Inactivation and reactivation of pulmonary surfactant: molecular mechanisms and implication in respiratory pathologies

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular, leída el 17/12/2012La inactivación del surfactante pulmonar se encuentra asociada a muchas patologías respiratorias, como el síndrome de aspiración de meconio (MAS), síndrome del distrés respiratorio agudo (ARDS) o fibrosis pulmonar idiopática (IPF), que da lugar tensiones superficiales elevadas en la interfase alveolar. Las causas de la inactivación del surfactante son diferentes en origen y en su mecanismo molecular. Así, muchos agentes inactivadores llegan a los pulmones, como el meconio, durante el MAS, o suero debido al daño en la barrera epitelial. Por otro lado, deficiencias en las proteínas del surfactante también influye en la actividad del surfactante, como es el caso de IPF. El estudio de los mecanismos moleculares de la inactivación, así como la optimización de métodos permite el desarrollo de nuevas preparaciones de surfactante para su uso clínico en el tratamiento de patologías respiratorias. La adición de polímeros como el ácido hialurónico (HA) a las preparaciones de surfactante resulta en el aumento de la resistencia a la inactivación, de manera independiente del mecanismo de inactivación. Fuerzas entrópicas, como la presión osmótica y las fuerzas de exclusión (depletion forces), actúan en el surfactante de forma irreversible dando lugar a una preparación de surfactante pre-­‐activada que muestra alta resistencia a inactivación. Además, la caracterización biofísica de muestras clínicamente relevantes permite la combinación de datos clínicos y biofísicos, que pone de manifiesto la implicación de la inactivación del surfactante pulmonar en el desarrollo y resultados de las patologías respiratorias estudiadas, como el ARDS. Correlaciones significantes entre la elevada tensión superficial y parámetros clínicos como PaO2/FiO2 (índice de oxigenación), CRS (distensibilidad del sistema respiratorio), PRISM (riesgo pediátrico de mortalidad) y el índice de Murray (severidad del daño pulmonar), demuestra la importancia de la inactivación del surfactante pulmonar en ARDS. Desarrollo de preparaciones de surfactante resistentes a la inactivación puede ser la clave para el tratamiento de estas patologías. Finalmente, la completa caracterización de modelos animales clínicamente relevantes permite la combinación de datos moleculares, celulares y biofísicos. La caracterización del modelo de ratones deficientes en napsina A permite determinar niveles de proteínas no solo en el surfactante sino también en el tejido pulmonar. Resultados de la caracterización de este modelo apuntan a la inducción de daño en neumocitos tipo II que podría dar lugar al desarrollo de fibrosis. Este modelo supondría una herramienta de estudio del desarrollo de tejido fibrótico y su tratamiento. Combinación de datos moleculares, celulares, clínicos y biofísicos supone una buena herramienta para entender patologías respiratorias y desarrollar tratamientos eficientes.Pulmonary surfactant inactivation curses with many respiratory pathologies such as meconium aspiration syndrome (MAS), acute respiratory distress syndrome (ARDS) or idiopathic pulmonary fibrosis (IPF), resulting in abnormally high surface tension. Causes of inactivation of surfactant are different in origin and molecular mechanism. On the one hand, many inactivating agents reach the alveolar interface such as meconium, during MAS, or serum, due to leakage of fluid through the damaged epithelial barrier. On the other hand, deficiency in surfactant proteins may also influence the activity of surfactant, as in IPF. Studying molecular mechanisms of inactivation as well as optimizing new standardized methods allows the development of new surfactant preparations for clinical use in the treatment of respiratory pathologies. Addition of polymers such as hyaluronic acid (HA) to surfactant preparations results in an increase resistance to inactivation, independently of the inactivating mechanism. Entropic forces, such as osmotic pressure and depletion forces, act on surfactant in a non-­‐reversible way resulting in a pre-­‐activated surfactant preparation that shows enhanced resistance to inactivation. Moreover, the biophysical characterization of clinically relevant samples allow the combination of clinical and biophysical data that highlights the implication of surfactant inactivation in the development and outcome of the studied respiratory pathologies, such as ARDS. Significant correlation between high surface tension and clinical parameters such as PaO2/FiO2 (oxygenation index), CRS (compliance of the respiratory system), PRISM (paediatric mortality risk) and Murray score (lung injury severity), demonstrate the importance of surfactant inactivation in ARDS. Developing of inactivation-­‐resistant surfactant preparations could be the key for the treatment of such pathologies. Finally the complete characterization of clinically relevant animal models allows the combination of molecular, cellular, biophysical and clinical data. Characterization of a Napsin A KO mouse model allows us to determine levels of protein not only in surfactant but also in lung tissue. Results from these mice seem to resemble type II cell injury that would result in development of fibrosis. This mouse model would be a tool for the study of fibrosis development and its treatment. Combination of molecular, cellular, clinical and biophysical data is a powerful tool for understanding respiratory pathologies and developing effective treatments.Depto. de Bioquímica y Biología MolecularFac. de Ciencias QuímicasTRUEunpu

Cambios batimétricos en la estructura de la comunidad de las formaciones de coralígeno de plataforma someras del sector sur del Golfo de Valencia

[EN] The Gulf of Valencia has a typical sandy bottom, which may not stand out for its ecological biodiversity. However, in some areas we can find biogenic structures formed by calcareous algae that have a large number of both plant and animal species. There are few studies that talk about the ecology of these structures that we can find in the Mediterranean Sea, and even less, about the Valencian Community’s coralligenous. In this work we’ve made a broad analysis of the biodiversity (algae, sponges, bryozoans, gorgonians and icthyofauna) that we can find in the coralligenous of the Southern Gulf of Valencia, choosing two coralligenous platforms, one shallower (< 20 m) and the other one, deeper (> 23 m). In both cases were studied how depth affects to the biodiversity and morphology of these formations. Therefore, the aims of this project are to establish bathymetric differences in coralligenous communities, in order to make known and protect this unique ecosystem, for this, several statistical analyzes have been realized given recorded data of algal coverage, where some brown and red algae have shown significant differences, increasing the complexity of the coralligenous platforms with the depth.[ES] El fondo del Golfo de Valencia típico arenoso, no destaca por su biodiversidad ecológica. Sin embargo, en algunas zonas podemos encontrar unas estructuras biogénicas formadas por algas calcáreas que albergan una gran cantidad de especies tanto vegetales como animales. Son pocos los estudios que existen sobre la ecología de estas estructuras que podemos encontrar en el mar Mediterráneo y, menos aún sobre el coralígeno de las costas de la Comunidad Valenciana. En este trabajo se ha realizado un amplio análisis de la biodiversidad (algas, esponjas, briozoos, gorgonias e ictiofauna) que alberga el coralígeno del Golfo sur de Valencia, eligiendo dos plataformas de coralígeno, una más somera (23 m), donde se ha estudiado cómo afecta la profundidad tanto a la biodiversidad como a la morfología de estas formaciones. Es por ello que este proyecto tiene como objetivo establecer diferencias batimétricas en las comunidades de coralígeno, con la finalidad de dar a conocer y proteger este ecosistema único, para ello, se han realizado varios análisis estadísticos teniendo en cuenta datos registrados de cobertura algal, donde algunas especies de algas pardas y rojas han mostrado diferencias significativas, aumentando la complejidad del coralígeno con la profundidad.Rodríguez López, E. (2020). Cambios batimétricos en la estructura de la comunidad de las formaciones de coralígeno de plataforma someras del sector sur del Golfo de Valencia. Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/139421TFG

Effect of agro-climatic conditions on near infrared spectra of extra virgin olive oils

Authentication of extra virgin olive oil requires fast and cost-effective analytical procedures, such as near infrared spectroscopy. Multivariate analysis and chemometrics have been successfully applied in several papers to gather qualitative and quantitative information of extra virgin olive oils from near infrared spectra. Moreover, there are many examples in the literature analysing the effect of agro-climatic conditions on food content, in general, and in olive oil components, in particular. But the majority of these studies considered a factor, a non-numerical variable, containing this meteorological information. The present work uses all the agro-climatic data with the aim of highlighting the linear relationships between them and the near infrared spectra. The study begins with a graphical motivation, continues with a bivariate analysis and, finally, applies redundancy analysis to extend and confirm the previous conclusions.Peer Reviewe

Manhattan Project: "El papel de los científicos en el desarrollo de la bomba atómica"

Peer Reviewe

Method to determine the risk of metabolic syndrome among schoolchildren

El incremento de obesidad infantil se ha asociado con resistencia a la insulina (RI) y factores individuales de riesgo de enfermedad cardiovascular. El objetivo del trabajo fue valorar el riesgo de síndrome metabólico (SM) de un colectivo de escolares españoles según diferentes criterios diagnósticos. En el estudio se incluyeron 505 escolares (8 a 13 años) de diferentes localidades españolas, empleando diferentes métodos para la recopilación de los datos. Se evaluó el riesgo de padecer síndrome metabólico según diferentes criterios diagnósticos. Los resultados mostraron un elevado porcentaje de sobrepeso (15,9%) y obesidad (17,3%). Un 6,7% de los escolares podrían padecer el riesgo de SM según el criterio Cook aplicado en este estudio. Es recomendable utilizar el criterio diagnóstico de Cook para evaluar el riesgo de padecer SM empleado en este estudio, porque es aplicable a diferentes grupos poblacionales, incluye a niños menores de 10 años y es una metodología más simple que otras.The increase in chidhood obesity has been associated with insulin resistance (IR) and individual risk factors for cardiovascular disease. The objective of this work was to assess the risk of metabolic syndrome in a group of Spanish schoolchildren according to different diagnostic criteria. 505 schoolchildren (8-13 of age) from different Spanish locations were included in the study, and different methods were used to collect data. What was evaluated was the risk of having metabolic syndrome (MS) according to different diagnostic criteria. The results showed a high percentage of overweight (15,9%) and obesity (17,3%). A 6,7% of schoolchildren may suffer the risk of MS according to the Cook criterion applied in this study. It is recommended to use the diagnostic criteria of Cook to assess the risk of MS because it is applicable to different population groups, it includes children under 10 and it is simpler than other methods.Fil: de Piero Belmonte, Alexia Juliana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Tucumán. Instituto Superior de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Rodríguez Rodríguez, Elena. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: González Rodríguez, Liliana Guadalupe. Universidad Complutense de Madrid; EspañaFil: López Sobaler, Ana María. Universidad Complutense de Madrid; Españ

Prevalencia de artritis séptica neonatal en un hospital universitario

Introducción: La artritis séptica neonatal es un padecimiento poco común que se ha relacionado con recién nacidos internados en la unidad de cuidados intensivos neonatal, cuyo principal factor de riesgo es el uso previo de catéter central. Objetivo: establecer la prevalencia de la artritis séptica neonatal en nuestro Hospital. Material y método: estudio observacional descriptivo de prevalencia. Se incluyeron todos los recién nacidos con diagnostico de artritis séptica neonatal internados un la unidad de cuidados intermedios e intensivos neonatal del Hospital Universitario Dr. José Eleuterio González del año 2003 al 2007. Se revisaron los expedientes y se registraron variables generales, factores de riesgo, bacteriología y mortalidad. Resultados: Se diagnosticaron 26 casos de artritis séptica neonatal durante el periodo de tiempo estudiado, solo 20 casos lograron criterios de inclusión: la prevalencia fue de 1.2 casos por cada 1,000 nacidos. La edad gestacional fue 39.2 ± 1.3 semanas, con peso 3193 ± 709 g. El factor de riesgo que se presento con mas frecuencia fue el antecedente de uso previo de catéter en 75% de los casos. Se aisló microorganismo en 80% de los casos, los bacterias grampositivas se aislaron en 80% de los casos; el Staphylococcus aureus fue el microorganismo aislado predominantemente en 75% de los casos. La presentación poliarticular fue en 40% de los casos. La mortalidad fue de 0%. Conclusiones: La prevalencia fue menor a lo reportado en la literatura. Los microorganismos grampositivos continúan siendo los microorganismos predominantes en la artritis séptica neonatal. La mortalidad es baja

Manhattan Project: "El papel de los científicos en el desarrollo de la bomba atómica"

Peer Reviewe

Improvement of Edge Brightening by Means of Q Factor Minimization in Circular Antenna Apertures: High Efficient Taylor-Like Patterns

Implications and improvements of edge brightening effects led by Q factor minimization restricted to keep the same level of directivity for high efficiency continuous circular aperture distributions are here reported. In this manner, an optimization strategy for a minimum Q value-keeping the same level of efficiency and restricting the maximum sidelobe level (SLL)- is envisaged. As application of the method, a design procedure devoted to reduce the Q factor of the antenna aperture distributions while keeping a high level of efficiency is outlined. Then, these optimal Taylor distributions are used as initial point to develop an optimization strategy. This procedure is devoted to search Taylor-like distributions which offer a good compromise between low Q factor and high efficiency values with potentials for the antenna design scenario, based on a decrease in edge brightening effects led by the minimization of the aforementioned Q ratioS

Technical phosphoproteomic and bioinformatic tools useful in cancer research

Reversible protein phosphorylation is one of the most important forms of cellular regulation. Thus, phosphoproteomic analysis of protein phosphorylation in cells is a powerful tool to evaluate cell functional status. The importance of protein kinase-regulated signal transduction pathways in human cancer has led to the development of drugs that inhibit protein kinases at the apex or intermediary levels of these pathways. Phosphoproteomic analysis of these signalling pathways will provide important insights for operation and connectivity of these pathways to facilitate identification of the best targets for cancer therapies. Enrichment of phosphorylated proteins or peptides from tissue or bodily fluid samples is required. The application of technologies such as phosphoenrichments, mass spectrometry (MS) coupled to bioinformatics tools is crucial for the identification and quantification of protein phosphorylation sites for advancing in such relevant clinical research. A combination of different phosphopeptide enrichments, quantitative techniques and bioinformatic tools is necessary to achieve good phospho-regulation data and good structural analysis of protein studies. The current and most useful proteomics and bioinformatics techniques will be explained with research examples. Our aim in this article is to be helpful for cancer research via detailing proteomics and bioinformatic tools