Búsqueda de perfiles moleculares diferenciales entre tolerancia y sensibilización en la respuesta alérgica

Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 24-02-2014Objetivo: La sensibilización y la tolerancia (natural o inducida) frente a alérgenos puede deberse a múltiples y diferentes mecanismos. El objetivo principal de este estudio es encontrar diferencias moleculares que indiquen la aparición o no de la enfermedad, en la respuesta al polen de olivo, con el fin de definir biomarcadores y/o posibles dianas terapéuticas, que nos ayuden a mejorar el diagnóstico, pronóstico y/o el tratamiento. Materiales y Métodos: Se seleccionaron 84 sujetos, clasificados clínicamente en 5 grupos: Grupo 1 (no alérgicos), Grupo 2 (asintomáticos, con anticuerpos IgE frente al polen de olivo), Grupo 3 (alérgicos, pero no al polen de olivo), Grupo 4 (alérgicos al polen de olivo, sin tratamiento) y Grupo 5 (alérgicos al polen de olivo tratados con inmunoterapia específica), de los que se obtuvieron suero y células mononucleares de sangre periférica (PBMCs) durante y fuera del periodo de polinización. En el suero, se determinaron los niveles de IgE total y de los anticuerpos IgE, IgA e IgG4 específicos al polen de olivo, así como de un perfil de citocinas Th1, Th2, Treg y Th17. A partir de las PBMCs, se extrajo el RNA y se analizó la expresión del gen FOXP3 mediante qRT-PCR. La presencia de células reguladoras fue analizada mediante microscopía confocal en PBMCs en suspensión (sin fijación). Por otro lado, se realizó un análisis masivo de expresión génica mediante microarrays, a partir de RNA obtenido de las PBMCs (durante y fuera del periodo de polinización) de 6 sujetos de cada grupo. Tras hacer análisis de calidad de los datos con programas específicos y obtener la expresión diferencial según las condiciones experimentales, se llevaron a cabo análisis funcionales con KEGG para rutas y con Gene-Ontology para los procesos biológicos, seleccionándose finalmente, 93 genes representativos y diferenciales que fueron validados por qRT-PCR. Resultados: Los mayores niveles de anticuerpos IgE específicos se observaron en los sujetos alérgicos al polen de olivo (con o sin inmunoterapia), los sujetos tratados con inmunoterapia mostraron los niveles más altos de anticuerpos IgG4 específicos y los sujetos asintomáticos, los mayores niveles de IgE total. El resultado más relevante del análisis de citocinas fue el descenso de los niveles de TGF-β en los sujetos alérgicos al polen de olivo no tratados, durante la polinización. En este mismo grupo, se encontró un descenso en la expresión de FOXP3 y una menor cantidad de células reguladoras. Los resultados de expresión génica masiva mediante el Análisis de Componentes Principales (PCA), mostraron la buena clasificación clínica de los grupos, ya que, se obtuvieron 5 agrupamientos, que correlacionaban con los 5 grupos clínicos del estudio. Se encontraron genes y rutas diferenciales (relacionados o no con la respuesta inmuno-alérgica) entre los 5 grupos, siendo en general, mayores las diferencias entre los sujetos alérgicos y los controles (no alérgicos o asintomáticos). De los 93 genes validados por qRT-PCR, se confirmó que 35, además de mantener la significación, al ser analizados mediante un modelo jerárquico no supervisado, para clasificar las muestras según la expresión de estos genes, eran capaces de discriminar los distintos perfiles de respuesta al polen de olivo, con una buena sensibilidad y especificidad. Conclusiones: Los resultados de la respuesta humoral, junto al descenso de TGF-β, FOXP3 y células reguladoras en los sujetos alérgicos al polen de olivo durante la polinización, sugieren un descenso de sus mecanismos reguladores, así como, una recuperación de estos, mediante la inmunoterapia específica. El estudio diferencial de expresión génica masiva y su posterior validación por qRT-PCR, ha permitido definir un perfil de expresión de 35 genes, capaz de realizar una buena clasificación clínica entre los cuatro grupos de pacientes analizados y el grupo control de sujetos sanos. Estos genes, podrían ser útiles como futuras herramientas de mejora para el diagnóstico y el tratamiento de la alergia. Además, se han encontrado genes que nunca antes han sido relacionados con enfermedades alérgicas.Background: The reason why exposure to common environmental antigens induces allergic diseases in some people and not others remains undetermined. Different molecular mechanisms may modulate sensitization and natural or induced tolerance to allergens. Objective: To search for differential molecular mechanisms in the olive pollen allergic response in an area with extremely high antigenic load during the pollen season. Methods: The study population comprised 84 subjects clinically classified in 5 groups: Group 1, non-allergic; Group 2, asymptomatic, sensitized to olive pollen; Group 3, allergic other than olive pollen; Group 4, allergic to olive pollen (without treatment); and Group 5, allergic to olive pollen treated with specific immunotherapy. Sera and peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) were obtained during and outside the pollen season. Serum levels of total IgE, olive pollen-specific IgE, IgA, and IgG4 antibodies and Th1, Th2, Th17, and Treg cytokines were analyzed. FOXP3 mRNA expression was determined in RNA extracted from PBMCs and the presence of regulatory T cells was analyzed by confocal microscopy in unfixed PBMCs. Whole-genome expression profile in peripheral blood cells of the five groups in situations of both high and low exposure was analyzed by microarray technology. Ninety-three transcripts of the most representative and statistically significant genes in the gene-expression and biological analyses among the five groups, were validated by qRT-PCR in different subjects selected with the same criteria. Results: Asymptomatic subjects showed the highest total IgE levels. The major difference found between untreated and treated patients was the highest levels of non-inflammatory antibodies (IgG4) in patients with treatment. The main result of cytokine analyses was the statistically significant decrease in TGF-β levels in untreated olive pollen allergic subjects (pollen season) compared with treated patients. This result correlated with the significant decreases in FOXP3 mRNA expression and the lower presence of regulatory T cells in PBMCs in the untreated olive pollen allergic patients during pollen season. The results of gene expression profiling obtained by Principal Component Analysis (PCA) showed five clusters of samples that correlated with the five clinical groups. The analysis of differential gene expression revealed differential genes and pathways in the five groups, and in general, the greatest differences were found among allergic groups and controls. Moreover, 35 of the 93 genes reanalyzed by qRT-PCR were confirmed as being differentially expressed. These 35 genes permit to discriminate, with a specificity reaching the 90%, the 4 clinical groups from healthy controls by an unsupervised hierarchical model. Conclusions: The results found in antibody, cytokine, mRNA levels and presence of regulatory cells point to a decrease in the cellular regulatory mechanisms mediated by TGF-β and FOXP3 in olive-pollen allergic patients that could be restored after specific-immunotherapy. The massive gene study shows how a good clinical classification permits the clustering of five clinical conditions according to gene expression. The study has validated several genes/pathways that play an important role in allergy pathogenesis and identified novel genes/pathways which could be relevant in this and other allergic diseases. Finally, a possible molecular signature has been found for olive pollen allergy which could be useful for the diagnosis and treatment of this and other sensitizations

The use of evidence in solving real problems in Secondary: Should we dredge The Ebro River?

En la actualidad, el alumnado no solo ha de conocer las principales ideas de la ciencia, sino también ha de saber aplicarlas en la resolución de problemas relacionados con el mundo natural, y poder tomar decisiones fundamentadas sobre las consecuencias de las actuaciones del ser humano en él. Partidiendo de esta idea, en este trabajo se plantea a 63 alumnos de 4º de la ESO la resolución de un problema en torno a la posibilidad de dragar el río Ebro. Trabajando en pequeños grupos deben de: 1) identificar y seleccionar los pruebas relevantes entre la información facilitada; 2) relacionar los distintos tipos de pruebas e integrarlas en sus justificaciones; y 3) elaborar un informe final en el que expongan sus argumentos para respaldar la opción escogida, realizar o no el dragado del río. Los resultados muestran que los estudiantes son capaces de utilizar distintos tipos de pruebas para apoyar sus argumentos, entre ellas destacan las relacionadas con los factores bióticos y con el impacto del dragado para el uso del río por el ser humano. Las pruebas de tipo físico-químico como datos de pH o temperatura apenas aparecen, , a pesar de su importancia para evaluar las consecuencias del dragado en el ecosistema fluvial. En cuanto al tipo de relaciones que establecen entre las pruebas en sus justificaciones, destacan las que combinan al menos dos tipos, utilizadas por todos los grupos, frente a las que combinan tres y cuatro tipos. Estas últimas solo aparecen en el informe final de uno de los grupos.Nowadays, students not only need to know the main ideas of science, but also they need to be able to apply them in solving problems related to the natural world, and to make informed decisions about the consequences of the human actions in it. Based on this idea, in this paper we ask 63 10th grade students to solve a problem regarding the feasibility of dredging the Ebro River. Working in small groups students are required to. 1) identify and select relevant evidence between the information provided; 2) relate different types of evidence and integrate them into their justifications; and 3) to elaborate a final report setting out its arguments in support of performing or not the dredging of the river. The results show that students are able to use different types of evidence to support their arguments; among them, they highlight those related with the biotic factors and the impact of the dredging on the human use of the river. The physico-chemical evidence, such as pH or temperature data, are barely used by the students, in spite of their importance to assess the impact of the dredging in the ecosystem. Regarding the type of relationships established in their justifications, most of the students are able to combine at least two types of evidence, against which combine three and four types. The combination of four types of evidence only appears in the final report of one group

El uso de pruebas en la resolución de problemas reales en 4º de ESO: ¿debemos dragar el río Ebro?

En la actualidad, el alumnado no solo ha de conocer las principales ideas de la ciencia, sino también ha de saber  aplicarlas en la resolución de problemas relacionados con el mundo natural, y poder tomar decisiones fundamentadas sobre las consecuencias de las actuaciones del ser humano en él. Partidiendo de esta idea, en este trabajo se plantea a 63 alumnos de 4º de la ESO la resolución de un problema en torno a la posibilidad de dragar el río Ebro. Trabajando en pequeños grupos deben de: 1) identificar y seleccionar los pruebas relevantes entre la información facilitada; 2) relacionar los distintos tipos de pruebas e integrarlas en sus justificaciones; y 3) elaborar un informe final en el que expongan sus argumentos para respaldar la opción escogida, realizar o no el dragado del río. Los resultados muestran que los estudiantes son capaces de utilizar distintos tipos de pruebas para apoyar sus argumentos, entre ellas destacan las relacionadas con los factores bióticos y con el impacto del dragado para el uso del río por el ser humano. Las pruebas de tipo físico-químico como datos de pH o temperatura apenas aparecen, , a pesar de su importancia para evaluar las consecuencias del dragado en el ecosistema fluvial. En cuanto al tipo de relaciones que establecen entre las pruebas en sus justificaciones, destacan las que combinan al menos dos tipos, utilizadas por todos los grupos, frente a las que combinan tres y cuatro tipos. Estas últimas solo aparecen en el informe final de uno de los grupos.Palabras clave: Uso de pruebas; Aprendizaje de Ecología; Competencia científica; Educación Secundaria.The use of evidence in solving real problems in Secondary: Should we dredge The Ebro River?Nowadays, students not only need to know the main ideas of science, but also they need to be able to apply them in solving problems related to the natural world, and to make informed decisions about the consequences of the human actions in it. Based on this idea, in this paper we ask 63 10th grade students to solve a problem regarding the feasibility of dredging the Ebro River. Working in small groups students are required to. 1) identify and select relevant evidence between the information provided; 2) relate different types of evidence and integrate them into their justifications; and 3) to elaborate a final report setting out its arguments in support of performing or not the dredging of the river. The results show that students are able to use different types of evidence to support their arguments; among them, they highlight those related with the biotic factors and the impact of the dredging on the human use of the river. The physico-chemical evidence, such as pH or temperature data, are barely used by the students, in spite of their importance to assess the impact of the dredging in the ecosystem. Regarding the type of relationships established in their justifications, most of the students are able to combine at least two types of evidence, against which combine three and four types. The combination of four types of evidence only appears in the final report of one group. Keywords: Use of evidence; Ecology learning; Scientific competence; Secondary Education

Programa de educación para la salud: recomendaciones nutricionales domiciliarias en oncología pediátrica

Introducción: La oncología pediátrica incluye un grupo variado de enfermedades que se caracterizan por la proliferación descontrolada de una célula o grupo celular. En España, unos 1.100 niños enferman de cáncer cada año a pesar de haber aumentado la supervivencia en las últimas décadas gracias a los avances diagnósticos, el tratamiento y el cuidado integral. Como consecuencia de esta patología, la malnutrición desempeña un papel importante debido a que esta alteración disminuye la tolerancia al tratamiento citostático, afectando así a la calidad de vida. Es por esto que el profesional enfermero es imprescindible en la valoración nutricional y las recomendaciones dietético-nutricionales orientadas a paliar las principales reacciones adversas. Objetivo: Elaborar un Programa de Educación para la Salud sobre recomendaciones dietético-nutricionales en el ámbito domiciliario dirigido a niños de entre 6 y 12 años en tratamiento antineoplásico y a su familia. Metodología: Se ha llevado a cabo una revisión bibliográfica sobre la enfermedad para realizar el diseño del Programa de recomendaciones dietético-nutricionales, recopilando la información a través de base de datos, asociaciones y páginas web. Conclusiones: Con este Programa de Salud se conseguirá introducir nuevos hábitos alimenticios y prevenir y paliar las reacciones adversas del tratamiento antineoplásico, así como mantener un buen estado nutricional que limite las recaídas y permita un aumento de la calidad de vida de los pacientes. Palabras clave: Nutrición, Cáncer, Oncología, Pediatría, Salud infantil.<br /

Uso de la argumentación para la solución de problemas reales: ¿Debemos dragar el río Ebro?

El presente Trabajo de Fin de Máster recoge reflexiones y experiencias obtenidas dentro del Máster en Profesorado de Educación Secundaria, Bachillerato y Formación Profesional (Especialidad de Biología y Geología), así como la metodología de trabajo práctico desarrollado en el centro de educación secundaria “Sagrado Corazón de Jesús”. El tema planteado para este Trabajo Fin de Máster versará sobre ecología a nivel de 4º de E.S.O., y más concretamente, en cómo favorecer que los alumnos no sólo aprendan sus contenidos sino que adquieran destrezas propias de la ciencia, como es la argumentación. Para ello, en el trabajo se persigue un objetivo principal: “Desarrollar la capacidad de los alumnos para analizar datos, tomar decisiones en base a razonamientos y elaborar conclusiones justificadas adecuadamente”. Según estos objetivos, las preguntas que debe responder este trabajo son: -¿Qué tipo de pruebas son utilizadas por los estudiantes al tomar decisiones sobre el dragado del río Ebro? ¿Y cómo las utilizan en sus justificaciones? -¿Qué relaciones establecen entre las pruebas en sus justificaciones a favor o en contra del dragado

El uso de pruebas en la resolución de problemas reales en 4º de ESO: ¿debemos dragar el río Ebro?

En la actualidad, el alumnado no solo ha de conocer las principales ideas de la ciencia, sino también ha de saber aplicarlas en la resolución de problemas relacionados con el mundo natural, y poder tomar decisiones fundamentadas sobre las consecuencias de las actuaciones del ser humano en él. Partidiendo de esta idea, en este trabajo se plantea a 63 alumnos de 4º de la ESO la resolución de un problema en torno a la posibilidad de dragar el río Ebro. Trabajando en pequeños grupos deben de: 1) identificar y seleccionar los pruebas relevantes entre la información facilitada; 2) relacionar los distintos tipos de pruebas e integrarlas en sus justificaciones; y 3) elaborar un informe final en el que expongan sus argumentos para respaldar la opción escogida, realizar o no el dragado del río. Los resultados muestran que los estudiantes son capaces de utilizar distintos tipos de pruebas para apoyar sus argumentos, entre ellas destacan las relacionadas con los factores bióticos y con el impacto del dragado para el uso del río por el ser humano . Las pruebas de tipo físico-químico como datos de pH o temperatura apenas aparecen, , a pesar de su importancia para evaluar las consecuencias del dragado en el ecosistema fluvial. En cuanto al tipo de relaciones que establec en entre las pruebas en sus justificaciones, destacan las que combinan al menos dos tipos, utilizadas por todos los grupos, frente a las que combinan tres y cuatro tipos. Estas últimas solo aparecen en el informe final de uno de los grupos

Polymorphisms of Tumor Necrosis Factor-α, Transforming Growth Factor-β, and Interleukin-10 in Asthma Associated with Olive Pollen Sensitization

Sensitization to specific olive pollen-allergens (Ole e 2 and 10) has been correlated with a clinical pattern of asthma. This study analyzes the association between several polymorphims of TNFA (G-308A, C-857T, and C-1031T), IL10 (C-571A and A-1117G), and TGFB (C-509-T) and these sensitizations. These polymorphisms were genotyped by allelic discrimination, in olive pollen-allergic patients (phenotyped for specific Ole e 2 and 10 sensitizations) and healthy controls. Levels of serum-soluble cytokines were correlated with specific genotypes and clinical phenotypes. The results showed that heterozygous TGFB C-509T genotype, besides having the lowest sera TGF- levels, was significantly increased in olive pollen-allergic patients compared with controls. According specific sensitizations, CC genotype of IL10 C-571A could be a protective factor for Ole e 2 sensitization and mainly for asthmatic Ole e 2 sensitized patients compared with asthmatic non-Ole e 2 sensitized patients (OR: 0.26, P=0.008). In contrast, heterozygous CA genotype was increased in Ole e 2 asthmatic subjects compared to asthmatic non-Ole e 2 sensitized patients. Lastly, heterozygous TNFA G-308A genotype was associated with Ole e 10 sensitization (OR: 2.5, P=0.04). In conclusion, these results suggest a role of TGF-β1 in olive-pollen sensitization and TNF-α and IL-10 genotypes in the asthma induced by specific olive-pollen allergens

Association of Immunological Cell Profiles with Specific Clinical Phenotypes of Scleroderma Disease

This study aimed to search the correlation among immunological profiles and clinical phenotypes of scleroderma in well-characterized groups of scleroderma patients, comparing forty-nine scleroderma patients stratified according to specific clinical phenotypes with forty-nine healthy controls. Five immunological cell subpopulations (B, CD4+ and CD8+ T-cells, NK, and monocytes) and their respective stages of apoptosis and activation were analyzed by flow cytometry, in samples of peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). Analyses of results were stratified according to disease stage, time since the diagnosis, and visceral damage (pulmonary fibrosis, pulmonary hypertension, and cardiac affliction) and by time of treatment with corticosteroids. An increase in the percentages of monocytes and a decrease in the B cells were mainly related to the disease progression. A general apoptosis decrease was found in all phenotypes studied, except in localized scleroderma. An increase of B and NK cells activation was found in patients diagnosed more than 10 years ago. Specific cell populations like monocytes, NK, and B cells were associated with the type of affected organ. This study shows how, in a heterogeneous disease, proper patient’s stratification according to clinical phenotypes allows finding specific cellular profiles. Our data may lead to improvements in the knowledge of prognosis factors and to aid in the analysis of future specific therapies

MEGARA, the R=6000-20000 IFU and MOS of GTC

MEGARA is the new generation IFU and MOS optical spectrograph built for the 10.4m Gran Telescopio CANARIAS (GTC). The project was developed by a consortium led by UCM (Spain) that also includes INAOE (Mexico), IAA-CSIC (Spain) and UPM (Spain). The instrument arrived to GTC on March 28th 2017 and was successfully integrated and commissioned at the telescope from May to August 2017. During the on-sky commissioning we demonstrated that MEGARA is a powerful and robust instrument that provides on-sky intermediate-to-high spectral resolutions RFWHM ~ 6,000, 12,000 and 20,000 at an unprecedented efficiency for these resolving powers in both its IFU and MOS modes. The IFU covers 12.5 x 11.3 arcsec 2 while the MOS mode allows observing up to 92 objects in a region of 3.5 x 3.5 arcmin 2 . In this paper we describe the instrument main subsystems, including the Folded-Cassegrain unit, the fiber link, the spectrograph, the cryostat, the detector and the control subsystems, and its performance numbers obtained during commissioning where the fulfillment of the instrument requirements is demonstrated. © 2018 SPIE