Tesis Doctorals - Departament - Bioquímica i Fisiologia

URI permanent per a aquesta col·leccióhttps://hdl.handle.net/2445/104786

Estadístiques

Examinar

Mostrant 1 - 20 de 54

Ús no terapèutic dels fàrmacs: l’Observatori de Medicaments d’Abús de Catalunya
(Universitat de Barcelona, 2025-07-15) Perelló Casadó, Maria; Rabanal i Tornero, Manel; Pérez-Cano, Francisco J.; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[cat] L'ús indegut i l'abús de medicaments representen un problema de salut pública cada cop més important, principalment degut a l'augment de la prevalença durant les darreres dècades. Els factors que hi contribueixen inclouen l' ampliació dels conceptes de malalties i la medicalització dels processos naturals de vida. Aquesta tesi doctoral explora el fenomen multifacètic de l'ús no mèdic de medicaments, relacionat amb l'ús recreatiu i la prolongació inadequada dels tractaments. Un component clau d'aquesta recerca va ser el disseny, la implementació i la validació d'un sistema de vigilància epidemiològica—l' Observatori de l'Abús de Medicaments (MAO) —utilitzant una xarxa de farmàcies comunitàries sentinelles repartides per Catalunya. Es van abordar tres objectius principals: (1) establir tendències de referència i identificar perfils sociodemogràfics associats a l'ús indegut i l'abús mitjançant la vigilància farmacèutica, (2) avaluar l'impacte de la pandèmia de la COVID-19 en el comportament d'ús de medicaments, i (3) realitzar un seguiment específic del tramadol i la pregabalina, dos medicaments amb un alt potencial d'abús . Els resultats van establir una línia base per a l'ús no mèdic de medicaments a Catalunya i van demostrar l'eficàcia de la xarxa de farmàcies sentinelles per identificar patrons d'ús inadequat i abús. Els resultats clau van revelar diferències significatives entre zones urbanes i rurals. Les benzodiazepines van emergir com el grup de fàrmacs més implicat en diferents franges d'edat, amb la codeïna especialment prevalent entre les persones menors de 25 anys. A més, les dades van revelar un augment significatiu de l'ús de benzodiazepines durant la pandèmia de la COVID-19, especialment entre adults joves, i van identificar diferents perfils d'ús no terapèutic per al tramadol i la pregabalina. Les conclusions posen de manifest la rellevància dels farmacèutics comunitaris per detectar l'ús problemàtic, la importància de desenvolupar estratègies de prevenció i la necessitat de pràctiques de prescripció cauteloses. La MAO ha demostrat el seu potencial com a recurs útil per a xarxes epidemiològiques més àmplies , donant suport a esforços col·laboratius i interdisciplinaris per abordar els danys relacionats amb la medicació.
Efecto de las vesículas de membrana de cepas probióticas y comensales de Escherichia coli en la infección por rotavirus en células de epitelio intestinal
(Universitat de Barcelona, 2025-04-30) Cordero Alday, Luzmira Cecilia; Baldomà Llavinés, Laura; Badía Palacín, Josefa; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[spa] La infección por rotavirus es la principal causa de gastroenteritis aguda, especialmente en niños menores de cinco años. Actualmente, no existe un tratamiento antiviral específico para esta infección; el tratamiento se centra en prevenir la deshidratación mediante la administración de líquidos y soluciones de rehidratación oral. En los últimos años, se ha explorado el uso de probióticos como posible terapia para tratar las infecciones por rotavirus. Los probióticos, definidos como microorganismos vivos que confieren beneficios a la salud del huésped, han mostrado efectos beneficiosos en la modulación de la respuesta inmunitaria y en la competencia con patógenos en el tracto gastrointestinal. Algunos estudios sugieren que ciertas cepas probióticas pueden reducir la duración y la severidad de la diarrea causada por rotavirus en niños. En el contexto de las terapias basadas en el microbioma, las vesículas de membrana derivadas de bacterias han emergido como herramientas prometedoras en biomedicina. Estas vesículas transportan biomoléculas presentes en la cepa productora, incluyendo proteínas y ácidos nucleicos, y actúan como vehículos de entrega de moléculas efectoras a las células del hospedador, donde activan vías de señalización y modulan respuestas celulares. En los últimos años, las vesículas extracelulares (EVs) bacterianas, en especial las producidas por probióticos, están siendo estudiadas por su capacidad de inducir respuestas inmunitarias y su potencial aplicación como adyuvantes o plataformas para el desarrollo de nuevas vacunas. Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) es una cepa probiótica conocida por sus propiedades beneficiosas en diversas enfermedades gastrointestinales. EcoR12 es una cepa comensal aislada de heces de un adulto humano sano, de la cual también se han reportado efectos beneficiosos en la modulación de la inflamación intestinal. Un estudio en modelos porcinos gnotobióticos mostró que la administración del probiótico EcN mejoró la sintomatología y potenció las respuestas inmunitarias innatas y adaptativas durante el curso de la infección por rotavirus. La administración conjunta de EcN y triptófano mejoró la respuesta inmunitaria y modificó el metaboloma, sugiriendo el potencial terapéutico de este probiótico en las infecciones por rotavirus. Nuestro grupo estudia el rol de las vesículas de probióticos y microbiota en la comunicación intercelular con el hospedador. En esta interacción, cada vez hay más evidencias sólidas que indican que los efectos de la microbiota sobre la fisiopatología del hospedador están mediados por las vesículas liberadas por el conjunto del microbioma intestinal. En este contexto, nuestro grupo ha evaluado la efectividad de intervenciones basadas en vesículas extracelulares (EVs) del probiótico EcN o del comensal EcoR12 en la mitigación de la diarrea y mejora de la inmunidad en un modelo preclínico de infección por rotavirus (RV) en ratas lactantes, constatando la mejora de la inmunidad humoral y celular, siendo ciertos efectos específicos de la cepa. Así, las EVs de EcoR12 activaron la expresión intestinal de CD68, TLR2 e IL-12, mientras que las EVs de EcN estimularon la maduración intestinal, la integridad de barrera y mejoraron la función de absorción. Este trabajo permitió concluir que las intervenciones que involucran EVs de probióticos/microbiota pueden servir como una estrategia postbiótica segura (libre de bacterias) para mejorar los síntomas clínicos y las respuestas inmunitarias durante la infección por RV en el período neonatal. Además, podrían utilizarse como adyuvantes para mejorar la inmunogenicidad y la eficacia de las vacunas contra el RV. Aunque estos hallazgos son prometedores, es importante señalar que antes de trasladar las EVs de microbiota y probióticos a estrategias bióticas dirigidas a salud humana, es necesario conocer en mayor profundidad los mecanismos moleculares activados por las vesículas, responsables de sus efectos. Por ello, en este trabajo analizamos el impacto de las EVs de las cepas EcN y EcoR12 sobre la replicación viral, así como a nivel de estrés oxidativo, liberación de calcio, respuesta inflamatoria y antiviral, y refuerzo de la barrera intestinal incluyendo las proteínas de uniones estrechas y producción de mucina. Puesto que el rotavirus se replica principalmente en enterocitos diferenciados del epitelio intestinal, el estudio se ha llevado a cabo en monocapas polarizadas de células Caco-2, donde se ha analizado la expresión de genes involucrado en estos procesos fisiológicos alterados por el virus y la cuantificación/localización de proteínas por microscopía confocal. Respecto al análisis de mucina, el estudio se ha realizado en células LS174T, como modelo de células caliciformes productoras de mucina. Los resultados obtenidos muestran que el tratamiento previo con las EVs de estas cepas de la microbiota intestinal inhibe o interfiere con el ciclo replicativo e infectivo del RV en enterocitos maduros. A nivel molecular, las EVs reducen los niveles intracelulares de calcio y de especies reactivas de oxígeno (ROS) en las células infectadas. Además, previenen la deslocalización del regulador máster de estrés oxidativo NFR-2 inducida por el virus a medida que avanza el tiempo de infección. Respecto a la respuesta inflamatoria, los cambios más destacados inducidos por las EVs de ambas cepas afectan a la expresión de la enzima ciclooxigenasa-2 (COX-2). Es conocido que el RV induce la expresión de esta enzima, lo que se traduce en un aumento en la producción de prostaglandina E2 (PGE2), un mediador de la inflamación que a la vez estimula la replicación del RV. Es de destacar que las EVs de ambas cepas previenen la sobrexpresión de COX-2 en células infectadas, siendo este el mecanismo que podría explicar la menor replicación del RV en células tratadas con EVs. Sin embargo, algunos efectos son específicos de cepa. Así, las EVs de EcN (pero no las de EcoR12) activan en mayor medida la producción de IL-8, una quimiocina que promueve la atracción de macrófagos hacia el lugar de infección con la finalidad de erradicar al patógeno. La inducción de interferones (IFN) de tipo I es una parte importante de la respuesta antiviral, y ciertos virus, entre ellos el RV, han desarrollado estrategias para evadir la respuesta IFN. En estas vías de señalización los efectos paliativos están asociados específicamente a las EVs de EcoR12. En concreto, las EVs de esta cepa comensal preservan los niveles del factor de transcripción STAT-1, disminuidos por el RV, y en consecuencia incrementan la expresión de genes regulados por este factor como ISG15. Respecto a los cambios inducidos por el RV en la función de la barrera intestinal, las EVs de ambas cepas no inhiben el curso de la infección en células caliciformes, pero disminuyen la producción y secreción de mucina inducida por el virus, evitando así la diseminación del virus y transmisión de la infección. A nivel de proteínas de uniones estrechas (tight junctions), los efectos preventivos de las EVs no afectan al nivel de expresión génica, pero si previenen la deslocalización de las proteínas ocludina y claudina-1 alteradas por el RV. De manera específica, las EVs del probiótico EcN también protegen la localización de ZO-1. A través del refuerzo de tight junctions, las EVs de estas cepas pueden interferir en el acceso del RV a las células y a su diseminación a los tejidos del hospedador. Por el contrario, las EVs previenen el incremento de permeabilidad de la barrera epitelial evitando la sobrexpresión de claudina-2, una proteína asociada al intestino permeable e inducida por el RV. Finalmente, se analizaron varios miRNAs relacionados con la infección por RV. Sin embargo, en nuestro modelo celular, no se observaron cambios significativos en su expresión en células infectadas. Aun así, las EVs de EcN y EcoR12 mostraron potencial antiviral a través de la regulación de mir-99b (implicado en autofagia) y miR-7 (inhibe la expresión de la proteína viral NSP5), respectivamente.
Maternal synbiotic supplementation during gestation and lactation: effects on the mother–infant immune system and on the prevention of rotavirus infection in a preclinical model
(Universitat de Barcelona, 2024-09-13) Sáez Fuertes, Laura; Pérez-Cano, Francisco J.; Rodríguez Lagunas, María José; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[eng] The first 1000 days of a baby's life are crucial for their development and long-term health. This period encompasses pregnancy through the second year of life, emphasizing the importance of the maternal nutrition during both gestation and lactation for the child's growth. Maternal supplementation with synbiotics during pregnancy and lactation could potentially improve the immune functions and intestinal health of both the mother and the baby. This thesis examines the effects of maternal supplementation with Bifidobacterium breve M-16V and short-chain galacto-oligosaccharides (scGOS) / long-chain fructo-oligosaccharides (lcFOS) during pregnancy and lactation on the maternal and offspring immune systema and microbiota composition in a preclinical model. Additionally, this thesis analyzed the potential effect of the maternal synbiotic supplementation to counteract early life infections. Firstly, the analysis of the effects of the maternal synbiotic supplementation on the mother indicated that synbiotic supplementation during pregnancy and lactation positively affects the colonization of the maternal microbiota and modulates the maternal immune system, enhancing the immunoglobulin profile at the end of lactation. Furthermore, the maternal synbiotic supplementation also modulates the bioactive components and microbiota composition of the breast milk. Secondly, the analysis of the maternal supplementation on the offspring during the rotavirus (RV) infection in early life suggested that maternal synbiotic supplementation ameliorates the infectious process. Bifidobacterium breve M-16V and scGS/lcFOS reduced the incidence and severity of the viral process. Furthermore, the maternal supplementation modulates the newborn immune system and the microbiota colonization process. Thirdly, the effects of the maternal supplementation on the offspring were tested at the end of the suckling period. Herein, it was observed that maternal supplementation influences positively the intestinal immune system and the microbiota colonization of the infant. In particular, the supplementation leads into increased proportions of Bifidobacterium and improves the intestinal structures and functionality of the intestine at the end of the suckling period. Finally, it was evaluated the effects of the maternal supplementation until weaning and after one week of direct supplementation post-weaning. This approach confirmed that synbiotics in early life contribute to the maturation of the infant, with highlighted benefits on the gut. Specifically, synbiotics improve the integrity, defense and functionality of the gastrointestinal tract and enhances the gut microbiota colonization, increasing the presence of beneficial bacteria like Bifidobacterium. Taking together the principal findings of this thesis, it can be concluded that there is a vertical transmission of bioactive component like immunoglobulins and microbiota from the mother to the infant. Overall, this thesis shed light on the maternal supplementation with Bifidobacterium breve M-16V and scGOS/lcFOS during pregnancy and lactation shows great promise in improving the immune and gastrointestinal health of offspring. These studies collectively suggest that synbiotics can enhance immune system development, reduce infection severity, and promote a healthier gut microbiota in developing infants. These findings underscore the importance of maternal nutrition in shaping infant health outcomes and highlight the potential for synbiotics as a preventive strategy against early-life infections and for promoting long-term health.
Control of the expression of key genes to spare protein and increase the use of dietary carbohydrates in gilthead sea bream (Sparus aurata)
(Universitat de Barcelona, 2024-10-02) Rashidpour, Ania; Metón Teijeiro, Isidoro; Almajano Pablos, Ma. Pilar (María Pilar); Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[eng] Aquaculture raises several concerns about environmental welfare and sustainability. To increase the current knowledge of the control of glucose homeostasis in carnivorous fish, we studied the effect of metformin, an anti-diabetic drug for humans, on serum metabolites, and ratelimiting enzymes in key pathways and lipogenic factors in the liver of gilthead sea bream (Sparus aurata). Our findings showed that metformin improved glucose homeostasis in S. aurata by counteracting glucose-dependent activation on key enzymes in glycolysis and the citric acid cycle, and the expression of lipogenic factors. In addition to advance in the characterization of the intermediary metabolism of a carnivorous and glucose intolerant fish, the results of this study suggest that metformin reduced gluconeogenesis by decreasing hepatic transdeamination and amino acid entrance into the citric acid cycle and their subsequent use as gluconeogenic substrates. To induce a protein-sparing effect in S. aurata by boosting conversion of carbohydrates into lipids, an additional aim of this thesis was to study the effect of chitosan-TPP nanoparticles complexed with a plasmid expressing the N-terminus of hamster SREBP1a (pSG5-SREBP1a) by periodical intraperitoneal injection (every 4 weeks; 3 doses in total) to S. aurata fed diets differing in macronutrient composition. Following 70 days of treatment, chitosan-TPP-pSG5-SREBP1a nanoparticles hugely upregulated SREBP1a mRNA levels in the liver of S. aurata. Consistent with improved conversion of dietary carbohydrates into lipids, overexpression of SREBP1a in the liver increased serum triglycerides and cholesterol as well as hepatic glucose oxidation via glycolysis and the pentose phosphate pathway, while not affecting gluconeogenesis and transamination. Furthermore, upregulation of SREBP1a significantly increased weight gain, specific growth rate and protein efficiency ratio, while decreased feed conversion ratio even in fish fed a low protein-high carbohydrate diet. In addition to show that chitosan-TPP-DNA nanoparticles constitute an efficient method to express exogenous genes in fish avoiding the use of genetically modified organisms, the results of this study support that periodical administration of chitosan-TPP-DNA nanoparticles to overexpress SREBP1a in the liver enhanced growth performance of S. aurata through a mechanism that enabled protein sparing by enhancing metabolization of dietary carbohydrates in a carnivorous glucose intolerant fish.
La clau de les set columnes, il·luminant un cel de plom. El sistema cannabinoide com a agent neuroprotector de la malaltia de l’Alzheimer i l’Ictus
(Universitat de Barcelona, 2024-11-22) Raïch i Panisello, Iu; Navarro Brugal, Gemma; Franco Fernández, Rafael; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[cat] Aquesta Tesis Doctoral presenta un estudi exhaustiu sobre l’acció de diversos fitocannabinoides sobre els receptors cannabinoides CB1 i CB2, explorant la seua unió i la senyalització que desencadenen a través d’aquests GPCRs. A més a més, aportem informació estructural rellevant sobre el mecanisme d’activació dels receptors cannabinoides. També s’investiga la unió del CBD a l’A2AR i el seu efecte modulador en la senyalització d’aquest receptor d’adenosina. Des de la dècada dels anys 90, s’ha reconegut que els GPCR no actuen de forma monomèrica, sinó que actuen formant complexes. En aquesta Tesi examinem la possible interacció entre els receptors de cannabinoides i l’A2AR en un context de la malaltia d’ictus. El CB2R es veu sobreexpressat en condicions de neuroinflamació i la seua activació descadena una resposta neuroprotectora. Fet que ens porta a estudiar estructural i funcionalment el complex A2AR-CB2R. Hem descrit la presència de l’heteròmer A2AR-CB2R en micròglia, i així com el seu augment en condicions de privació d’oxigen i nutrients (GOD). També, hem identificat l’empremta de l’heteròmer A2AR-CB2R en micròglia, el tipus cel·lular encarregat de desencadenar i regular el procés de neuroinflamació. També hem descrit la presència de l’heteròmer A2AR-CB1R tant en cultius de micròglia i com en cultius de neurones estriatals. En tots dos casos el receptor d’adenosina bloqueja l’acció del receptor de cannabinoides. De forma interessant, hem observat que l’ús d’antagonistes del receptor d’adenosina, en el cas de l’ A2AR-CB2R, i l’ús del NAM CBD pel receptor d’adenosina en el cas A2AR-CB1R, elimina el bloqueig de l’A2AR sobre el receptor de cannabinoides potenciant la senyalització neuroprotectora d’aquets últims. Hem descrit la presència dels heteròmers, A2AR-CB1R i A2AR-CB2R, en SNC de ratolins, en el sistema nerviós central de ratolins observant un augment significatiu d’aquest complex en ratolins MCAO model d’ictus. Postulant-los com a dos possibles dianes terapèutiques en condicions d’hipòxia isquèmica. Les malalties neurodegeneratives com l’Alzheimer desenvolupen neuroinflamació crònica que accelera la seua progressió. Un dels primers signes és la hipexcitabilitat neuronal deguda a un excés de glutamat, que activa els NMDAR i provoca neurodegeneració. En aquesta tesis analitzem les diferencies entre la funcionalitat de les subunitats NR2A i NR2B, on la funcionalitat de la NR2B està potenciada per l’acumulació d’Aβ i s’associa més a la mort cel·lular, contribuint en la neurodegeneració. En canvi, la funcionalitat de la NR2A promou la supervivència neuronal. En aquesta Tesi també hem estudiat l’efecte global del fitocannabinoide CBD en la viabilitat neuronal, en la formació de neurites, en el transports d’agregats d’ d’Aβ, tau i p-tau i en la producció de ROS en cultius neuronals. També hem estudiat l’efecte del tractament amb CBD sobre la micròglia activada. Hem demostrat que tant el tractament de cultius de micròglia, com el tractament sobre el model in vivo de ratolins 5xFAD modula l’activació de la micròglia a favor d’un fenotip neuroprotector enfront d’un fenotip proinflamatori. A més a més hem constatat que tots aquets efectes repercuteixen en la millora del deteriorament cognitiu del model d’Alzheimer de C. elegants CL2006 i el de ratolí 5xFAD. Els dèficits cognitius de la malaltia d'Alzheimer es relacionen amb la desregulació del cicle son-vigília. Hem descrit formació de complexes entre el CB2R i l’OX1R i que l’antagonització de l’OX1R potencia els efectes neuroprotectors del CB2R. Els receptors CB2R i OX1R, que formen complexes funcionals, podrien ser dianes terapèutiques en condicions de MA. Antagonitzar el receptor OX1R podria potenciar els efectes neuroprotectors del CB2R, oferint noves vies de tractament. També hem descrit l’empremta del CB1R-OX1R en cultius neuronals i de micròglia. Finalment hem estudiat el paper de l’heteromer CCR9-D5R en la diapedesis dels limfòcits T CD4 en un context de CU.
Modulación de genes y miRNAs desregulados en la enfermedad inflamatoria intestinal por vesiculas extracelulares de probióticos y microbiota comensal
(Universitat de Barcelona, 2024-09-17) Olivo Martínez, Yenifer; Baldomà Llavinés, Laura; Badía Palacín, Josefa; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[spa] La microbiota intestinal es importante para desarrollo del sistema inmunológico y la modulación de la barrera epitelial intestinal. La disbiosis, un desequilibrio en la microbiota, altera la homeostasis intestinal y contribuye a enfermedades como la EII. La composición de la microbiota está influenciada por el perfil genético del huésped, y ciertos polimorfismos se han asociado con la EII. Una respuesta inmunitaria desregulada del huésped a la microbiota agrava esta patología. En consecuencia, se han desarrollado diversas estrategias terapéuticas orientadas al microbioma para restaurar la homeostasis intestinal en estos pacientes. En particular, los postbióticos, especialmente las vesículas extracelulares (EVs) derivadas de cepas probióticas, emergen como tratamientos prometedores para la EII. En este contexto, nuestro grupo de investigación ha demostrado propiedades beneficiosas de las EVs derivadas de bacterias intestinales, especialmente del probiótico E. coli Nissle 1917 (EcN) y la cepa comensal EcoR12. Sin embargo, se requieren más investigaciones para comprender el papel de los postbióticos, en particular las EVs de probióticos, en el tratamiento de la EII. Por lo tanto, objetivo principal de esta tesis fue evaluar los mecanismos moleculares que subyacen al efecto de las EVs de probióticos y microbiota en la modulación de genes y miRNAs desregulados en la EII. En primer lugar, evaluamos los mecanismos moleculares implicados en la modulación de la integridad y reparación de la barrera intestinal por EVs de la microbiota mediante la regulación diferencial de miR-7-5p y su diana TFF3, ambos desregulados en EII (Capítulo 1). Empleamos un modelo in vitro de células LS174T estimuladas con EVs de la microbiota, evaluando la expresión de genes y miR-7-5p mediante RT-qPCR e inhibidores de TLR2 o PI3K. Posteriormente evaluamos el impacto en la función de la barrera epitelial usando medios condicionados de LS174T para tratar monocapas de Caco-2, analizando la expresión y distribución de proteínas de unión estrecha y mediante ensayos de curación de heridas. Los resultados mostraron una regulación diferencial de TFF3 en LS174T mediante EVs de EcN y EcoR12. Las EVs de EcN activaron la producción de TFF3 mediante TLR2 y regularon negativamente miR7-5-p mediante la vía de señalización PI3K. En consecuencia, el TFF3 secretado en respuesta a las EVs de EcN promovió el refuerzo de la barrera epitelial y la curación de heridas. Las EVs de EcoR12 no desencadenaron estos efectos. A continuación, nos centramos en genes y miRNAs del sistema serotoninérgico, un mediador clave de la función intestinal. La serotonina modula el sistema nervioso entérico, respuestas inmunes, inflamación, motilidad intestinal e integridad de la barrera. Utilizamos un modelo in vitro de células Caco-2 tratadas con IL-1β para inducir inflamación y evaluamos el impacto de las EVs de EcN y EcoR12 en la modulación de genes serotoninérgicos (Capítulo 2). Los efectos se evaluaron con RT-qPCR, ELISA y microscopía confocal de inmunofluorescencia, cuantificando citocinas proinflamatorias, enzimas de estrés oxidativo, así como las alteraciones inducidas por IL-1β en las uniones estrechas epiteliales y la regulación postranscripcional de SERT por miR-24 y miR-200a. Los resultados muestran que las EVs de EcN atenúan las alteraciones inducidas por IL-1β, afectando el metabolismo de la serotonina, el estrés oxidativo y la integridad de la barrera epitelial. Además, regulan SERT, miR-200a y miR-24, sugiriendo su potencial como postbiótico en la EII. Finalmente, evaluamos si las EVs de las cepas en estudio pueden contrarrestar o prevenir la expresión alterada del transportador PepT1 en condiciones inflamatorias mediante la regulación de miR-92b y miR-193a-3p, importantes para la homeostasis intestinal (Capítulo 3). Analizamos la regulación de PepT1 por EVs en células Caco-2 en un modelo de inflamación inducida por IL-1β. Evaluamos los niveles relativos de mRNA, miRNAs reguladores con RT-qPCR, y la proteina mediante ELISA y microscopía confocal. También evaluamos el impacto de EVs de EcN y EcoR12 en la expresión de PepT1 inducida por Tri-DAP. La regulación positiva de miR-193a-3p por EVs de EcN contribuye a la mejora de la inflamación intestinal y la restauración de la homeostasis mediante la regulación positiva de miR-193a-3p que desencadena la inhibición de PepT1. En conclusión, las EVs de la cepa probiótica EcN muestran un potencial significativo como postbiótico en el tratamiento de la EII.
PPRHs against undruggable KRAS and MYC oncogenes and for the diagnosis and treatment of SARS-CoV-2
(Universitat de Barcelona, 2024-01-26) Valiuska, Simonas; Noé Mata, Verónica; Ciudad i Gómez, Carlos Julián; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[eng] This thesis is focused on the usage of Polypurine Reverse Hoogsteen (PPRH) hairpins as a gene silencing, diagnostic and therapeutic tool. PPRHs are unmodified DNA oligonucleotides, formed by two polypurine strands running in anti parallel orientation, linked by a four thymidine loop, which are bound through intramolecular reverse Hoogsteen bonds forming a hairpin structure. These molecules interact with their specific polypyrimidine dsDNA or RNA target via Watson Crick bonds, allowing the formation of a triplex structure that leads to the displacement of the complementary strand and the consequent gene silencing in the case of a dsDNA target. The initial part of the thesis expanded our understanding of the usage of PPRH as a gene silencing tool. In this part, we studied the response after targeting putative and known G quadruplex (G4) of the “undruggable” KRAS and MYC cancer targets in different cancer cell lines that have these genes deregulated. With the designs, we discovered and validated new G4 formations for both oncogenes. PPRHs showed specific interaction with their intended targets, displacing the complementary strand and allowing the secondary structure formations like G4s. The specificity of KRAS targeting PPRHs resulted in transcription downregulation affecting cell proliferation and thus reducing cell confluence and survival in different cancer cell lines with deregulated KRAS . Combinations of KRAS PPRHs presented synergistic effect s in the most sensitive, AsPc 1 pancreatic cell line. Additional studies using a G4 stabilizing molecule showed a synergistic effect w ith PPRHs, enhancing transcriptional downregulation, and leading to higher cell death. Regarding MYC, the genomic response involved a reduction of mRNA and protein levels at very low concentrations, which led to a reduction of growth confluence and viability. Moreover, we wanted to expand the research of KRAS and MYC targeting PPRHs, by investigating their combinatorial effects in vitro in the PC 3 prostate cancer cell line, which showed to be sensitive and dependent on both oncogene expressions . Time course experiments showed fluctuations in mRNA levels of both KRAS and MYC , reaching a maximal decrease five days post treatment matching with a drastic decrease in protein levels of both oncogenes, especially for MYC. PPRH combinations showed synergistic effect demonstrating their potential when administered in combinations at very low concentrations. With the second part of the thesis, we gain insight of PPRHs as diagnostic and therapeutic tools against SARS CoV 2. For the diagnostic part of the project, we designed PPRHs against different SARS CoV 2 regions and confirmed their specificity with their intended targets. We designed a modified version of these PPRH, called capture probes, that were immobilized in the intended biosensors. We also designed modified DNA oligonucleotides, called reporter probes, with signal transduction function s in the biosensor. Capture and reporter probes were used in different biosensor systems and confirmed their efficacy for SARS CoV 2 diagnostical purposes of human samples. Additionally, we designed and confirmed the specificity of PPRHs targeting Influenza virus A (H1N1) and PPRHs for the Human respiratory syncytial virus (HRSV). Regarding PPRHs therapeutic properties against S ARS CoV 2, we used the most efficient PPRHs found in diagnostical studies, named CC1 PPRH and CC3 PPRH. The high interaction of the PPRHs with their targets resulted in the proliferation inhibition of SARS CoV 2 in vitro. Out of the two designs, CC1 PPRH showed potential in vivo mouse models, demonstrating the therapeutic and protective properties against the virus.
Characterization of the 40S-LARP1 complex in a model of ribosome biogenesis-addicted tumors
(Universitat de Barcelona, 2024-04-18) Martínez Herráez, Carolina; Gentilella, Antonio; Tauler Girona, Albert; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[eng] In the process of neoplastic transformation, hyperactivation of proliferative signaling and the deregulation of cellular metabolism are required to ensure uncontrolled cellular growth and proliferation as well as high levels of energy production. To do so, hyperactivation of key oncogenes like MYC and oncogenic pathways such as mTOR, PI3K/AKT, Ras/MEK and WNT/β-catenin are essential to maintain high levels of protein synthesis and to sustain the production of ribosomes, the proteins factories of the cell. Ribosomes are ribonucleoprotein complexes composed by 80 ribosomal proteins (RPs) and 4 rRNA. The generation of new ribosomes is a multi-step and high energy- demanding process that requires a tight regulation from transcription to translation and beyond. In this regard, the production of RP is coordinated at the post-transcriptional level through a cis-element, termed Terminal Oligopyrimidine (TOP) motif, present at the transcriptional start site of their cognate transcripts. mTOR, which senses the external and internal metabolic cues in the cell, acts as a translational switch of this family of 5'TOP mRNAs accordingly. Our group has discovered that 5'TOP mRNAs are stabilized and preserved in a biochemical complex composed by the RNA-binding protein LARP1 and the small ribosomal subunit 40S, and that mTOR inhibition triggers the formation of the 40S-LARP1-5'TOP complex. Importantly, we recently described that the 40S-LARP1-5'TOPs complex acts as an anabolic storage in the form of stable pools of translationally-inactive mRNAs upon restrained metabolic limitations characterized by mTOR inhibition such as treatment with pharmacological inhibitors or by amino acid or serum deprivation. This reservoir of anabolic capacity can be rapidly spent by the cells to generate new ribosomes when conditions return permissive and mTOR is reactivated, suggesting that the mTOR / 40S-LARP1 axis could constitute a cell instrinsic mechanism of metabolic resistance to adverse growth conditions. This might have important implications in the process of tumorigenesis and in the treatment of cancers addicted to ribosome biogenesis. However, little is known regarding the formation of this biochemical complex and its molecular makeup in response to limiting metabolic constraints. To this end, we have characterized the 40S-LARP1 complex interactome in 1 normal growing conditions and under different mTOR inhibiting conditions by Mass Spectrometry. This characterization has shown that the 40S-LARP1 complex interacts with proteins involved in multiple steps of RNA regulation and translation as well as ribosome biogenesis, mitochondrial translation or intracellular organization. An initial analysis on the functional role of the 40S-LARP1 complex(es) interactors has revealed that the RNA binding protein ILF3 and the mitochondrial protein PHB1 are new players in the regulation of 5'TOP mRNAs. Of note, the interaction of the 40S-LARP1 complex with these two partners does not appear to be concomitant, pointing to a model of different 40S-LARP1 complexes co-existing in the cell at the same time. Indeed, LARP1 colocalizes with PHB1 in the mitochondria, which might confer specific functions to the 40S-LARP1 complex confined to such subcellular compartment and distinct of other 40S- LARP1 complexes. Intriguingly, ILF3 and PHB1 have been already described as negative prognostic markers in cancer and chemoresistance, respectively, suggesting a potential role of the 40S-LARP1 anabolic reservoir in those contexts. Furthermore, we have evaluated the subcellular localization of LARP1 protein, which we have proved to be widespread and mainly cytoplasmic but sensitive to the mTOR pathway. We have observed that LARP1 increases its co-localization with markers of the endoplasmic reticulum and the mitochondria upon mTOR inhibition. Understanding this will shed light on the metabolic pathways fed by the anabolic storage, and consequently on new potential targets in RiBi-addicted cancers.
Maternal diet and breast milk: shaping the newborn immune system to fight early life infections
(Universitat de Barcelona, 2023-09-22) Rio Aige, Karla; Pérez Cano, Francisco J.; Rodríguez Lagunas, María José; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[eng] Newborns have limited ability to fight infections due to an immature adaptative immune response. As a result, they depend on mechanisms of maternal immune transfer, such as placental transfer and intake of breast milk (BM) during lactation. These processes also play a vital role in the proper development of the infant immune system. The overall composition of BM changes through the lactation period and so does the content of immune components. Diet as well as other factors can influence the composition of BM. It is of considerable interest to investigate the potential of the maternal diet during gestation and lactation to contribute to the maturation of the infant immune system. This influence could confer benefits in terms of preventing and mitigating infections during the early stages of life. Thus, the aim of this thesis was to examine the effect of maternal diet during pregnancy and lactation on the immune profile of BM and on the infant’s capacity to fight against infections in the early stages of life. Additionally, the effect on the umbilical cord plasma (UCP) and maternal plasma (MP) immune composition was also studied. The levels of UCP immune factors were significantly different from those found in MP. Moreover, the levels of UCP IgE and IgG are highly associated with those found in MP. With regard to the composition of bioactive components in BM in the transition stage, a different profile between day 7 and day 15 was observed, with day 7 exhibiting the highest concentration of the analyzed immune factors. Furthermore, two groups of mothers were identified based on the evolution of their BM immune composition (BM immunotypes) between those days, primarily attributed to differences in specific types of Ig. This highlights the importance of considering the individual variations in BM immune factors for future studies. Another noteworthy finding was the identification of Gal-1, -3, and -9 for the first time in BM, which exhibited similar levels at both time points in the transitional stage. Finally, being a first-time mother or not, and a maternal infection, such as the SARS-CoV-2 infection, have shown to play a role in immune composition. Next, the influence of maternal diet and other perinatal factors during pregnancy and lactation on these bioactive components and the incidence of infections in the offspring was evaluated at clinical level. It was observed that maternal intake of dietary fiber, plant protein, and polyunsaturated fatty acids could potentially contribute to the development of the neonate's immune defense. This effect may be mediated through modifications in the maternal intestinal microbiota during pregnancy. The occurrence of early-life infections, both gastrointestinal and respiratory, within the first year of life was observed to be lower when mothers followed a dietary pattern rich in dietary fiber and vegetable protein and low in lipids during pregnancy and breastfeeding. In contrast, a maternal diet high in animal protein and lipids had the opposite effect, increasing the incidence of infant infections. This effect was associated with specific immune factors found in BM and on the infant microbiota diversity. Then, the maternal dietary profiles from the clinical cohort were adapted to conduct a preclinical nutritional intervention in dams to study the neonatal immune response in a model of acute rotavirus-induced gastroenteritis. The maternal diet fortified with vegetable protein, fiber, and fish oil had a beneficial impact on both the mothers and the infected offspring, as well as in the BM. Firstly, it was found to enhance maternal mucosal immunity and in addition, an an􀆟-obesogenic effect of the adipose tissue was also found. With regard to the offspring, the maternal diet contributed to an improvement of the RV-induced gastroenteritis, to the development of the immune system of the infant, to an enhanced RV-specific response and to changes in the microbiota composition. The present thesis gained insight into the influence of maternal nutrition during gestation and lactation on the enhancement of the newborn immune function to fight against infections. While this study revealed some evidence of the immunomodulatory effects of maternal diet on the BM and the offspring, further research is necessary to fully comprehend the underlying mechanisms.
Study of immune population infiltrated in white adipose tissue: Novel target genes in obesity and metabolic diseases
(Universitat de Barcelona, 2023-10-03) Reyes Farías, Marjorie; Herrero Rodríguez, Laura; Sánchez-Infantes, David; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[eng] Obesity is a chronic condition, with a multifactorial etiology whose incidence has tripled in the last four decades. This condition is associated with a low-grade inflammation caused by an activation of the proinflammatory response of immune cells WAT-infiltrating, which can lead to different comorbidities, directly affecting life expectancy. WAT is the main organ responsible for energy storage, in the form of lipids. But also act as an endocrine organ being able to respond to metabolic changes. Therefore, it promotes changes in whole metabolism leading to the development of IR and an increased cardiometabolic risk. Additionally, the WAT is distributed into two depots: SAT and VAT, each with its own biochemical features and metabolic functions. It has been described that SAT has a protective role it is inversely associated with glucose intolerance, IR, and risk of T2D diagnosis. At the same time VAT is linked with a worsening of metabolic status. WAT is an organ composed by heterogeneous population of cells including pre-adipocytes, fibroblasts, endothelial cells, stem cells and immune cells which changes according to metabolic status. The immune cells regulate WAT function, which is disrupted in obesity, promoting inflammatory signalling which lead to inflammatory, hypoxic, and fibrotic events in WAT. Because the WAT-infiltrated macrophages are the most abundant immune population in WAT, its contribute to a highest proportion to the disruption of homeostasis in obese WAT. However, little is known about which genes or pathways are altered in whole VAT compared to SAT, which promote the development of metabolic diseases. For thus, the objective of this work was determining gene targets that contribute to a worse metabolic prognosis to find its possible role in the development of obesity, related with each depot and infiltrating macrophages. We show for the first time that the phenotype of macrophages infiltrating in WAT have a different gene expression profile according to the depot. Our work proposes novel targets involved in obesity and related metabolic diseases.
Administration of chitosan-tripolyphosphate-DNA nanoparticles overexpressing key enzymes to improve omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acid synthesis in gilthead sea bream (Sparus aurata)
(Universitat de Barcelona, 2023-04-28) Wu, Yuanbing; Metón Teijeiro, Isidoro; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[eng] Eicosapentaenoic acid (20:5n-3, EPA) and docosahexaenoic acid (22:6n-3, DHA) are omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acids (n-3 LC-PUFA) known to prevent atherosclerosis, stroke, obesity, type-2 diabetes, inflammation and autoimmune disease, among others. Few organisms, such as Caenorhabditis elegans and some invertebrates, can synthesize the n-3 fatty acid series in significant amounts, and marine fish and shellfish, which acquire pre-formed LC-PUFA by trophic transfer, are the major sources of n-3 LC-PUFA in the human diet. However, substitution of fish oil by vegetable oils in aquafeeds reduces healthy n-3 LC-PUFA in cultured fish, while increases proinflammatory n-6 fatty acids. The present study aimed to empower Sparus aurata to boost endogenous synthesis of n-3 LC-PUFA by transient expression of fish codon-optimized Caenorhabditis elegans Δ12/n-6 (FAT-2) and Δ15/n-3 (FAT-1) fatty acid desaturases using chitosan-tripolyphosphate (TPP) nanoparticles as DNA delivery system. Growth performance, body composition, serum metabolites, fatty acid profile and expression of key enzymes in intermediary metabolism were evaluated in Sparus aurata juveniles 72 hours after a single intraperitoneal injection of chitosan-TPP nanoparticles encapsulated with expression plasmids encoding fish codon-optimized C. elegans FAT-1 and FAT-2 (short-term effect) and in 70-day treated fish that were periodically administered with chitosan-TPP-DNA nanoparticles (long- term sustained effect). For the short-term study, increased levels of FAT-1 and FAT-2 mRNAs (> 10-fold) were detected 72 hours post-injection in the S. aurata liver. Expression of FAT-1 elevated hepatic EPA and total n-3 PUFA. In addition to reduced serum triglycerides, co-expression of FAT-1 and FAT-2 also induced proportions of DHA and PUFA in the S. aurata liver. Compared to control fish, treatment with FAT-1, FAT-2 and FAT-1 + FAT-2 downregulated expression of hepatic key genes in glycolysis and lipogenesis, including g6pd, pfk1, pk, pfkfb1, acaca, acacb, fasn, scd1a and fads2. In addition, co-expression of FAT-1 and FAT-2 significantly upregulated the activity of rate-limiting enzymes in glycolysis and the pentose phosphate pathway. Fish expressing FAT-2 and FAT-1 + FAT-2 showed lower hepatic expression of pparg and srebf1, and higher of hnf4a. Treatment with FAT-1 and FAT-2 alone downregulated srebf1 and upregulated ppara, respectively, in the S. aurata liver. To study long-term sustained expression of FAT-1, FAT-2 and FAT-1 + FAT-2, chitosan-TPP-DNA nanoparticles were provided to fish every 4 weeks (3 doses in total). After 70 days of treatment, tissue distribution analysis showed high expression levels for FAT-1 and FAT-2 in the liver (>200-fold) followed by the intestine (10 to 25-fold), while no differential expression occurred in the skeletal muscle and brain. Expression of FAT-1 and FAT-1 + FAT-2 increased weight gain. Fatty acid methyl esters assay revealed that co-expression of FAT-1 and FAT-2 increased liver production and muscle accumulation of EPA, DHA and total n-3 LC-PUFA, while decreased the n-6/n-3 ratio. Co-expression of FAT-1 and FAT-2 downregulated srebf1 and genes encoding rate-limiting enzymes for de novo lipogenesis in the liver, leading to decreased circulating triglycerides and cholesterol. In contrast, FAT-2 and FAT-1 + FAT-2 upregulated hepatic hnf4a, nr1h3 and key enzymes in glycolysis and the pentose phosphate pathway. Our findings demonstrate that administration of chitosan-TPP-DNA nanoparticles, a methodology that circumvents obtention of genetically modified organisms, is a proper gene delivery method for sustained expression of exogenous enzymes in the liver of Sparus aurata. Specifically, co-expression of FAT-1 and FAT-2 enabled the production of functional fish for human consumption, rich in n-3 LC-PUFA, notably EPA and DHA, and with decreased n-6/n-3 fatty acids ratio. In addition, co- expression of FAT-1 and FAT-2 increased weight gain and the specific growth rate in Sparus aurata.
Potencial dels heteròmers de receptors d'adenosina i de cannabinoides com a dianes terapèutiques en malalties neurodegeneratives i obesitat
(Universitat de Barcelona, 2023-04-26) Lillo Márquez, Alejandro; Navarro Brugal, Gemma; Franco Fernández, Rafael; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[cat] Els receptors acoblats a proteïna G o GPCR conformen la major superfamília de proteïnes de membrana cel·lular en organismes eucariotes. De fet, en humans s'han descrit més de 800 tipus de GPCR diferents que suposen al voltant d'un 5% del total del genoma humà. En l'actualitat, ostenten una gran rellevància terapèutica, ja que més del 30% dels fàrmacs aprovats per la FDA (Food and Drug Administration) tenen com a diana terapèutica un d'aquests receptors. Per aquest motiu, els GPCR presenten un gran potencial per a la recerca biomèdica. A més, aquests receptors són capaços d'interaccionar específicament entre ells, originant noves unitats funcionals amb propietats diferents a les que presenten els receptors individualment. En aquest sentit, el procés d'heteromerització entre GPCR és una estratègia puntera pel descobriment de noves dianes terapèutiques per tal de fer front a diverses patologies altament esteses en la nostra societat tals com les malalties neurodegeneratives o l'obesitat. L'objectiu principal d'aquesta Tesi Doctoral ha estat estudiar la possible interacció molecular entre diversos receptors acoblats a proteïna G. En primer lloc, s'ha estudiat la interacció dels receptors cannabinoides CB1 i CB2 amb el receptor de grelina GHS-R1a, per tal d'explicar un dels mecanismes d'acció a través del qual els cannabinoides són capaços de modular processos fisiològics com la sensació de gana i el control del pes corporal. També s'ha valorat l'expressió dels heteròmers CB1R-GHS-R1a i CB2R-GHS-R1a en ratolins alimentats amb una dieta hipercalòrica com a model animal d'obesitat. Els resultats d'aquesta Tesi Doctoral ens demostren que els receptors cannabinoides CB1 i CB2 són capaços d'interaccionar amb el receptor de grelina GHS-R1a i, en ambdós contextos heteromèrics, trobem un bloqueig de la senyalització Gi cannabinoide. A més, s'ha demostrat una sobreexpressió dels heteròmers CB1R-GHS-R1a i CB2R-GHS-R1a en episodis d'obesitat. A més, s'ha caracteritzat l'agonisme esbiaixat de diverses formes àcides i varíniques dels fitocannabinoides CBD, CBG i Δ9-THC al interaccionar amb els receptors CB1, CB2 i amb l'heteròmer CB1R-CB2R. El segon gran objectiu d'aquesta Tesi Doctoral ha consistit en valorar la possible interacció entre els receptors d'adenosina A2A i A3 i determinar la seva implicació en malalties neurodegeneratives, emprant ratolins APPSw,Ind com a model animal d'Alzheimer i ratolins tractats amb cuprizona com a model animal d'Esclerosi Múltiple. La funcionalitat característica dels nous heteròmers descrits en aquest estudi s'ha determinat mitjançant l'anàlisi de diverses vies de senyalització com són l'acumulació d'AMPc intracel·lular, la mobilització del Ca2+, la fosforilació de les MAPK, el reclutament de ß-arrestines i la redistribució dinàmica de masses. El segon gran bloc de resultats d'aquesta Tesi Doctoral demostra que els receptors d'adenosina A2A i A3 són capaços d'interaccionar formant una nova unitat funcional que resulta en un bloqueig de la senyalització Gi del receptor A3. Paral·lelament, s'ha determinat una sobreexpressió dels heteròmers A2AR-A3R en malalties neurodegeneratives tals com l'Alzheimer i l'Esclerosi Múltiple. Per tant, els heteròmers A2AR-A3R es postulen com a grans dianes terapèutiques per combatre aquest tipus de patologies fent ús, per exemple, d'antagonistes del receptor A2A que bloquegin el caràcter pro-inflamatori d'aquest receptor mentre potencien el caràcter anti-inflamatori del receptor A3.
Estudio in vitro de las actividades fotoprotectoras, antioxidantes y despigmentantes de nuevos ingredientes cosméticos para la prevención y tratamiento del cáncer de piel y el melasma
(Universitat de Barcelona, 2023-02-27) Maddaleno Jiménez, Adriana Solange; Mitjans Arnal, Montserrat; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[spa] La luz solar aporta diversos beneficios sobre el organismo ayudando al mantenimiento de la homeostasis, a la regulación de la temperatura corporal y a la síntesis de vitamina D. A pesar de que en la piel se producen diferentes eventos para proteger al organismo, la radiación ultravioleta que forma parte de la luz solar provoca ciertas alteraciones fisiopatológicas que pueden provocar cáncer, fotoenvejecimiento e hiperpigmentación de la piel. Las luces UVA y UVB son las principales causantes de estos trastornos ya que la luz UVC que queda retenida en la capa de ozono. Con el objetivo de prevenir o tratar estas alteraciones, son de uso común diferentes productos cosméticos. Entre ellos podemos encontrar productos de protección solar con filtros ultravioletas incorporados para prevenir el cáncer de piel y las quemaduras y productos en formato crema o suero para prevenir o tratar manchas y arrugas. No obstante, diferentes estudios confirman los efectos secundarios de las moléculas utilizadas en estos productos. Los filtros ultravioletas se dividen en filtros orgánicos e inorgánicos dependiendo de su naturaleza química. Ambos se han relacionado con desencadenar efectos nocivos en el medio marino, como por ejemplo la acumulación de filtros inorgánicos en la cadena trófica o el blanqueamiento de coral causado por filtros orgánicos. Además, los filtros orgánicos han mostrado efectos tóxicos en la salud humana según diferentes estudios, aunque existe controversia al respecto. Los tratamientos disponibles para la hiperpigmentación o melasma implican efectos secundarios cómo irritaciones o dermatitis, por lo que existe una necesidad para encontrar o desarrollar nuevos tratamientos eficaces. Esta tesis se centra en el estudio de nuevos ingredientes cosméticos para su uso en protección solar, fotoenvejecimiento e hiperpigmentación. Para ello, se utilizaron diferentes técnicas in vitro con modelos celulares en monocapa y modelos reconstituidos de piel. Los primeros productos estudiados fueron los filtros UV “A” y “B”, unas moléculas desarrolladas por Roka Furadada S.L. con una toxicidad intrínseca debido a su estructura orgánica. Este hecho se demostró en los ensayos de citotoxicidad realizados en queratinocitos humanos. Por esta razón, el filtro “A” se encapsuló con el objetivo de recudir su toxicidad. Sin embargo, los extractos obtenidos del escalado R_20 causaron mortalidad en queratinocitos humanos HaCaT revelando su degradación o liberación del filtro. Posteriormente, se estudiaron las propiedades de fotoactivación de una fórmula solar con cápsulas pertenecientes al escalado optimizado R_41. La fórmula se aplicó en modelos de piel reconstituidos que se irradiación con una dosis de radiación solar simulada de 20 J/cm2. Las cápsulas ofrecieron una mejora en UVA-PF y en la disminución de espongiosis, pero no mejoraron el SPF ni protegieron de la mortalidad celular. Además, no presentaron unas buenas propiedades cosméticas y galénicas, siendo necesario su optimización para mejorar la aplicación de la fórmula final y su fotoestabilidad. En paralelo se intentó mejorar las propiedades fotoactivas de la fórmula con la adición de lignina, un biopolímero capaz de incrementar el SPF en fórmulas con capacidades fotoprotectoras. Esta fórmula incrementó los valores de UVA-PF, de SPF y disminuyó la toxicidad por la luz UV demostrando los beneficios de la lignina en su incorporación. También se evaluaron las propiedades antioxidantes y despigmentantes de la combinación 1 a 1 de Floretina (NF02) y Neohesperidina dihydrochalcona (NHDC). A pesar de que esta mezcla no presentó actividad despigmentante en las condiciones ensayadas, si mostró una capacidad antioxidante superior a la que ofrecen los productos por sí solos. Además, destacamos que la utilización de melanocitos murinos B16F0 para evaluar productos despigmentantes, presenta diferentes aspectos críticos por lo que se refiere a su capacidad de síntesis de melanina, como la importancia de la elección del medio de cultivo o el número de pase celular.
Estudio del efecto antiasmático de cacao nativo de Perú en un modelo experimental en rata
(Universitat de Barcelona, 2022-12-16) Périz Torres, Marta; Castell, Margarida; Massot Cladera, Malen; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[spa] Debido al incremento sostenido de la prevalencia del asma y la presencia de fenotipos graves, resulta de interés el desarrollo de modelos animales que permitan estudiar nuevos tratamientos y coadyuvantes. En los últimos años, el cacao ha demostrado influir en el sistema inmunitario, modificando la composición de linfocitos y la producción de anticuerpos y citocinas. En base a estos factores, el objetivo de la presente tesis ha sido establecer el efecto antiasmático del cacao, en particular de cuatro cacaos nativos del Perú procedentes de distintas regiones del país: Blanco de Piura (BPC), Amazonas Perú (APC), Criollo de Montaña (CMC) y Chuncho (CCC). Para lograr este objetivo, se desarrolló un modelo de asma alérgica que permitiera la inducción y la cuantificación objetiva de una respuesta anafiláctica utilizando ovoalbúmina como alérgeno y alum y toxina Bordetella pertussis como adyuvantes. Paralelamente se determinaron los compuestos bioactivos de los cacaos y se estudió el efecto in vitro en células del sistema inmune, macrófagos peritoneales y linfocitos del bazo. Los resultados mostraron una mayor concentración de polifenoles, metilxantinas, capacidad antioxidante y efecto antiinflamatorio en los cacaos Amazonas Perú y Criollo de Montaña, por lo que fueron seleccionados para su estudio en el modelo de asma alérgica desarrollado. A continuación, se determinó el efecto de una dieta enriquecida al 10% de cacao Amazonas Perú, Criollo de Montaña o un cacao ordinario no autóctono en el modelo de asma alérgica establecido. Los resultados demuestran que las dietas ricas en cacao son capaces de reducir la síntesis de anticuerpos asociados a la respuesta inmunitaria Th2, sin embargo, el cacao ordinario mostró un efecto mayor que los cacaos nativos, siendo capaz de reducir la concentración de IgE sistémica y respiratoria. La dieta con Criollo de Montaña disminuyó la concentración de IgE en lavado broncoalveolar, con una tendencia en suero, y la dieta con Amazonas Perú solo mostró un cierto efecto a nivel respiratorio. Resultados similares se observaron en la concentración de proteasa mastocitaria II, indicativa de la degranulación mastocitaria. Las tres dietas ricas en cacao redujeron la producción de IgG1 sistémica y eosinófilos y leucotrienos en la vía respiratoria de forma similar, mientras que la dieta con Amazonas Perú mostró un efecto mayor que el resto de las dietas en la reducción de IgG2a. Las dietas con cacao Criollo de Montaña y cacao ordinario, pero no dieta con Amazonas Perú, disminuyeron la concentración de IgA mucosal. Por consiguiente, los cacaos fueron capaces de paliar la respuesta inmunitaria Th2, especialmente la síntesis de IgE y la degranulación de los mastocitos, aunque se observaron diferencias entre los cacaos que no se pueden atribuidos a un solo compuesto bioactivo, debiendo influir tanto el contenido en teobromina como la concentración y perfil de flavonoides de cada cacao, que varía según su origen.
Intensive exercise and immunity: effect of diets enriched in fibre and/or flavonoids in rats
(Universitat de Barcelona, 2022-09-14) Ruiz Iglesias, Patricia; Castell, Margarida; Pérez-Cano, Francisco J.; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[eng] The influence of exercise on immune system has gained increasing attention from researchers lately, mainly due to the growing participation of the general population in sport competitions. Whereas moderate intensity exercise enhances immune function, high intensity exercise can have a deleterious effect on the immune system, which, in addition to increase the risk of infections, is associated with a decline in exercise performance and an impaired recovery. Furthermore, intensive exercise can disrupt the gastrointestinal integrity and function, which results in the appearance of symptoms of varying severities. Nevertheless, the mechanisms underlying these gastrointestinal effects remain unclear. It seems that splanchnic ischaemia, altered motility, malabsorption and neuroendocrine factors may be involved, although the exercise-induced immune alterations may also play an important role. Nutritional strategies aimed at counteracting these effects are needed. Previous studies have shown the immunomodulatory, antioxidant and anti-inflammatory properties of polyphenols, especially of those found in cocoa and oranges. Considering this background, the main goals of the current thesis were to establish the immune alterations induced by intensive exercise on the gut microbiota composition and the mucosal immune system and to evaluate the possible preventive properties of cocoa, cocoa fibre and hesperidin on such alterations, focusing on the changes induced in mucosal immunity as well as those induced in systemic immunity. To achieve the first goal, two different training protocols were used. First, to assess changes in caecal microbiota composition, male and female Wistar rats performed two 30-min running sessions per day for 15 days followed by a final exhaustion test (ET). Although these training programme slightly modified the gut microbiota composition in both male and female Wistar rats, most of the alterations depended on the rats’ sex. After this first approach, a more intense exercise model was used in Wistar rats for assessing the exercise-induced alterations in mucosal immunity; the model included three trainings and two exhaustion tests per week, for 5 weeks. This longer training programme was able to disrupt the mucosal immunity, by reducing salivary IgA and altering the composition and function of mesenteric lymph nodes lymphocytes, as well as the intestinal epithelial barrier integrity, by altering the gene expression of tight junction proteins. To accomplish the second part of the objective, female Wistar rats were fed either a standard diet, a diet containing 10% cocoa providing 5% fibre, or a diet containing only 5% cocoa fibre. After 25 days of dietary intervention, half of the rats of each diet performed an exhaustion test without prior training, given that acute exercise also impairs immune system. Both cocoa- and cocoa fibre-enriched diets protected against the oxidative stress induced by a single session of exhausting exercise, although they differently modulated the mucosal immunity. We next established the effects of supplementation with a pure flavonoid, hesperidin, in the immune alterations induced by the 5-week training programme. Hesperidin enhanced the exercise performance and prevented the increase in circulating leukocytes induced by the final exhaustion test, as well as the higher secretion of IFN-γ by peritoneal macrophages induced by training. After observing these promising results, a dietary intervention with both cocoa and hesperidin was also evaluated. In this case, Lewis rats undertook a 6-week intensive training programme in an uphill treadmill. Although some preventing effects after the dietary interventions were found, such as avoiding the plasma cortisol increase and some of the immune alterations induced by exercise, such effects were mainly associated with cocoa. Overall, different models of intensive exercise have been applied and evidenced some immune impairments. Dietary interventions with cocoa, cocoa fibre and hesperidin have partially prevented these changes, without affecting exercise performance, except for the ergogenic effects induced by oral supplementation with hesperidin.
Fitocaracterización y actividad biológica de extractos de helechos de las familias Polypodiaceae y Aspleniaceae procedentes de las montañas de Prades (Tarragona)
(Universitat de Barcelona, 2022-10-24) Farràs Martínez, Adrià; Mitjans Arnal, Montserrat; López Ramos, Victor; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[spa] Desde tiempos prehistóricos los humanos han empleado sustancias provenientes de la naturaleza para la prevención y tratamiento de enfermedades. Estos recursos con actividad biológica pueden obtenerse de fuentes diversas, pero la mayoría de ellos son de origen vegetal. Actualmente muchas de las principales medicinas tradicionales, especialmente las orientales, han descrito el uso de determinadas especies de helechos para el tratamiento de enfermedades de distinta etiología. Aunque existen pocos trabajos de investigación que relacionen la actividad biológica de los helechos con sus usos medicinales en comparación con otras especies vegetales, las principales actividades biológicas documentadas incluyen actividad antioxidante, anticancerígena, quimiopreventiva, antidiabética, antiviral, antiinflamatoria, antimicrobiana, cicatrizante y protectora frente enfermedades neurodegenerativas. No obstante, los helechos son un taxon todavía poco estudiado desde la etnobotánica y la bioprospección. Este hecho posiciona los extractos de helechos como una nueva fuente de inspiración y aislamiento de nuevos fitoquímicos con un potencial terapéutico aún por determinar. La abundante flora de la región de los Pirineos Aragoneses y Catalanes ha permitido multitud de investigaciones etnobotánicas que describen una diversidad de especies de helechos. Por ello, la zona de las montañas de Prades es en la actualidad un potencial reservorio para la realización de estudios etnobotánicos y de bioprospección. En la presente investigación se ha realizado una primera bioprospección de extractos metanólicos y hexánicos de las frondes de los cuatro principales helechos de las montañas de Prades que son: Polypodium vulgare L., Asplenium adiantum-nigrum L., Asplenium trichomanes L. y Ceterach officinarum Willd. Se ha determinado e identificado estos cuatro principales helechos en la zona de las montañas de Prades, se han recolectado para obtener el correspondiente extracto metanólico y hexánico de sus frondes. Posteriormente se ha realizado la fitocaracterización por cromatografía en capa fina (CCF, del inglés thin layer chromatography (TLC)) con la paralela evaluación de la actividad antioxidante y anti-tirosinasa in chemico. De ello se ha concluido que la extracción metanólica presenta mejor rendimiento y que los extractos metanólicos son los que presentan mayor capacidad antioxidante y anti-tirosinasa. Los correspondientes extractos metanólicos han sido fitocaracterizados por cromatografía líquida de alta eficacia acoplado a un detector de diodos (CLAE-DD, del inglés high performance liquid chromatography by diode array detector (HPLC-DAD)) y también acoplado con un detector de espectroscopia de masas (CLAE-EM, del inglés high performance liquid chromatography by mass spectrum (HPLC-MS/MS)). Así se ha determinado que P. vulgare y C. officinarum son ricos en ácidos fenólicos y que su actividad antioxidante se podría asociar al ácido clorogénico. Mientras que A. adiantum-nigrum es el que presenta menor cantidad de polifenoles y A. trichomanes es la única especie en la cual los flavonoides representan la mayoría de los fitoquímicos determinados. Finalmente se ha evaluado su citotoxicidad, fototoxicidad y actividad protectora in vitro frente la agresión oxidativa en las líneas celulares 3T3 y HaCaT. En paralelo, se determinó la capacidad antiproliferativa de estos extractos metanólicos mediante la evaluación de la citotoxicidad en líneas tumorales humanas como las HeLa, HepG2, MCF-7 y A549. Los extractos, en general, presentan poca actividad tóxica en los ensayos realizados en las células no tumorales y se intuye capacidad de reparación celular en 3T3, sobre todo en el caso de A. adiantum-nigrum que además induce un incremento de la producción de ROS. Una vez determinado el perfil fitoquímico de los extractos de las frondes de las cuatro principales especies de helechos de las montañas de Prades hay una relación de la composición que justifica las actividades in chemico e in vitro determinadas. Sin embargo, quedan todavía aspectos a clarificar sobre la actividad de los extractos de estos helechos, como la potencial capacidad de reparación celular y el posible aumento de la biogénesis mitocondrial observada para A. adiantum-nigrum o el uso tradicional como cicatrizante de P. vulgare y su directa relación con su composición. Por todo ello, hay que continuar investigando otras actividades biológicas de los extractos, así como acabar de perfilar su composición fitoquímica y aportar la base científica de sus usos tradicionales en medicina y veterinaria.
Efecte de la suplementació dietètica amb proteïnes plasmàtiques en la progressió de la malaltia de l'Alzheimer. Paper de la microbiota i l'eix intestí-cervell en aquest efecte
(Universitat de Barcelona, 2022-07-08) Rosell Cardona, Cristina; Pérez Bosque, Anna; Miró Martí, Ma. Lluïsa; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[cat] La malaltia d’Alzheimer (AD) és el tipus de demència més comú durant l’envelliment i una de les malalties neurodegeneratives més severes. L’AD es caracteritza per una pèrdua de memòria, la deposició de pèptids beta- amiloides (Aβ) i l’agregació de la proteïna Tau hiperfosforilada (p-tau), que promouen la formació de les plaques amiloides i els cabdells neurofibrilars, respectivament; així com la neuroinflamació i l’activació de la micròglia. D’altra banda, durant l’envelliment, hi ha disbacterosi, i s’indueix un increment dels bacteris patogènics, la permeabilitat intestinal i l’estat pro-inflamatori. Conseqüentment, la disbacteriosi pot contribuir al desenvolupament de l’AD a través de diferents elements de l’eix intestí-cervell. La suplementació dietètica amb plasma porcí assecat per atomització (SDP) redueix el deteriorament cognitiu dels ratolins SAMP8 envellits, té efectes anti-inflamatoris a la mucosa intestinal en diferents models murins; i efectes prebiòtics en animals joves. Atesos aquests antecedents, la hipòtesi que es planteja en aquesta tesi és que els efectes prebiòtics del plasma assecat poden estar implicats en els seus efectes neuroprotectors. Es van utilitzar ratolins SAMP8 de 2 mesos d’edat (grup de referència) i de 6 mesos d’edat, que es van dividir en dos grups segons el pinso experimental que van rebre durant 4 mesos, pinso control o pinso suplementat amb l’SDP al 8%. Els ratolins envellits presentaven un empitjorament de la funció cognitiva amb una reducció de la memòria a curt i llarg termini, a més d’una menor abundància cortical d’una neurotrofina relacionada amb la plasticitat sinàptica, com és el BDNF. La suplementació amb l’SDP va prevenir aquests efectes. La senescència va promoure l’augment del fragment beta soluble de la proteïna precursora amiloide (sAPP-β) i la generació de pèptids neurotòxics Aβ. La suplementació amb l’SDP va disminuir l’abundància d’aquests marcadors, així com també va reduir l’expressió de la β-secretasa 1 (Bace1), essencial en aquesta via amiloidogènica. L’envelliment va incrementar l’abundància de la proteïna p-tau i de les proteïnes quinases encarregades de la seva hiperfosforilació, la qual cosa es va prevenir amb la suplementació amb l’SDP. La micròglia, les cèl·lules immunitàries específiques del sistema nerviós central, estava més activada al còrtex dels ratolins senescents, i aquest procés va anar acompanyat d’una major neuroinflamació. La suplementació amb l’SDP va atenuar la neuroinflamació i l’activació de la micròglia posant de manifest els seus efectes anti-inflamatoris. Així doncs, la suplementació amb l’SDP redueix els marcadors neuropatològics de l’AD. Paral·lelament, es va demostrar que els ratolins SAMP8 envellits mostraven un major grau d’inflamació sistèmica i a la mucosa de còlon. Aquest procés inflamatori anava acompanyat d’una disminució de l’expressió de les proteïnes relacionades amb la producció de moc (Muc2, Tff3) i del complex d’unió (Ocludina). La suplementació amb l’SDP va atenuar la inflamació sistèmica i del còlon, i va millorar l’estructura de la barrera. Aquests efectes de l’envelliment es van relacionar amb la reducció de l’abundància de bacteris promotors de la salut, com per exemple, els gèneres Lactobacillus i Pediococcus, i en va incrementar d’altres associats amb la inflamació, com els gèneres Johnsonella i Erysipelothrix. En canvi, la suplementació amb l’SDP va exercir efectes prebiòtics, i va induir el creixement dels bacteris probiòtics i en va disminuir els patogènics. En conclusió, els efectes anti-inflamatoris de la suplementació amb l’SDP redueixen la inflamació sistèmica, a la mucosa de còlon, a més presenta propietats neuroprotectores en els ratolins envellits; aquests efectes es correlacionen amb la promoció d’espècies probiòtiques, la qual cosa suggereixen que l’eix intestí cervell pot estar involucrat en la prevenció de l’AD.
From corpora amylacea to wasteosomes
(Universitat de Barcelona, 2022-03-11) Riba Baqués, Marta; Pelegrí i Gabaldà, Carme; Vilaplana i Hortensi, Jordi; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[eng] Corpora amylacea (CA) in the human brain are polyglucosan aggregates that were first described by J.E. Purkinje in 1837. They are intracellular astrocytic bodies that accumulate mainly in perivascular, periventricular and subpial regions of the aging brain, but are also present in large numbers in specific areas of the brain in neurodegenerative conditions. Different studies suggest that the function of CA seems to be directed towards trapping products derived from aging or degenerative processes. While essentially constituted of polymerized hexoses, primarily glucose, a wide range of components have been described in CA, some of them derived from neurons, astrocytes, oligodendrocytes or blood, or even related to viral, fungal or microbial infections. Their location in the perivascular, periventricular and subpial regions of the brain, all of them connected or close to cavities filled with cerebrospinal fluid (CSF), suggests that CA can be extruded from these regions into the CSF. Furthermore, CA contain neo-epitopes (NE) of an unknown nature that are recognized by natural antibodies of IgM type. This IgM-NE interaction indicates that if CA were released from the central nervous system (CNS), they could interact with the natural immune system, which could intervene in their elimination. This body of evidence allowed us to consider that CA not only entrap residual products, but also act as waste containers involved in a cleaning mechanism that removes residual substances from the CNS. Accordingly, this thesis aimed to verify this hypothesis. Our studies revealed the presence of CA in the CSF and in the cervical lymph nodes, into which CSF drains through the meningeal lymphatic system. In the cervical lymph nodes, we observed CA making contact with certain cells that, according to their location, shape, and staining properties may be macrophages. Subsequent in vitro studies showed that CA are phagocytosed and degraded by macrophages. We also observed that there may be redundant mechanisms involved in triggering the phagocytosis process, which would ensure the elimination of CA. Moreover, these mechanisms are related to non-inflammatory responses, which allow the elimination of CA without tissue damage. On the other hand, we pointed out that the NE present in CA, which may act as “eat-me” signals that would enhance the phagocytosis of CA, have a carbohydrate nature. Taken together, these findings support the above-mentioned hypothesis, indicating that CA can act as containers that remove waste products from the brain and are involved in a mechanism that cleans the CNS. According to these results, the present thesis was later extended to find out the function of the CA from other organs and tissues. In this regard, we aimed to establish a global and integrative hypothesis about the function and significance of CA in the whole organism. The results allowed us to suggest that CA in the different organs are created by specific cells, which collect waste products and amass them within a glycan structure, and secrete them into the external medium or interstitial spaces being, in this second case, phagocytosed by macrophages. Overall, we suggested considering CA from the different tissues of the human body as waste containers. Lastly, to avoid the ambiguity of the terms amyloid or amylacea (that indicate starch-like structures but can also refer to insoluble fibrillary proteins), we proposed renaming CA as “wasteosomes”, emphasizing the waste products they entrap rather than their misleading amyloid properties.
Impacte d'una sobrecàrrega bacteriana i vírica sobre el sistema immunitari de rates lactants i paper preventiu d'un postbiòtic en la diarrea induïda per rotavirus
(Universitat de Barcelona, 2022-04-29) Morales Ferré, Carla; Pérez Cano, Francisco J.; Rodríguez Lagunas, María José; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[cat] El sistema immunitari del nounat és immadur i, per tant, predisposa al nadó a patir infeccions, que en el cas dels nounats del gènere masculí semblen presentar una incidència i una gravetat majors que el femení. La llet materna conté diferents components bioactius que promouen el desenvolupament immunitari o protegeixen al nounat durant els primers mesos de vida. Les fórmules infantils són l’alternativa dels nounats que no reben lactància materna. Tenen una composició que busca reproduir la de la llet materna, pel que és freqüent l’addició de compostos bioactius com els prebiòtics, probiòtics i postbiòtics. L' objectiu d’aquesta tesi consisteix en establir els efectes sobre el desenvolupament del sistema immunitari neonatal de dues infeccions comunes durant el període de lactància (mastitis infecciosa materna i gastroenteritis vírica de l’infant) i avaluar el paper del dimorfisme sexual i dels prebiòtics scGOS-lcFOS i del postbiòtic Lactofidus® sobre el desenvolupament del sistema immunitari i la infecció per rotavirus (RV) durant la lactància. Per determinar l’efecte de la sobrecàrrega bacteriana que pot rebre un nounat a través de la llet materna en un context de mastitis, es van suplementar diàriament la rates nounades amb dues dosis (alta i baixa) d’un dels principals agents etiològics, el Staphylococcus epidermidis. Ambdues dosis van induir petits canvis en les subpoblacions de limfòcits, van reduir la concentració d’immunoglobulines (Ig) plasmàtiques i van retardar l’assoliment de l'equilibri Th1/Th2 característic d’aquesta etapa. Únicament la dosi alta va causar leucocitosi i limfocitosi i va influir en la maduració de la barrera intestinal. Respecte a la infecció per RV, es va establir el paper del dimorfisme sexual en aquest procés. Es van infectar oralment amb el RV les rates durant la primera setmana de vida. Tot i que el sexe dels animals no va influir en la incidència de diarrea, sí que es van trobar diferències en la resposta humoral, que permetria explicar la major gravetat de diarrea observada en mascles. Per determinar els efectes del Lactofidus® i la seva combinació amb el scGOS-lcFOS, es van suplementar oralment les rates lactants sanes amb Lactofidus® i/o scGOS-lcFOS des del segon dia de vida fins al final de l’estudi. A dia 5 de vida, la meitat de les rates de cada grup es van infectar oralment amb el RV i es va fer el seguiment del procés. En el cas de les rates sanes, totes les suplementacions van modificar el perfil d’Ig. El scGOS-lcFOS va modular la composició de la microbiota i el perfil d’àcids grassos de cadena curta (AGCC). El Lactofidus® va augmentar l’expressió gènica d’alguns dels receptors de tipus Toll (TLR). La combinació de tots dos productes va mostrar els efectes observats amb la barreja de prebiòtics. Enfront la diarrea causada per RV, totes les intervencions van resultar ser efectives en reduir la incidència i la gravetat d’aquesta. Bloquejaven el virus, canviaven el perfil d’Ig, la microbiota intestinal i l’expressió gènica intestinal. La suplementació amb scGOS-lcFOS va enfortir la funció de barrera intestinal i va modificar el perfil d’AGCC mentre que el postbiòtic va potenciar l’expressió dels TLR i va reduir el pH fecal. La combinació d’ambdós suplements va preservar molts dels efectes observats individualment i va provocar-ne de nous com un major reclutament leucocític durant la infecció. En resum, el contacte amb patògens durant el període de lactància afecta el desenvolupament del sistema immunitari. A més, el dimorfisme sexual de la resposta defensiva enfront infeccions sembla estar present en aquestes primeres etapes de vida. Les intervencions experimentals de prebiòtics i/o postbiòtics, semblen una bona estratègia per millorar el desenvolupament microbià i immunitari dels lactants i la seva capacitat defensiva enfront infeccions, suggerint la utilitat de la seva addició a fórmules infantils.
Hidroxianàleg de la selenometionina com a font de seleni en cèl·lules intestinals Caco-2 i en macròfags: expressió de selenoproteïnes i modulació de l’estrès oxidatiu i de la producció de citocines
(Universitat de Barcelona, 2022-04-07) Campo Sabariz, Joan; Martín Venegas, Raquel; Ferrer i Roig, Ruth; Universitat de Barcelona. Departament de Bioquímica i Fisiologia
[cat] El Se és un micronutrient essencial que participa en diferents funcions en humans i en animals a través de la seva incorporació en forma de selenocisteïna (Sec) a les selenoproteïnes. Una ingesta inadequada de Se es considera un factor de risc per diverses malalties cròniques associades a l’estrès oxidatiu i a la inflamació. La seva incorporació com a suplement en les dietes d’aviram és una manera efectiva de disminuir els efectes negatius de l’estrès que pateixen els animals degut a l’increment en els paràmetres de producció de la industria avícola. En el present estudi s’investiga el paper de l’anàleg de la hidroxi-selenometionina (àcid 2-hidroxi-4-metilselenobutanoic, HMSeBA), una font orgànica de Se, per donar suport a la síntesi de selenoproteïnes i a la protecció davant l’estrès oxidatiu, en dues línies cel·lulars: cèl·lules intestinals Caco-2 i macròfags (derivats de monòcits humans THP-1). El paper de l’HMSeBA en la resposta inflamatòria dels macròfags també s’ha estudiat. Per estudiar els efectes de la deficiència de Se, es va desenvolupar un model de privació de Se en ambdues línies cel·lulars. L’estudi va prosseguir amb l’avaluació dels efectes de la suplementació amb aquesta font orgànica de Se. En aquests dos models, es va estudiar la capacitat de l’HMSeBA sobre l’expressió de selenoproteïnes com la glutatió peroxidasa (GPX), la tioredoxina reductasa (TXNR) o la selenoproteïna P1 (SELENOP). A més, també es va estudiar la capacitat antioxidant de l’HMSeBA en cèl·lules estimulades amb H2O2, amb Salmonella Enteritidis o amb lipopolisacàrid (LPS), a través de la determinació de les espècies reactives d’oxigen (ROS), la formació de productes secundaris d’oxidació i l’autofluorescència de les cèl·lules. Per tal d’estudiar el paper de l’HMSeBA en la resposta inflamatòria, es va determinar la producció de citocines i la capacitat fagocítica i bactericida. En cèl·lules Caco-2, l’activitat GPX i l’expressió gènica de GPX1 juntament amb l’expressió tant proteica com gènica de SELENOP van disminuir significativament en el model de privació de Se; mentre que l’expressió gènica de GPX2 i la producció de ROS van incrementar. No es van observar canvis en l’activitat TXNRD. Quan les cèl·lules es van suplementar amb HMSeBA, l’activitat GPX i TXNRD, l’expressió gènica de GPX1 i GPX2 i l’expressió tant proteica com gènica de SELENOP van incrementar significativament. De manera similar, després de l’estimulació amb H2O2 o Salmonella Enteritidis, es va observar una disminució en la producció de ROS, en la peroxidació lipídica i en la carbonilació proteica. En macròfags, la privació de Se va induir una reducció de l’activitat GPX, de l’expressió gènica de GPX1 i de l’expressió tant proteica com gènica de SELENOP. La suplementació amb HMSeBA va incrementar l’expressió gènica de GPX1 i de SELENOP i va ser capaç de reduir la producció de ROS després de l’estimulació amb H2O2. En cèl·lules estimulades amb LPS, l’HMSeBA va incrementar l’expressió gènica de GPX1 i va reduir l’estrès oxidatiu així com la producció de citocines. La capacitat fagocítica i bactericida van incrementar també amb aquesta font de Se. Les cèl·lules Caco-2 i els macròfags poden utilitzar HMSeBA com a font de Se per la síntesi de selenoproteïnes, protegint la cèl·lula de l’estrès oxidatiu. A més, l’HMSeBA modula positivament la resposta inflamatòria per tal d’evitar el possible dany produït per macròfags altament activats.

El CRAI romandrà tancat del 24 de desembre de 2025 al 6 de gener de 2026. La validació de documents es reprendrà a partir del 7 de gener de 2026.

El CRAI permanecerá cerrado del 24 de diciembre de 2025 al 6 de enero de 2026. La validación de documentos se reanudará a partir del 7 de enero de 2026.

From 2025-12-24 to 2026-01-06, the CRAI remain closed and the documents will be validated from 2026-01-07.

Tesis Doctorals - Departament - Bioquímica i Fisiologia

Examinar

El CRAI romandrà tancat del 24 de desembre de 2025 al 6 de gener de 2026. La validació de documents es reprendrà a partir del 7 de gener de 2026.

El CRAI permanecerá cerrado del 24 de diciembre de 2025 al 6 de enero de 2026. La validación de documentos se reanudará a partir del 7 de enero de 2026.

From 2025-12-24 to 2026-01-06, the CRAI remain closed and the documents will be validated from 2026-01-07.

Examinar

Enviaments recents