Estudio de regiones génicas relacionadas con el estrés oxidativo: papel en la artrosis

Programa Oficial de Doutoramento en Ciencias da Saúde. 5007V01[Abstract] Osteoarthritis is the most prevalent and incapacitating rheumatic disease worldwide and currently there isn’t any effective treatment for it. Initially, it manifests itself at the molecular level, generating anatomical and / or physiological alterations. The role of epigenetics is crucial to understand the gene-environment interaction in complex diseases, and recently, different patterns of methylation have been linked to osteoarthritis. On the other hand, mitochondria has played an important role because of its importance in cell detoxification and mitochondrial haplogroups have been shown to influence the predisposition and progression of the disease. This study has focused on the search for new genetic regions related to oxidative stress with potential value as therapeutic targets or disease biomarkers and independent of the affected joint. To do this, experiments on gene expression, methylome analysis and sequencing have been carried out together with association studies and functional in vitro experiments with chondrocytes to identify new targets. The results obtained have identified genes implicated in oxidative stress as potential therapeutic targets, distinctive methylation profiles between mitochondrial haplogroups, differential expression of the transcriptome in the disease and the interaction of mitochondrial clusters with nuclear polymorphisms and their functional consequences.[Resumo] A artrose é a enfermidade reumática máis prevalente e invalidante a nivel mundial e actualmente non existe un tratamento efectivo. Inicialmente maniféstase a nivel molecular xerando logo alteracións anatómicas e/ou fisiolóxicas. O papel da epixenética é crucial para comprender a interacción xen-ambiente nas enfermidades complexas e recentemente, relacionáronse diferentes patróns de metilación coa artrose. Doutra banda, a mitocondria tomou un papel importante pola súa importancia na detoxificación celular e os haplogrupos mitocondriales demostraron a súa influencia na predisposición e progresión da enfermidade. Este estudo centrouse na procura de novas rexións xénicas relacionadas co estrés oxidativo cun valor potencial como dianas terapéuticas ou biomarcadores da enfermidade e independentes á articulación afectada. Para iso, realizáronse experimentos de expresión xénica, análise do metiloma e secuenciación xunto con estudos de asociación e funcionais in vitro con condrocitos para identificar novas dianas. Os resultados obtidos identificaron xenes implicados no estrés oxidativo como potenciais dianas terapéuticas, perfís de metilación distintivos entre haplogrupos mitocondriais, a expresión diferencial do transcriptoma na enfermidade e a interacción dos clusters mitocondriais con polimorfismos nucleares e as súas consecuencias funcionais.[Resumen] La artrosis es la enfermedad reumática más prevalente e invalidante a nivel mundial y actualmente no existe un tratamiento efectivo. Inicialmente se manifiesta a nivel molecular generando luego alteraciones anatómicas y/o fisiológicas. El papel de la epigenética es crucial para comprender la interacción genambiente en las enfermedades complejas y recientemente, se han relacionado diferentes patrones de metilación con la artrosis. Por otro lado, la mitocondria ha tomado un papel importante por su importancia en la detoxificación celular y los haplogrupos mitocondriales han demostrado su influencia en la predisposición y progresión de la enfermedad. Este estudio se ha centrado en la búsqueda de nuevas regiones génicas relacionadas con el estrés oxidativo con un valor potencial como dianas terapéuticas o biomarcadores de la enfermedad e independientes a la articulación afectada. Para ello, se han realizado experimentos de expresión génica, análisis del metiloma y secuenciación junto con estudios de asociación y funcionales in vitro con condrocitos para identificar nuevas dianas. Los resultados obtenidos identificaron genes implicados en el estrés oxidativo como potenciales dianas terapéuticas, perfiles de metilación distintivos entre haplogrupos mitocondriales, la expresión diferencial del transcriptoma en la enfermedad y la interacción de los clusters mitocondriales con polimorfismos nucleares y sus consecuencias funcionales

Mitochondrial DNA (mtDNA) haplogroups influence the progression of knee osteoarthritis: data from the Osteoarthritis Initiative (OAI)

[Abstract] OBJECTIVE: To evaluate the influence of the mtDNA haplogroups on knee osteoarthritis progression in Osteoarthritis Initiative (OAI) participants through longitudinal data from radiographs and magnetic resonance imaging (MRI). METHODS: Four-year knee osteoarthritis progression was analyzed as increase in Kellgren and Lawrence (KL) grade, in addition to increase in OARSI atlas grade for joint space narrowing (JSN), osteophytes and subchondral sclerosis in the tibia medial compartment of 891 Caucasian individuals from the progression subcohort. The influence of the haplogroups on the rate of structural progression was also assessed as the four-year change in minimum joint space width (mJSW in millimetres) in both knees of (n = 216) patients with baseline unilateral medial-tibiofemoral JSN. Quantitative cartilage measures from longitudinal MRI data were those related to cartilage thickness and volume with a 24 month follow-up period (n = 381). RESULTS: During the four-year follow-up period, knee OA patients with the haplogroup T showed the lowest increase in KL grade (Hazard Risk [HR] = 0.499; 95% Confidence Interval [CI]: 0.261-0.819; p<0.05) as well as the lowest cumulative probability of progression for JSN (HR = 0.547; 95% CI: 0.280-0.900; p<0.05), osteophytes (HR = 0.573; 95% CI: 0.304-0.893; p<0.05) and subchondral sclerosis (HR = 0.549; 95% CI: 0.295-0.884; p<0.05). They also showed the lowest decline in mJSW (standardized response means (SRM) = -0.39; p = 0.037) in those knees without baseline medial JSN (no-JSN knees). Normalized cartilage volume loss was significantly lower in patients carrying the haplogroup T at medial tibia femoral (SRM = -0.33; p = 0.023) and central medial femoral (SRM = -0.27; p = 0.031) compartments. Cartilage thickness loss was significantly lower in carriers of haplogroup T at central medial tibia-femoral (SRM = -0.42; p = 0.011), medial tibia femoral (SRM = -0.32; p = 0.018), medial tibia anterior (SRM = +0.31; p = 0.013) and central medial femoral (SRM = -0.19; p = 0.013) compartments. CONCLUSIONS: Mitochondrial genome seems to play a role in the progression of knee osteoarthritis. mtDNA variation could improve identification of patients predisposed to faster or severe progression of the disease.Instituto de Salud Carlos III; CIBERCB06/01/0040Instituto de Salud Carlos III; PI 08/2028Ministerio de Ciencia e Innovación (España); PLE2009-014

Oleate prevents palmitate-induced mitochondrial dysfunction in chondrocytes

[Abstract] The association between obesity and osteoarthritis (OA) in joints not subjected to mechanical overload, together with the relationship between OA and metabolic syndrome, suggests that there are systemic factors related to metabolic disorders that are involved in the metabolic phenotype of OA. The aim of this work is study the effects of palmitate and oleate on cellular metabolism in an “in vitro” model of human chondrocytes. The TC28a2 chondrocyte cell line was used to analyze the effect of palmitate and oleate on mitochondrial and glycolytic function, Adenosine triphosphate (ATP) production and lipid droplets accumulation. Palmitate, but not oleate, produces mitochondrial dysfunction observed with a lower coupling efficiency, maximal respiration and spare respiratory capacity. Glycolytic function showed lower rates both glycolytic capacity and glycolytic reserve when cells were incubated with fatty acids (FAs). The production rate of total and mitochondrial ATP showed lower values in chondrocytes incubated with palmitic acid (PA). The formation of lipid droplets increased in FA conditions, being significantly higher when the cells were incubated with oleic acid (OL). These results may help explain, at least in part, the close relationship of metabolic pathologies with OA, as well as help to elucidate some of the factors that can define a metabolic phenotype in OA.Instituto de Salud Carlos III; PI14/01254Instituto de Salud Carlos III; PI16/02124Instituto de Salud Carlos III; RETIC-RIER-RD16/0012/0002Instituto de Salud Carlos III; PRB3-ISCIII-PT17/0019/0014Xunta de Galicia; IN607A2017/1

Mitochondrial DNA (mtDNA) haplogroups J and H are differentially associated with the methylation status of articular cartilage: potential role in apoptosis and metabolic and developmental processes

[Abstract] Objective. To analyze the influence of mitochondrial genome variation on the DNA methylome of articular cartilage. Methods. DNA methylation profiling was performed using data deposited in the NCBI Gene Expression Omnibus database (accession no. GSE 43269). Data were obtained for 14 cartilage samples from subjects with haplogroup J and 20 cartilage samples from subjects with haplogroup H. Subsequent validation was performed in an independent subset of 7 subjects with haplogroup J and 9 with haplogroup H by RNA ‐seq. Correlated genes were validated by real‐time polymerase chain reaction in an independent cohort of 12 subjects with haplogroup J and 12 with haplogroup H. Appropriate analyses were performed using R Bioconductor and qB asePlus software, and gene ontology analysis was conducted using DAVID version 6.8. Results. DNA methylation profiling revealed 538 differentially methylated loci, while whole‐transcriptome profiling identified 2,384 differentially expressed genes, between cartilage samples from subjects with haplogroup H and those with haplogroup J. Seventeen genes showed an inverse correlation between methylation and expression. In terms of gene ontology, differences in correlations between methylation and expression were also detected between cartilage from subjects with haplogroup H and those with haplogroup J, highlighting a significantly enhanced apoptotic process in cartilage from subjects with haplogroup H (P = 0.007 for methylation and P = 0.019 for expression) and repressed apoptotic process in cartilage from subjects with haplogroup J (P = 0.021 for methylation), as well as a significant enrichment of genes related to metabolic processes (P = 1.93 × 10−4 for methylation and P = 6.79 x 10−4 for expression) and regulation of gene expression (P = 0.012 for methylation) in cartilage from subjects with haplogroup H, and to developmental processes (P = 0.015 for methylation and P = 8.25 x 10−12 for expression) in cartilage from subjects with haplogroup J. Conclusion. Mitochondrial DNA variation differentially associates with the methylation status of articular cartilage by acting on key mechanisms involved in osteoarthritis, such as apoptosis and metabolic and developmental processes.Instituto de Salud Carlos III; CIBERCB06/01/0040‐SpainInstituto de Salud Carlos III; CPII17/00026Instituto de Salud Carlos III; PI14/01254Instituto de Salud Carlos III; PI16/02124Instituto de Salud Carlos III; PI17/0021

Mitochondrial DNA haplogroups influence the risk of incident knee osteoarthritis in OAI and CHECK cohorts: a meta-analysis and functional study

Extended report[Abstract] Objective To evaluate the influence of the mitochondrial DNA (mtDNA) haplogroups in the risk of incident knee osteoarthritis (OA) and to explain the functional consequences of this association to identify potential diagnostic biomarkers and therapeutic targets. Methods Two prospective cohorts contributed participants. The osteoarthritis initiative (OAI) included 2579 subjects of the incidence subcohort, and the cohort hip and cohort knee (CHECK) included 635, both with 8-year follow-up. The analysis included the association of mtDNA haplogroups with the rate of incident knee OA in subjects from both cohorts followed by a subsequent meta-analysis. Transmitochondrial cybrids harbouring haplogroup J or H were constructed to detect differences between them in relation to physiological features including specific mitochondrial metabolic parameters, reactive oxygen species production, oxidative stress and apoptosis. Results Compared with H, the haplogroup J associates with decreased risk of incident knee OA in subjects from OAI (HR=0.680; 95% CI 0.470 to 0.968; p<0.05) and CHECK (HR=0.728; 95% CI 0.469 to 0.998; p<0.05). The subsequent meta-analysis including 3214 cases showed that the haplogroup J associates with a lower risk of incident knee OA (HR=0.702; 95% CI 0.541 to 0.912; p=0.008). J cybrids show a lower free radical production, higher cell survival under oxidative stress conditions, lower grade of apoptosis as well as lower expression of the mitochondrially related pro-apoptotic gene BCL2 binding component 3 (BBC3). In addition, J cybrids also show a lower mitochondrial respiration and glycolysis leading to decreased ATP production. Conclusions The physiological effects of the haplogroup J are beneficial to have a lower rate of incident knee OA over time. Potential drugs to treat OA could focus on emulating the mitochondrial behaviour of this haplogroup.Instituto de Salud Carlos III; CIBERCB06/01/0040-SpainInstituto de Salud Carlos III; RETIC-RIER-RD12/0009/0018Instituto de Salud Carlos III; PI14/01254Instituto de Salud Carlos III; CP12/0319

Anales del III Congreso Internacional de Vivienda y Ciudad "Debate en torno a la nueva agenda urbana"

Acta de congresoEl III Congreso Internacional de Vivienda y Ciudad “Debates en torno a la NUEVa Agenda Urbana”, ha sido una apuesta de alto compromiso por acercar los debates centrales y urgentes que tensionan el pleno ejercicio del derecho a la ciudad. Para ello las instituciones organizadoras (INVIHAB –Instituto de Investigación de Vivienda y Hábitat y MGyDH-Maestría en Gestión y Desarrollo Habitacional-1), hemos convidado un espacio que se concretó con potencia en un debate transdisciplinario. Convocó a intelectuales de prestigio internacional, investigadores, académicos y gestores estatales, y en una metodología de innovación articuló las voces académicas con las de las organizaciones sociales y/o barriales en el Foro de las Organizaciones Sociales que tuvo su espacio propio para dar voz a quienes están trabajando en los desafíos para garantizar los derechos a la vivienda y los bienes urbanos en nuestras ciudades del Siglo XXI

Mitochondrial DNA haplogroups influence the risk of incident knee osteoarthritis in OAI and CHECK cohorts. A meta-analysis and functional study

[Objective]: To evaluate the influence of the mitochondrial DNA (mtDNA) haplogroups in the risk of incident knee osteoarthritis (OA) and to explain the functional consequences of this association to identify potential diagnostic biomarkers and therapeutic targets.[Methods]: Two prospective cohorts contributed participants. The osteoarthritis initiative (OAI) included 2579 subjects of the incidence subcohort, and the cohort hip and cohort knee (CHECK) included 635, both with 8-year follow-up. The analysis included the association of mtDNA haplogroups with the rate of incident knee OA in subjects from both cohorts followed by a subsequent meta-analysis. Transmitochondrial cybrids harbouring haplogroup J or H were constructed to detect differences between them in relation to physiological features including specific mitochondrial metabolic parameters, reactive oxygen species production, oxidative stress and apoptosis.[Results]: Compared with H, the haplogroup J associates with decreased risk of incident knee OA in subjects from OAI (HR=0.680; 95% CI 0.470 to 0.968; p<0.05) and CHECK (HR=0.728; 95% CI 0.469 to 0.998; p<0.05). The subsequent meta-analysis including 3214 cases showed that the haplogroup J associates with a lower risk of incident knee OA (HR=0.702; 95% CI 0.541 to 0.912; p=0.008). J cybrids show a lower free radical production, higher cell survival under oxidative stress conditions, lower grade of apoptosis as well as lower expression of the mitochondrially related pro-apoptotic gene BCL2 binding component 3 (BBC3). In addition, J cybrids also show a lower mitochondrial respiration and glycolysis leading to decreased ATP production.[Conclusions]: The physiological effects of the haplogroup J are beneficial to have a lower rate of incident knee OA over time. Potential drugs to treat OA could focus on emulating the mitochondrial behaviour of this haplogroup.This study was supported by grants from Fondo de Investigación Sanitaria CIBERCB06/01/0040-Spain, RETIC-RIER-RD12/0009/0018 and PI14/01254, integrated in the National Plan for Scientific Program, Development and Technological Innovation 2013–2016 and funded by the ISCIII-General Subdirection of Assessment and Promotion of Research-European Regional Development Fund (FEDER) ‘A way of making Europe’. IRP is supported by Contrato Miguel Servet-Fondo de Investigación Sanitaria (CP12/03192).Peer reviewe

Orellana lee...on-line

El trabajo obtuvo un Premio Tomás García Verdejo a las buenas prácticas educativas en la Comunidad Autónoma de Extremadura para el curso 2020/2021. Modalidad BSe expone el proyecto llevado a cabo en el IES Francisco de Orellana de Trujillo promovido desde la biblioteca del centro. Los objetivos de la propuesta fueron: fomentar la competencia lectora, el gusto por la lectura, la cultura, el arte y la ciencia y las técnicas de investigación, acceso, tratamiento de la información y el uso de las TIC, el desarrollo de las competencias básicas y la educación integral y en valores, así como la autonomía del alumnado; potenciar la lectura en papel y digital; crear canales de información y formación a familias y alumnado sobre la biblioteca, los clubes de lectura, etc.; realizar talleres de escritura creativa, trabajos de investigación y exposiones, así como actividades científicas y escénicas a partir de las lecturas seleccionadas en los clubes de lectura; integrar en el proyecto de biblioteca otros proyectos desarrollados en el instituto como RadioEdu, tutoría entre inguales, Escuela Embajadora Europea, etc.; organizar y coordinar las actividades propias de gestión de la biblioteca y mantener la página web y el blog de la biblioteca y la página de Facebook del centroExtremaduraES

Intelligent software and tecnological convergence

La Facultad de Ingeniería de la Universidad Católica de Colombia, conforme al factor calidad y considerando las tendencias de vanguardia en el ámbito de innovación en ingeniería, desarrollo en la segunda parte de esté congreso, el software inteligente y convergencia tecnológica, Raspberry PI dispositivo apuntador utilizando Open CV, Procesar imágenes identificando maleza en cultivos, también plataformas tecnológicas en enseñanza en la automatización industrial, implementación de JAX-RS, arquitectura soportada en sistemas inteligentes con control de aprendizaje interactivo, modelado del efecto de alineación estática en prótesis transtibiales en redes neuronales, desarrollo e implementación robótica industrial, modelos en la predicción de pérdidas de propagación de ondas electromagnéticas por celular, además, sistemas de autocuidado para el monitoreo en la infraestructura tecnológica distribuida, modelado de elementos 3D trabajos basados en redes difusas, lógica modal de comunicación en sistemas multiagentes, sistemas de adquisición de datos en procesos agroindustriales, herramientas diagnostica en ergonomía aplicada en puesto de trabajo uso de música colombiana en estudiantes colombianos con BCI, sin olvidar, el método automático en morfología digital de hojas tropicales en Colombia, simulación de radiopropagación en red LTE en banda de dividendo digital, desarrollo de plataformas con inteligencia artificial, Cloud computing una oportunidad para las mipymes en Colombia, ontología en la construcción de indicadores en un sistema de soporte con identificador de vulnerabilidad, Nano y biotecnología para generar energía, modelo de optimización del programa para intercambio de riñones, adicionalmente, la tendencia en redes y banda ancha, aplicación de algoritmo genético en nuevos productos, control de maleza en la productividad de cultivo, tecnología de la información para la asignación de turnos de enfermería, antenas fractales en nanoestructuradas, y por último, Brokering servicios multiplataforma con accesibilidad de profesores y estudiantes a contenido educativo gratis. (Redacción propia).II. Software Inteligente y Convergencia Tecnológica. Raspberry Pi como dispositivo apuntador utilizando OpenCV e integrales proyectivas. Procesamiento de imágenes para identificación de malezas en cultivos. Plataforma tecnológica para la enseñanza y la simulación de procesos en automatización industrial. Comparación de implementaciones JAX-RS. Arquitectura distribuida soportada en sistemas inteligentes difusos para el seguimiento del aprendizaje en entornos interactivos. Modelado del efecto de la alineación estática de prótesis transtibiales aplicando redes neuronales. Diseño, desarrollo e implementación de la robótica industrial. Modelos para la predicción de pérdidas de propagación de ondas electromagnéticas en interiores en frecuencias de comunicación celular. Sistema de autocuidado basado en un enfoque de multiagentes para el monitoreo y la corrección de problemas en una infraestructura tecnológica distribuida. Modelado de elementos 3D: de Solidworks a Matlab. Construcción de activos de trabajo basados en conocimiento con redes difusas. Lógica modal en la formalización de comunicación en sistemas multiagentes. Sistemas de adquisición de datos en redes convergentes aplicados en procesos de agroindustria. Herramienta diagnóstica para la evaluación ergonómica del puesto de trabajo. El uso de música colombiana para evaluar el sentido de pertenencia en estudiantes colombianos con BCI. Un método automático para la caracterización morfológica digital de hojas tropicales de Colombia. Simulación de radiopropagación para el diseño de una red LTE en la banda del dividendo digital. Marco conceptual para el desarrollo de plataformas de enseñanza y aprendizaje basadas en inteligencia artificial. Cloud computing, una oportunidad para apalancar la cadena de valor de las mipymes en Colombia. Ontología para la construcción de indicadores de un sistema de soporte a las decisiones para la identificación del índice de vulnerabilidad territorial. Nano y biotecnología para la generación de energía (proyectos Universidad Católica). Modelo de optimización del programa de intercambio de riñones con múltiples etapas. Tendencias en redes y servicios de banda ancha. Aplicación de algoritmos genéticos al diseño de nuevos productos. El control de malezas como elemento significativo en la productividad de cultivos. Tecnologías de la información para resolver el problema de asignación de turnos de enfermería. Antenas fractales nanoestructuradas y estudiantes a contenidos educativos gratuitos