Pilot study of Gold nanoparticles and CTAB-nanorods to be used in chemopreventive therapy: anti/genotoxicological, antiaging, tumoricidal and epigenetic analysis

Premio extraordinario de Trabajo Fin de Máster curso 2016-2017. Máster en BiotecnologíaNanoparticles (NPs) are particles with dimensions between molecules and microscopic structures. They have many uses, but one of the most important is in Biomedicine cancer therapies. Due to NPs can be synthesized from different materials (gold, silver, aluminium, etc.), with different shapes (spherical, rods, etc.) and sizes within the nanometric range, it is crucial to know what material, shape and size will serve us in the future to apply them in Biomedicine. In vivo tests are needed, and in this study toxicity, antitoxicity and longevity tests have been carried out using Drosophila melanogaster as a model organism to evaluate their intervention in some degenerative processes. In addition, in vitro cytotoxicity, DNA fragmentation, global methylation and comet assays were performed using the human promyelocytic cell line HL60 to evaluate some biological activities related to chemoprevention. None of the concentrations tested of AuNPs and CTAB-AuNRs reached the LD50 in D. melanogaster. On the other hand, only one concentration of AuNPs (0.05 nM) was statistically different respect to the postitive control in the antitoxicity test; However, all tested concentrations except the highest concentration of CTAB-AuNRs showed significant differences regarding positive control. None of the concentrations of both tested substances were genotoxic. As for the longevity tests, a decrease in the D. melanogaster survival is induced as concentration increased. According to the in vitro tests, none of the substances tested was cytotoxic to promyelocytic HL60 cells as they did not reach IC50. No DNA fragmentation was observed when HL60 cells were treated with AuNPs. In contrast, DNA fragmentation was induced at intermediate concentrations of CTAB-AuNRs. Moreover, genetic damage was observed after the comet assay at certain concentrations of AuNPs (0.100; 0.200 nM) and CTAB-AuNRs (2E-5 and 2E-13 nM). At the epigenomic level, the AuNPs could increase the methylation status of Alu-M1 and LINE-1 repetitive sequences. In contrast, CTAB-AuNRs could decrease the methylation status in Sat-α and increase the methylation status in Alu-M1. Although the results obtained have let some light on the biological activities (safety and chemoprevention), we consider that it is still necessary to deeply carry out tests to determine what type of NPs or NRs are most suitable to be used in Biomedicine.Las nanopartículas (NPs) son partículas con dimensiones comprendidas entre las moléculas y las estructuras microscópicas. Poseen multitud de utilidades, pero una de las más importantes es su uso en Biomedicina en terapias contra el cáncer. Debido a que las NPs pueden ser sintetizadas a partir de diferentes materiales (oro, plata, aluminio, etc.), con diferentes formas (esféricas, bastoncillos, etc.) y diferentes tamaños dentro del rango nanométrico, es de vital importancia conocer que material, forma y tamaño nos servirá en el futuro, para aplicarlas en Biomedicina. Ensayos in vivo son necesarios, y en este estudio ensayos de toxicidad, Antitoxicidad y longevidad han sido llevados a cabo usando Drosophila melanogaster como organismo modelo para evaluar su intervención en algunos procesos degenerativos. Además, ensayos in vitro de citotoxicidad, fragmentación del ADN, de metilación global y del cometa fueron realizados usando la línea celular promielocítica humana HL60 para evaluar algunas actividades biológicas relacionadas con la quimioprevención. Ninguna de las concentraciones ensayadas de AuNPs y CTAB-AuNRs alcanzó la DL50 en D. melanogaster. Por otro lado, tan solo una concentración de AuNPs (0.05 nM) fue estadísticamente diferente respecto al control positivo; sin embargo, todas las concentraciones testadas excepto la más alta de CTAB-AUNRs mostraron diferencias significativas respecto al control positivo. Ninguna de las concentraciones de ambas sustancias fue genotóxicas. En cuanto a las pruebas de longevidad, se induce una disminución en la supervivencia de D. melanogaster a medida que aumenta la concentración. De acuerdo con los ensayos in vitro, ninguna de las sustancias ensayadas fue citotóxica para las células promielocíticas HL60 ya que no se alcanzó la CI50. No se observó fragmentación del ADN en las células HL60 cuando fueron tratadas con AuNPs. Por el contrario, concentraciones intermedias de CTAB-AuNRs indujeron fragmentación del ADN. Además, fue observado daño genético cuando llevamos a cabo el ensayo del cometa con determinadas concentraciones de AuNPs (0.100; 0.200 nM) y CTAB-AuNRs (2E-5 and 2E-13 nM). A nivel epigenómico, las AuNPs podrían incrementar el estado de metilación de las secuencias repetitivas Alu-M1 y LINE-1. Por el contrario, CTAB-AuNRs provocan una disminución del estado de metilación en Sat-α y lo incrementan en Alu-M1. Aunque los resultados obtenidos han permitido poner en claro las actividades biológicas (seguridad y quimioprevención), consideramos que todavía es necesario realizar profundamente pruebas para determinar qué tipo de NPs o NRs son las más adecuadas para ser utilizadas en Biomedicina

Neuropsicología del envejecimiento y las demencias

En nuestra sociedad, el número de personas mayores de sesenta años está aumentando en mayor grado que ningún otro grupo de edad, produciéndose un cambio en la pirámide poblacional. El envejecimiento de la población constituye uno de los principales logros de la humanidad, pero a su vez conlleva un importante desafío. Con el aumento de la edad se observa un descenso parcial de las funciones cognitivas y aunque no es un hecho generalizado, existe un porcentaje relativamente alto de personas que experimentan cambios cognitivos, especialmente problemas de memoria (Deary et al., 2009). Así, en torno a un 20% de la población mayor sufre deterioro cognitivo leve (Petersen et al., 2010) y entre un 5-10% desarrolla demencia (Plassma et la., 2007). La preservación de las funciones cognitivas es una condición necesaria para desarrollar una vida independiente y productiva, por lo que su deterioro reduce el grado de independencia, de autonomía personal, de interacciones sociales y en definitiva de la calidad de vida

Adult hippocampal neurogenesis and cognitive aging

Aging is a normal developmental process associated with neurobiological changes leading to cognitive alterations with preserved, impaired, and enhanced functions. Evidence from animal and human studies is reviewed to explore the potential role of hippocampal plasticity on age-related cognitive changes with special attention to adult hippocampal neurogenesis. Results from lesion and stimulation strategies, as well as correlation data, support either a direct or modulatory role for adult newborn neurons in cognition at advanced ages. Further research on this topic may help to develop new treatments and to improve the quality of life of older people

Mfd Protects Against Oxidative Stress in Bacillus Subtilis Independently of its Canonical Function in DNA Repair

Background: Previous reports showed that mutagenesis in nutrient-limiting conditions is dependent on Mfd in Bacillus subtilis. Mfd initiates one type of transcription-coupled repair (TCR); this type of repair is known to target bulky lesions, like those associated with UV exposure. Interestingly, the roles of Mfd in repair of oxidative-promoted DNA damage and regulation of transcription differ. Here, we used a genetic approach to test whether Mfd protected B. subtilis from exposure to two different oxidants. Results: Wild-type cells survived tert-butyl hydroperoxide (t-BHP) exposure significantly better than Mfd-deficient cells. This protective effect was independent of UvrA, a component of the canonical TCR/nucleotide excision repair (NER) pathway. Further, our results suggest that Mfd and MutY, a DNA glycosylase that processes 8-oxoG DNA mismatches, work together to protect cells from lesions generated by oxidative damage. We also tested the role of Mfd in mutagenesis in starved cells exposed to t-BHP. In conditions of oxidative stress, Mfd and MutY may work together in the formation of mutations. Unexpectedly, Mfd increased survival when cells were exposed to the protein oxidant diamide. Under this type of oxidative stress, cells survival was not affected by MutY or UvrA. Conclusions: These results are significant because they show that Mfd mediates error-prone repair of DNA and protects cells against oxidation of proteins by affecting gene expression; Mfd deficiency resulted in increased gene expression of the OhrR repressor which controls the cellular response to organic peroxide exposure. These observations point to Mfd functioning beyond a DNA repair factor in cells experiencing oxidative stress

Análisis cualitativo del pensamiento negativo repetitivo (PNR) en terapeutas logopedas noveles

Cuando un logopeda comienza su práctica profesional como terapeuta suele enfrentarse a sus primeros pacientes con escasa experiencia profesional. Esta circunstancia, vinculada a la forma en la que el logopeda se autogestione, puede conllevar una serie de dificultades en el inicio del desempeño de sus funciones. Estas dificultades se pueden apreciar ante el manejo de Pensamientos Negativos Repetitivos (PNRs), los cuales se caracterizan por ser pensamientos incontrolados que surgen reiteradas veces en la mente del terapeuta. El presente estudio trata de analizar precisamente el PNR presente en la práctica terapéutica de los logopedas noveles mediante un estudio interpretativo. Para ello, se ha recogido la experiencia de cinco logopedas noveles en su práctica logopédica mediante la entrevista como técnica de recogida de datos empleada. Se ha observado que este fenómeno está presente en la práctica de la mayoría de terapeutas noveles, influyendo en la misma y siendo necesario adoptar ante ellos mecanismos de afrontamiento adecuados que permitan el buen desempeño terapéutico.Grado en Logopedi

On the exponent of mutually permutable products of two abelian groups

NOTICE: this is the author’s version of a work that was accepted for publication in Journal of Algebra. Changes resulting from the publishing process, such as peer review, editing, corrections, structural formatting, and other quality control mechanisms may not be reflected in this document. Changes may have been made to this work since it was submitted for publication. A definitive version was subsequently published in JOURNAL OF ALGEBRA [VOL 466, (15 November 2016)] DOI 10.1016/j.jalgebra.2016.05.027In this paper we obtain some bounds for the exponent of a finite group, and its derived subgroup, which is a mutually permutable product of two abelian subgroups. They improve the ones known for products of finite abelian groups, and they are used to derive some interesting structural properties of such products.The first author has been supported by the grant MTM2014-54707-C3-1-P from the Ministerio de Economia y Competitividad, Spain, and FEDER, European Union. He has been also supported by a project from the National Natural Science Foundation of China (NSFC, No. 11271085) and a project of Natural Science Foundation of Guangdong Province (No. 2015A030313791).Ballester Bolinches, A.; Cossey, J.; Pedraza Aguilera, MC. (2016). On the exponent of mutually permutable products of two abelian groups. Journal of Algebra. 466:34-43. https://doi.org/10.1016/j.jalgebra.2016.05.027S344346

La medicalización del malestar en la mujer. Una valoración crítica

La fisiología de la mujer ha sido históricamente asociada a la enfermedad mental, dando como resultado una visión biologicista, androcéntrica y patriarcal de la locura y, en consecuencia, a prácticas clínicas desiguales. Actualmente, se siguen reproduciendo estas desigualdades, viéndose reflejado en el mayor número de diagnósticos de trastorno mental en mujeres y la mayor prescripción de psicofármacos a estas. El objetivo de este artículo es realizar una valoración crítica sobre la estructura que sostiene los constructos en salud mental. Para ello, partimos de los antecedentes históricos con el fin de entender el legado patriarcal en el ámbito de la medicina, en concreto en la salud mental, para acabar haciendo un repaso de los sesgos sexistas que existen en dicho campo. Por último, se concluye la necesidad de que exista un cambio de paradigma que ponga de manifiesto los condicionantes de género que existen y que puedan explicar esta alta prevalencia de trastorno mental y mayor prescripción de psicofármacos en la mujer

Regulatory mechanisms involved in the assimilation of organic and inorganic nitrogen in the model organism Chlamydomonas reinhardtii

Algae are photosynthetic organisms that thrive in a great variety of ecosystems. These organisms are the dominant primary producers on our planet and have essential roles in O2 production, CO2 fixation, nitrogen (N) cycle, and the stabilization of different ecosystems. However, their high proliferation capacity under excess nutrient conditions, like those present in contaminated aquatic niches, can cause the eutrophication of ecosystems. From a biotechnological perspective, some algae are very relevant due to their nutritional and nutraceutical interest, as well as their capacity to produce highvalue products. Chlamydomonas reinhardtii is a green microalga that has arisen as a model organism, helping understand many biological processes at the molecular level, including nitrogen (N) assimilation. This microalga has also been used to understand algal-bacteria mutualistic interactions based on carbon and nitrogen exchange. Moreover, Chlamydomonas reinhardtii has emerged as an important biotechnological tool in bioremediation and biofuel production. Like plants, Chlamydomonas can use inorganic ammonium (NH4 +), nitrate (NO3 -), and nitrite (NO2 -) and organic (amino acids, urea, uric, etc.) nitrogen. However, there exists a preference for some forms of N over the others, which is controlled by complex regulatory mechanisms. Furthermore, under excess N (mainly NO2 -), microalgae can generate the greenhouse gas nitrous oxide (N2O). In this thesis dissertation, we studied the impact of NO3 - as a nutrient or signal molecule on different processes in Chlamydomonas. First, we studied NO3 -/NO2 - dissimilation to N2O (Chapter 1). Second, we tackled the role of NO3 - as a signal molecule in regulating organic N assimilation and accumulation of starch, lipids, carotenoids, and chlorophyll (Chapter 2). Finally, a transcriptomic analysis and a study of promoters and Transcription Factors (TFs) have allowed us to elucidate new regulatory roles mediated by NO3 -/NIT2 (Chapter 3). Chapter 1. Nitrous oxide (N2O) is a potent greenhouse gas whose emisión rate has increased during the last decades, mainly due to anthropogenic causes. To study NO3 -/NO2- dissimilation by green microalgae, we set the following goals. 1) Identification of genes involved in this process (NIRK, CYP55, FLV, and HCP) present in different algal genomes, and 2) the validation of a strategy to enhance and study the dissimilation pathway in Chlamydomonas. With this purpose, we have used CRDS (Cavity Ring-Down Spectroscopy), which allows the continuous measurement of N2O and CO2 in Chlamydomonas strains lacking NO2 - reductase activity (NiR). This strategy dramatically increased N2O production and allowed us to study the role of NIT2 (the master regulator of nitrate assimilation), NIT1/NIA1 (nitrate reductase (NR), ARC/NOFNiR (a protein involved in NR-dependent NO synthesis from NO2 -), CYP55 (mitochondrial NO reductase), and FLV (chloroplast NO reductase) in this process. The results presented in this Chapter show that the NR/ARC complex greatly impacts N2O emissions, in both light and darkness, by affecting NO accumulation. Furthermore, our data highlight that CYP55 and FLV are required for N2O emissions in light and dark conditions. The need for both proteins and the different subcellular locations of FLV and CYP55 suggest a crosstalk between mitochondria and chloroplast in this process. This section also studied how variations in the capability to synthesize N2O affected CO2 emissions. Chapter 2. NO3 - role as a signal, independent of its assimilation and mediated by NIT2, has been analyzed in a Chlamydomonas strain lacking NO3 - reduction capability. This strain cannot grow in NO3 - but can take it up, impacting numerous processes. Our results indicate that intracellular NO3 - is involved in gametogenesis inhibition, blocking organic N assimilation, preventing chlorophyll degradation, protecting photosynthetic activity, promoting a more pronounced starch synthesis, and exhibiting a reduced accumulation of TriAcylGlyceride (TAG). The maintenance of DGDG (DiGalactosylDiacylGlycerol; a lipid of the thylakoid membrane) and photosynthetic pigments (carotenoids and chlorophyll) in the presence of non-assimilable NO3 - indicates that NO3 - /NIT2 are relevant players in the protection of the photosynthetic apparatus. The same strain that cannot grow in organic N in the presence of NO3 – has allowed us to isolate mutants affected in a signaling component, still unknown, which lose the repression and recover the ability to grow in organic N in the presence of NO3 -. Chapter 3. In this Chapter, a transcriptomic analysis in the presence of NO3 and in different strains was performed, allowing us to complement the studies of those genes showed in Chapters 1 and 2. In addition, the expression patterns of genes positive and negatively regulated by NO3 - and NIT2 have been assessed, including those involved in NO2 - dissimilation and organic N assimilation. Finally, the analysis of different promoters and the expression patterns of some TFs has allowed us to propose a regulatory model for some of the studied pathways.Las algas son organismos fotosintéticos presentes en una gran diversidad de ecosistemas. Estos organismos son los productores primarios dominantes en la tierra y tienen un papel primordial en la producción de O2, fijación de CO2, ciclo del nitrógeno (N) y en la estabilización de los ecosistemas. Sin embargo, su alta capacidad de proliferación en condiciones de exceso de nutrientes, como las producidas por la contaminación de diferentes nichos acuáticos, también es la causa de la eutrofización de estos ecosistemas. Desde un punto de vista biotecnológico, algunas algas tienen un alto valor debido a su interés alimenticio, nutracéutico y su capacidad de producir compuestos de valor añadido. Chlamydomonas reinhardtii es una microalga verde que se ha desarrollado como un organismo modelo y que ha permitido conocer a nivel bioquímico, genético y molecular una gran cantidad de procesos biológicos, entre los que destacamos la asimilación de nitrógeno (N). Esta microalga también ha permitido abordar las bases para entender las interacciones mutualistas con bacterias, basadas en el intercambio de carbono (C) por nitrógeno. En las últimas décadas, Chlamydomonas también ha emergido como un organismo con un gran potencial biotecnológico en procesos de biorremediación y producción de biocombustibles. Chlamydomonas, al igual que las plantas, puede utilizar fuentes de N inorgánico como amonio (NH4 +), nitrato (NO3 -) y nitrito (NO2 -) y orgánico (aminoácidos, urea, úrico, etc.). Sin embargo, existe una preferencia de unas formas de N sobre otras, que obedece a mecanismos reguladores. Además, en condiciones de exceso de N (fundamentalmente NO2 -), las algas pueden generar el gas de efecto invernadero óxido nitroso (N2O). En este trabajo hemos intentado avanzar en el estudio de cómo el NO3 -, como nutriente o como molécula señal, impacta en otras rutas en Chlamydomonas. En primer lugar, estudiamos la desasimilación de NO3 -/NO2 - a N2O (Capítulo 1). En segundo lugar, abordamos el papel del NO3 -, como molécula señal, sobre la asimilación del nitrógeno orgánico, la acumulación de almidón, lípidos, compuestos carotenoides, y clorofila (Capítulo 2). Finalmente, un análisis transcriptómico, junto con un estudio de promotores y de factores de transcripción, nos ha permitido sugerir nuevos papeles reguladores mediados por NO3- y NIT2 (Capítulo 3). Capítulo 1. El óxido nitroso (N2O) es un potente gas de efecto invernadero cuya producción y liberación está aumentado considerablemente durante las últimas décadas, en gran parte por causas antropogénicas. Para el estudio de la desasimilación de NO3 -/NO2 - hasta N2O por microalgas, nos hemos planteamos los siguientes objetivos. 1) Búsqueda de genes implicados en dicho proceso que estén presentes en los genomas de algas (NIRK, CYP55, FLV y HCP) y el establecimiento/validación de una estrategia para estudiar la desasimilación de NO3 -/NO2 - a N2O en Chlamydomonas. Para ello se ha utilizado la metodología de espectroscopia CRDS (Cavity Ring-Down Spectroscopy) que permite monitorizar las concentraciones de N2O y CO2, de forma continua, y hemos usado estirpes de Chlamydomonas en las que se ha interrumpido la asimilación de NO3 -/NO2 - mediante la mutación NO2 - reductasa (NiR). Esto nos ha permitido conocer el papel de diferentes actores involucrados en este proceso de desasimilación como son NIT2 (el regulador maestro de la asimilación de NO3 -); NIT1/NIA1 (NO3 - reductasa), ARC/NOFNiR (Nitrito reductasa formadora de NO que funciona junto a la NR), CYP55 y FLV (NO reductasas, mitocondrial y cloroplástica, respectivamente). Los resultados han permitido proponer que el complejo NR/ARC tiene un gran impacto en las emisiones de N2O tanto en luz como en oscuridad, a través de la producción de NO. Que ambas CYP55 y FLV son necesarias, como NO reductasas, para que se produzcan altas emisiones de N2O. Dado que FLV y CYP55 tienen localizaciones diferentes, se sugiere que debe existir una coordinación mitocondria-cloroplasto para dicho proceso. Además, en este Capítulo hemos estudiado cómo estas condiciones que favorecen la producción de N2O impactan en el metabolismo central de las algas y afectan las emisiones de CO2. Capítulo 2. El papel de NO3 - como señal, independiente de su asimilación, se ha estudiado en estirpes de Chlamydomonas que no pueden reducir NO3 - a NO2 -, pero donde se genera una situación diferente a la falta de N. Los resultados indican que muchos de estos efectos del NO3 - están mediados por el gen regulador NIT2 y determinan una inhibición de la gametogénesis, inhibición de la asimilación de formas de nitrógeno orgánico, evita la degradación de la clorofila y permite mantener una actividad fotosintética apropiada, y a la vez sintetizar más almidón, pero menos triacilglicéridos (TAGs). El mantenimiento de los niveles de DGDG (DiGalactosylDiacylGlycerol; un lípido de la membrana del tilacoide), compuestos carotenoides y clorofila apoyan al efecto de NO3 - /NIT2 en la protección del aparato fotosintético. En presencia de NO3 -, la estirpe carente de NR está impedida para asimilar fuentes orgánicas de N. El trabajo realizado en este Capítulo nos ha permitido aislar mutantes afectados en un componente de señalización, aún por identificar, cuya alteración permite revertir específicamente la regulación negativa por NO3 - /NIT2 para la asimilación de N orgánico. Capítulo 3. En este Capítulo, se ha realizado un análisis transcriptómico que nos ha permitido estudiar los niveles de transcritos de aquellas rutas que se han estudiado en los Capítulos 1 y 2. Se han determinado los patrones de expresión de genes que estarían regulados positiva y negativamente por NO3 - y NIT2, entre los que se incluyen los implicados en la desasimilación de NO2 - y la asimilación de N orgánico. Finalmente, un análisis de promotores y estudio de expresión de Factores de Transcripción (FTs) en respuesta a NH4 +, NO3 - o deficiencia de nitrógeno, ha permitido proponer modelos de regulación para algunas de las rutas estudiadas

Proyecto de una plantación de 13,81 ha de árboles truferos en el T.M de Uncastillo (Zaragoza)

Realización de una plantación de encina micorrizada con Tuber melanosporum en una parecela situada en Uncastillo (Zaragoza), dedicada tradicionalmente al cultivo del cereal. Para ello, previamente, se ha realizado el estudio de todos los condicionantes que afectan al proyecto, entre los cuales cabe destacar: el clima y el suelo. La superficie a plantar es 13,81 ha con un marco de plantación de 6x6 metros. Para proteger la trufera se realizará un vallado perimetral y para suplir el déficit hídrico de los meses de verano se ha proyectado la instalación de un sistema de riego por microaspersión. El abastecimiento del agua de riego se efectuará mediante un pozo ya existente en la parcela. Asimismo el sistema de impulsión y control se instalarán en el interior de una caseta de riego prefabricada de hormigón. Se han descrito las labores necesarias para la plantación de la trufera, su mantenimiento y fase de producción.Grado en Ingeniería Agrícola y del Medio Rura