Anàlisi de textos argumentatius sobre el cicle de l'aigua : ús del coneixement científic en el posicionament d'una controvèrsia sòcio-científica

Per a posicionar-se i argumentar en un dilema de dimensions científiques i socials és necessària l'alfabetització científica, per tal d'assegurar que la decisió és presa de forma lliure i informada. La transferibilitat de coneixements de l'aula al món real és complexa, i l'ús de contexts versemblants que requereixin d'una participació activa de l'alumnat com a ciutadans i ciutadanes pot ser molt beneficiós des d'un punt de vista docent. En aquesta recerca, es va utilitzar una controvèrsia sòcio-científica entorn a l'escassetat d'aigua i la seva possible cotització a borsa per desenvolupar una seqüència didàctica sobre el cicle de l'aigua. Aquesta proposta pretén valorar si el coneixement construït durant la seqüència didàctica confereix a l'alumnat eines per actuar, decidir i esdevenir científicament competent. Els resultats mostren un increment de l'ús del coneixement científic en el discurs argumental per part de l'alumnat, juntament amb un major grau de certesa en la defensa del posicionament i textos d'estructura més elaborada al final de la seqüència didàctica.Arguing and taking a position in a scientific and social dilemma lies in science literacy, to ensure the decision is made in a free and informed manner. In classroom practice, knowledge transferability is complex, thus using real-life plausible contexts which requires an active role from the main public may have many benefits from an educational perspective. In this research, a socioscientific controversy focused on water scarcity and its listing in the Stock Market Valuation has been used to develop a didactic sequence about the water cycle. This approach pursues to evaluate whether the knowledge built during the didactic sequence confer tools to the students to decide, act and reach scientific competence. The results show an increase in the using of scientific knowledge when students are reasoning, together with a high level of certainty defending their position and a more-elaborated structure of the texts at the end of the didactic sequence.Para posicionarse y argumentar en un dilema de dimensiones científicas y sociales se necesita la alfabetización científica, con el fin de asegurar que la decisión se toma de forma libre e informada. La transferibilidad de conocimientos del aula al mundo real es compleja, y el uso de contextos verosímiles que requieran de una participación activa del alumnado como ciudadanos y ciudadanas puede ser muy beneficioso desde un punto de vista docente. En esta investigación, se utilizó una controversia socio-científica alrededor de la escasez de agua y su posible cotización en bolsa para desarrollar una secuencia didáctica sobre el ciclo del agua. Esta propuesta pretende valorar si el conocimiento construido durante la secuencia didáctica confiere al alumnado herramientas para actuar, decidir y convertirse en científicamente competente. Los resultados muestran un incremento del uso del conocimiento científico en el discurso argumental por parte del alumnado, junto con un mayor grado de certidumbre en la defensa del posicionamiento y textos de estructura más elaborada al final de la secuencia didáctica

Decreased TESK1-mediated cofilin 1 phosphorylation in the jejunum of IBS-D patients may explain increased female predisposition to epithelial dysfunction

Disturbed intestinal epithelial barrier and mucosal micro-inflammation characterize irritable bowel syndrome (IBS). Despite intensive research demonstrating ovarian hormones modulation of IBS severity, there is still limited knowledge on the mechanisms underlying female predominance in this disorder. Our aim was to identify molecular pathways involved in epithelial barrier dysfunction and female predominance in diarrhea-predominant IBS (IBS-D) patients. Total RNA and protein were obtained from jejunal mucosal biopsies from healthy controls and IBS-D patients meeting the Rome III criteria. IBS severity was recorded based on validated questionnaires. Gene and protein expression profiles were obtained and data integrated to explore biological and molecular functions. Results were validated by western blot. Tight junction signaling, mitochondrial dysfunction, regulation of actin-based motility by Rho, and cytoskeleton signaling were differentially expressed in IBSD. Decreased TESK1-dependent cofilin 1 phosphorylation (pCFL1) was confirmed in IBS-D, which negatively correlated with bowel movements only in female participants. In conclusion, deregulation of cytoskeleton dynamics through TESK1/CFL1 pathway underlies epithelial intestinal dysfunction in the small bowel mucosa of IBS-D, particularly in female patients. Further understanding of the mechanisms involving sex-mediated regulation of mucosal epithelial integrity may have significant preventive, diagnostic, and therapeutic implications for IBS

Mucosal Plasma Cell Activation and Proximity to Nerve Fibres Are Associated with Glycocalyx Reduction in Diarrhoea-Predominant Irritable Bowel Syndrome: Jejunal Barrier Alterations Underlying Clinical Manifestations

Intestinal barrier dysfunction; Intestinal glycocalyx; Mucosal nerve fibresDisfunción de la barrera intestinal; Glicocálix intestinal; Fibras nerviosas de la mucosaDisfunció de la barrera intestinal; Glicocàlix intestinal; Fibres nervioses de la mucosaIrritable bowel syndrome (IBS) is a disorder of brain-gut interaction characterised by abdominal pain and changes in bowel habits. In the diarrhoea subtype (IBS-D), altered epithelial barrier and mucosal immune activation are associated with clinical manifestations. We aimed to further evaluate plasma cells and epithelial integrity to gain understanding of IBS-D pathophysiology. One mucosal jejunal biopsy and one stool sample were obtained from healthy controls and IBS-D patients. Gastrointestinal symptoms, stress, and depression scores were recorded. In the jejunal mucosa, RNAseq and gene set enrichment analyses were performed. A morphometric analysis by electron microscopy quantified plasma cell activation and proximity to enteric nerves and glycocalyx thickness. Immunoglobulins concentration was assessed in the stool. IBS-D patients showed differential expression of humoral pathways compared to controls. Activation and proximity of plasma cells to nerves and IgG concentration were also higher in IBS-D. Glycocalyx thickness was lower in IBS-D compared to controls, and this reduction correlated with plasma cell activation, proximity to nerves, and clinical symptoms. These results support humoral activity and loss of epithelial integrity as important contributors to gut dysfunction and clinical manifestations in IBS-D. Additional studies are needed to identify the triggers of these alterations to better define IBS-D pathophysiology.This study was funded in part by Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), Fondo de Investigación Sanitaria and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Instituto de Salud Carlos III, Subdirección General de Investigación Sanitaria, Ministerio de Economía y Competitividad: CP18/00116 (C.M.), PI19/01643 (B.L.); PI17/01443 (D.G.); PI15/00301 (C.A.-C.), PI17/0190 (J.S.), PI19/01643 & CPII16/00031, (M.V.); CIBEREHD CB06/04/0021 (F.A., C.A.-C., J.S., M.V.); Ministerio de Educación, Dirección General de Investigación: SAF 2016-76648-R (F.A.); Agència de Gestió d’Ajuts Universitaris i de Recerca, de la Generalitat de Catalunya: 2014 SGR 1285 (F.A.); Vall d’Hebron Institut de Recerca, Programa de becas predoctorales Amics de Vall d’Hebron: PRED-VHIR-2016-34 (C.P.-C.), PRED-VHIR-2014-018 (M.F.), the Swedish Research Council dnr 2019-00653 (J.-P.G.M.), and the European Union’s Horizon research and innovation programme 2020, grant no. 848228 (E.E., A.R.-U., B.L., C.A.-C., J.S.)

Acute Stress Regulates Sex-Related Molecular Responses in the Human Jejunal Mucosa: Implications for Irritable Bowel Syndrome

Estrés agudo; Barrera intestinal; SexoEstrès agut; Barrera intestinal; SexeCute stress; Intestinal barrier; SexIrritable bowel syndrome (IBS) is a prevalent gastrointestinal disorder linked to intestinal barrier dysfunction and life stress. We have previously reported that female sex per se determines an increased susceptibility to intestinal barrier dysfunction after cold pain stress (CPS). We aimed to identify sex-related molecular differences in response to CPS in healthy subjects to understand the origin of sex bias predominance in IBS. In 13 healthy males and 21 females, two consecutive jejunal biopsies were obtained using Watson’s capsule, at baseline, and ninety minutes after CPS. Total mucosal RNA and protein were isolated from jejunal biopsies. Expression of genes related to epithelial barrier (CLDN1, CLDN2, OCLN, ZO-1, and ZO-3), mast cell (MC) activation (TPSAB1, SERPINA1), and the glucocorticoid receptor (NR3C1) were analyzed using RT-qPCR. NR3C1, ZO-1 and OCLN protein expression were evaluated through immunohistochemistry and western blot, and mucosal inflammation through MC, lymphocyte, and eosinophil numbering. Autonomic, hormonal, and psychological responses to CPS were monitored. We found an increase in jejunal MCs, a reduced CLDN1 and OCLN expression, and an increased CLDN2 and SERPINA1 expression 90 min after CPS. We also found a significant decrease in ZO-1, OCLN, and NR3C1 gene expression, and a decrease in OCLN protein expression only in females, when compared to males. CPS induced a significant increase in blood pressure, plasma cortisol and ACTH, and subjective stress perception in all participants. Specific and independent sex-related molecular responses in epithelial barrier regulation are unraveled by acute stress in the jejunum of healthy subjects and may partially explain female predominance in IBS.Supported in part by Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), Fondo de Investigación Sanitaria and Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Hepáticas y Digestivas (CIBEREHD), Instituto de Salud Carlos III, Subdirección General de Investigación Sanitaria, Ministerio de Economiá y Competitividad: CM08/00229 (BL); CM10/00155 (MP); EII2011-0035, CD15/00010, and MV17-00043 (BKRJ.); FI12/00254 (ESR.), PI17/0190 (JS), PI12/00314 and PI15/00301 (CAC), CIBEREHD CB06/04/0021 (JS, CAC.); Vall d’Hebron Institut de Recerca, Programa de becas predoctorales Amics de Vall d’Hebron: PRED-VHIR-2014-018 (MF), PRED-VHIR-2016-53 34 (CPC.)

Global Patterns and Controls of Nutrient Immobilization On Decomposing Cellulose In Riverine Ecosystems

Microbes play a critical role in plant litter decomposition and influence the fate of carbon in rivers and riparian zones. When decomposing low-nutrient plant litter, microbes acquire nitrogen (N) and phosphorus (P) from the environment (i.e., nutrient immobilization), and this process is potentially sensitive to nutrient loading and changing climate. Nonetheless, environmental controls on immobilization are poorly understood because rates are also influenced by plant litter chemistry, which is coupled to the same environmental factors. Here we used a standardized, low-nutrient organic matter substrate (cotton strips) to quantify nutrient immobilization at 100 paired stream and riparian sites representing 11 biomes worldwide. Immobilization rates varied by three orders of magnitude, were greater in rivers than riparian zones, and were strongly correlated to decomposition rates. In rivers, P immobilization rates were controlled by surface water phosphate concentrations, but N immobilization rates were not related to inorganic N. The N:P of immobilized nutrients was tightly constrained to a molar ratio of 10:1 despite wide variation in surface water N:P. Immobilization rates were temperature-dependent in riparian zones but not related to temperature in rivers. However, in rivers nutrient supply ultimately controlled whether microbes could achieve the maximum expected decomposition rate at a given temperature

Clonal chromosomal mosaicism and loss of chromosome Y in elderly men increase vulnerability for SARS-CoV-2

The pandemic caused by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2, COVID-19) had an estimated overall case fatality ratio of 1.38% (pre-vaccination), being 53% higher in males and increasing exponentially with age. Among 9578 individuals diagnosed with COVID-19 in the SCOURGE study, we found 133 cases (1.42%) with detectable clonal mosaicism for chromosome alterations (mCA) and 226 males (5.08%) with acquired loss of chromosome Y (LOY). Individuals with clonal mosaic events (mCA and/or LOY) showed a 54% increase in the risk of COVID-19 lethality. LOY is associated with transcriptomic biomarkers of immune dysfunction, pro-coagulation activity and cardiovascular risk. Interferon-induced genes involved in the initial immune response to SARS-CoV-2 are also down-regulated in LOY. Thus, mCA and LOY underlie at least part of the sex-biased severity and mortality of COVID-19 in aging patients. Given its potential therapeutic and prognostic relevance, evaluation of clonal mosaicism should be implemented as biomarker of COVID-19 severity in elderly people. Among 9578 individuals diagnosed with COVID-19 in the SCOURGE study, individuals with clonal mosaic events (clonal mosaicism for chromosome alterations and/or loss of chromosome Y) showed an increased risk of COVID-19 lethality

Taking the pulse of Earth's tropical forests using networks of highly distributed plots

Tropical forests are the most diverse and productive ecosystems on Earth. While better understanding of these forests is critical for our collective future, until quite recently efforts to measure and monitor them have been largely disconnected. Networking is essential to discover the answers to questions that transcend borders and the horizons of funding agencies. Here we show how a global community is responding to the challenges of tropical ecosystem research with diverse teams measuring forests tree-by-tree in thousands of long-term plots. We review the major scientific discoveries of this work and show how this process is changing tropical forest science. Our core approach involves linking long-term grassroots initiatives with standardized protocols and data management to generate robust scaled-up results. By connecting tropical researchers and elevating their status, our Social Research Network model recognises the key role of the data originator in scientific discovery. Conceived in 1999 with RAINFOR (South America), our permanent plot networks have been adapted to Africa (AfriTRON) and Southeast Asia (T-FORCES) and widely emulated worldwide. Now these multiple initiatives are integrated via ForestPlots.net cyber-infrastructure, linking colleagues from 54 countries across 24 plot networks. Collectively these are transforming understanding of tropical forests and their biospheric role. Together we have discovered how, where and why forest carbon and biodiversity are responding to climate change, and how they feedback on it. This long-term pan-tropical collaboration has revealed a large long-term carbon sink and its trends, as well as making clear which drivers are most important, which forest processes are affected, where they are changing, what the lags are, and the likely future responses of tropical forests as the climate continues to change. By leveraging a remarkably old technology, plot networks are sparking a very modern revolution in tropical forest science. In the future, humanity can benefit greatly by nurturing the grassroots communities now collectively capable of generating unique, long-term understanding of Earth's most precious forests. Resumen Los bosques tropicales son los ecosistemas más diversos y productivos del mundo y entender su funcionamiento es crítico para nuestro futuro colectivo. Sin embargo, hasta hace muy poco, los esfuerzos para medirlos y monitorearlos han estado muy desconectados. El trabajo en redes es esencial para descubrir las respuestas a preguntas que trascienden las fronteras y los plazos de las agencias de financiamiento. Aquí mostramos cómo una comunidad global está respondiendo a los desafíos de la investigación en ecosistemas tropicales a través de diversos equipos realizando mediciones árbol por árbol en miles de parcelas permanentes de largo plazo. Revisamos los descubrimientos más importantes de este trabajo y discutimos cómo este proceso está cambiando la ciencia relacionada a los bosques tropicales. El enfoque central de nuestro esfuerzo implica la conexión de iniciativas locales de largo plazo con protocolos estandarizados y manejo de datos para producir resultados que se puedan trasladar a múltiples escalas. Conectando investigadores tropicales, elevando su posición y estatus, nuestro modelo de Red Social de Investigación reconoce el rol fundamental que tienen, para el descubrimiento científico, quienes generan o producen los datos. Concebida en 1999 con RAINFOR (Suramérica), nuestras redes de parcelas permanentes han sido adaptadas en África (AfriTRON) y el sureste asiático (T-FORCES) y ampliamente replicadas en el mundo. Actualmente todas estas iniciativas están integradas a través de la ciber-infraestructura de ForestPlots.net, conectando colegas de 54 países en 24 redes diferentes de parcelas. Colectivamente, estas redes están transformando nuestro conocimiento sobre los bosques tropicales y el rol de éstos en la biósfera. Juntos hemos descubierto cómo, dónde y porqué el carbono y la biodiversidad de los bosques tropicales está respondiendo al cambio climático y cómo se retroalimentan. Esta colaboración pan-tropical de largo plazo ha expuesto un gran sumidero de carbono y sus tendencias, mostrando claramente cuáles son los factores más importantes, qué procesos se ven afectados, dónde ocurren los cambios, los tiempos de reacción y las probables respuestas futuras mientras el clima continúa cambiando. Apalancando lo que realmente es una tecnología antigua, las redes de parcelas están generando una verdadera y moderna revolución en la ciencia tropical. En el futuro, la humanidad puede beneficiarse enormemente si se nutren y cultivan comunidades de investigadores de base, actualmente con la capacidad de generar información única y de largo plazo para entender los que probablemente son los bosques más preciados de la tierra. Resumo Florestas tropicais são os ecossistemas mais diversos e produtivos da Terra. Embora uma boa compreensão destas florestas seja crucial para o nosso futuro coletivo, até muito recentemente os esforços de medições e monitoramento foram amplamente desconexos. É essencial formarmos redes para obtermos respostas que transcendem fronteiras e horizontes de agências financiadoras. Neste estudo nós mostramos como uma comunidade global está respondendo aos desafios da pesquisa de ecossistemas tropicais, com equipes diversas medindo florestas, árvore por árvore, em milhares de parcelas monitoradas à longo prazo. Nós revisamos as maiores descobertas científicas deste trabalho, e mostramos também como este processo está mudando a ciência de florestas tropicais. Nossa abordagem principal envolve unir iniciativas de base a protocolos padronizados e gerenciamento de dados a fim de gerar resultados robustos em escalas ampliadas. Ao conectar pesquisadores tropicais e elevar seus status, nosso modelo de Rede de Pesquisa Social reconhece o papel-chave do produtor dos dados na descoberta científica. Concebida em 1999 com o RAINFOR (América do Sul), nossa rede de parcelas permanentes foi adaptada para África (AfriTRON) e Sudeste asiático (T-FORCES), e tem sido extensamente reproduzida em todo o mundo. Agora estas múltiplas iniciativas estão integradas através de uma infraestrutura cibernética do ForestPlots.net, conectando colegas de 54 países de 24 redes de parcelas. Estas iniciativas estão transformando coletivamente o entendimento das florestas tropicais e seus papéis na biosfera. Juntos nós descobrimos como, onde e por que o carbono e a biodiversidade da floresta estão respondendo às mudanças climáticas, e seus efeitos de retroalimentação. Esta duradoura colaboração pantropical revelou um grande sumidouro de carbono persistente e suas tendências, assim como tem evidenciado quais direcionadores são mais importantes, quais processos florestais são mais afetados, onde eles estão mudando, seus atrasos no tempo de resposta, e as prováveis respostas das florestas tropicais conforme o clima continua a mudar. Dessa forma, aproveitando uma notável tecnologia antiga, redes de parcelas acendem faíscas de uma moderna revolução na ciência das florestas tropicais. No futuro a humanidade pode se beneficiar incentivando estas comunidades basais que agora são coletivamente capazes de gerar conhecimentos únicos e duradouros sobre as florestas mais preciosas da Terra. Résume Les forêts tropicales sont les écosystèmes les plus diversifiés et les plus productifs de la planète. Si une meilleure compréhension de ces forêts est essentielle pour notre avenir collectif, jusqu'à tout récemment, les efforts déployés pour les mesurer et les surveiller ont été largement déconnectés. La mise en réseau est essentielle pour découvrir les réponses à des questions qui dépassent les frontières et les horizons des organismes de financement. Nous montrons ici comment une communauté mondiale relève les défis de la recherche sur les écosystèmes tropicaux avec diverses équipes qui mesurent les forêts arbre après arbre dans de milliers de parcelles permanentes. Nous passons en revue les principales découvertes scientifiques de ces travaux et montrons comment ce processus modifie la science des forêts tropicales. Notre approche principale consiste à relier les initiatives de base à long terme à des protocoles standardisés et une gestion de données afin de générer des résultats solides à grande échelle. En reliant les chercheurs tropicaux et en élevant leur statut, notre modèle de réseau de recherche sociale reconnaît le rôle clé de l'auteur des données dans la découverte scientifique. Conçus en 1999 avec RAINFOR (Amérique du Sud), nos réseaux de parcelles permanentes ont été adaptés à l'Afrique (AfriTRON) et à l'Asie du Sud-Est (T-FORCES) et largement imités dans le monde entier. Ces multiples initiatives sont désormais intégrées via l'infrastructure ForestPlots.net, qui relie des collègues de 54 pays à travers 24 réseaux de parcelles. Ensemble, elles transforment la compréhension des forêts tropicales et de leur rôle biosphérique. Ensemble, nous avons découvert comment, où et pourquoi le carbone forestier et la biodiversité réagissent au changement climatique, et comment ils y réagissent. Cette collaboration pan-tropicale à long terme a révélé un important puits de carbone à long terme et ses tendances, tout en mettant en évidence les facteurs les plus importants, les processus forestiers qui sont affectés, les endroits où ils changent, les décalages et les réactions futures probables des forêts tropicales à mesure que le climat continue de changer. En tirant parti d'une technologie remarquablement ancienne, les réseaux de parcelles déclenchent une révolution très moderne dans la science des forêts tropicales. À l'avenir, l'humanité pourra grandement bénéficier du soutien des communautés de base qui sont maintenant collectivement capables de générer une compréhension unique et à long terme des forêts les plus précieuses de la Terre. Abstrak Hutan tropika adalah di antara ekosistem yang paling produktif dan mempunyai kepelbagaian biodiversiti yang tinggi di seluruh dunia. Walaupun pemahaman mengenai hutan tropika amat penting untuk masa depan kita, usaha-usaha untuk mengkaji dan mengawas hutah-hutan tersebut baru sekarang menjadi lebih diperhubungkan. Perangkaian adalah sangat penting untuk mencari jawapan kepada soalan-soalan yang menjangkaui sempadan dan batasan agensi pendanaan. Di sini kami menunjukkan bagaimana sebuah komuniti global bertindak balas terhadap cabaran penyelidikan ekosistem tropika melalui penglibatan pelbagai kumpulan yang mengukur hutan secara pokok demi pokok dalam beribu-ribu plot jangka panjang. Kami meninjau semula penemuan saintifik utama daripada kerja ini dan menunjukkan bagaimana proses ini sedang mengubah bidang sains hutan tropika. Teras pendekatan kami memberi tumpuan terhadap penghubungan inisiatif akar umbi jangka panjang dengan protokol standar serta pengurusan data untuk mendapatkan hasil skala besar yang kukuh. Dengan menghubungkan penyelidik-penyelidik tropika dan meningkatkan status mereka, model Rangkaian Penyelidikan Sosial kami mengiktiraf kepentingan peranan pengasas data dalam penemuan saintifik. Bermula dengan pengasasan RAINFOR (Amerika Selatan) pada tahun 1999, rangkaian-rangkaian plot kekal kami kemudian disesuaikan untuk Afrika (AfriTRON) dan Asia Tenggara (T-FORCES) dan selanjutnya telah banyak dicontohi di seluruh dunia. Kini, inisiatif-inisiatif tersebut disepadukan melalui infrastruktur siber ForestPlots.net yang menghubungkan rakan sekerja dari 54 negara di 24 buah rangkaian plot. Secara kolektif, rangkaian ini sedang mengubah pemahaman tentang hutan tropika dan peranannya dalam biosfera. Kami telah bekerjasama untuk menemukan bagaimana, di mana dan mengapa karbon serta biodiversiti hutan bertindak balas terhadap perubahan iklim dan juga bagaimana mereka saling bermaklum balas. Kolaborasi pan-tropika jangka panjang ini telah mendedahkan sebuah sinki karbon jangka panjang serta arah alirannya dan juga menjelaskan pemandu-pemandu perubahan yang terpenting, di mana dan bagaimana proses hutan terjejas, masa susul yang ada dan kemungkinan tindakbalas hutan tropika pada perubahan iklim secara berterusan di masa depan. Dengan memanfaatkan pendekatan lama, rangkaian plot sedang menyalakan revolusi yang amat moden dalam sains hutan tropika. Pada masa akan datang, manusia sejagat akan banyak mendapat manfaat jika memupuk komuniti-komuniti akar umbi yang kini berkemampuan secara kolektif menghasilkan pemahaman unik dan jangka panjang mengenai hutan-hutan yang paling berharga di dunia

Mortality from gastrointestinal congenital anomalies at 264 hospitals in 74 low-income, middle-income, and high-income countries: a multicentre, international, prospective cohort study

Summary Background Congenital anomalies are the fifth leading cause of mortality in children younger than 5 years globally. Many gastrointestinal congenital anomalies are fatal without timely access to neonatal surgical care, but few studies have been done on these conditions in low-income and middle-income countries (LMICs). We compared outcomes of the seven most common gastrointestinal congenital anomalies in low-income, middle-income, and high-income countries globally, and identified factors associated with mortality. Methods We did a multicentre, international prospective cohort study of patients younger than 16 years, presenting to hospital for the first time with oesophageal atresia, congenital diaphragmatic hernia, intestinal atresia, gastroschisis, exomphalos, anorectal malformation, and Hirschsprung’s disease. Recruitment was of consecutive patients for a minimum of 1 month between October, 2018, and April, 2019. We collected data on patient demographics, clinical status, interventions, and outcomes using the REDCap platform. Patients were followed up for 30 days after primary intervention, or 30 days after admission if they did not receive an intervention. The primary outcome was all-cause, in-hospital mortality for all conditions combined and each condition individually, stratified by country income status. We did a complete case analysis. Findings We included 3849 patients with 3975 study conditions (560 with oesophageal atresia, 448 with congenital diaphragmatic hernia, 681 with intestinal atresia, 453 with gastroschisis, 325 with exomphalos, 991 with anorectal malformation, and 517 with Hirschsprung’s disease) from 264 hospitals (89 in high-income countries, 166 in middleincome countries, and nine in low-income countries) in 74 countries. Of the 3849 patients, 2231 (58·0%) were male. Median gestational age at birth was 38 weeks (IQR 36–39) and median bodyweight at presentation was 2·8 kg (2·3–3·3). Mortality among all patients was 37 (39·8%) of 93 in low-income countries, 583 (20·4%) of 2860 in middle-income countries, and 50 (5·6%) of 896 in high-income countries (p<0·0001 between all country income groups). Gastroschisis had the greatest difference in mortality between country income strata (nine [90·0%] of ten in lowincome countries, 97 [31·9%] of 304 in middle-income countries, and two [1·4%] of 139 in high-income countries; p≤0·0001 between all country income groups). Factors significantly associated with higher mortality for all patients combined included country income status (low-income vs high-income countries, risk ratio 2·78 [95% CI 1·88–4·11], p<0·0001; middle-income vs high-income countries, 2·11 [1·59–2·79], p<0·0001), sepsis at presentation (1·20 [1·04–1·40], p=0·016), higher American Society of Anesthesiologists (ASA) score at primary intervention (ASA 4–5 vs ASA 1–2, 1·82 [1·40–2·35], p<0·0001; ASA 3 vs ASA 1–2, 1·58, [1·30–1·92], p<0·0001]), surgical safety checklist not used (1·39 [1·02–1·90], p=0·035), and ventilation or parenteral nutrition unavailable when needed (ventilation 1·96, [1·41–2·71], p=0·0001; parenteral nutrition 1·35, [1·05–1·74], p=0·018). Administration of parenteral nutrition (0·61, [0·47–0·79], p=0·0002) and use of a peripherally inserted central catheter (0·65 [0·50–0·86], p=0·0024) or percutaneous central line (0·69 [0·48–1·00], p=0·049) were associated with lower mortality. Interpretation Unacceptable differences in mortality exist for gastrointestinal congenital anomalies between lowincome, middle-income, and high-income countries. Improving access to quality neonatal surgical care in LMICs will be vital to achieve Sustainable Development Goal 3.2 of ending preventable deaths in neonates and children younger than 5 years by 2030

Intestinal mucosal humoral response and neuro-immune interaction as contributors to the pathophysiology of diarrhea-predominant Irritable Bowel Syndrome

La Síndrome de l'Intestí Irritable (SII) és un trastorn gastrointestinal crònic i prevalent que cursa amb alteracions a la motilitat intestinal i amb dolor abdominal. La SII constitueix un trastorn recurrent i potencialment incapacitant sense un marcador de diagnòstic específic i únicament hi ha disponibles tractaments pal·liatius. L'absència d'una patofisiologia ben establerta destaca la necessitat d'identificar les causes orgàniques subjacents a les alteracions intestinal i la generació de símptomes. A la mucosa intestinals d'aquests pacients s'ha identificat un cert grau d'inflamació així com un increment de la permeabilitat intestinal i una major activitat de la resposta immunitària. Estudis previs del nostre grup van revelar un de la activitat humoral a la mucosa intestinal dels pacients SII amb predomini de diarrea (SII-D), associats a símptomes més severs. Per una altra banda, els pacients que pateixen SII sovint presenten ansietat i depressió recolzant que una disfunció de l'eix cervell-intestí podria estar involucrada en l'aparició i el desenvolupament dels símptomes. Considerant l'alta innervació de l'intestí i la modulació bidireccional descrita entre el sistema nerviós i el sistema digestiu, l'objectiu d'aquesta tesi doctoral és caracteritzar l'activació de la resposta humoral per mecanismes neuro-immunològics a la mucosa intestinal dels pacients amb SII-D. Per assolir el nostre objectiu, aquest projecte s'ha dividit en tres capítols. Al capítol 1, vam obtenir biòpsies jejunals, sang i femta de pacients amb SII-D i voluntaris sans. Vam quantificar les immunoglobulines (Igs) a les mostres de femta i es va observar que els nivells de IgG són més alts al grup SII-D, concretament IgG2 i IgG3, aquesta última sense diferències significatives. La quantitat de IgG total correlaciona de forma positiva amb la intensitat del dolor abdominal reportada pels pacients. Vam realitzar una anàlisis fenotípica a les biòpsies de l'expressió dels marcadors de cèl·lula plasmàtica CD38/CD138, el marcador neuronal PGP9.5 i TACR1 (receptor de substància P), involucrat a la senyalització nociceptiva. Vam observar que les cèl·lules plasmàtiques i las terminacions nervioses es troben en proximitat i en realitzar la quantificació d'aquesta distància mitjançant microscòpia electrònica de transmissió, els resultats van mostrar que les cèl·lules plasmàtiques estan significativament més properes a les terminacions nervioses al grup SII-D. Aquesta distància correlaciona amb els símptomes d'estrès agut i els nivells de depressió indicats pels pacients, l'últim sense assolir la significació estadística. Al capítol 2, vam realitzar una anàlisi de RNA-seq amb RNA extret de biòpsies jejunals de pacients amb SII-D i voluntaris sans. Vam dur a terme en aquestes mostres, una anàlisi d'enriquiment del conjunt de gens, vam observar que el fenotip immunològic de la resposta humoral està enriquit i 60% dels gens amb un nivell major d'enriquiment estan involucrats a l'estructura de les Ig. Les vies associades amb la funció barrera a l'intestí també es troben sobrerepresentades a la SII-D. Finalment, al capítol 3, es van avaluar diferents fonts d'obtenció de cèl·lula B com a model in vitro per estudiar l'efecte dels neuropèptids a l'activitat immunològica, més específicament la substància P, a l'activació/diferenciació de la cèl·lula B i la producció de Ig. Vam comparar cèl·lules de cultiu primari (cèl·lules B i cèl·lules plasmàtiques aïllades de la mucosa intestinal i sang) i una línia de cèl·lula B immortalitzada (126BLCL). També es va fer una anàlisis cèl·lules plasmàtiques diferenciades in vitro obtingudes a partir de les cèl·lules aïllades de sang. Rere una detallada caracterització fenotípica, vam concloure que les cèl·lules B de sang són el model in vitro més adequat i factible.El Síndrome del Intestino Irritable (SII) es un trastorno gastrointestinal crónico y prevalente que cursa con alteraciones en la motilidad intestinal y dolor abdominal. Constituye un trastorno recurrente y potencialmente incapacitante para el cual no existe un marcador específico diagnóstico ni tratamientos especificos. La ausencia de una patofisiología bien establecida subraya la necesidad identificar las causas orgánicas subyacentes a las alteraciones intestinales y a la generación de síntomas. En la mucosa intestinal de estos pacientes, se ha identificado un cierto grado de inflamación, un incremento de la permeabilidad intestinal y una mayor actividad de la respuesta inmunológica. Estudios previos de nuestro grupo revelaron un incremento de la actividad humoral en la mucosa intestinal de los pacientes con SII con predominio de diarrea (SII-D), asociados a síntomas más severos. Por otra parte, los pacientes que sufren de SII a menudo presentan ansiedad y depresión, sustentando que una disfunción del eje cerebro-intestino podría estar involucrada. Teniendo en cuenta la alta inervación de la mucosa intestinal, juntamente con la modulación bidireccional entre sistema nervioso e inmunitario, el objetivo de esta tesis doctoral es caracterizar la activación de la respuesta humoral por mecanismos neuro-inmunológicos en la mucosa intestinal de los pacientes con SII-D. Para lograr nuestro objetivo, este proyecto se ha divido en tres capítulos. En el capítulo 1, obtuvimos biopsias yeyunales, sangre y heces de pacientes con SII-D y voluntarios sanos. Cuantificamos las Ig en muestras de heces y observamos que los niveles de inmunoglobulina (Ig) G son más altos en el grupo SII-D, concretamente IgG2 e IgG3, esta última sin alcanzar diferencias significativas. La cantidad de IgG total correlaciona de forma positiva con la intensidad del dolor abdominal reportada por los pacientes. Llevamos a cabo un análisis fenotípico en las biopsias de la expresión de los marcadores de célula plasmática CD38/CD138, el marcador neuronal PGP9.5 y la expresión de TACR1 (receptor de sustancia P), involucrado en la señalización nociceptiva. Observamos que las células plasmáticas y las terminaciones nerviosas se encuentran en proximidad y, cuando realizamos la cuantificación de esta distancia mediante microscopía electrónica de transmisión, los resultados mostraron que las células plasmáticas están significativamente más cerca de las terminaciones nerviosas en SII-D. Esta distancia correlaciona con los síntomas de estrés agudo y los niveles de depresión, el segundo sin llegar a alcanzar la significación estadística. En el capítulo 2, realizamos un análisis de RNA-seq con RNA extraído de biopsias yeyunales de pacientes con SII-D y voluntarios sanos. En estas muestras llevamos a cabo un análisis de enriquecimiento del conjunto de genes observamos que el fenotipo inmunológico de la respuesta humoral está enriquecido y 60% de los genes con mayor nivel de enriquecimiento están involucrados en la estructura de las Igs. Las vías asociadas con la función barrera en el intestino también se encuentran sobrerrepresentadas en el SII-D. Finalmente, en el capítulo 3, se evaluaron diferentes fuentes de obtención de célula B como modelo in vitro para estudiar el efecto de los neuropéptidos sobre la actividad inmunológica, más específicamente la sustancia P, en la activación/diferenciación de la célula B y la producción de Igs. Comparamos células de cultivo primario (células B y células plasmáticas aisladas de la mucosa intestinal y sangre) y una línea de célula B inmortalizada (126BLCL). También analizamos células plasmáticas diferenciadas in vitro obtenidas de las células aisladas de sangre. Tras realizar una detallada caracterización fenotípica, concluimos que las células B de sangre son el modelo in vitro más adecuado y factible para alcanzar nuestro objetivo.Irritable Bowel Syndrome (IBS) is a chronic and prevalent gastrointestinal disorder which curses with intestinal motility alterations and abdominal pain. IBS constitutes a relapsing and potentially disabling disorder and, currently, there is no specific diagnosis biomarker and only palliative treatments are available. The absence of a well-established pathophysiology highlights the need of identifying the underlying organic causes of motility alterations and the onset of symptoms. In the intestinal mucosa of these patients a certain degree of inflammation has been identified together with an increased intestinal permeability and a higher activity of the immune response. Previous studies from our group showed an increased humoral activity in the intestinal mucosa of diarrhea-predominant IBS (IBS-D) patients, associated with more severity of the symptoms. IBS patients often present anxiety and depression, and dysfunction of the gut-brain axis features IBS onset and outcome. Considering intestinal mucosa is highly innervated and the existence of a bidirectional modulation between nervous and immune systems, the main objective of this thesis was to characterize the activation humoral response by neuro-immune mechanisms in the intestinal mucosa of IBS-D patients. To achieve our purpose, this project has been divided into three chapters. In chapter 1, we collected jejunal biopsies, blood and feces from IBS-D patients and healthy volunteers. We quantified immunoglobulins (Igs) in stool and observed higher levels of IgG in IBS-D group, more specifically IgG2 and IgG3, despite this last one did not reach statistical significance. The amount of total IgG positively correlated with the intensity of the abdominal pain reported by the patients. We conducted a phenotypical analysis in jejunal biopsies for the expression of CD38 and CD138 plasma cell marker, PGP9.5 neural marker and TACR1 (substance P receptor) expression, involved in nociceptive signaling. We observed that plasma cells and nerve endings are found in proximity and, when we performed a quantification of this distance by transmission electron microscopy (TEM), results showed plasma cells are significantly close to nerve endings in the IBS-D group. This distance inversely correlates with acute stress symptoms and depression score reported by patients, the later not reaching significance. In Chapter 2, an RNA-seq analysis was conducted in RNA extracted from IBS-D patients and healthy volunteer jejunal biopsies. We performed a Gene Set Enrichment Analysis with all the genes in these samples; we observed the humoral response immunological phenotype is enriched and 60% of the genes with a highest enrichment score are involved in Ig structure. Pathways associated to intestinal barrier function are also overrepresented in IBS-D. Finally, in Chapter 3, we evaluated several sources to obtain a B cell in vitro model to study the effect of neuropeptides on immune activity, more specifically substance P, in B cell activation/differentiation and Ig production. We confronted primary culture cells (B and plasma cells isolated from intestinal mucosa and blood) and an established B cell line (126BLCL). In vitro differentiated plasma cells obtained from blood were also analyzed. After conducting a deep phenotypic characterization, we concluded blood isolated B cells are the most suitable and feasible in vitro model for our purpose. The results of this thesis reinforce the hypothesis of the neuro-immune crosstalk in the intestinal as playing a crucial role in IBS pathophysiology

Intestinal mucosal humoral response and neuro-immune interaction as contributors to the pathophysiology of diarrhea-predominant Irritable Bowel Syndrome

La Síndrome de l’Intestí Irritable (SII) és un trastorn gastrointestinal crònic i prevalent que cursa amb alteracions a la motilitat intestinal i amb dolor abdominal. La SII constitueix un trastorn recurrent i potencialment incapacitant sense un marcador de diagnòstic específic i únicament hi ha disponibles tractaments pal·liatius. L’absència d’una patofisiologia ben establerta destaca la necessitat d’identificar les causes orgàniques subjacents a les alteracions intestinal i la generació de símptomes. A la mucosa intestinals d’aquests pacients s’ha identificat un cert grau d’inflamació així com un increment de la permeabilitat intestinal i una major activitat de la resposta immunitària. Estudis previs del nostre grup van revelar un de la activitat humoral a la mucosa intestinal dels pacients SII amb predomini de diarrea (SII-D), associats a símptomes més severs. Per una altra banda, els pacients que pateixen SII sovint presenten ansietat i depressió recolzant que una disfunció de l’eix cervell-intestí podria estar involucrada en l’aparició i el desenvolupament dels símptomes. Considerant l’alta innervació de l’intestí i la modulació bidireccional descrita entre el sistema nerviós i el sistema digestiu, l’objectiu d’aquesta tesi doctoral és caracteritzar l’activació de la resposta humoral per mecanismes neuro-immunològics a la mucosa intestinal dels pacients amb SII-D. Per assolir el nostre objectiu, aquest projecte s’ha dividit en tres capítols. Al capítol 1, vam obtenir biòpsies jejunals, sang i femta de pacients amb SII-D i voluntaris sans. Vam quantificar les immunoglobulines (Igs) a les mostres de femta i es va observar que els nivells de IgG són més alts al grup SII-D, concretament IgG2 i IgG3, aquesta última sense diferències significatives. La quantitat de IgG total correlaciona de forma positiva amb la intensitat del dolor abdominal reportada pels pacients. Vam realitzar una anàlisis fenotípica a les biòpsies de l’expressió dels marcadors de cèl·lula plasmàtica CD38/CD138, el marcador neuronal PGP9.5 i TACR1 (receptor de substància P), involucrat a la senyalització nociceptiva. Vam observar que les cèl·lules plasmàtiques i las terminacions nervioses es troben en proximitat i en realitzar la quantificació d’aquesta distància mitjançant microscòpia electrònica de transmissió, els resultats van mostrar que les cèl·lules plasmàtiques estan significativament més properes a les terminacions nervioses al grup SII-D. Aquesta distància correlaciona amb els símptomes d’estrès agut i els nivells de depressió indicats pels pacients, l’últim sense assolir la significació estadística. Al capítol 2, vam realitzar una anàlisi de RNA-seq amb RNA extret de biòpsies jejunals de pacients amb SII-D i voluntaris sans. Vam dur a terme en aquestes mostres, una anàlisi d’enriquiment del conjunt de gens, vam observar que el fenotip immunològic de la resposta humoral està enriquit i 60% dels gens amb un nivell major d’enriquiment estan involucrats a l’estructura de les Ig. Les vies associades amb la funció barrera a l’intestí també es troben sobrerepresentades a la SII-D. Finalment, al capítol 3, es van avaluar diferents fonts d’obtenció de cèl·lula B com a model in vitro per estudiar l’efecte dels neuropèptids a l’activitat immunològica, més específicament la substància P, a l’activació/diferenciació de la cèl·lula B i la producció de Ig. Vam comparar cèl·lules de cultiu primari (cèl·lules B i cèl·lules plasmàtiques aïllades de la mucosa intestinal i sang) i una línia de cèl·lula B immortalitzada (126BLCL). També es va fer una anàlisis cèl·lules plasmàtiques diferenciades in vitro obtingudes a partir de les cèl·lules aïllades de sang. Rere una detallada caracterització fenotípica, vam concloure que les cèl·lules B de sang són el model in vitro més adequat i factible.El Síndrome del Intestino Irritable (SII) es un trastorno gastrointestinal crónico y prevalente que cursa con alteraciones en la motilidad intestinal y dolor abdominal. Constituye un trastorno recurrente y potencialmente incapacitante para el cual no existe un marcador específico diagnóstico ni tratamientos especificos. La ausencia de una patofisiología bien establecida subraya la necesidad identificar las causas orgánicas subyacentes a las alteraciones intestinales y a la generación de síntomas. En la mucosa intestinal de estos pacientes, se ha identificado un cierto grado de inflamación, un incremento de la permeabilidad intestinal y una mayor actividad de la respuesta inmunológica. Estudios previos de nuestro grupo revelaron un incremento de la actividad humoral en la mucosa intestinal de los pacientes con SII con predominio de diarrea (SII-D), asociados a síntomas más severos. Por otra parte, los pacientes que sufren de SII a menudo presentan ansiedad y depresión, sustentando que una disfunción del eje cerebro-intestino podría estar involucrada. Teniendo en cuenta la alta inervación de la mucosa intestinal, juntamente con la modulación bidireccional entre sistema nervioso e inmunitario, el objetivo de esta tesis doctoral es caracterizar la activación de la respuesta humoral por mecanismos neuro-inmunológicos en la mucosa intestinal de los pacientes con SII-D. Para lograr nuestro objetivo, este proyecto se ha divido en tres capítulos. En el capítulo 1, obtuvimos biopsias yeyunales, sangre y heces de pacientes con SII-D y voluntarios sanos. Cuantificamos las Ig en muestras de heces y observamos que los niveles de inmunoglobulina (Ig) G son más altos en el grupo SII-D, concretamente IgG2 e IgG3, esta última sin alcanzar diferencias significativas. La cantidad de IgG total correlaciona de forma positiva con la intensidad del dolor abdominal reportada por los pacientes. Llevamos a cabo un análisis fenotípico en las biopsias de la expresión de los marcadores de célula plasmática CD38/CD138, el marcador neuronal PGP9.5 y la expresión de TACR1 (receptor de sustancia P), involucrado en la señalización nociceptiva. Observamos que las células plasmáticas y las terminaciones nerviosas se encuentran en proximidad y, cuando realizamos la cuantificación de esta distancia mediante microscopía electrónica de transmisión, los resultados mostraron que las células plasmáticas están significativamente más cerca de las terminaciones nerviosas en SII-D. Esta distancia correlaciona con los síntomas de estrés agudo y los niveles de depresión, el segundo sin llegar a alcanzar la significación estadística. En el capítulo 2, realizamos un análisis de RNA-seq con RNA extraído de biopsias yeyunales de pacientes con SII-D y voluntarios sanos. En estas muestras llevamos a cabo un análisis de enriquecimiento del conjunto de genes observamos que el fenotipo inmunológico de la respuesta humoral está enriquecido y 60% de los genes con mayor nivel de enriquecimiento están involucrados en la estructura de las Igs. Las vías asociadas con la función barrera en el intestino también se encuentran sobrerrepresentadas en el SII-D. Finalmente, en el capítulo 3, se evaluaron diferentes fuentes de obtención de célula B como modelo in vitro para estudiar el efecto de los neuropéptidos sobre la actividad inmunológica, más específicamente la sustancia P, en la activación/diferenciación de la célula B y la producción de Igs. Comparamos células de cultivo primario (células B y células plasmáticas aisladas de la mucosa intestinal y sangre) y una línea de célula B inmortalizada (126BLCL). También analizamos células plasmáticas diferenciadas in vitro obtenidas de las células aisladas de sangre. Tras realizar una detallada caracterización fenotípica, concluimos que las células B de sangre son el modelo in vitro más adecuado y factible para alcanzar nuestro objetivo.Irritable Bowel Syndrome (IBS) is a chronic and prevalent gastrointestinal disorder which curses with intestinal motility alterations and abdominal pain. IBS constitutes a relapsing and potentially disabling disorder and, currently, there is no specific diagnosis biomarker and only palliative treatments are available. The absence of a well-established pathophysiology highlights the need of identifying the underlying organic causes of motility alterations and the onset of symptoms. In the intestinal mucosa of these patients a certain degree of inflammation has been identified together with an increased intestinal permeability and a higher activity of the immune response. Previous studies from our group showed an increased humoral activity in the intestinal mucosa of diarrhea-predominant IBS (IBS-D) patients, associated with more severity of the symptoms. IBS patients often present anxiety and depression, and dysfunction of the gut-brain axis features IBS onset and outcome. Considering intestinal mucosa is highly innervated and the existence of a bidirectional modulation between nervous and immune systems, the main objective of this thesis was to characterize the activation humoral response by neuro-immune mechanisms in the intestinal mucosa of IBS-D patients. To achieve our purpose, this project has been divided into three chapters. In chapter 1, we collected jejunal biopsies, blood and feces from IBS-D patients and healthy volunteers. We quantified immunoglobulins (Igs) in stool and observed higher levels of IgG in IBS-D group, more specifically IgG2 and IgG3, despite this last one did not reach statistical significance. The amount of total IgG positively correlated with the intensity of the abdominal pain reported by the patients. We conducted a phenotypical analysis in jejunal biopsies for the expression of CD38 and CD138 plasma cell marker, PGP9.5 neural marker and TACR1 (substance P receptor) expression, involved in nociceptive signaling. We observed that plasma cells and nerve endings are found in proximity and, when we performed a quantification of this distance by transmission electron microscopy (TEM), results showed plasma cells are significantly close to nerve endings in the IBS-D group. This distance inversely correlates with acute stress symptoms and depression score reported by patients, the later not reaching significance. In Chapter 2, an RNA-seq analysis was conducted in RNA extracted from IBS-D patients and healthy volunteer jejunal biopsies. We performed a Gene Set Enrichment Analysis with all the genes in these samples; we observed the humoral response immunological phenotype is enriched and 60% of the genes with a highest enrichment score are involved in Ig structure. Pathways associated to intestinal barrier function are also overrepresented in IBS-D. Finally, in Chapter 3, we evaluated several sources to obtain a B cell in vitro model to study the effect of neuropeptides on immune activity, more specifically substance P, in B cell activation/differentiation and Ig production. We confronted primary culture cells (B and plasma cells isolated from intestinal mucosa and blood) and an established B cell line (126BLCL). In vitro differentiated plasma cells obtained from blood were also analyzed. After conducting a deep phenotypic characterization, we concluded blood isolated B cells are the most suitable and feasible in vitro model for our purpose. The results of this thesis reinforce the hypothesis of the neuro-immune crosstalk in the intestinal as playing a crucial role in IBS pathophysiology.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Bioquímica, Biologia Molecular i Biomedicin