Gold nanomaterials-based optical biosensors for rapid and cost-efficient diagnostics

- Comparació del projecte inicial amb la versió final de la tesi La tesi de Liming Hu ha evolucionat significativament des del projecte original. La tesi descriu bé les aplicacions de nanomaterials d'or en biosensors òptics per a diagnòstics al punt d'atenció (POC) i el seu desenvolupament posterior per a la propera generació de biosensors intel·ligents. La progressió és evident en els diferents capítols, cadascun dels quals se centra en diferents aspectes de la investigació. - La contribució de la tesi al coneixement actual de la matèria. La tesi fa una contribució significativa al camp dels biosensors òptics, especialment en el context del diagnòstic POC. El treball de Liming enforteix la comprensió de l'ús de nanomaterials d'or i presenta noves estratègies sintètiques i de biofuncionalització que s'apliquen directament al desenvolupament d'assajos colorimètrics de flux lateral (LFA). A més, aquest treball introdueix un innovador mecanisme de transducció de senyals basat en nanopartícules metàl·liques i bacteris bioluminiscents (BBLISA). La incorporació de diferents estratègies de millora del senyal afegeix coneixements valuosos al coneixement actual. - Oportunitats per continuar la investigació o ampliar el treball realitzat. La tesi identifica i obre diverses vies per a futures investigacions. Els desafiaments per trobar anticossos adequats per als LFA, com es destaca al Capítol 3, suggereixen la necessitat d'una exploració i caracterització més gran en el desenvolupament de bioreceptors per a la generació ràpida de dispositius POC. L'adaptació de nanoflors d'òxid d'or-iridi (Au-IrO2 NF) a LFA suggereix l'adaptació i ús de noves nanopartícules colorimètriques o fluorescents per millorar el rendiment analític dels LFA. Finalment, els resultats prometedors de BBLISA obren oportunitats per ampliar l'ús de nanopartícules per a la generació de plataformes bioanalítiques programables basades en bioluminescència. - Lobertura de noves àrees de recerca. El treball de Liming obrirà noves àrees de recerca, especialment en l'aplicació de nanopartícules bimetàl·liques a base d'or a LFA i el desenvolupament de BBLISA com a nova plataforma bioanalítica. En particular, es podrien utilitzar nous nanomaterials per generar una plataforma de "senyal activat" bioluminiscent. Aquests avenços introdueixen conceptes i tècniques innovadores que poden estimular noves investigacions en el camp del desenvolupament de biosensors. - La importància o aplicabilitat dels resultats. Els resultats de la investigació de Liming són particularment importants en el context del desenvolupament de diagnòstics POC ràpids i sensibles. La sensibilitat millorada aconseguida amb Au-IrO2 NF a LFA i la implementació reeixida de BBLISA per a la detecció de biomarcadors clínicament rellevants subratllen la rellevància pràctica de les troballes. - Punts forts i punts febles. La fortalesa del treball rau en la seva organització sistemàtica, presentació clara dels detalls experimentals i demostració d'èxit d'aplicacions noves. No obstant això, les possibles debilitats inclouen la discussió limitada sobre els possibles desafiaments en la implementació al món real i la necessitat d'una major validació de BBLISA en diferents escenaris clínics. - Idoneïtat per a la publicació En termes d'idoneïtat per a la publicació, atès que els resultats ja s'han informat en articles en què Liming és el primer autor, és possible que la tesi no sigui adequada per a una publicació independent. Tot i això, els articles individuals fan una contribució significativa a la literatura científica i la tesi proporciona una descripció completa dels resultats col·lectius. - Exhaustivitat de la bibliografia. La bibliografia és completa, especialment la introducció que cobreix literatura nova rellevant del 2020 al 2023. La inclusió de fonts recents millora la credibilitat de la recerca i demostra una revisió exhaustiva de la literatura existent. - Presentació La tesi està ben presentada i cada capítol està estructurat de manera coherent.- Comparación del proyecto inicial con la versión final de la tesis La tesis de Liming Hu ha evolucionado significativamente desde el proyecto original. La tesis describe bien las aplicaciones de nanomateriales de oro en biosensores ópticos para diagnósticos en el punto de atención (POC) y su desarrollo posterior para la próxima generación de biosensores inteligentes. La progresión es evidente en los diferentes capítulos, cada uno de los cuales se centra en diferentes aspectos de la investigación. - La contribución de la tesis al conocimiento actual de la materia. La tesis hace una contribución significativa al campo de los biosensores ópticos, especialmente en el contexto del diagnóstico POC. El trabajo de Liming fortalece la comprensión del uso de nanomateriales de oro y presenta nuevas estrategias sintéticas y de biofuncionalización que se aplican directamente al desarrollo de ensayos colorimétricos de flujo lateral (LFA). Además, este trabajo introduce un innovador mecanismo de transducción de señales basado en nanopartículas metálicas y bacterias bioluminiscentes (BBLISA). La incorporación de diferentes estrategias de mejora de la señal añade conocimientos valiosos al conocimiento actual. - Oportunidades para continuar la investigación o ampliar el trabajo realizado. La tesis identifica y abre varias vías para futuras investigaciones. Los desafíos para encontrar anticuerpos adecuados para los LFA, como se destaca en el Capítulo 3, sugieren la necesidad de una mayor exploración y caracterización en el desarrollo de biorreceptores para la generación rápida de dispositivos POC. La adaptación de nanoflores de óxido de oro-iridio (Au-IrO2 NF) en LFA sugiere la adaptación y el uso de nuevas nanopartículas colorimétricas o fluorescentes para mejorar el rendimiento analítico de los LFA. Finalmente, los prometedores resultados de BBLISA abren oportunidades para ampliar el uso de nanopartículas para la generación de plataformas bioanalíticas programables basadas en bioluminiscencia. - La apertura de nuevas áreas de investigación. El trabajo de Liming abrirá nuevas áreas de investigación, especialmente en la aplicación de nanopartículas bimetálicas a base de oro en LFA y el desarrollo de BBLISA como una nueva plataforma bioanalítica. En particular, se podrían utilizar nuevos nanomateriales para generar una plataforma de "señal activada" bioluminiscente. Estos avances introducen conceptos y técnicas novedosos que pueden estimular nuevas investigaciones en el campo del desarrollo de biosensores. - La importancia o aplicabilidad de los resultados. Los resultados de la investigación de Liming son particularmente importantes en el contexto del desarrollo de diagnósticos POC rápidos y sensibles. La sensibilidad mejorada lograda con Au-IrO2 NF en LFA y la implementación exitosa de BBLISA para la detección de biomarcadores clínicamente relevantes subrayan la relevancia práctica de los hallazgos. - Puntos fuertes y puntos débiles. La fortaleza del trabajo radica en su organización sistemática, presentación clara de los detalles experimentales y demostración exitosa de aplicaciones novedosas. Sin embargo, las posibles debilidades incluyen la discusión limitada sobre los posibles desafíos en la implementación en el mundo real y la necesidad de una mayor validación de BBLISA en diferentes escenarios clínicos. - Idoneidad para la publicación En términos de idoneidad para la publicación, dado que los resultados ya se han informado en artículos en los que Liming es el primer autor, es posible que la tesis no sea adecuada para una publicación independiente. Sin embargo, los artículos individuales hacen una contribución significativa a la literatura científica y la tesis proporciona una descripción completa de los resultados colectivos. - Exhaustividad de la bibliografía. La bibliografía es completa, especialmente la introducción que cubre literatura nueva relevante de 2020 a 2023. La inclusión de fuentes recientes mejora la credibilidad de la investigación y demuestra una revisión exhaustiva de la literatura existente. - Presentación La tesis está bien presentada y cada capítulo está estructurado de forma coherente.- Comparison of the initial project with the final version of the thesis Liming Hu's thesis has evolved significantly from the original project. The thesis well describes the applications of gold nanomaterials in optical biosensors for point-of-care (POC) diagnostics and their further development for the next generation of smart biosensors. The progression is evident in the different chapters, each of which focuses on different aspects of the research. - The contribution made by the thesis to current subject knowledge The thesis makes a significant contribution to the field of optical biosensors, especially in the context of POC diagnostics. Liming's work strengthens the understanding of the use of gold nanomaterials and presents novel synthetic and biofunctionalization strategies that are directly applied to the development of colorimetric lateral flow assays (LFAs). In addition, this work introduces a breakthrough signal transduction mechanism based on metallic nanoparticles and bioluminescent bacteria (BBLISA). The incorporation of different signal enhancement strategies adds valuable insights to the current knowledge. - Opportunities for continued research or extension of the work undertaken The thesis identifies and opens several avenues for future research. The challenges in finding suitable antibodies for LFAs, as highlighted in Chapter 3, suggest the need for further exploration and characterization in bioreceptor development for rapid generation of POC devices. The adaptation of gold-iridium oxide nanoflowers (Au-IrO2 NFs) in LFAs suggests the adaptation and use of new colorimetric or fluorescent nanoparticles to improve the analytical performance of LFAs. Finally, the promising results of BBLISA open opportunities for expanding the use of nanoparticles for the generation of programmable bioanalytical platform based on bioluminescence. - The opening up of new research areas Liming's work will open up new research areas, especially in the application of gold-based bimetallic nanoparticles in LFAs and the development of BBLISA as a novel bioanalytical platform. In particular, new nanomaterials could be used to generate a bioluminescent 'signal on' platform. These advances introduce novel concepts and techniques that can stimulate further investigations in the field of biosensor development. - The importance or applicability of the results The results of Liming's research are particularly important in the context of developing rapid and sensitive POC diagnostics. The improved sensitivity achieved with Au-IrO2 NFs in LFAs and the successful implementation of BBLISA for the detection of clinically relevant biomarkers underscore the practical relevance of the findings. - Strong points and weak points The strength of the work lies in its systematic organization, clear presentation of experimental details, and successful demonstration of novel applications. However, potential weaknesses include the limited discussion of potential challenges in real-world implementation and the need for further validation of BBLISA in different clinical scenarios. - Suitability for publication In terms of suitability for publication, since the results have already been reported in papers where Liming is the first author, the thesis may not be suitable for stand-alone publication. However, the individual papers make a significant contribution to the scientific literature, and the thesis provides a comprehensive overview of the collective results. - Comprehensiveness of bibliography The bibliography is comprehensive, especially the introduction covering relevant new literatures from 2020 to 2023. The inclusion of recent sources enhances the credibility of the research and demonstrates a thorough review of the existing literature. - Presentation The thesis is well presented and each chapter is coherently structured

Second Latin American migratory boom in Spain: from recovery to COVID-19

At the end of the second decade of the 21st century, Latin American migration to Spain showed a new quantitative increase in flows of such magnitude that we can speak of the existence of a second migratory boom. In contrast to what happened with the first migration boom at the beginning of the century, when pull factors dominated (mainly due to the expansion of the Spanish labour market), after the economic crisis of 2008 push factors played a more important role. Three processes leading to large-scale emigration are identified in Latin America: high levels of political instability in many Latin American countries such as Venezuela; growing insecurity, especially-but not only-in Central American countries, where it also coincides with increasing difficulties in entering the USA; and the effect of neoliberal policies, with growing tensions in many countries, as would be the case of Argentine migrants. COVID-19 has slowed down these flows and has led to increased numbers of returnees although the previous migratory intensities began to recover at the end of 2021

Elucidating the role of natural killer cells in hiv control and evaluation of a bispecific antibody to enhance their function

El virus de la immunodeficiència humana (VIH) causa una infecció crònica que afecta al sistema immunitari i, en absència de tractament, por conduir a la síndrome de la immunodeficiència adquirida (SIDA). El tractament antiretroviral (TAR) actual disponible pot suprimir la virèmia fins a nivells indetectables, restaurar la funció de les cèl·lules immunitàries, i reduir la mortalitat i morbiditat associades a la infecció, disminuint així el risc de transmissió. Tot i així, el TAR és incapaç d'eliminar completament el virus de les cèl·lules principalment degut a la formació de reservoris virals que permeten que el VIH quedi en un estat latent, invisible a l'acció del TAR i del sistema immune. A més, això implica que, en interrompre el tractament, la càrrega viral augmenta de nou a nivells detectables en poques setmanes. D'aquesta manera, els individus amb VIH requereixen la continua administració de TAR el llarg de tota la vida. Per aquesta raó, és necessari desenvolupar noves estratègies terapèutiques dirigides a curar la infecció per VIH. El desenvolupament de noves teràpies exigeix una comprensió profunda dels mecanismes que controlen el VIH i enfocaments que potenciïn les respostes immunològiques per eliminar el virus. Actualment, s'han descrit sis casos de curació del VIH, tots ells a través de transplantaments de cèl·lules hematopoètiques en pacients oncològics amb una mutació en el gen CCR5, que confereix resistència a la infecció per VIH amb virus amb tropisme R5. A més d'aquests casos, també existeixen els anomenats controladors d'èlit, individus amb VIH que són capaços de controlar la infecció d'una manera excepcional en absència de TAR. Per altra banda, les cèl·lules Natural Killer (NK) són candidates prometedores per la desenvolupament d'immunoteràpies contra el VIH, donada la seva potent activitat immunològica. En la present tesi es descriu, en primer lloc, el fenotip diferencial expressat per les cèl·lules NK en controladors d'èlit en comparació amb altres cohorts de persones amb VIH. S'observa que aquests individus tenen més cèl·lules NK de memòria, amb un fenotip particular que inclou l'expressió del marcador inhibidor NKG2A, i que són capaces de promoure respostes de tipus ADCC molt potents contra cèl·lules infectades. A més, aquestes cèl·lules presenten un perfil transcripcional caracteritzat per la sobreregulació de gens implicats en el metabolisme, migració, resposta efectora i resposta antiviral d'aquestes cèl·lules. En segon lloc, s'ha avaluat l'ús d'un anticòs biespecífic dirigit a les cèl·lules VIH+ i cèl·lules NK, tant in vitro com in vivo, en un model de ratolí humanitzat d'infecció per VIH. Els resultats mostren que l'anticòs biespecífic potencia l'acció de les cèl·lules NK en l'eliminació de les cèl·lules VIH+ en diversos contextos d'infecció viral. No obstant això, els resultats preclínics mostren una reducció de la població total de cèl·lules NK després d'una administració prolongada de l'anticòs, associada amb un pitjor control virològic després de la interrupció del TAR. En conclusió, aquesta tesi descriu una població de cèl·lules NK amb una potent resposta citotòxica contra cèl·lules infectades per VIH en controladors d'èlit, amb implicacions per al disseny de noves estratègies de cura funcional dirigides a l'eliminació dels reservoris virals, i destaca el potencial d'un anticòs biespecífic per a aplicacions en immunoteràpies dirigides a potenciar l'acció de les cèl·lules NK en la resposta anti-VIH.El virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) causa una infección crónica que afecta al sistema inmunitario y, en ausencia de tratamiento, puede dar lugar al síndrome de la inmunodeficiencia adquirida (SIDA). El tratamiento antirretroviral (TAR) actual disponible es capaz de suprimir la viremia hasta niveles indetectables, restaurar la función de las células inmunitarias, y reducir la mortalidad y morbilidad asociadas a la infección, disminuyendo así el riesgo de transmisión. Sin embargo, el TAR es incapaz de eliminar completamente el virus de las células, principalmente debido a la formación de reservorios virales que permiten que el VIH quede en un estado latente, invisible a la acción del TAR y del sistema inmunológico. Esto implica que, al interrumpir el tratamiento, la carga viral aumenta de nuevo a niveles detectables en pocas semanas. De esta manera, las personas con VIH requieren la continua administración de TAR a lo largo de toda la vida. Por esta razón, es necesario desarrollar nuevas estrategias terapéuticas dirigidas a curar la infección por VIH. El desarrollo de nuevas terapias exige una comprensión profunda de los mecanismos que controlan el VIH y enfoques que potencien las respuestas inmunológicas para eliminar el virus. Actualmente, se han descrito seis casos de curación del VIH, todos ellos a través del trasplante de células hematopoyéticas con una mutación en el gen CCR5, que confiere resistencia a la infección por VIH con virus de tropismo R5, en pacientes oncológicos. Además de estos casos, también existen los llamados controladores de élite, individuos con VIH que son capaces de controlar la infección de una manera excepcional en ausencia de TAR. Por otro lado, las células Natural Killer (NK) son candidatas prometedoras para el desarrollo de inmunoterapias contra el VIH, dada su potente actividad inmunológica. En la presente tesis se describe, en primer lugar, el fenotipo diferencial expresado por las células NK en controladores de élite en comparación con otras cohortes de personas con VIH. Se observa que estos individuos tienen más células NK de memoria, con un fenotipo particular que incluye la expresión del marcador inhibidor NKG2A, y que son capaces de promover respuestas de tipo ADCC muy potentes contra células infectadas. Además, estas células presentan un perfil transcripcional caracterizado por la sobreexpresión de genes implicados en el metabolismo, migración, respuesta efectora y respuesta antiviral de estas células. En segundo lugar, se ha evaluado el uso de un anticuerpo biespecífico dirigido a las células VIH+ y células NK, tanto in vitro como in vivo, en un modelo de ratón humanizado de infección por VIH. Los resultados muestran que el anticuerpo biespecífico potencia la acción de las células NK en la eliminación de las células VIH+ en distintos contextos de infección viral. No obstante, los resultados preclínicos muestran una reducción de la población total de células NK después de la administración prolongada del anticuerpo, asociada a un peor control virológico tras la interrupción del TAR. En conclusión, la presente tesis describe una población de células NK con una potente respuesta citotóxica contra células infectadas por VIH en controladores de élite, con implicaciones para el diseño de nuevas estrategias de cura funcional dirigidas a la eliminación de los reservorios virales, y destaca el potencial de un anticuerpo biespecífico para aplicaciones en inmunoterapias dirigidas a potenciar la acción de las células NK en la respuesta anti-VIH.The human immunodeficiency virus (HIV) causes a chronic infection that disrupts the immune system and, in the absence of treatment, can lead to acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). The currently available antiretroviral treatment (ART) can suppress viremia to undetectable levels, restore immune cell function, and reduce the mortality and morbidity associated with the infection, thereby decreasing the risk of transmission. However, ART is unable to completely eliminate the virus from the cells, primarily due to the formation of viral reservoirs that allow HIV to remain in a latent state, rendering invisible to the action of ART and the immune system. Consequently, upon treatment interruption, the viral load increases again to detectable levels within a few weeks. Therefore, individuals with HIV require lifelong administration of ART. For this reason, it is essential to develop new therapeutic strategies aimed at achieving HIV cure. The development of new therapies requires a deep understanding of the mechanisms that control HIV as well as the development of approaches that enhance immune responses to eliminate the virus. To date, six cases of HIV cure have been described, all through hematopoietic stem cell transplants harboring mutations in the CCR5 gene, which confers resistance to HIV infection from R5-tropic virus, in cancer patients. In addition to these cases, there are also the so-called elite controllers, individuals that exhibit the exceptional ability to control HIV infection for prolonged periods in the absence of ART. Furthermore, Natural Killer (NK) cells are promising candidates for the development of immunotherapies against HIV due to their potent immunological activity. The present doctoral thesis describes the differential phenotype expressed by NK cells in elite controllers compared to other groups of people living with HIV. Here, we show that these individuals present higher frequencies of memory NK cells with a particular phenotype, including the expression of the inhibitory marker NKG2A, and that they can mediate robust ADCC responses against infected cells. Additionally, these cells exhibit a unique transcriptional profile characterized by the upregulation of genes involved in the metabolism, migration, effector and antiviral responses of these cells. Secondly, the use of a bispecific antibody to simultaneously target HIV-infected cells and NK cells has been evaluated both in vitro and in vivo in a humanized mouse model of HIV infection. The results show that the bispecific antibody enhances the action of NK cells in eliminating HIV+ cells in various contexts of viral infection. However, preclinical evaluation showed a reduction in the total NK cell population following sustained antibody administration, which was associated with poor virological HIV control after ART interruption. In conclusion, the present doctoral thesis describes a population of NK cells with potent cytotoxic responses against HIV-infected cells in elite controllers, with implications for the design of new functional cure strategies aimed at eliminating viral reservoirs, and highlights the potential of a bispecific antibody for the development of novel immunotherapies targeting NK cells for HIV control

Dialogando sobre partículas : análisis de las prácticas dialógicas de maestras en formación con niñas y niños de primaria

En aquesta tesi es presenta una investigació sobre com les mestres en formació inicial de primària conversen amb nens i nenes sobre el model corpuscular de la matèria. Per dur-lo a terme, es van analitzar les pràctiques dialògiques dissenyades i implementades per un grup de mestres amb un grup reduït d'estudiants, per a desenvolupar una idea clau d'aquest model. En el marc de la recerca qualitativa, aquesta tesi focalitza particularment en tres dimensions d'anàlisis establertes per a tal fi. En la dimensió didàctica, s'identifica com les mestres estructuren les pràctiques dialògiques i els quins recursos van utilitzar per a abordar la idea clau del model en qüestió. En la dimensió dialògica, s'han caracteritzat com són les interaccions dialògiques i quines característiques té el discurs de les. Per últim, l'anàlisi de la dimensió científica ha permès caracteritzar i analitzar l'evolució de la idea clau del model. La recerca s'ha fet amb 28 mestres en formació inicial d'una assignatura de didàctica de les ciències impartida durant el segon any del Grau d'Educació Primària de la Universitat de Barcelona. Per analitzar les dades s'ha construït un sistema de codis, seguint el mètode bottom-up, fent servir categories definides per d'altres autors i categories pròpies. En relació amb els resultats de la dimensió didàctica, s'ha observat que les mestres estructuren les pràctiques dialògiques seguint un patró POE (Predicció-Observació-Explicació) en el que incorporen un episodi d'Introducció al Model. També s'observa que hi ha més d'un cicle POE, a vegades, però incomplerts. Al llarg d'aquestes pràctiques les mestres empren diferents recursos com a ara models físics o dibuixos, que s'havien fet servir a l'assignatura o no. En relació amb la dimensió dialògica, s'observa que els torns de parla principalment van respondre a un patró IRE (Sinclair & Coulthard, 1975), en el que les Mestres són el centre del diàleg sol·liciten que els nens i nenes responguin a preguntes, i mostrant limitacions per a promoure el diàleg entre iguals. La major part de la sessions presenten un enfocament comunicatiu Interactiu-Autoritari (Mortimer & Scott, 2002). Però els episodis d'Introducció al Model es caracteritzen per ser majoritàriament Interactiu-Dialògics. Així, durant la sessió dirigeixen el discurs cap a la construcció de la idea, arribant a vegades a que els nens i nenes nombrin les entitats i en d'altres, a que nombrin les regles (difícilment han promogut que les facin servir per interpretar el fenomen). Respecte a la dimensió científica, s'observa que no totes les idees presenten la mateixa complexitat: per exemple, per construir la idea del moviment de les partícules les mestres van ser capaces de construir aquesta regla, segurament perquè no tenien la necessitat de construir la entitat partícula. També es constata la dificultat que tenen les mestres en la mediació entre fenomen (situat a l'escala Macro, observable) i el modelo (Micro, no observable). S'ha evidenciat, també, que les mestres presenten models en transició cap al model científic, cosa que condiciona tant el desenvolupament de la pràctica, com la identificació d'oportunitats d'aprenentatge. Els resultats obtinguts mostren com és necessari ensenyar a conversar a l'aula des del coneixement científic, ja que no només es necessita dominar el contingut, sinó fer-lo interactuar amb els seus aspectes didàctics i els dialògics, atesa la seva importància en la construcció de significats.En esta tesis se presenta una investigación sobre cómo dialogan las maestras en formación inicial de primaria con niños y niñas sobre el modelo corpuscular de la materia. Para ello, se analizaron las transcripciones de las prácticas dialógicas diseñadas e implementadas por las maestras con un grupo reducido de estudiantes, para desarrollar una idea clave de dicho modelo. En el marco de la investigación cualitativa-interpretativa, en este estudio se analizaron particularmente tres dimensiones establecidas para tal fin. En primer lugar, en la dimensión didáctica, se identificó cómo las docentes estructuraron las prácticas y qué recursos emplearon para abordar la idea clave del modelo en cuestión. En segundo lugar, en la dimensión dialógica, se identificó cómo son las interacciones con las niñas y niños y qué características tiene el discurso de las maestras a lo largo de las prácticas dialógicas. Finalmente, la dimensión científica permitió analizar la evolución de la idea clave del modelo, y el nivel de concreción que alcanzan. La investigación se realizó con 28 maestras en formación inicial de una asignatura sobre didáctica de las ciencias impartida durante el segundo año del Grado de Educación Primaria de la Universitat de Barcelona. Para analizar los datos se construyó un sistema de códigos, siguiendo el método bottom-up, usando categorías definidas por otros autores y categorías propias. En relación con los resultados de la dimensión didáctica, se observó que las maestras estructuran las prácticas dialógicas siguiendo un patrón POE (Predicción-Observación-Explicación) que es precedido por un episodio de Introducción al Modelo. También se observa que hay más de un ciclo POE, a veces incompletos. A lo largo de la sesión las maestras emplean diferentes recursos, como por ejemplo modelos físicos o dibujos, tomados o no de las clases de la asignatura. Es decir, las maestras identifican la necesidad de tener distintos objetivos didácticos a lo largo de la secuencia, así como la utilidad del recurso en la fase de explicación e introducción al modelo. En relación con la dimensión dialógica, se observó que los turnos de habla principalmente respondieron a un patrón IRE (Sinclair & Coulthard, 1975), en el que las maestras son el centro del diálogo solicitando a los niños y niñas que respondan preguntas, y mostrando limitaciones para promover el diálogo entre pares. La mayor parte de las sesiones presentaron un enfoque comunicativo Interactivo-Autoritativo (Mortimer & Scott, 2002), pero los episodios de Introducción al Modelo se caracterizaron por ser mayoritariamente Interactivo-Dialógicos. Así, durante la sesión dirigen el discurso hacia la construcción de la idea, llegando a veces a que los niñas y niños nombren las entidades y en otras a nombrar las reglas (difícilmente han promovido que las usen para interpretar el fenómeno). En cuanto a la dimensión científica, se observa que no todas las ideas presentan la misma complejidad: por ejemplo, para construir la idea del movimiento de las partículas las maestras fueron capaces de construir esta regla, seguramente porque no tenían la necesidad de construir la entidad partícula. También se constata la dificultad que tiene las maestras en la mediación entre el fenómeno (situado en una escala Macro, observable) y el modelo (Micro, no observable). Además, se evidenció que las maestras presentan modelos en transición hacia el modelo científico, lo que condiciona tanto el desarrollo de la práctica, así como la identificación de oportunidades de aprendizaje. Los resultados obtenidos muestran cómo es necesario enseñar a dialogar en el aula desde el conocimiento científico, ya que no solo se necesita dominar el contenido, sino hacerlo interactuar con sus aspectos didácticos y los dialógicos, debido a la importancia que estos tienen para la construcción de significados.This thesis presents an investigation of how teachers in initial primary education dialogue with children about the corpuscular model of the matter. For this purpose, transcripts of dialogical practices, designed and implemented by teachers with a small group of students in order to develop a key idea of this model, were analysed. Within the framework of qualitative-interpretative research, three dimensions were particularly analysed in this study. Firstly, in the didactic dimension, we identified how the teachers structured their practices and which resources they used to address the key idea of the model in question. Secondly, in the dialogical dimension, we identified how the interactions with the children are, and the characteristics of the teachers' discourse throughout the dialogical practices. Finally, the scientific dimension allowed to analyse the evolution of the key idea of the model and the level of concreteness achieved. The research was carried out with 28 pre-service teachers enrolled in a science education course during the second year of the Primary Education Degree at the University of Barcelona. A coding system was developed to analyze the data, following the bottom-up method, using both categories defined by other authors and self-defined categories. Regarding the results of the didactic dimension, it was observed that the teachers structure the dialogic practices following a POE (Prediction-Observation-Explanation) pattern, which is preceded by an Introduction to the Model episode. It was also noted that there is more than one POE cycle, sometimes incomplete. Throughout the session, teachers use various resources, such as physical models or drawings, whether taken from the course classes or not. In other words, the teachers recognize the need to have different didactic objectives throughout the sequence, as well as the usefulness of the resource in the explanation and introduction phase of the model. Chat: Regarding the dialogic dimension, it was observed that the speaking turns primarily followed an IRE pattern (Sinclair & Coulthard, 1975), where the teachers are the centre of the dialogue, prompting the children to answer questions, and showing limitations in promoting peer dialogue. Most of the sessions exhibited an Interactive-Authoritative communicative approach (Mortimer & Scott, 2002), but the Introduction to the Model episodes were mainly characterised as Interactive-Dialogic. Thus, during the session, the discourse is directed towards the construction of the idea, sometimes leading the children to name the entities and at other times to name the rules (they have rarely encouraged the use of these rules to interpret the phenomenon). As for the scientific dimension, it was observed that not all ideas presented the same complexity: for instance, to construct the idea of particle movement, the teachers were able to construct this rule, likely because they did not need to construct the entity of a particle. Additionally, there was evidence of the teachers' difficulty in mediating between the phenomenon (situated at a Macro, observable scale) and the model (Micro, non-observable). Furthermore, it was evident that the teachers presented models in transition towards the scientific model, which influenced both the development of the practice and the identification of learning opportunities. The results obtained highlight the necessity of teaching how to engage in dialogue in the classroom from a scientific knowledge perspective. It is essential not only to master the content but also to integrate it with its didactic and dialogic aspects, given their importance for the construction of meaning

Anonimia e índices de libros prohibidos (1544-1612) : teoría, historia y tipología del autor oculto en el siglo XVI

Aquesta tesi doctoral es proposa analitzar la anonimia i les formes d'autoria oculta (pseudònims, heterònims, criptónimos, autoria relacional) mitjançant l'instrument dels catàlegs i índexs de llibres prohibits que les universitats i inquisicions promulguen en el segle XVI. En ells s'elabora per primera vegada als països catòlics una legislació específica per al control i prohibició de la anonimia, així com un cens d'obres anònimes. Aquest estudi se situa en una cruïlla de disciplines: des de la teoria literària a la filologia, la història de les idees, la bibliografia material i la sociologia dels textos. El seu enfocament científic es fonamenta en una anàlisi teòrica i una metodologia interdisciplinària d'estudi de la anonimia, així com en una arqueologia literària de la idea de l'autor ocult en el Renaixement. Té com a objectiu reconstruir la relació entre anonimia i dissens mitjançant un examen de tots els catàlegs de llibres prohibits promulgats en el segle XVI. Finalment, realitza una cartografia de la anonimia en la literatura espanyola del segle XVI mitjançant una anàlisi tipològica dels llibres sine nomini auctoris prohibits en l'índex de Bernardo de Sandoval publicat en 1612. La tesi doctoral contribueix així a oferir una perspectiva renovada d'estudi de la anonimia en la literatura europea i en la cultura escrita del Renaixement.Esta tesis doctoral se propone analizar la anonimia y las formas de autoría oculta (pseudónimos, heterónimos, criptónimos, autoría relacional) mediante el instrumento de los catálogos e índices de libros prohibidos que las universidades e inquisiciones promulgan en el siglo XVI. En ellos se elabora por primera vez en los países católicos una legislación específica para el control y prohibición de la anonimia, así como un censo de obras anónimas. Este estudio se sitúa en una encrucijada de disciplinas: desde la teoría literaria a la filología, la historia de las ideas, la bibliografía material y la sociología de los textos. Su enfoque científico se fundamenta en un análisis teórico y una metodología interdisciplinar de estudio de la anonimia, así como en una arqueología literaria de la idea del autor oculto en el Renacimiento. Tiene como objetivo reconstruir la relación entre anonimia y disenso mediante un examen de todos los catálogos de libros prohibidos promulgados en el siglo XVI. Por último, realiza una cartografía de la anonimia en la literatura española del siglo XVI mediante un análisis tipológico de los libros sine nomine auctoris prohibidos en el índice de Bernardo de Sandoval publicado en 1612. La tesis doctoral contribuye así a ofrecer una perspectiva renovada del estudio de la anonimia en la literatura europea y en la cultura escrita del Renacimiento.This PhD thesis aims to analyze anonymity and forms of anonymous authorship (pseudonyms, heteronyms, cryptonyms, relational authorship) in the sixteenth century, through the lens of the catalogs and indexes of forbidden books published by universities and inquisitions in the sixteenth century. In them, for the first time in Catholic countries, a specific legislation for the control and prohibition of anonymity is enacted, as well as a census of anonymous works. This study is situated at a crossroads of disciplines, from literary theory to philology, intellectual history, material bibliography and the sociology of texts. Its scientific approach is based on a theoretical analysis and an interdisciplinary methodology for the study of anonymity, as well as on a proposal of literary archaeology of the idea of concealed authorship in the Renaissance. It aims to reconstruct the relationship between anonymity and dissent and the conceptualization anonymity by examining all the catalogues of forbidden books promulgated in the XVI century. Finally, it sketches a cartography of anonymity in Spanish literature by means of a typological analysis of the books sine nomine auctoris banned in Bernardo de Sandoval's index published in 1612. This PhD thesis thus contributes to offering a renewed perspective for the study of the anonymity in the Renaissance literature and the European written culture

Advanced characterization of alpha-galactosidase nanoliposomal formulations for Fabry disease treatment

Els nanofàrmacs poden superar les limitacions dels fàrmacs convencionals, oferint millors beneficis clínics i sòcio-econòmics. Poden ser de dos tipus: i) aquells en què les mateixes molècules terapèutiques actuen com a fàrmac; ii) aquells en què les molècules terapèutiques estan directament acoblades a una nanoestructura. Utilitzar nanoestructures com a sistemes d' alliberament de fàrmacs ofereix un seguit d'avantatges gràcies a la seva mida i ajustabilitat, ja que es poden dissenyar per modificar la semivida dels actius, millorar la seva biodistribució i controlar el seu perfil d'alliberament, traduint-se en un benefici global pel pacient. Tanmateix, la translació dels nanofàrmacs cap a etapes avançades de desenvolupament farmacèutic enfronta grans reptes, com l'alta qualitat requerida d'aquests per ser avaluats en proves preclíniques (i clíniques posteriorment) tenint en compte la seva complexa naturalesa multicomponent. En aquest treball s'ha realitzat una caracterització avançada per controlar i garantir la qualitat d'una nova formulació nanoliposomal, en desenvolupament, pel tractament de la malaltia de Fabry. Fabry és una malaltia minoritària pertanyent al grup de trastorns d'emmagatzematge lisosomal on la manca/deficiència de l'enzim [Alfa]-galactosidasa (GLA) provoca l'acumulació lisosomal de glicoesfingolípids, ocasionant una patologia multisistèmica i la mort prematura. La teràpia de reemplaçament enzimàtic (TRE) mitjançant l'administració intravenosa de l'enzim és la principal opció de tractament per als malalts de Fabry. No obstant, la TRE mostra una sèrie de limitacions: mala biodistribució, baixa capacitat per creuar membranes biològiques, alta immunogenicitat i eficàcia limitada. Actualment s'està explorant l'ús de nanotransportadors capaços d'encapsular proteïnes com a estratègia alternativa per superar aquestes limitacions. Nanoliposomes funcionalitzats amb el pèptid RGD, carregats amb GLA i preparats mitjançant la metodologia verda i escalable DELOS-susp han donat lloc a un producte patentat més eficaç a nivell preclínic que les TRE tradicionals comercialitzades. Aquest benefici ha estat reconegut per l'EMA mitjançant la designació de medicament orfe. Tot i així, per convertir aquesta nanoformulació en un potencial candidat a producte farmacèutic, es necessita una major comprensió i control sobre la interacció molecular i supramolecular del liposoma (nanoestructura) i la GLA (biomolècula). En aquesta tesi s'han explorat quatre versions d'enzims GLA recombinants, els quals difereixen en l'expressió d'etiquetes de purificació i en els sistemes d'expressió emprats per la seva producció (cèl·lules de mamífers de ronyó embrionari humà (HEK) o d'ovari de hàmster xinès (CHO)), per tal d'investigar quines propietats de l'enzim són les més favorables per generar nanoconjugats GLA-nanoliposoma estables, eficients i robusts com a teràpia de Fabry. L'enzim GLA expressat en cèl·lules CHO i sense etiquetes de purificació va demostrar ser el candidat més prometedor per obtenir nanoconjugats GLA-nanoliposoma amb major eficiència d'encapsulació i activitat enzimàtica. D'altra banda, la complexitat d'aquesta nanoformulació comporta que petits canvis en la seva composició, medi, concentració o forma farmacèutica puguin afectar severament al seu rendiment, seguretat i eficiència in vivo. Per això, és crucial aconseguir un control adequat dels atributs crítics de qualitat (ACQ) per poder garantir la qualitat desitjada del producte abans d'arribar a la fase clínica. Per adreçar aquest objectiu, en aquesta tesi s'han desenvolupat, optimitzat i/o validat diverses metodologies per caracteritzar i controlar els següents ACQ, tenint sempre en compte el requeriments de les agències reguladores: i) la composició química de la membrana liposomal, ii) la qualitat microbiològica i el contingut d'endotoxines, iii) el perfil cinètic d'alliberament de l'enzim GLA, així com la pèrdua de GLA encapsulada en els nanoliposomes al llarg del temps, durant l'emmagatzematge, iv) els possibles productes de degradació dels components nanoliposomals, i v) la presència del pèptid RGD en la membrana nanoliposomal. En resum, els resultats assolits en aquesta tesi suposen una contribució important per avançar en el desenvolupament preclínic d'aquesta nanoformulació pel tractament de Fabry.Los nanofármacos pueden superar las limitaciones de los fármacos convencionales, ofreciendo mejores beneficios clínicos y socio-económicos. Pueden ser de dos tipos: i) aquellos en los que las propias moléculas terapéuticas actúan como fármaco; ii) aquellos en los que las moléculas terapéuticas están directamente acopladas a nanoestructuras. Utilizar nanoestructuras como sistemas de liberación de fármacos ofrece una serie de ventajas gracias a su tamaño y tuneabilidad, ya que se pueden diseñar para modificar la semivida de los activos, alterar su biodistribución y controlar el perfil de liberación de los mismos, traduciéndose en un beneficio global para el paciente. Sin embargo, la traslación de nanofármacos hacia fases avanzadas de desarrollo farmacéutico enfrenta grandes desafíos, como la alta calidad requerida de estos para ser evaluados en pruebas preclínicas (y clínicas posteriormente) teniendo en cuenta su compleja naturaleza multicomponente. En este trabajo se ha realizado una caracterización avanzada para controlar la calidad de una nueva formulación nanoliposomal en desarrollo para el tratamiento de la enfermedad de Fabry. Fabry es una enfermedad rara perteneciente al grupo de trastornos de almacenamiento lisosomal donde la falta/deficiencia de la enzima [Alfa]-galactosidasa (GLA) provoca la acumulación lisosomal de glicoesfingolípidos, ocasionando una patología multisistémica y la muerte prematura. La terapia de reemplazo enzimático (TRE) mediante la administración intravenosa de GLA es la principal opción de tratamiento para los enfermos de Fabry. No obstante, la TRE muestra una serie de limitaciones: mala biodistribución, alta inmunogenicidad y eficacia limitada. Actualmente se está explorando el uso de nanotranspotadores capaces de encapsular proteínas como estrategia alternativa para superar dichas limitaciones. Nanoliposomas funcionalizados con RGD, cargados con GLA y preparados mediante la metodología verde y escalable DELOS-susp han dado lugar a un producto patentado más eficaz a nivel preclínico que las tradicionales TRE comercializadas. Dicho beneficio ha sido reconocido por la EMA mediante la designación de medicamento huérfano. Sin embargo, para convertir esta nanoformulación en un potencial candidato a producto farmacéutico, se necesita una mayor comprensión y control sobre la interacción molecular y supramolecular del liposoma (nanoestructura) y la GLA (biomolécula). En esta tesis se han explorado cuatro enzimas GLA recombinantes, que difieren en la expresión de etiquetas de purificación y en los sistemas de expresión empleados para su producción (células de mamíferos de riñón embrionario humano (HEK) o de ovario de hámster chino (CHO)), para investigar qué propiedades son más favorables para generar nanoconjugados GLA-liposoma estables y eficientes como terapia de Fabry. La enzima GLA expresada en células CHO y sin etiquetas de purificación demostró ser el candidato más prometedor como molécula terapéutica para obtener nanoconjugados GLA-liposoma con mayor eficiencia de encapsulación de la enzima y actividad enzimática. Por otro lado, la complejidad de estos nanoliposomas comporta que pequeños cambios en su composición, medio, concentración o forma farmacéutica puedan afectar severamente a su rendimiento, seguridad y eficiencia in vivo. Por ello, es crucial conseguir un adecuado control de los atributos críticos de calidad (ACC) para garantizar la calidad deseada del producto. Para abordar este objetivo, en esta tesis se han desarrollado, optimizado y/o validado diversas metodologías para controlar los siguientes ACC, teniendo en cuenta los requerimientos regulatorios: i) la composición química de la membrana liposomal, ii) la calidad microbiológica y el contenido de endotoxinas, iii) el perfil cinético de liberación de la GLA y la tasa de pérdida de la enzima encapsulada durante el almacenaje, iv) los productos de degradación de los componentes nanoliposomales, y v) la presencia de RGD en la membrana de los nanoliposomas. En resumen, los resultados alcanzados en esta tesis representan una contribución importante para avanzar en el desarrollo preclínico de esta nanoformulación para el tratamiento de Fabry.Nanopharmaceuticals can overcome the limitations of conventional drugs, offering enhanced clinical and socio-economic benefits. Nanopharmaceuticals can be of two types: i) those where the therapeutic molecules are themselves the drug; ii) those where the therapeutic molecules are directly coupled to a nanocarrier. Nanocarriers as drug delivery systems offer many advantages thanks to their size and tuneability; these can be designed to modify the half-life of compounds, alter their biodistribution and control the drug release profile, eventually providing an overall clinical benefit to patients. However, the translation of nanopharmaceuticals from lab bench to an advanced stage of pharmaceutical development faces significant challenges. Among others, the high-quality that these novel nanoformulations must meet for the preclinical (and further clinical) testing is a major challenge due to their complex multicomponent nature. Herein, an advanced characterization effort was carried out to guarantee and control the quality of a novel, under development, nanoliposomal formulation for Fabry disease treatment. Fabry disease is an X-linked rare disease belonging to the lysosomal storage disorders group in which the lack/deficiency of [Alfa]-galactosidase (GLA) enzyme causes the lysosomal accumulation of neutral glycosphingolipids, resulting in a multisystemic pathology and the premature death. Enzyme replacement therapy (ERT) through the intravenous administration of the missing enzyme is the main treatment option for Fabry patients. However, ERT shows potential limitations such as poor biodistribution, poor capacity to cross biological membranes, high immunogenicity, and limited efficacy. The use of nanocarriers capable to encapsulate proteins is currently being explored and exploited as an alternative strategy to overcome the handicaps of the traditional ERTs. RGD-targeted nanoliposomes entrapping the GLA enzyme and prepared by the green-scalable DELOS-susp methodology yielded a patented product more effective at preclinical level than traditional marketed ERTs. This significant benefit was recognized by the EMA by means of the Orphan Drug Designation. In order to support the development of this nanoformulation to become a potential intravenous drug product candidate, further understanding and control of the molecular and supramolecular interaction between the liposomal nanocarrier and the GLA enzyme is required. Four recombinant GLA enzymes differing in purification tags and expression systems were explored in this thesis, using human embryonic kidney (HEK) or Chinese hamster ovary (CHO) mammalian expression systems, in order to investigate which GLA properties are the most favorable to generate stable, efficient and robust liposome-based nanoconjugates for Fabry therapy. The use of GLA protein without purification tags and expressed in CHO cells demonstrated to be the most promising drug substance candidate to obtain GLA-loaded liposomes with higher protein entrapment efficiency and increased enzymatic activity. Moreover, due to the complexity of these nanoliposomes, small changes in their composition, media, concentration or pharmaceutical form can severely impact on their in vivo performance, safety and efficiency profile. A suitable characterization and control of the critical quality attributes (CQAs) to ensure the desired product quality is crucial prior the cGMP production batch to entry the clinical phase. To address this issue, in this thesis advanced methodologies were developed, optimized and/or validated to characterize and/or control the following CQAs, taking into account the regulatory compliance requirements: i) the chemical membrane composition of the nanoliposomal formulations; ii) the microbiological contamination and bacteria endotoxin content; iii) the GLA release kinetics profile and the GLA leakage rate from the nanoliposomes throughout shelf-life; iv) the potential degradation products from nanoliposomal components; and v) the targeting ligand integration in the nanoliposomal membrane. In summary, the results achieved in this thesis are an important contribution to advance in the CMC development of the GLA-loaded nanoliposomal formulation for Fabry disease treatment

Interfacial phenomena in graphene materials, devices and applications

El grafè és un material de gran interès per a aplicacions biomèdiques, gràcies a l¿excel·lent combinació de les seves propietats mecàniques, òptiques i electro- químiques. Actualment, tot i que la tecnologia basada en grafè ha demostrat el seu potencial en el camp de la biomedicina, és necessari aprofundir en el coneixement sobre les interaccions que s¿estableixen entre aquest material i el medi que l¿envolta. Aquesta tesi doctoral es centra en l¿estudi dels fenòmens d¿interfície que poden regir el comportament dels dispositius de grafè, des de la seva síntesi fins l¿aplicació final. En relació a la síntesi escalable de grafè per a dispositius electrònics, s¿han preparat substrats reutilitzables, rígids i de baixa rugositat basats en coure. Aquests substrats es presenten com una alternativa prometedora a les làmines de coure, que actualment s¿utilitzen majoritàriament per la preparació de grafè. Els dispositius electrònics de grafè, quan s¿utilitzen per aplicacions biomèdiques, es troben en medi aquós (electròlit). En aquesta tesi, s¿estudien les interaccions grafè/substrat i grafè/electròlit i la seva influència en el comportament electroquímic dels dispositius SGFETs. Així mateix, s¿avalua l¿impacte del procés de fabricació a escala d¿oblia dels SGFETs en el seu rendiment. Especialment, es remarca la importància de preservar la superfície del grafè durant cada pas del procés per tal que el rendiment sigui òptim. Per a la fabricació de biosensors de grafè, cal funcionalitzar-lo. En aquesta tesi, es proposa un mètode basat en la sublimació en buit d¿un derivat del pirè, una molècula que pot ser dipositada a la superfície del grafè de manera controlada i reproduïble. Per a caracteritzar i quantificar la funcionalització, es desenvolupa una metodologia basada en tècniques espectroscòpiques i de microscopia de força atòmica. Els dispositius fabricats de grafè funcionalitzat demostren ser viables en diferents condicions de pH. Per tant, es demostra que el mètode de funcionalització proposat és prometedor i podria aplicar-se per la fabricació de sensors capaços de detectar una àmplia varietat de biomol·lècules, inclosos neurotransmissors.El grafeno, con una excelente combinación de propiedades mecánicas, ópticas y electroquímicas, es un material de gran interés para aplicaciones biomédicas. Actualmente, aunque la tecnología basada en grafeno ha demostrado su potencial en el campo de la biomedicina, es necesario más conocimiento sobre las interacciones que se establecen entre este material y el medio donde se encuentra. Esta tesis doctoral se focaliza en el estudio de los fenómenos interfaciales que pueden ser clave en el comportamiento de los dispositivos de grafeno, desde la síntesis del material hasta la aplicación final. Para la síntesis escalable de grafeno para dispositivos electrónicos, se han preparado sustratos reutilizables, rígidos y de baja rugosidad basados en cobre. Estos sustratos se presentan como una alternativa prometedora a las láminas de cobre, mayoritariamente utilizadas en la actualidad para la preparación de grafeno. Los dispositivos electrónicos de grafeno en aplicaciones biomédicas se encuentran en medio acuoso (electrolito). En esta tesis doctoral se estudian las interacciones grafeno/sustrato y grafeno/electrolito y su influencia en el comportamiento electroquímico de los dispositivos SGFETs. Asimismo, se analiza el impacto del proceso de fabricación a escala oblea de los SGFETs en su rendimiento. Especialmente, se pone de manifiesto la importancia de preservar la superficie del grafeno limpia durante cada paso del proceso para conseguir un rendimiento óptimo. Para la fabricación de biosensores de grafeno, es necesario funcionalizar el material. En esta tesis, se propone un método basado en la sublimación en vacío de una molécula derivada del pireno. Esta molécula puede ser depositada en la superfície del grafeno de forma controlada y reproducible. Para la caracterización y cuantificación de la funcionalización, se desarrolla una metodología basada en técnicas de espectroscopía y microscopía de fuerza atómica. Los dispositivos fabricados de grafeno funcionalizado demuestran su viabilidad en distintos pH. En consecuencia, se demuestra que el método de funcionalización propuesto es prometedor y puede aplicarse para la fabricación de sensores capaces de detectar una amplia variedad de biomoléculas, incluidos neurotransmisores.Due to its unique mechanical, optical and electrochemical properties, graphene has raised great interest for biosensing and bioelectronic applications. Although current graphene-based technology has demonstrated remarkable potential in the biomedical field, fundamental knowledge about graphene interaction with the media surrounding it is still missed. This PhD thesis is devoted to the study of interfacial phenomena that can govern the performance of graphene devices, from its synthesis to the final application. Concerning graphene synthesis, we prepare rigid, flat and reusable copper supports for the growth of high-quality, large-scale graphene to be used in electronic devices. The engineered Cu-based substrates are presented as a promising alternative to the currently most used Cu foils for graphene growth. Graphene based electronic devices in biomedical applications are aimed to work in an aqueous media. In this dissertation, we study how the graphene/substrate and the graphene/electrolyte interfaces govern the electronic performance of such devices. Furthermore, a study of the impact of the wafer-scale fabrication is conducted, highlighting the importance to preserve the graphene surface throughout the process for optimal and reproducible performance of graphene SGFETs. For biosensing applications, graphene functionalization is key. In this work, we propose a novel approach based on the in-vacuum sublimation of a pyrene- based molecule. This molecule can be deposited on the graphene surface in a controllable, reproducible way. A methodology for the characterization of the resulting functionalized graphene surface, as well as for the quantification of the functionalization is discussed. The functionality of the functionalized graphene SGFETs is tested in different pH conditions and compared with standard, non-functionalized devices. With that, we demonstrate that the proposed functionalization approach is a promising path towards the optimization of graphene-based biosensors for the detection of a variety of biomolecules, including neurotransmitters

Horizontal transfer to Salmonella of bacteriophage defence systems in the broiler intestinal tract and role of the plasmid-encoded ibfA gene as a defence mechanism

La resistència als antibiòtics és una amenaça global preocupant, amb prediccions de fins a 10 milions de morts per al 2050. La teràpia fàgica és una alternativa als antibiòtics prometedora, però és necessari comprendre l'emergència de resistència i mecanismes de defensa front els bacteriòfags i els processos moleculars subjacents. El nostre grup prèviament havia aïllat set variants de Salmonella enterica serovar Typhimurium ATCC14028 RifR d'un estudi de teràpia fàgica en pollastres dengreix aplicant un còctel de tres bacteriòfags (UAB_Phi20, UAB_Phi78 i UAB_Phi87), que presentaven susceptibilitat reduïda als tres bacteriòfags o només a UAB_Phi78 i UAB_Phi87, no deguda a canvis en el seu receptor. Aquesta tesi pretén dilucidar les causes de la susceptibilitat reduïda als bacteriòfags del còctel observada en aquestes variants. L'estudi de la constant d'adsorció dels bacteriòfags UAB_Phi20 i UAB_Phi78 va mostrar que s'adsorbien normalment a les set variants, en canvi, UAB_Phi87 mostrava una adsorció compromesa. Els resultats de l'eficiència de plaqueig (EOP), l'eficiència de centres infectius (ECOI) i mida d'explosió, juntament amb els de cinètiques d'infecció prèvies, indicaven que la interferència contra els fags era compatible amb una infecció abortiva. L'anàlisi de les lectures no mapejades obtingudes amb Illumina va demostrar que les set variants portaven un plasmidi conjugatiu del grup d'incompatibilitat IncI1α. Experiments de conjugació i curació dels plasmidis van confirmar que aquests plasmidis eren totalment responsables de la interferència amb UAB_Phi20 i UAB_Phi78, i parcialment responsables de la interferència amb UAB_Phi87. Un d'aquests plasmidis, el pUA1135, contenia el gen ibfA dins de la seva regió variable, regions que s'ha suggerit porten gens de defensa contra fags. Aquest gen és homòleg al gen ibfA del plasmidi R64, relacionat amb la interferència amb diversos colifags i fags de S. Typhimurium, però el seu mecanisme d'acció és desconegut. La deleció i complementació d'ibfA va confirmar el seu paper en la defensa front UAB_Phi20. Addicionalment, l'anàlisi bioinformàtic de la proteïna IbfA va mostrar que consta d'un domini ATPasa i un TOPRIM, però, al contrari d'alguns sistemes de defensa contra fags, el domini ATPasa d'IbfA no és responsable d'interferir amb el cicle fàgic per esgotament d'ATP. El nostre estudi de la EOP, ECOI, cinètiques d'infecció i mida d'explosió va mostrar que ibfA redueix la productivitat d'UAB_Phi20, induint una disminució de la viabilitat cel·lular sense lisi cel·lular observable, confirmant que aquest gen provocava una infecció abortiva. L'observació per microscòpia electrònica de transmissió de seccions transversals de cèl·lules infectades va corroborar aquests resultats. Posteriorment, vam observar que ibfA no interferia en la replicació del genoma d'UAB_Phi20, en canvi, la seva presència causava una desregulació de l'expressió gènica del fag. En atenció als resultats obtinguts, proposem que IbfA, directament o indirectament, altera el control de l'expressió del gen ant, provocant el segrest de la proteïna C2 present a la cèl·lula. El desequilibri en la concentració de les proteïnes Cro/C2 resultant causa l'expressió elevada dels gens d'expressió primerenca, excepte del que codifica l'antiterminador tardà, que exhibeix una expressió reduïda deguda a l'elevada expressió de C1. Conseqüentment, disminueix l'antiterminació del transcrit tardà, que produeix una disminució significativa de l'expressió dels gens que codifiquen les proteïnes estructurals i de lisi cel·lular. En resum, en aquesta tesi es demostra per primera vegada, segons el nostre coneixement, que l'emergència de mecanismes de defensa contra bacteriòfags a Salmonella pot atribuir-se a l'adquisició de plasmidis conjugatius IncI1 per transferència horitzontal des de la microbiota de pollastres. També desxifrem el procés molecular, fins ara desconegut, subjacent a la defensa contra fags tipus P22, codificat pel gen ibfA, i descobrim l'àmplia distribució d'aquest gen en genomes i plasmidis de procariotes, suggerint que la seva presència podria conferir altres avantatges a aquestes cèl·lules.La resistencia a los antibióticos se está convirtiendo en una amenaza global preocupante, con predicciones de hasta 10 millones de muertes para 2050. La terapia fágica es una prometedora alternativa a los antibióticos, pero es necesario comprender la emergencia de resistencia y mecanismos de defensa frente a bacteriófagos y los procesos moleculares subyacentes. Nuestro grupo ha aislado siete variantes de Salmonella enterica serovar Typhimurium ATCC14028 RifR de un estudio de terapia fágica en pollos de engorde utilizando un cóctel de tres bacteriófagos (UAB_Phi20, UAB_Phi78 y UAB_Phi87), que mostraron susceptibilidad reducida a los tres bacteriófagos o solo a UAB_Phi78 y UAB_Phi87, no causada por cambios en su receptor. Esta tesis pretende dilucidar las causas de la susceptibilidad reducida a los bacteriófagos del cóctel observada en dichas variantes. El estudio de la constante de adsorción de UAB_Phi20 y UAB_Phi78 mostró que se adsorbían normalmente a las siete variantes, pero UAB_Phi87 mostró una adsorción comprometida. Los resultados de la eficiencia de plaqueo (EOP), la eficiencia de centros infectivos (ECOI) y el tamaño de explosión, junto con los de cinéticas de infección previas, indicaron que la interferencia coincidía con una infección abortiva. El análisis de lecturas no mapeadas obtenidas con Illumina demostró que las siete variantes portaban un plásmido conjugativo del grupo de incompatibilidad IncI1α. Experimentos de conjugación y curación plasmídica confirmaron que dichos plásmidos eran totalmente responsables de la interferencia con UAB_Phi20 y UAB_Phi78, y parcialmente de la interferencia con UAB_Phi87. Uno de los plásmidos, pUA1135, contenía el gen ibfA en su región variable, regiones que se ha sugerido contienen genes de defensa contra fagos. Este es homólogo al gen ibfA del plásmido R64, que interfiere con varios colifagos y fagos de S. Typhimurium, aunque su mecanismo de acción es desconocido. La deleción y complementación de ibfA confirmó su papel en la interferencia con UAB_Phi20. Adicionalmente, análisis bioinformáticos de la proteína IbfA revelaron que consta de un dominio ATPasa y otro TOPRIM, pero, a diferencia de otros sistemas, el dominio ATPasa no es responsable de interferir con el ciclo fágico por agotamiento de ATP. Nuestro estudio de EOP, ECOI, cinéticas de infección y tamaño de explosión mostró que ibfA reducía la productividad de UAB_Phi20, induciendo un declive de la viabilidad celular sin lisis observable, confirmando que ibfA provocaba una infección abortiva. La observación, mediante microscopia electrónica de transmisión, de secciones transversales de células infectadas corroboró estos hallazgos. Posteriormente, observamos que ibfA no interfería en la replicación del genoma de UAB_Phi20, pero su presencia causó una desregulación de la expresión génica del fago. Según los resultados obtenidos, proponemos que IbfA, directa o indirectamente, altera el control de la expresión del gen ant, provocando el secuestro de la proteína C2 presente en la célula. El desequilibrio resultante en la concentración de las proteínas Cro/C2 provoca la expresión elevada de los genes de expresión temprana, excepto del que codifica el antiterminador tardío, que exhibe una expresión reducida debido a la elevada expresión de C1. Consecuentemente, la antiterminación del transcrito tardío disminuye, conduciendo a una disminución significativa de la expresión de los genes que codifican las proteínas estructurales y de lisis celular. En resumen, en esta tesis se demuestra por primera vez, según nuestro conocimiento, que la emergencia de mecanismos de defensa frente a bacteriófagos en Salmonella puede atribuirse a la adquisición de plásmidos conjugativos IncI1 por transferencia horizontal desde la microbiota de pollos. También desciframos el proceso molecular, hasta ahora desconocido, subyacente a la defensa contra fagos tipo P22, codificado en el gen ibfA, y descubrimos la amplia distribución de este gen en genomas y plásmidos de procariotas, sugiriendo que su presencia podría conferir ventajas a dichas células.Antibiotic resistance is becoming an increasingly worrying global threat, with predictions foreseeing up to 10 million deaths by 2050. Phage therapy is a promising alternative strategy to antibiotics yet understanding the emergence of resistance and/or defence mechanisms against bacteriophage and their underlying molecular process is necessary. Our group has previously isolated seven Salmonella enterica serovar Typhimurium ATCC14028 RifR variants from an oral phage therapy study in broilers using a three-phage cocktail (UAB_Phi20, UAB_Phi78, and UAB_Phi87), which exhibited reduced susceptibility to either all three bacteriophages or only to UAB_Phi78 and UAB_Phi87, but without changes in the phage's receptor. This thesis aims to elucidate the causes of the reduced susceptibility to the three bacteriophages observed in the seven Salmonella variants. Examining of the adsorption constant of the bacteriophages found that UAB_Phi20 and UAB_Phi78 adsorbed normally onto the seven variants, while UAB_Phi87 exhibited a compromised adsorption. Determination of efficiency of plating (EOP), efficiency of centres of infection (ECOI), and burst size, combined with prior infection kinetics, indicated that the interference against the phages was compatible with an abortive infection. Analysis of unmapped Illumina reads demonstrated that all seven variants carried a large IncI1α conjugative plasmid, which were fully responsible for the interference with UAB_Phi20 and UAB_Phi78, and partially responsible for interference with UAB_Phi87, as confirmed by conjugative experiments and plasmid curation. One of these plasmids, pUA1135, contained the ibfA gene within its variable region, regions which have been suggested to carry genes associated with phage defence. This gene shared homology with the ibfA gene of the R64 plasmid previously linked to interference against several coliphages and S. Typhimurium phages, although its mechanism of action remained undescribed. Deletion and complementation assays of ibfA confirmed its role in the interference with UAB_Phi20. Furthermore, examination of IbfA revealed it was a two-domain protein with an ATPase and a TOPRIM domain. However, unlike other defence systems, IbfA's interference did not involve ATP depletion. Our study of EOP, ECOI, infection kinetics, and burst size, revealed that ibfA reduces UAB_Phi20 productivity, inducing a decline in cellular viability without observable cell lysis, confirming that this gene gives rise to an abortive infection. Using transmission electron microscopy on cellular cross sections of infected cells we corroborated these findings. Subsequently, we observed that ibfA exhibited no influence on the replication of UAB_Phi20 genome, however, a its presence caused a dysregulation of UAB_Phi20 gene expression. We propose that IbfA, directly or indirectly, disrupts the control of the expression of ant leading to the sequestering of the C2 protein present in the cell. The resulting imbalance in the Cro/C2 concentration, prompts the elevated early gene expression levels, except for the gene that encodes the late antiterminator, which exhibited a reduced expression due to the elevated C1 expression. Consequently, antitermination of the late transcript was diminished, leading to significant underexpression of late genes encoding cellular lysis and structural proteins. In summary, this thesis demonstrates for the first time to our knowledge, that the emergence of defense mechanisms against bacteriophages in Salmonella can be attributed to the acquisition by this bacterium of conjugative Inc1a plasmids by horizontal transfer from the microbiota of chickens. We also decipher the hitherto unknown molecular process underlying the defense against P22-type phage, encoded by the ibfA gene, and discover the wide distribution of this gene in prokaryotic genomes and plasmids, suggesting that its presence could confer other advantages to these cells

The talent show phenomenon on general-interest television in France, Germany, Italy, Spain, and the United Kingdom

Aquesta investigació analitza la presència i representació dels continguts dels formats de concursos de talents emesos entre 2010 i 2020 a les cadenes generalistes de França, Alemanya, Itàlia, Espanya i el Regne Unit. Els talent shows es troben cada any entre els programes de televisió més vistos i són formats altament internacionalitzats, sent especialment fiables en temps de fragmentació de l'audiència. L'objectiu principal és reconèixer pràctiques similars i diferents en l'ús dels concursos de talents i identificar les principals característiques dels formats. Aquest estudi comparatiu se centra en els principals mercats audiovisuals europeus. S'ha combinat una anàlisi de contingut quantitativa d'una setmana de programació regular durant les temporades entre 2010-11 i 2019-20 de França, Alemanya, Itàlia, Espanya i el Regne Unit, amb una anàlisi de contingut quantitativa i qualitativa d'una selecció de programes de talents. L'anàlisi de contingut es centra en la presència de concursos de talents i observa les pràctiques de programació d'aquests programes. A més, l'anàlisi identifica els elements centrals dels concursos de talents, com ara temes, participants, espais, narratives, transmedia, participació de l'audiència i distribució, entre altres característiques. Els resultats mostren una major presència dels concursos de talents en canals privats, tot i que destaca l'actuació excepcional de la BBC. Els programes s'emeten principalment durant l'horari de màxima audiència i en franges nocturnes, amb freqüents reposicions els caps de setmana. Els espectacles ofereixen diversitat en termes de temàtica i estil de competició. Diferents participants, amb predominança masculina, estan presents per crear l'ambient de l'espectacle. Es combina l'ús d'espais i decoracions adequades per maximitzar el seu missatge. Les actuacions són crucials en els espectacles; una àmplia selecció i una manera impressionant de retratar la realitat són essencials per al seu èxit. L'audiència interactua amb aquests programes de manera textual i contextual. Els programes de talents són fonamentals en la televisió d'esdeveniments, captivant els espectadors amb actuacions dinàmiques i històries convincents. Molts d'aquests formats es transmeten arreu del món per la seva fórmula fàcilment replicable. Destaca la posició del Regne Unit en la venda de formats televisius, seguit dels Estats Units i Espanya.Esta investigación analiza la presencia y representación de los contenidos de los formatos de concursos de talentos emitidos entre 2010 y 2020 en las cadenas generalistas de Francia, Alemania, Italia, España y Reino Unido. Los talent shows se sitúan cada año entre los programas más vistos de televisión y son formatos altamente internacionalizados, siendo especialmente fiables en tiempos de fragmentación de audiencias. El objetivo principal es reconocer prácticas similares y diferentes en el uso de los concursos de talentos e identificar las principales características de los formatos. Este estudio comparativo se centra en los principales mercados audiovisuales europeos. Un análisis de contenido cuantitativo de una semana de programación regular durante las temporadas entre 2010-11 y 2019-20 de Francia, Alemania, Italia, España y Reino Unido, se ha combinado con un análisis de contenido cuantitativo y cualitativo de una selección de programas de talentos. El análisis de contenido se centra en la presencia de concursos de talentos y observa las prácticas de programación de estos programas. Además, el análisis identifica los elementos centrales de los concursos de talentos, como temas, participantes, espacios, narrativas, transmedia, participación de la audiencia y distribución, entre otras características. Los resultados muestran la mayor presencia de los concursos de talentos en canales privados, aunque destaca el desempeño excepcional de la BBC. Los programas se transmiten principalmente durante el horario de máxima audiencia y en franjas nocturnas, con frecuentes reposiciones los fines de semana. Los espectáculos ofrecen diversidad en términos de temática y estilo de competencia. Diferentes participantes, con predominio masculino, están presentes para crear el ambiente del espectáculo. Se incluye la combinación de espacios y decoraciones apropiadas para maximizar su mensaje. Las actuaciones son cruciales en los espectáculos; una amplia selección y una manera impresionante de retratar lo real es esencial para su éxito. La audiencia interactúa con estos programas de manera textual y contextual. Los programas de talentos son fundamentales en la televisión de eventos, ya que cautivan a los espectadores con actuaciones dinámicas e historias convincentes. Muchos de estos formatos se transmiten en todo el mundo por su fórmula fácilmente replicable. Destaca la posición del Reino Unido en la venta de formatos televisivos, seguido de Estados Unidos y España.This research analyses the presence and content representation of talent show formats aired between 2010 and 2020 on the general-interest channels of France, Germany, Italy, Spain, and the United Kingdom. Talent shows are among the most watched television programmes, and their formats are highly internationalised every year, making them exceptionally reliable in times of audience fragmentation. The main goal is to recognise similar and different practices in using talent shows and identify the main characteristics of the formats. This comparative study focuses on the main European audiovisual markets. A quantitative content analysis of one regular scheduling week during seasons between 2010-11 and 2019-20 of France, Germany, Italy, Spain, and the United Kingdom, has been combined with a quantitative and qualitative content analysis of a selection of talent show programmes. The content analysis focuses on the presence of talent shows and observes the scheduling practices of these formats. Moreover, it identifies the core elements of talent shows, such as themes, participants, spaces, narratives, transmedia, audience involvement, and distribution, among other features. The results show a higher presence of talent shows on commercial channels, although the BBC performed exceptionally well. The programmes are mostly aired during prime time and night slots, with frequent weekend reruns. The shows offer diversity in terms of theme and competition style. Different participants, with a male predominance, are present in creating the show's mood. The combination of appropriate spaces and decorations is included to maximise its message. The performances are crucial in the shows; a broad selection and impressive way of portraying the real is essential for its success. The audience engages with these shows in textual and contextual ways. Talent shows are pivotal in event television, captivating viewers with dynamic performances and compelling stories. Many of these formats are broadcast worldwide for their easily replicable formula. It highlights the position of the United Kingdom in selling television formats, followed by the United States and Spain

Remote sensing AI for crop planting in wildfire fuel mapping

Accurate wildfire prediction requires updated, high-resolution fuel maps that account for seasonal vegetation variations. The flammability of crops varies by season, affecting the behavior of wildfires. This study combines remote sensing indices and machine learning to dynamically update fuel models in cropland zones. Using Sentinel-2 data, the status of the cropland is classified as "planted" or "unplanted", achieving 80% accuracy. Applied to a 2019 wildfire in Catalonia (Spain), the updated fuel map closely matched the observed fire spread. The methodology outperforms traditional approaches and is efficient, allowing for real-time updates based on seasonal changes