas utilizadas en el análisis mediante RMN. Se destacan las características fisiopatológicas de las enfermedades estudiadas, las formas actuales de diagnóstico y la necesidad de nuevos marcadores. El primer capítulo aborda la identificación de biomarcadores para el Alzheimer y la progresión de deterioro cognitivo leve (MCI) a Alzheimer mediante análisis de suero. Se desarrollaron modelos de clasificación que discriminaron entre Alzheimer, MCI y controles sanos. La investigación encontró que ciertos metabolitos, como lisina, piruvato y colina, presentan concentraciones distintas según la evolución del MCI. El segundo capítulo estudia las diferencias metabolómicas entre MCI y controles mediante análisis de plasma, combinando RMN y marcadores de peroxidación lipídica detectados con UPLC-MS/MS. La combinación de ambas técnicas mejoró la identificación de biomarcadores, destacando metabolitos como isoleucina, valina y glutamato. El tercer capítulo analiza lágrimas de pacientes con glaucoma primario de ángulo abierto (POAG) para identificar biomarcadores en un medio mínimamente invasivo. Se identificaron metabolitos como taurina, glicina y glucosa como potenciales biomarcadores. En el cuarto capítulo se estudian placas de ateroma y suero de pacientes con estenosis de carótida para identificar biomarcadores de vulnerabilidad de placa. En placa, se identificaron mio-inositol y glutamato como potenciales biomarcadores. En suero, se destacaron treonina, histamina y ácidos grasos insaturados. El quinto capítulo se enfoca en pacientes que desarrollaron fibrosis pulmonar tras neumonía por COVID-19, identificando biomarcadores en suero que permiten predecir la fibrosis, destacando glucosa, valina y ácidos grasos. Finalmente, se presenta la discusión y las conclusiones generales, subrayando la relevancia de la metabolómica mediante RMN para identificar biomarcadores tempranos y no invasivos, lo que podría cubrir una necesidad crítica en la medicina actual. / [CA] La tesi doctoral titulada "Metabolòmica basada en RMN per a la identificació de biomarcadors de malaltia" explora el potencial de la metabolòmica mitjançant espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear (RMN) per a la identificació de biomarcadors de malalties, permetent un diagnòstic precoç i no invasiu, així com el seguiment de pacients. L'estudi se centra en quatre malalties: Alzheimer, glaucoma, aterosclerosi i vulnerabilitat de placa, i fibrosi pulmonar després de pneumònia per COVID-19. A la introducció, es descriu el procés d'anàlisi metabolòmic per a la identificació de biomarcadors i les principals plataformes i eines estadístiques utilitzades en l'anàlisi mitjançant RMN. Es destaquen les característiques fisiopatològiques de les malalties estudiades, les formes actuals de diagnòstic i la necessitat de nous marcadors. El primer capítol tracta sobre la identificació de biomarcadors per a l'Alzheimer i la progressió de deteriorament cognitiu lleu (MCI) a Alzheimer mitjançant anàlisi de sèrum. Es van desenvolupar models de classificació que van discriminar entre Alzheimer, MCI i controls sans. La investigació va trobar que certs metabòlits, com lisina, piruvat i colina, presenten concentracions diferents segons l'evolució del MCI. El segon capítol estudia les diferències metabolòmiques entre MCI i controls mitjançant anàlisi de plasma, combinant RMN i marcadors de peroxidació lipídica detectats amb UPLC-MS/MS. La combinació d'ambdues tècniques va millorar la identificació de biomarcadors, destacant metabòlits com isoleucina, valina i glutamat. El tercer capítol analitza llàgrimes de pacients amb glaucoma primari d'angle obert (POAG) per a identificar biomarcadors en un medi mínimament invasiu. Es van identificar metabòlits com taurina, glicina i glucosa com a potencials biomarcadors. En el quart capítol s'estudien plaques d'ateroma i sèrum de pacients amb estenosi de caròtida per a identificar biomarcadors de vulnerabilitat de placa. En placa, es van identificar mio-inositol i glutamat com a potencials biomarcadors. En sèrum, es van destacar treonina, histamina i àcids grassos insaturats. El cinqué capítol se centra en pacients que van desenvolupar fibrosi pulmonar després de pneumònia per COVID-19, identificant biomarcadors en sèrum que permeten predir la fibrosi, destacant glucosa, valina i àcids grassos. Finalment, es presenten les conclusions generals, subratllant la rellevància de la metabolòmica mitjançant RMN per a identificar biomarcadors precoços i no invasius, la qual cosa podria cobrir una necessitat crítica en la medicina actual. / [EN] The doctoral thesis titled "NMR-based metabolomics for the identification of biomarkers of disease" explores the potential of metabolomics through nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy for the identification of disease biomarkers, enabling early and non-invasive diagnosis, as well as patient monitoring. The study focuses on four diseases: Alzheimer's, glaucoma, atherosclerosis and plaque vulnerability, and pulmonary fibrosis after COVID-19 pneumonia. The introduction describes the metabolomic analysis process for biomarker identification and the main platforms and statistical tools used in NMR-based analysis. The study highlights the pathophysiological characteristics of the diseases studied, current diagnostic methods, and the need for new biomarkers. The first chapter addresses the identification of biomarkers for Alzheimer's disease and the progression of mild cognitive impairment (MCI) to Alzheimer's using serum analysis. Classification models were developed to distinguish between Alzheimer's, MCI, and healthy controls. The research found that certain metabolites, such as lysine, pyruvate, and choline, show different concentrations depending on the evolution of MCI. The second chapter studies metabolomic differences between MCI and controls using plasma analysis, combining NMR and lipid peroxidation markers detected by UPLC-MS/MS. The combination of both techniques improved biomarker identification, highlighting metabolites such as isoleucine, valine, and glutamate. The third chapter analyzes tears from patients with primary open-angle glaucoma (POAG) to identify biomarkers in a minimally invasive medium. Metabolites such as taurine, glycine, and glucose were identified as potential biomarkers. In the fourth chapter, atheroma plaques and serum from patients with carotid stenosis were studied to identify biomarkers of plaque vulnerability. In plaques, myo-inositol and glutamate were identified as potential biomarkers. In serum, threonine, histamine, and unsaturated fatty acids were highlighted. The fifth chapter focuses on patients who developed pulmonary fibrosis after COVID-19 pneumonia, identifying serum biomarkers that can predict fibrosis, with glucose, valine, and fatty acids being prominent. Finally, the general discussion and conclusions are presented, emphasizing the relevance of NMR-based metabolomics in identifying early and non-invasive biomarkers, potentially addressing a critical need in modern medicine. / Botello Marabotto, MD. (2024). NMR-Based Metabolomics for the Identification of Biomarkers of Disease [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/211472

[ES] Los sistemas CRISPR-Cas se basan en un mecanismo del sistema inmune adaptativo que se encuentra en bacterias y arqueas. Funcionan utilizando endonucleasas guiadas por ARN (proteínas Cas) para localizar y reconocer secuencias específicas de ácidos nucleicos. Los sistemas CRISPR-Cas son revolucionarios en el campo de la ingeniería genética, permitiendo la edición específica del genoma, ensayos de regulación genética y, desarrolladas en los últimos años, aplicaciones de diagnóstico. Los métodos de detección de ácidos nucleicos son la técnica de diagnóstico de referencia en la clínica debido a su alta sensibilidad y especificidad. Sin embargo, de cara al futuro, debemos desarrollar métodos versátiles de detección de virus que permitan diagnósticos rápidos y fiables, que superen las limitaciones de las técnicas actuales y puedan usarse fácilmente fuera del laboratorio para aplicaciones en puntos de atención (POC). Los sistemas CRISPR-Cas se han reconvertido en herramientas de diagnóstico de ácidos nucleicos gracias a la capacidad de algunas proteínas Cas de realizar cortes colaterales no específicos al reconocer su diana. Nuestro objetivo es ampliar el conjunto de herramientas de diagnóstico CRISPR-Cas mediante el desarrollo de una nueva estrategia de detección de ácidos nucleicos basada en CRISPR-Cas9, cuyo modo de acción se basa en el desplazamiento de hebra en lugar de en la catálisis colateral. Demostramos que los amplicones de ADN del SARS-CoV-2 generados a partir de muestras de pacientes pueden detectarse con CRISPR-Cas9. También demostramos la capacidad de realizar la detección simultánea de diferentes amplicones de ADN con la misma nucleasa, ya sea para identificar diferentes regiones de SARS-CoV-2 o diferentes virus respiratorios. Para avanzar hacia aplicaciones POC, acoplamos el paso de preamplificación isotérmica con oligos biotinilados para producir amplicones marcados. Cuando se combina con CRISPR-Cas9 y sondas marcadas con FAM, esto permite la visualización colorimétrica de la detección mediante ensayos de flujo lateral (LFA) en tiras disponibles en el mercado. La lectura colorimétrica permite la interpretación de los resultados a simple vista, superando la necesidad de un fluorímetro. Detectamos con éxito SARS-CoV-2 a partir de muestras de pacientes en la configuración LFA, y cuando se combinó con RT-RPA multiplexado, se logró la detección de dos regiones distintas del virus en una sola prueba. Además, la ausencia de actividad colateral en nuestra metodología permite el procesamiento de secuencias posteriores adicionales. Por lo tanto, también pretendemos explorar la capacidad de integración de señales de nuestro método de detección basado en CRISPR-Cas9. Demostramos que diseños de circuitos lógicos de ADN pueden procesar diferentes señales de SARS-CoV-2 detectadas por los complejos CRISPR. También nos propusimos mejorar nuestro sistema CRISPR-Cas9 para detectar tanto proteínas como ácidos nucleicos. Nos propusimos diseñar un ARN guía condicional que respondiera a la presencia de la proteína spike del SARS-CoV-2. Para ello, insertamos un aptámero en el ARN guía para bloquear la actividad de Cas9 en ausencia de la proteína. En presencia de la proteína spike, la interacción aptámero-proteína hace que el motivo de bloqueo sufra un cambio conformacional, liberando el ARN guía y activando Cas9. Aunque logramos con éxito el escenario de bloqueo utilizando las secuencias reguladoras, es necesario seguir trabajando para identificar una secuencia que pueda inducir el cambio conformacional específico necesario para restaurar la actividad de Cas9 en presencia de la proteína spike. En conjunto, esta plataforma de diagnóstico CRISPR-Cas9 permite una detección multiplexada en un solo tubo, complementando los métodos existentes basados en CRISPR, y ofreciendo un sistema extensible para aplicaciones en diagnóstico en el punto de atención y biocomputación. / [CA] Els sistemes CRISPR-Cas es basen en un mecanisme del sistema immunitari adaptatiu que es troba en bacteris i arqueus. Funcionen utilitzant endonucleases guiades per ARN (proteïnes Cas) per tal de dirigir-se i reconéixer seqüències específiques d'àcids nucleics. Els sistemes CRISPR-Cas siguen revolucionaris en el camp de l'enginyeria genètica, permetent l'edició específica del genoma, assajos de regulació gènica i, desenvolupades en els darrers anys, aplicacions de diagnòstic. Els mètodes de detecció d'àcids nucleics són la tècnica de diagnòstic de referència a la clínica degut a la seua alta sensibilitat i especificitat. No obstant, de cara al futur, hem de desenvolupar mètodes versàtils de detecció de virus que permeten diagnòstics ràpids i fiables, que superen les limitacions de les tècniques actuals i puguen utilitzar-se fàcilment fora del laboratori per a aplicacions en punts d'atenció (POC). Els sistemes CRISPR-Cas han estat reorientats com a eines de diagnòstic d'àcids nucleics, fet possible per la capacitat d'algunes proteïnes Cas de realitzar un tall col·lateral no específic en reconèixer un objectiu. El nostre objectiu és ampliar el conjunt d'eines de diagnòstic CRISPR-Cas desenvolupant una nova estratègia de detecció d'àcids nucleics basada en CRISPR-Cas9, el mode d'acció del qual es basa en el desplaçament de cadena en lloc de la catàlisi col·lateral. Mostrem que es poden detectar amplicons de DNA de SARS-CoV-2 generats a partir de mostres de pacients amb CRISPR-Cas9. També demostrem la capacitat de realitzar la detecció simultània de diferents amplicons de DNA amb la mateixa nucleasa, ja siga per identificar diferents regions de SARS-CoV-2 o diferents virus respiratoris. Per avançar cap a aplicacions de punt d'atenció (POC), vam combinar el pas de preamplificació isotèrmica amb oligos biotinilats per produir amplicons etiquetats. Quan es combinen amb l'orientació CRISPR-Cas9 i sondes etiquetades amb FAM, això permet la visualització colorimètrica de la detecció mitjançant assajos de flux lateral (LFA) en tires comercials disponibles. La lectura colorimètrica permet la interpretació dels resultats a simple vista, superant la necessitat d'un fluorímetre. Vam detectar amb èxit el SARS-CoV-2 a partir de mostres de pacients en el sistema LFA, i quan es va combinar amb RT-RPA multiplexada, es va aconseguir la detecció de dues regions diferents del virus en una sola prova. A més, l'absència d'activitat col·lateral en la nostra metodologia permet el processament de seqüències addicionals. Per tant, també ens proposem explorar la capacitat d'integració de senyals del nostre mètode de detecció basat en CRISPR-Cas9. Demostrem que els circuits lògics d'ADN dissenyats poden processar diferents senyals de SARS-CoV-2 detectats pels complexos CRISPR. També vam intentar millorar el nostre sistema CRISPR-Cas9 per detectar tant proteïnes com àcids nucleics. Ens vam proposar dissenyar un ARN guia condicional que respon a la presència de la proteïna spike del SARS-CoV-2. Per aconseguir-ho, vam inserir una seqüència d'aptàmer dins de l'ARN guia per bloquejar l'activitat de Cas9 en absència de la proteïna. En presència de la proteïna spike, la interacció aptàmer-proteïna fa que el motiu de bloqueig experimente un canvi conformacional, alliberant l'ARN guia i activant Cas9. Tot i que vam aconseguir amb èxit el bloqueig utilitzant les seqüències reguladores, es necessita més treball per identificar una seqüència que puga induir el canvi conformacional específic necessari per restaurar l'activitat de Cas9 en presència de la proteïna spike. Col·lectivament, aquesta plataforma de diagnòstic CRISPR-Cas9 permet una detecció multiplexada en un sol tub, complementant els mètodes existents basats en CRISPR i oferint un sistema extensible per a aplicacions en diagnòstics de punt d'atenció i biocomputació. / [EN] CRISPR-Cas systems are based on an adaptive immune system mechanism found in bacteria and archaea. They function using RNA-guided endonucleases (Cas proteins), to target and recognize specific nucleic acid sequences. CRISPR-Cas systems are revolutionary in the field of genetic engineering, enabling specific genome editing, gene regulation assays and, developed in recent years, diagnostic applications. Nucleic acid detection methods are the gold-standard diagnostic technique in the clinic due to their high sensitivity and specificity. However, going forward, we must develop versatile virus detection methods that enable fast and reliable diagnostics and that can overcome the limitations of the current techniques and can be easily used outside the laboratory for point-of-care (POC) applications. CRISPR-Cas systems have been repurposed as nucleic acid diagnostic tools made possible by the ability of some Cas proteins to perform non-specific collateral cleavage upon target recognition. We aim to expand the CRISPR-Cas diagnostic toolkit by developing a novel nucleic acid detection strategy based on CRISPR-Cas9, whose mode of action relies on strand displacement rather than on collateral catalysis. We show that SARS-CoV-2 DNA amplicons generated from patient samples can be detected with CRISPR-Cas9. We also demonstrate the ability to perform simultaneous detection of different DNA amplicons with the same nuclease, either to identify different SARS-CoV-2 regions or different respiratory viruses. To advance toward POC applications, we coupled the isothermal preamplification step with biotinylated oligos to produce labelled amplicons. When combined with CRISPR-Cas9 targeting and FAM-labelled probes, this allows for colorimetric visualization of detection using lateral flow assays (LFA) on commercially available strips. The colorimetric readout enables interpretation of the results with the naked eye, surpassing the need for a fluorimeter. We successfully detected SARS-CoV-2 from patient samples in the LFA setup, and when combined with multiplexed RT-RPA, the detection of two distinct regions of the virus was achieved in a single test. Furthermore, the absence of collateral activity in our methodology allows for the processing of additional downstream sequences. Therefore, we also aim to explore the signal integration capability of our CRISPR-Cas9-based detection method. We demonstrate that engineered DNA logic circuits can process different SARS-CoV-2 signals detected by the CRISPR complexes. We also aimed to enhance our CRISPR-Cas9 system to sense both proteins and nucleic acids. We aimed to engineer a conditional guide RNA that responds to the presence of the SARS-CoV-2 spike protein. To achieve this, we inserted an aptamer sequence within the guide RNA to block Cas9 activity in the absence of the protein. Upon the presence of the spike protein, aptamer-protein interaction makes the blocking motif undergo a conformational change, releasing the guide RNA and activating Cas9. While we successfully achieved the blocking scenario using the regulatory sequences, further work is needed to identify a sequence that can induce the specific conformational change required to restore Cas9 activity upon spike protein presence. Collectively, this CRISPR-Cas9 diagnostic platform allows a multiplexed detection in a single tube, complementing the existing CRISPR-based methods, and offering an extensible system for applications in point-of-care diagnostics and biocomputing. / This work was supported by a predoctoral fellowship from the Spanish Ministry of Science and Innovation (PRE2019-088531). / Márquez Costa, R. (2024). Engineering of CRISPR-Cas9-Based Systems for Diagnostics and Biocomputing [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/210634

[ES] En los últimos años, el crecimiento y la complejidad de los sistemas multi unidad han planteado desafíos significativos en términos de mantenimiento y operación eficiente. Estos sistemas, compuestos por un conjunto de unidades independientes, como líneas de producción, redes de distribución, flotas de vehículos o infraestructuras complejas, requieren un enfoque estratégico para garantizar su funcionamiento óptimo y minimizar los costos asociados con el mantenimiento. El mantenimiento de los sistemas multi unidad implica la planificación y ejecución de actividades de mantenimiento preventivo y correctivo en cada una de las unidades que los componen. Esta tarea se vuelve aún más desafiante debido a las interacciones entre unidades, el conjunto de componentes que les permiten realizar su función y la necesidad de coordinar las actividades de mantenimiento de manera efectiva, considerando las limitaciones de recursos, los tiempos de inactividad y la optimización de los costos. En este contexto, los modelos de simulación se han convertido en una herramienta valiosa para el análisis y la optimización de sistemas multi unidad. Estos modelos permiten simular el comportamiento del sistema en diferentes escenarios, teniendo en cuenta variables como el rendimiento, la confiabilidad, la disponibilidad y los tiempos de mantenimiento. Asimismo, brindan la capacidad de evaluar diferentes estrategias de mantenimiento y apoyar la toma de decisiones para mejorar la eficiencia y la rentabilidad del sistema. El objetivo de esta tesis es desarrollar un modelo de simulación para la toma de decisiones sobre las políticas de mantenimiento en sistemas multi unidad, para lograr este objetivo se creó un simulador basado en sistemas de eventos discretos descrito formalmente en redes de Petri interpretadas y coloreadas de un sistema de flotas de unidades de componentes intercambiables y su gestor de mantenimiento. El simulador pretende analizar la interacción entre las unidades y evaluar el impacto de diferentes políticas de mantenimiento incluida la canibalización en el rendimiento global del sistema. Además, se buscará identificar las ventajas de esta política, su impacto en los tiempos de inactividad, disponibilidad y costos asociados. Mediante el estudio y la aplicación de modelos de simulación en sistemas multi unidad, esta investigación contribuirá al desarrollo de un enfoque sistemático y eficiente para la gestión del mantenimiento en entornos complejos cuando se hace uso de la canibalización como política híbrida complementaria a las políticas que comúnmente son utilizadas en los sistemas de mantenimiento de flotas. Los resultados obtenidos podrán ser aplicados en diferentes sectores industriales, como la manufactura, el transporte, la energía y la logística, entre otros, con el fin de ser más resiliente al retardo, carencia o sobre costo de componentes críticos de repuesto de su flota y que permitan comprender operacionalmente los efectos de utilizar políticas de canibalización en busca de mejorar la eficacia operativa y optimizar los recursos disponibles. / [CA] En els últims anys, el creixement i la complexitat dels sistemes multiunitat han plantejat desafiaments significatius en termes de manteniment i operació eficient. Estos sistemes, compostos per un conjunt d'unitats independents, com a línies de producció, xarxes de distribució, flotes de vehicles o infraestructures complexes, requerixen un enfocament estratègic per a garantir el seu funcionament òptim i minimitzar els costos associats amb el manteniment. El manteniment dels sistemes multiunitat implica la planificació i execució d'activitats de manteniment preventiu i correctiu en cadascuna de les unitats que els componen. Esta tasca es torna encara més desafiadora a causa de les interaccions entre unitats, el conjunt de components que els permeten realitzar la seua funció i la necessitat de coordinar les activitats de manteniment de manera efectiva, considerant les limitacions de recursos, els temps d'inactivitat i l'optimització dels costos. En este context, els models de simulació s'han convertit en una ferramenta valuosa per a l'anàlisi i l'optimització de sistemes multiunitat. Estos models permeten simular el comportament del sistema en diferents escenaris, tenint en compte variables com el rendiment, la confiabilitat, la disponibilitat i els temps de manteniment. Així mateix, brinden la capacitat d'avaluar diferents estratègies de manteniment i donar suport a la presa de decisions per a millorar l'eficiència i la rendibilitat del sistema. L'objectiu d'esta tesi és desenvolupar un model de simulació per a la presa de decisions sobre les polítiques de manteniment en sistemes multiunitat, per a aconseguir este objectiu es va crear un simulador a esdeveniments discrets descrit formalment en xarxes de Petri interpretades i acolorix-dones d'un sistema de flotes d'unitats de components intercanviables i el seu gestor de manteniment. El qual pretén analitzar la interacció entre les unitats i avaluar l'impacte de diferents polítiques de manteniment inclosa el canibalisme en el rendiment global del sistema. A més, es buscarà identificar els avantatges d'esta política, el seu impacte en els temps d'inactivitat, disponibilitat i costos associats. Mitjançant l'estudi i l'aplicació de models de simulació en sistemes multiunitat, esta investigació contribuirà al desenvolupament d'un enfocament sistemàtic i eficient per a la gestió del manteniment en entorns complexos quan es fa ús del canibalisme com a política híbrida complementària a les polítiques que comunament són utilitzades en els sistemes de manteniment de flotes. Els resultats obtinguts podran ser aplicats en diferents sectors industrials, com la manufactura, el transport, l'energia i la logística, entre altres, amb la finalitat de ser més resilient al retard, manca o sobre cost de components crítics de recanvi de la seua flota i que permeten comprendre operacionalment els efectes d'utilitzar polítiques de canibalisme a la recerca de millorar l'eficàcia operativa i optimitzar els recursos disponibles. / [EN] In recent years, the growth and complexity of multi-unit systems have posed significant challenges in terms of maintenance and efficient operation. These systems, composed of independent units, such as production lines, distribution networks, vehicle fleets, or complex infrastructures, require a strategic approach to ensure optimal operation and minimize the costs associated with maintenance. The maintenance of multi-unit systems involves the planning and execution of preventive and corrective maintenance activities in each of the component units. This task becomes even more challenging due to the interactions between units, the components that allow them to perform their function, and the need to coordinate maintenance activities effectively, considering resource constraints, downtime, and cost optimization. In this context, simulation models have become a valuable tool for the analysis and optimization of multi-unit systems. These models allow for simulating the system's behavior in different scenarios, taking into account variables such as performance, reliability, availability, and maintenance times. Additionally, they provide the capability to evaluate different maintenance strategies and support decision-making to improve the system's efficiency and profitability. The objective of this thesis is to develop a simulation model for decision-making regarding maintenance policies in multi-unit systems. To achieve this objective, a discrete event simulator was created, formally described using interpreted and colored Petri nets for a fleet system of interchangeable component units and its maintenance manager. This model aims to analyze the interaction between the units and evaluate the impact of different maintenance policies, including cannibalization, on the overall system performance. Furthermore, it seeks to identify the advantages of this policy, its impact on downtime, availability, and associated costs. Through the study and application of simulation models in multi-unit systems, this research will contribute to the development of a systematic and efficient approach for maintenance management in complex environments when using cannibalization as a hybrid policy complementary to the policies commonly used in fleet maintenance systems. The results obtained can be applied in various industrial sectors, such as manufacturing, transportation, energy, and logistics, among others, in order to be more resilient to delays, shortages, or over costs of critical spare components in their fleet and to operationally understand the effects of using cannibalization policies in the pursuit of improving operational efficiency and optimizing available resources. / Diaz Benachi, E. (2024). Marco de trabajo para modelar sistemas de gestión de mantenimiento de sistemas multi unidad, para la selección de políticas de mantenimiento incluida la canibalización evaluando fiabilidad en componentes [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/209809

[ES] Disciplinas como la mercadotecnia, la psicología y la economía se han enfocado durante décadas en el estudio de la percepción del consumidor. Hoy se sabe que la percepción es el resultado de factores intrínsecos y extrínsecos que no dependen únicamente del producto o servicio que protagoniza la experiencia de compra, sino que también influyen variables relacionadas con el propio consumidor y con el contexto que lo rodea. En lo que respecta a las bebidas, la atención juega un papel fundamental en el pronóstico hedónico, en la percepción y en su consecuente satisfacción, que es la propulsora de la lealtad de marca. Durante la etapa de atención, los sentidos constituyen los canales que transmiten la información de los factores intrínsecos de las bebidas: sabor, aroma, color, textura y sonido, se integran para comunicar una percepción holística del producto. Sin embargo, elementos como el diseño de la botella, el tipo de vaso en que se consume la bebida, la temperatura a la que se sirve y la ambientación del centro de consumo, igualmente forman parte de la evaluación que de esa bebida se realice y del aprendizaje positivo o negativo derivado. Las contribuciones que hasta ahora han realizado los investigadores sobre el impacto de los factores extrínsecos e intrínsecos de los productos y servicios, por lo general han analizado las variables de manera independiente. Sin embargo, existen pocos modelos que demuestren cómo dichas variables se agrupan en factores y cómo dichos factores interactúan entre sí para construir la satisfacción del consumidor de bebidas alcohólicas. Esta tesis pretende cerrar esa brecha del conocimiento e indagar cuáles son los constructos relacionados con el consumo de bebidas y, más específicamente, cómo la innovación percibida, los atributos intrínsecos y los atributos extrínsecos afectan la satisfacción y la lealtad del consumidor de cerveza, vino y bebidas espirituosas. El estudio experimental incluido en esta tesis fue realizado en México y explora la percepción multisensorial de las bebidas considerando la experiencia que los participantes han tenido con la bebida alcohólica que consumen con mayor frecuencia. De este modo, es posible detectar cuáles son los atributos que poseen las bebidas que ya han generado lealtad en los consumidores. Los resultados se han analizado con métodos estadísticos descriptivos y multivariados, a fin de examinar el efecto simultáneo de las variables incluidas en el modelo propuesto. La investigación desarrollada confirma la complejidad de la percepción multisensorial de una bebida alcohólica, así como su influencia en la lealtad. Por lo tanto, la contribución más relevante del presente trabajo es la aportación de un modelo de satisfacción aplicable al sector de bebidas alcohólicas en México, mismo que se encuentra fundamentado en una minuciosa revisión del estado del arte y que será de gran utilidad para promover la innovación de todos los actores involucrados en la cadena de valor de la industria del vino, la cerveza y las bebidas espirituosas. / [CA] Disciplines com el màrqueting, la psicologia i l'economia, s'han enfocat durant dècades en l'estudi de la percepció del consumidor. Avui se sap que la percepció és el resultat de factors intrínsecs i extrínsecs que no depenen únicament del producte o servei que protagonitza l'experiència de compra, sinó que també influeixen variables relacionades amb el mateix consumidor i amb el context que l'envolta. Pel que fa a les begudes, l'atenció juga un paper fonamental en l'expectativa, en la percepció i en la seua conseqüent satisfacció, que és la propulsora de la lleialtat de marca. Durant l'etapa d'atenció, els sentits constitueixen els canals que transmeten la informació dels factors intrínsecs de les begudes: sabor, aroma, color, textura i so, s'integren per a comunicar una percepció holística del producte. No obstant això, elements com el disseny de l'ampolla, el tipus de got en què es consumeix la beguda, la temperatura a la qual se serveix i l'ambientació del centre de consum, igualment formen part de l'avaluació que d'aquesta beguda es realitze i de l'aprenentatge positiu o negatiu derivat. Les contribucions que fins ara han fet els investigadors sobre l'impacte dels factors extrínsecs i intrínsecs dels productes i serveis, en general han analitzat les variables de manera independent. No obstant això, existeixen pocs models que demostren com aquestes variables s'agrupen en factors i com aquests factors interactuen entre si per a construir la satisfacció del consumidor de begudes alcohòliques. Aquesta tesi pretén tancar aquesta bretxa del coneixement i indagar en quins són els constructes relacionats amb el consum de begudes, i més específicament, com la innovació percebuda, els atributs intrínsecs i els atributs extrínsecs, afecten la satisfacció i la lleialtat del consumidor de cervesa, vi i begudes espirituoses. L'estudi experimental inclòs en aquesta tesi va ser fet a Mèxic i explora la percepció multisensorial de les begudes considerant l'experiència que els participants han tingut amb la beguda alcohòlica que consumeixen amb major freqüència. D'aquesta manera, és possible detectar quins són els atributs que posseeixen les begudes que ja han generat lleialtat en els consumidors. Els resultats s'han analitzat amb mètodes estadístics descriptius i multivariants, a fi d'examinar l'efecte simultani de les variables incloses en el model proposat. La recerca desenvolupada confirma la complexitat de la percepció multisensorial d'una beguda alcohòlica, així com la seua influència en la lleialtat. Per tant, la contribució més rellevant del present treball és l'aportació d'un model de satisfacció aplicable al sector de begudes alcohòliques a Mèxic, mateix que es troba fonamentat en una minuciosa revisió de l'estat de l'art i que sens dubte serà de gran utilitat per a promoure la innovació de tots els actors involucrats en la cadena de valor de la indústria del vi, la cervesa i les begudes espirituoses. / [EN] For decades, disciplines such as marketing, psychology and economics have focused on the study of consumer perception. It is now known that perception is the result of intrinsic and extrinsic factors that depend not only on the product or service that is the protagonist of the shopping experience, but also on variables related to the consumer and the surrounding context. For beverages, attention plays a key role in hedonic forecasting, perception and subsequent satisfaction, which is the driver of brand loyalty. During the attention stage, the senses are the channels that convey information about the intrinsic factors of beverages: taste, aroma, colour, texture and sound are integrated to convey a holistic perception of the product. However, elements such as the design of the bottle, the type of glass in which the drink is consumed, the temperature at which it is served, and the ambience of the consumption centre are also part of the evaluation of the drink and the positive or negative learning derived from it. Previous contributions by researchers on the impact of extrinsic and intrinsic factors of products and services have generally analysed the variables independently. However, there are few models that show how these variables are grouped into factors and how these factors interact to construct consumer satisfaction with beverage alcohol. This thesis aims to fill this knowledge gap by investigating which constructs are related to beverage consumption and, more specifically, how perceived innovativeness, intrinsic attributes and extrinsic attributes affect consumer satisfaction and loyalty for beer, wine and spirits. The experimental study included in this thesis was conducted in Mexico and explores the multisensory perception of beverages, taking into account the experiences that participants have had with the alcoholic beverage they consume most frequently. In this way, it is possible to identify the attributes of beverages that have already generated consumer loyalty. The results were analysed using descriptive and multivariate statistical methods in order to examine the simultaneous effect of the variables included in the proposed model. The developed research confirms the complexity of the multisensory perception of an alcoholic beverage and its influence on loyalty. Therefore, the most important contribution of the present work is the contribution of a satisfaction model applicable to the alcoholic beverage sector in Mexico, based on a thorough review of the state of the art, which will undoubtedly be of great use in promoting innovation among all actors involved in the value chain of the wine, beer and spirits industry. / Corona Cabrera, AV. (2024). Impacto de la percepción multisensorial en la satisfacción. Propuesta de innovación aplicable a la industria de bebidas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/209810