Development of a complete advanced computational workflow for high-resolution LDI-MS metabolomics imaging data processing and visualization

La imatge per espectrometria de masses (MSI) mapeja la distribució espacial de les molècules en una mostra. Això permet extreure informació Metabolòmica espacialment corralada d'una secció de teixit. MSI no s'usa àmpliament en la metabolòmica espacial a causa de diverses limitacions relacionades amb les matrius MALDI, incloent la generació d'ions que interfereixen en el rang de masses més baix i la difusió lateral dels compostos. Hem desenvolupat un flux de treball que millora l'adquisició de metabòlits en un instrument MALDI utilitzant un "sputtering" per dipositar una nano-capa d'Au directament sobre el teixit. Això minimitza la interferència dels senyals del "background" alhora que permet resolucions espacials molt altes. S'ha desenvolupat un paquet R per a la visualització d'imatges i processament de les dades MSI, tot això mitjançant una implementació optimitzada per a la gestió de la memòria i la programació concurrent. A més, el programari desenvolupat inclou també un algoritme per a l'alineament de masses que millora la precisió de massa.La imagen por espectrometría de masas (MSI) mapea la distribución espacial de las moléculas en una muestra. Esto permite extraer información metabolòmica espacialmente corralada de una sección de tejido. MSI no se usa ampliamente en la metabolòmica espacial debido a varias limitaciones relacionadas con las matrices MALDI, incluyendo la generación de iones que interfieren en el rango de masas más bajo y la difusión lateral de los compuestos. Hemos desarrollado un flujo de trabajo que mejora la adquisición de metabolitos en un instrumento MALDI utilizando un “sputtering” para depositar una nano-capa de Au directamente sobre el tejido. Esto minimiza la interferencia de las señales del “background” a la vez que permite resoluciones espaciales muy altas. Se ha desarrollado un paquete R para la visualización de imágenes y procesado de los datos MSI, todo ello mediante una implementación optimizada para la gestión de la memoria y la programación concurrente. Además, el software desarrollado incluye también un algoritmo para el alineamiento de masas que mejora la precisión de masa.Mass spectrometry imaging (MSI) maps the spatial distributions of molecules in a sample. This allows extracting spatially-correlated metabolomics information from tissue sections. MSI is not widely used in spatial metabolomics due to several limitations related with MALDI matrices, including the generation of interfering ions and in the low mass range and the lateral compound delocalization. We developed a workflow to improve the acquisition of metabolites using a MALDI instrument. We sputter an Au nano-layer directly onto the tissue section enabling the acquisition of metabolites with minimal interference of background signals and ultra-high spatial resolution. We developed an R package for image visualization and MSI data processing, which is optimized to manage datasets larger than computer’s memory using a mutli-threaded implementation. Moreover, our software includes a label-free mass alignment algorithm for mass accuracy enhancement

Amplificació d'àudio en classe D

Amplificar és el procés d’augmentar l’amplitud d’un senyal. Existeixen diferents mètodes per amplificar àudio. Cadascuna d’aquestes tècniques aporta els seus avantatges i inconvenients, no obstant l’evolució tecnologia fa que cada dia estiguem més a prop de l’amplificador ideal. L’amplificador en classe D és una de les tècniques més pioneres que permet augmentar el rendiment energètic de l’amplificador a nivells molt superiors respecte les altres tècniques d’amplificar. L’amplificador en classe D és un convertidor de potencia commutat per la qual cosa el seu funcionament és basa en la modulació per amplada de polsos. Donat un senyal d’àudio per amplificar, aquest és modulat. Tot seguit el convertidor de potència amplifica el senyal modulat. Un filtre reactiu és l’encarregat de fer la demodulació de l’ona amplificada per tal d’extreure el senyal d’àudio el qual ja pot ser injectat a l’altaveu. Per millorar les especificacions de l’amplificador i fer-lo més robust a pertorbacions externes és necessari un control en llaç tancat. El controlador pren una mostra de la sortida i l’adequa per comparar-la amb l’entrada obtenint així l’error que és comet en amplificar. Un cop es té l’error el controlador ha d’actuar per tal de minimitzar-lo obtenint així una amplificació el millor possible. L’amplificador en classe D és una bona alternativa a les tècniques clàssiques d’amplificació ja que aporta grans avantatges des del punt de vista energètic

SALDI-MS and SERS Multimodal Imaging: One Nanostructured Substrate to Rule Them Both

Imaging techniques based on mass spectrometry or spectroscopy methods inform in situ about the chemical composition of biological tissues or organisms, but they are sometimes limited by their specificity, sensitivity, or spatial resolution. Multimodal imaging addresses these limitations by combining several imaging modalities; however, measuring the same sample with the same preparation using multiple imaging techniques is still uncommon due to the incompatibility between substrates, sample preparation protocols, and data formats. We present a multimodal imaging approach that employs a gold-coated nanostructured silicon substrate to couple surface-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry (SALDI-MS) and surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Our approach integrates both imaging modalities by using the same substrate, sample preparation, and data analysis software on the same sample, allowing the coregistration of both images. We transferred molecules from clean fingertips and fingertips covered with plasticine modeling clay onto our nanostructure and analyzed their chemical composition and distribution by SALDI-MS and SERS. Multimodal analysis located the traces of plasticine on fingermarks and provided chemical information on the composition of the clay. Our multimodal approach effectively combines the advantages of mass spectrometry and vibrational spectroscopy with the signal enhancing abilities of our nanostructured substrate

Cytotoxicity of osmium(ii) and cycloosmated half-sandwich complexes from 1-pyrenyl-containing phosphane ligands

Five metal-arene complexes of formula [MX2(η6-p-cymene)(diR(1-pyrenyl)phosphane)] (M = Os or Ru, X = Cl or I, R = isopropyl or phenyl) and symbolized as MRX2 were synthesized and fully characterized, namely OsiPrCl2, OsiPrI2, OsPhCl2, OsPhI2 and RuPhI2. Furthermore, nine cyclometalated half-sandwich complexes of formula [MX-(η6-p-cymene)(k2C-diR(1-pyrenyl)phosphane)] (M = Os or Ru, X = Cl or I, R = isopropyl or phenyl) or [M(η6-p-cymene)(kS-dmso)(k2C-diR(1-pyrenyl)phosphane)]PF6 (M = Os or Ru, R = isopropyl or phenyl) and symbolized as c-MRX were prepared; hence, c-OsiPrCl, c-OsiPrI, c-OsiPrdmso, c-OsPhCl, c-OsPhI, c-OsPhdmso, c-RuPhCl, c-RuPhI and c-RuPhdmso were obtained and fully characterized. The crystal structures of ten out of the fourteen complexes were solved. All complexes exhibit notable cytotoxic properties against A549 (Lung Adenocarcinoma) human cells, with IC50 values ranging from 48 to 1.42 μM. In addition, complex c-OsiPrdmso shows remarkable toxic behaviours agains other cell lines, namely MCF7 (breast carcinoma), MCF10A (non-tumorigenic epithelial breast) and MDA-MB-435 (melanoma) human cells, as illustrated by IC50 values of 4.36, 4.71 and 2.32 μM, respectively. Finally, it has been found that OsiPrI2 affects the cell cycle of A549 cells, impeding their replication (i.e., the cell cycle is blocked), whereas OsPhI2 (namely with phenyl groups instead of isopropyl ones) does not induce this effect

Mycobacterium manresensis induces trained immunity in vitro

The COVID-19 pandemic posed a global health crisis, with new severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) variants weakening vaccine-driven protection. Trained immunity could help tackle COVID-19 disease. Our objective was to analyze whether heat-killed Mycobacterium manresensis (hkMm), an environmental mycobacterium, induces trained immunity and confers protection against SARS-CoV-2 infection. To this end, THP-1 cells and primary monocytes were trained with hkMm. The increased secretion of tumor necrosis factor alpha (TNF-α), interleukin (IL)-6, IL-1β, and IL-10, metabolic activity, and changes in epigenetic marks suggested hkMm-induced trained immunity in vitro. Healthcare workers at risk of SARS-CoV-2 infection were enrolled into the MANRECOVID19 clinical trial (NCT04452773) and were administered Nyaditum resae (NR, containing hkMm) or placebo. No significant differences in monocyte inflammatory responses or the incidence of SARS-CoV-2 infection were found between the groups, although NR modified the profile of circulating immune cell populations. Our results show that M. manresensis induces trained immunity in vitro but not in vivo when orally administered as NR daily for 14 days. Biological sciences; Molecular biology; Immunology; Microbiolog

Mycobacterium manresensis induces trained immunity in vitro

The COVID-19 pandemic posed a global health crisis, with new severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) variants weakening vaccine-driven protection. Trained immunity could help tackle COVID-19 disease. Our objective was to analyze whether heat-killed Mycobacterium manresensis (hkMm), an environmental mycobacterium, induces trained immunity and confers protection against SARS-CoV-2 infection. To this end, THP-1 cells and primary monocytes were trained with hkMm. The increased secretion of tumor necrosis factor alpha (TNF-α), interleukin (IL)-6, IL-1β, and IL-10, metabolic activity, and changes in epigenetic marks suggested hkMm-induced trained immunity in vitro. Healthcare workers at risk of SARS-CoV-2 infection were enrolled into the MANRECOVID19 clinical trial (NCT04452773) and were administered Nyaditum resae (NR, containing hkMm) or placebo. No significant differences in monocyte inflammatory responses or the incidence of SARS-CoV-2 infection were found between the groups, although NR modified the profile of circulating immune cell populations. Our results show that M. manresensis induces trained immunity in vitro but not in vivo when orally administered as NR daily for 14 days.The MANRECOVID19 clinical trial has been sponsored by the Reig Jofre Group. This research was funded by the Consorcio Centro de Investigación Biomédica en Red (CIBERES and CIBEREHD) and the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 847762. MDH is supported by a Margarita Salas grant from NextGenerationEU. LS-M is supported by Juan de la Cierva fellowship (FJC2019-041213-I). NI-U is supported by the Spanish Ministry of Science and Innovation (grant PID2020-117145RB-I00), EU HORIZON-HLTH-2021-CORONA-01 (grant 101046118), and institutional funding from Grifols, Pharma Mar, HIPRA, Amassence, and Palobiofarma. The Innate Immunity lab and the UTE are accredited by the Catalan Agency for Management of University and Research Grants (2017-SGR-490/2021-SGR-01186, 2021-SGR-00931, and 2017-SGR-500/2021 SGR 00920). IGTP is a member of the CERCA network of institutes supported by the Health Department of the Government of Catalonia.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Development of a complete advanced computational workflow for high-resolution LDI-MS metabolomics imaging data processing and visualization

La imatge per espectrometria de masses (MSI) mapeja la distribució espacial de les molècules en una mostra. Això permet extreure informació Metabolòmica espacialment corralada d'una secció de teixit. MSI no s'usa àmpliament en la metabolòmica espacial a causa de diverses limitacions relacionades amb les matrius MALDI, incloent la generació d'ions que interfereixen en el rang de masses més baix i la difusió lateral dels compostos. Hem desenvolupat un flux de treball que millora l'adquisició de metabòlits en un instrument MALDI utilitzant un "sputtering" per dipositar una nano-capa d'Au directament sobre el teixit. Això minimitza la interferència dels senyals del "background" alhora que permet resolucions espacials molt altes. S'ha desenvolupat un paquet R per a la visualització d'imatges i processament de les dades MSI, tot això mitjançant una implementació optimitzada per a la gestió de la memòria i la programació concurrent. A més, el programari desenvolupat inclou també un algoritme per a l'alineament de masses que millora la precisió de massa.La imagen por espectrometría de masas (MSI) mapea la distribución espacial de las moléculas en una muestra. Esto permite extraer información metabolòmica espacialmente corralada de una sección de tejido. MSI no se usa ampliamente en la metabolòmica espacial debido a varias limitaciones relacionadas con las matrices MALDI, incluyendo la generación de iones que interfieren en el rango de masas más bajo y la difusión lateral de los compuestos. Hemos desarrollado un flujo de trabajo que mejora la adquisición de metabolitos en un instrumento MALDI utilizando un “sputtering” para depositar una nano-capa de Au directamente sobre el tejido. Esto minimiza la interferencia de las señales del “background” a la vez que permite resoluciones espaciales muy altas. Se ha desarrollado un paquete R para la visualización de imágenes y procesado de los datos MSI, todo ello mediante una implementación optimizada para la gestión de la memoria y la programación concurrente. Además, el software desarrollado incluye también un algoritmo para el alineamiento de masas que mejora la precisión de masa.Mass spectrometry imaging (MSI) maps the spatial distributions of molecules in a sample. This allows extracting spatially-correlated metabolomics information from tissue sections. MSI is not widely used in spatial metabolomics due to several limitations related with MALDI matrices, including the generation of interfering ions and in the low mass range and the lateral compound delocalization. We developed a workflow to improve the acquisition of metabolites using a MALDI instrument. We sputter an Au nano-layer directly onto the tissue section enabling the acquisition of metabolites with minimal interference of background signals and ultra-high spatial resolution. We developed an R package for image visualization and MSI data processing, which is optimized to manage datasets larger than computer’s memory using a mutli-threaded implementation. Moreover, our software includes a label-free mass alignment algorithm for mass accuracy enhancement

Amplificació d'àudio en classe D

Amplificar és el procés d’augmentar l’amplitud d’un senyal. Existeixen diferents mètodes per amplificar àudio. Cadascuna d’aquestes tècniques aporta els seus avantatges i inconvenients, no obstant l’evolució tecnologia fa que cada dia estiguem més a prop de l’amplificador ideal. L’amplificador en classe D és una de les tècniques més pioneres que permet augmentar el rendiment energètic de l’amplificador a nivells molt superiors respecte les altres tècniques d’amplificar. L’amplificador en classe D és un convertidor de potencia commutat per la qual cosa el seu funcionament és basa en la modulació per amplada de polsos. Donat un senyal d’àudio per amplificar, aquest és modulat. Tot seguit el convertidor de potència amplifica el senyal modulat. Un filtre reactiu és l’encarregat de fer la demodulació de l’ona amplificada per tal d’extreure el senyal d’àudio el qual ja pot ser injectat a l’altaveu. Per millorar les especificacions de l’amplificador i fer-lo més robust a pertorbacions externes és necessari un control en llaç tancat. El controlador pren una mostra de la sortida i l’adequa per comparar-la amb l’entrada obtenint així l’error que és comet en amplificar. Un cop es té l’error el controlador ha d’actuar per tal de minimitzar-lo obtenint així una amplificació el millor possible. L’amplificador en classe D és una bona alternativa a les tècniques clàssiques d’amplificació ja que aporta grans avantatges des del punt de vista energètic

Remarks on the consistency of minimal deviations from general relativity

We study the consequences of some possible modifications of the phase space structure of general relativity imposed by breaking, in the simplest manner, the full diffeomorphism invariance but retaining the time foliation preserving diffeomorphisms. We examine the different sectors in phase space that satisfy the new structure of constraints. For some sectors we find an infinite tower of constraints. In spite of that, we also show that these sectors allow for solutions, among them some well-known families of black hole and cosmologies which fulfill all the constraints. We raise some physical concerns on the consequences of an absolute Galilean time, on the thermodynamical pathologies of such models, and on their unusual vacuum structure