Generation and characterization of a new conditional mouse model of Hutchinson-Gilford Progeria Syndrome to assess disease progression upon progerin suppression and lamin A restoration

Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Medicina, Departamento de Bioquímica. Fecha de lectura: 24-01-2020Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 24-07-2021El Síndrome de Progeria de Hutchinson-Gilford (HGPS, por sus siglas en inglés) es un trastorno genético fatal extremadamente raro caracterizado por envejecimiento acelerado y muerte prematura a una edad promedio de 14,6 años. El HGPS "clásico" está causado por una mutación de novo c.1824 C>T en el exón 11 del gen LMNA, que codifica las laminas A y C. Se trata de una mutación que, a pesar de ser sinónima, promueve la expresión de progerina, una forma anómala de prelamina A que no puede madurar correctamente, permaneciendo farnesilada y unida a la membrana nuclear interna, afectando muchos procesos celulares de manera dominante-negativa. Los pacientes con HGPS tienen un aspecto normal al nacer, pero desarrollan síntomas de la enfermedad típicamente durante el primer y segundo año de vida. Teniendo en cuenta que no existe una cura definitiva para HGPS y que los pacientes son diagnosticados cuando los síntomas están ya presentes, es crítico determinar si el daño causado por la progerina es reversible o si la progresión de HGPS puede disminuir o detenerse mediante la supresión de la expresión de esta proteína. También es necesario investigar la contribución relativa de factores sistémicos y específicos de tejido al desarrollo de HGPS, para evaluar la efectividad de posibles terapias futuras diseñadas para suprimir la expresión de progerina en tejidos específicos, lo que sería más sencillo que la supresión de progerina en todo el cuerpo. Para abordar estas preguntas, en esta Tesis Doctoral utilizamos el sistema CRISPR-Cas9 para generar ratones LmnaHGPSrev, el primer modelo de progeria “reversible” con expresión ubicua de progerina que puede suprimirse de manera controlada espacio-temporalmente tras la activación de la recombinasa Cre, que además permite el restablecimiento de la expresión de la lamina A. Hemos demostrado que los ratones LmnaHGPSrev/HGPSrev recapitulan las características principales de HGPS en humanos, incluyendo alteraciones en el desarrollo, problemas cardiovasculares y muerte prematura. Además, mostramos que el tratamiento de estos ratones progeroides mediante la activación de la Cre con tamoxifeno en una etapa avanzada de la enfermedad aumenta su supervivencia. Finalmente, la terapia génica con virus adeno-asociados que sobreexpresan Cre mejora el crecimiento postnatal de ratones progéricos adultos con síntomas iniciales de HGPS. Estos y futuros estudios con ratones LmnaHGPSrev/HGPSrev más allá del alcance de la presente Tesis Doctoral, arrojarán información importante sobre los mecanismos celulares y moleculares de HGPS y facilitarán el camino para desarrollar terapias más eficientes.Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS) is a rare fatal genetic disorder characterized by accelerated aging and premature death at an average age of 14.6 years. “Classical” HGPS is caused by a heterozygous de novo c.1824 C>T dominant synonymous point mutation in the LMNA gene, which encodes for lamin A and C. This mutation promotes the expression of a mutant protein called progerin, an aberrant form of prelamin A that cannot undergo complete maturation. Progerin remains permanently farnesylated and firmly anchored to the inner nuclear membrane, affecting many cellular processes in a dominant-negative manner. HGPS patients appear normal at birth but develop symptoms of the disease typically during the first and second year of life. Taking into account that there is still no definitive cure for HGPS and that patients are diagnosed when symptoms are already present, it is critically important to ascertain whether the damage caused by progerin expression is reversible or if disease progression can be slowed down or halted upon progerin suppression. It is also necessary to investigate the relative contribution of systemic and tissue-specific factors to the development of HGPS to assess the effectiveness of potential future therapies designed to suppress progerin expression in specific tissues, which, if proven effective, would likely be less challenging than whole-body progerin suppression. In order to address these questions, in this Doctoral Thesis we use the CRISPR-Cas9 system to generate LmnaHGPSrev mice, the first “reversible” mouse model of progeria which expresses progerin ubiquitously and allows a controlled spatio-temporal suppression of progerin expression with concomitant restoration of lamin A expression upon activation of the Cre recombinase. We demonstrate that LmnaHGPSrev/HGPSrev mice recapitulate the main features of human HGPS, including failure to thrive, cardiovascular alterations and premature death. Moreover, we show that Cre activation upon tamoxifen treatment starting at an advanced stage of the disease in LmnaHGPSrev/HGPSrev Ubc-CreERTtg/+ progeroid mice prolongs their life span. Finally, we show that gene therapy with adeno-associated virus overexpressing Cre ameliorates postnatal growth of adult LmnaHGPSrev/HGPSrev mice with initial symptoms of HGPS at the initiation of the therapy. These studies with the LmnaHGPSrev mouse model, and future studies beyond the scope of the present Doctoral Thesis, will shed significant light on the cellular and molecular mechanisms of HGPS and pave the way to developing more efficient therapies

Integration methods for the time dependent neutron diffusion equation and other approximations of the neutron transport equation

[ES] Uno de los objetivos más importantes en el análisis de la seguridad en el campo de la ingeniería nuclear es el cálculo, rápido y preciso, de la evolución de la potencia dentro del núcleo del reactor. La distribución de los neutrones se puede describir a través de la ecuación de transporte de Boltzmann. La solución de esta ecuación no puede obtenerse de manera sencilla para reactores realistas, y es por ello que se tienen que considerar aproximaciones numéricas. En primer lugar, esta tesis se centra en obtener la solución para varios problemas estáticos asociados con la ecuación de difusión neutrónica: los modos lambda, los modos gamma y los modos alpha. Para la discretización espacial se ha utilizado un método de elementos finitos de alto orden. Diversas características de cada problema espectral se analizan y se comparan en diferentes reactores. Después, se investigan varios métodos de cálculo para problemas de autovalores y estrategias para calcular los problemas algebraicos obtenidos a partir de la discretización espacial. La mayoría de los trabajos destinados a la resolución de la ecuación de difusión neutrónica están diseñados para la aproximación de dos grupos de energía, sin considerar dispersión de neutrones del grupo térmico al grupo rápido. La principal ventaja de la metodología que se propone es que no depende de la geometría del reactor, del tipo de problema de autovalores ni del número de grupos de energía del problema. Tras esto, se obtiene la solución de las ecuaciones estacionarias de armónicos esféricos. La implementación de estas ecuaciones tiene dos principales diferencias respecto a la ecuación de difusión neutrónica. Primero, la discretización espacial se realiza a nivel de pin. Por tanto, se estudian diferentes tipos de mallas. Segundo, el número de grupos de energía es, generalmente, mayor que dos. De este modo, se desarrollan estrategias a bloques para optimizar el cálculo de los problemas algebraicos asociados. Finalmente, se implementa un método modal actualizado para integrar la ecuación de difusión neutrónica dependiente del tiempo. Se presentan y comparan los métodos modales basados en desarrollos en función de los diferentes modos espaciales para varios tipos de transitorios. Además, también se desarrolla un control de paso de tiempo adaptativo, que evita la actualización de los modos de una manera fija y adapta el paso de tiempo en función de varias estimaciones del error.[CA] Un dels objectius més importants per a l'anàlisi de la seguretat en el camp de l'enginyeria nuclear és el càlcul, ràpid i precís, de l'evolució de la potència dins del nucli d'un reactor. La distribució dels neutrons pot modelar-se mitjançant l'equació del transport de Boltzmann. La solució d'aquesta equació per a un reactor realístic no pot obtenir's de manera senzilla. És per això que han de considerar-se aproximacions numèriques. En primer lloc, la tesi se centra en l'obtenció de la solució per a diversos problemes estàtics associats amb l'equació de difusió neutrònica: els modes lambda, els modes gamma i els modes alpha. Per a la discretització espacial s'ha utilitzat un mètode d'elements finits d'alt ordre. Algunes de les característiques dels problemes espectrals s'analitzaran i es compararan per a diferents reactors. Tanmateix, diversos solucionadors de problemes d'autovalors i estratègies es desenvolupen per a calcular els problemes obtinguts de la discretització espacial. La majoria dels treballs per a resoldre l'equació de difusió neutrònica estan dissenyats per a l'aproximació de dos grups d'energia i sense considerar dispersió de neutrons del grup tèrmic al grup ràpid. El principal avantatge de la metodologia exposada és que no depèn de la geometria del reactor, del tipus de problema d'autovalors ni del nombre de grups d'energia del problema. Seguidament, s'obté la solució de les equacions estacionàries d'harmònics esfèrics. La implementació d'aquestes equacions té dues principals diferències respecte a l'equació de difusió. Primer, la discretització espacial es realitza a nivell de pin a partir de l'estudi de diferents malles. Segon, el nombre de grups d'energia és, generalment, major que dos. D'aquesta forma, es desenvolupen estratègies a blocs per a optimitzar el càlcul dels problemes algebraics associats. Finalment, s'implementa un mètode modal amb actualitzacions dels modes per a integrar l'equació de difusió neutrònica dependent del temps. Es presenten i es comparen els mètodes modals basats en l'expansió dels diferents modes espacials per a diversos tipus de transitoris. A més a més, un control de pas de temps adaptatiu es desenvolupa, evitant l'actualització dels modes d'una manera fixa i adaptant el pas de temps en funció de vàries estimacions de l'error.[EN] One of the most important targets in nuclear safety analyses is the fast and accurate computation of the power evolution inside of the reactor core. The distribution of neutrons can be described by the neutron transport Boltzmann equation. The solution of this equation for realistic nuclear reactors is not straightforward, and therefore, numerical approximations must be considered. First, the thesis is focused on the attainment of the solution for several steady-state problems associated with neutron diffusion problem: the $\lambda$-modes, the $\gamma$-modes and the $\alpha$-modes problems. A high order finite element method is used for the spatial discretization. Several characteristics of each type of spectral problem are compared and analyzed on different reactors. Thereafter, several eigenvalue solvers and strategies are investigated to compute efficiently the algebraic eigenvalue problems obtained from the discretization. Most works devoted to solve the neutron diffusion equation are made for the approximation of two energy groups and without considering up-scattering. The main property of the proposed methodologies is that they depend on neither the reactor geometry, the type of eigenvalue problem nor the number of energy groups. After that, the solution of the steady-state simplified spherical harmonics equations is obtained. The implementation of these equations has two main differences with respect to the neutron diffusion. First, the spatial discretization is made at level of pin. Thus, different meshes are studied. Second, the number of energy groups is commonly bigger than two. Therefore, block strategies are developed to optimize the computation of the algebraic eigenvalue problems associated. Finally, an updated modal method is implemented to integrate the time-dependent neutron diffusion equation. Modal methods based on the expansion of the different spatial modes are presented and compared in several types of transients. Moreover, an adaptive time-step control is developed that avoids setting the time-step with a fixed value and it is adapted according to several error estimations.Carreño Sánchez, AM. (2020). Integration methods for the time dependent neutron diffusion equation and other approximations of the neutron transport equation [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/144771TESI

The Role of Biopolymers in Obtaining Environmentally Friendly Materials

Polymeric materials have had a boom in the global industry over the past two decades, because of its adaptability, durability, and price so much so that now we cannot imagine a product that does not contain it. However, many synthetic polymers that have been developed are mainly derived from petroleum and coal as raw material, which make them incompatible with the environment, since they cannot be included in what is a natural recycling system. Aware of the environmental impacts that produce synthetic polymers, a solution could be the mixtures with different types and sources of biological materials, called biopolymers, such as starch, cellulose, chitosan, zein, gelatin among others and that gradually replace synthetic polymers to address and resolve these problems. The development of new applications, such as composite materials by incorporation of alternative materials, found in nature that has similar properties to oil‐based polymers, but its main feature is its biodegradability and offering competitive to current material costs. In this sense, various investigations are aimed at decreasing the amounts of plastic waste and to manufacture products with less aggressive environment since the synthetic plastics are difficult to recycle and can remain in nature for over a century

Mother tongue interference on meaningful english language learning in writing skills in 6th and 7th grade students at U.E. Yaguachi

Describe the mother tongue interference on meaningful English language learning in writing skills in 6th and 7th grade students at U. E. “Yaguachi”.El presente trabajo de investigación consiste en describir y reducir la interferencia de la lengua materna en la producción escrita del idioma inglés de alumnos de 6º y 7º grado la Unidad Educativa “Yaguachi”, ciudad de Ibarra. Se llevó a cabo un análisis teórico basado en temas como la importancia de la pedagogía, tipos de pedagogía, teorías del aprendizaje, la lengua materna, transferencias e interferencia lingüísticas y aspectos relacionados con el inglés en el Ecuador. De igual manera, fue posibles reconocer los principales problemas que ocurren en el aprendizaje de una segunda lengua, especialmente cuando los estudiantes usan el Presente Simple. Para la recolección de los datos se utilizó tres tipos de investigación que contribuyeron al proyecto de investigación tales como cuantitativa, cualitativa y descriptiva. Estas fueron útiles para determinar aspectos relevantes en un grupo específico de estudiantes y descubrir, comprender y analizar sus diferentes necesidades y así diseñar una propuesta. Entre los principales hallazgos de la investigación, se encontró que los estudiantes sí tienen conocimiento acerca de las estructuras gramaticales del Presente Simple cuando tienen que escribir oraciones. Pero, los resultados también muestran que existe una interferencia lingüística, semántica y morfológica. Por lo tanto, se desarrolló una guía basada en estrategias de aprendizaje para reducir la interferencia de la lengua materna con el fin de ayudar a los estudiantes en el uso del presente simple y puedan mejorar su escritura.Licenciatur

Electrical characterization of MXenes and their applications on photovoltaic cells

Ti3C2Tx is a particular type of MXene whose electrical properties have been studied. Specifically, its performance as a hole transport layer (HTL) in an n-type Si photovoltaic cell has been evaluated and compared to a cell without MXene. Additionally, a layer of a dipolar material, PAMAM, has been implemented alongside with MXene to improve the overall behaviour of the cell. J-V and EQE characteristics have been measured for the di↵erent cells and figures of merit have been computed to determine the e↵ect of adding layers of MXene and PAMAM. The measurements have been done at room temperature and after a 1002021/202

Diagnòstic i tractament de disfuncions visuals a nens amb problemes d´aprenentatge al CUV

Les habilitats visuals tenen un gran impacte a la vida quotidiana de qualsevol persona ja que té una gran implicació a la lectura, escriptura, conducció, esports etc... Encara, té més repercussió en els nens que es troben en edat d’aprenentatge on obtenen una gran part de la informació mitjançant estímuls visuals. Moltes d’aquestes habilitats es poden millorar a través de la teràpia visual, en aquest treball de fi de grau, podrem trobar un recull d’informació de diferents fonts bibliogràfiques on s’expliquen les relacions existents entre la visió i l’aprenentatge. Posteriorment, hi ha la presentació d’un grup de 10 pacients que són alumnes de primària. Podrem llegir sobre la teràpia visual que se’ls hi aplica al Centre Universitari de la Visió a Terrassa, amb una explicació de tots els exercicis realitzats i els valors optomètrics que van assolint progressivament en cada sessió. Això ens permet veure l’efectivitat d’aquest tractament i com milloren en moltes aptituds relacionades amb la visió i el seu processament.Las habilidades visuales tienen un gran impacto en la vida cotidiana de cualquier persona por su gran implicación en ámbitos como la lectura, escritura, conducción, deportes etc... Todavía, tiene más repercusión en los niños que se encuentran en edad de aprendizaje donde la mayor parte de información del medio externo que obtienen proviene mediante estímulos visuales. Muchas de estas habilidades se pueden mejorar a través de la terapia visual, en este trabajo de fin de grado, podremos encontrar una recopilación de información de diferentes fuentes bibliográficas donde se explican las relaciones existentes entre la visión y el aprendizaje. Posteriormente, se presenta un grupo de 10 pacientes que son alumnos de primaria donde se recogen casos clínicos y se puede leer la terapia visual que se les realiza en el Centro Universitario de la Visión en Terrassa, con una explicación detallada de todos los ejercicios y los valores optométricos que se van obteniendo progresivamente en cada sesión. Esto nos permite ver la efectividad de este tratamiento y cómo mejoran en muchas aptitudes relacionadas con la visión y su procesamiento.Visual skills have a great impact on everyone’s daily life as they are involved in activities such as reading, writing, driving, sports, and so on. They are even more important in children of learning age where visual stimuli are the main source of information. Many of these skills can be improved through visual therapy. In this degree’s final project, we will showcase a collection of information gathered from diverse bibliographic sources that focus on the relationship between vision and learning. That is then rounded up with a presentation on the 10 primary school patients which were given visual therapy at the University Vision Center in Terrassa, and on the exercises they underwent, as well as the optometric results obtained in each successive session. This serves as proof of the effectiveness of this treatment and how it improves many skills related to vision and its processing

Consequences of overexposure of minors in social networks. The “instamami” phenomenon

En este trabajo se desarrollan las medidas mediante las cuales, la ley hace cumplir los intereses del niño (cuando es necesario), se enumeran las leyes que se transgreden cuando los padres publican en Internet la imagen de sus hijos de forma reiterada y se considera el papel del Ministerio Fiscal ante esta problemática social que va en aumento por el crecimiento masivo de las redes sociales. Esta investigación tiene como objetivo concienciar sobre el delito que supone exponer menores en Internet (aunque tengas su patria potestad). A día de hoy, los propios padres no son conscientes de que cargar en la red imágenes de sus hijos, además de ser un peligro ante terceros, puede entrañar un delito. Siendo consciente de esta problemática, consideraba importante probar que la sobreexposición tiene consecuencias negativas en el crecimiento de los niños, influyendo en su desarrollo social y en su conducta.In this work the measures by which the law enforces the interests of the child (when necessary) will be developed, the laws that are transgressed when parents publish the image of their children on the Internet repeatedly will be listed and the role of the Public Prosecutor in the face of this social problem that is increasing due to the massive growth of social networks. This research aims to raise awareness about the crime of exposing minors on the Internet (even if you have parental authority). Today, parents themselves are not aware that uploading images of their children online, in addition to being a danger to third parties, can be seen as a crime. Being aware of this problem, it seems important to me to prove that overexposure has negative consequences on the growth of children, influencing their social development and behavior

Depósitos minerales obtenidos por electrolisis y sus posibles aplicaciones en restauración de arrecifes de coral

El cambio climático y el gran aumento de los gases de efecto invernadero producen una gran cantidad de daños. En el océano, uno de los problemas más acusados, junto con los microplásticos, es la acidificación y subida de las temperaturas. La acidificación produce una reducción en el pH. Eso afecta gravemente a los corales, ya que se reduce la cantidad de carbonato cálcico en el agua y junto con la subida de la temperatura provoca un estrés que lleva a la expulsión de zooxantelas (las algas simbióticas de los corales) y produce el conocido blanqueamiento coralino. El incremento de la acidificación y la temperatura lleva a los corales a la muerte e incluso puede llegar a disolver su esqueleto calcáreo. Para resolver el problema de la desaparición coralina, se llevan a cabo un gran número de planes de protección, conservación y restauración, que van de áreas marinas protegidas, a cultivo y trasplante de corales. También existen técnicas avanzadas, entre las cuales destaca la restauración de corales por electrolisis. Esta técnica deposita carbonato cálcico por medio de una corriente. Esto es lo que se ha hecho en este estudio en un sistema cerrado, mediante una rejilla actuando como cátodo, sobre la cual se han colocado corales del género Echinophylia dentro de un tanque. Se ha realizado un seguimiento de los corales, analizando distintos parámetros del agua (salinidad, temperatura, pH, variación de iones…), los depósitos generados, mediante la técnica DRX (Difracción de Rayos X) y el crecimiento de corales, mediante la toma de imágenes. Se observa: que el consumo del calcio es más rápido en el tanque expuesto a este tratamiento, que la composición de los depósitos es mayoritariamente aragonito, con presencia de brucita para aquellos depósitos generados a alta intensidad de corriente y que existe un crecimiento ligeramente inferior en los individuos tratados con electrolisis frente a los del control. Sin embargo, al ser un estudio piloto, no se puede llegar a ninguna conclusión significativa. Sería necesario la continuación del estudio, con un mayor número de individuos y un tiempo experimental más extenso, con el fin de obtener unos resultados más claros para esta propuesta de restauración tan interesante

Early stage semantic dementia prevention program

72 p.La Demencia Semántica (DS) es un tipo de demencia primaria que ha sido poco estudiada hasta la fecha, por lo que existen escasos estudios sobre su tratamiento no farmacológico y programas de prevención que intervengan sobre la misma. Por ello, se decidió crear un Programa de Prevención de la DS en fase inicial que aunara el conocimiento existente sobre sus características cognitivas y conductuales, y los posibles tratamientos, con el objetivo de frenar la evolución de la misma. Para el planteamiento de este se escogieron las técnicas de estimulación cognitiva, rehabilitación neuropsicológica y terapia del habla y el lenguaje, todas ellas de alta eficacia en el mantenimiento y/o mejora de las funciones cognitivas y el lenguaje en población con demencia. Debido a que la DS es una enfermedad neurodegenerativa la dependencia y la discapacidad son características que se presentarán en el futuro de los pacientes y sus cuidadores y/o familiares. Por ello, el programa incluye talleres de psicoeducación dirigidas a estos últimos con la finalidad de entrenarles en el manejo de los síntomas de DS y del estrés asociado a su rol.Semantic Dementia (SD) is a type of primary dementia that hasn´t been studied in depth, which explains the lack of literature regarding non- pharmacological treatment and prevention programs in relation to this medical condition. This is the reason why we diceded to create a SD Prevention Program in an early stage of the desease. This program aims to gather the current knowledge about DS cognitive and behavioural characteristics and potential treatment in order to delay its development. So to achieve this aim we chose various validated therapies such as cognitive stimulation, neuropsychological rehabilitation and speech and language therapy, which are proven to be effective on the recovery of cognitive and language impairment associated with dementia. Due to DS being a neurodegenerative desease, dependence and disability are two topics to appear in the near future of the patient and its caregiver. Thus we included psychoeducational sessions intended to give caregivers the knowledge to deal with DS symptoms and stress