Diseño, optimización y validación de sistemas de amplificación genómica para el diagnóstico de malaria y filariosis humanas

Las enfermedades parasitarias o parasitosis son un conjunto de enfermedades infecciosas producidas por protozoos, helmintos, e incluso artrópodos. La enfermedad parasitaria más importante es la malaria que está incluida en la lista de enfermedades de la pobreza. Otras enfermedades parasitarias han sido incluidas en las denominadas enfermedades olvidadas o desatendidas (NTD: Neglected Tropical Diseases) entre las que se encuentran las filariosis linfática y onchocercosis. La malaria está causada por el género Plasmodium (protozoos apicomplexo) Las especies que pueden causar la infección en humanos son: P. falciparum. P. vivax, P. malariae, P. ovale y P. knowlesi. Las filarias son nematodos finos y largos, parásitos de la sangre, la linfa y los tejidos subcutáneos y conectivos que producen en el humano la filariosis. Su transmisión se produce por insectos hematófagos (mosquitos y moscas) que actúan como vectores. Las especies de filarias de interés clínico para los humanos son Wuchereria. bancrofti, Brugia. malayi y B. timori (filariosis linfática), Onchocerca volvulus, Loa. loa y Mansonella streptocerca (filarias dérmicas), y Mansonella perstans y M. ozzardi (mansonelosis). Todas ellas presentan estadios larvales, conocidos como microfilarias (L1), que circulan en sangre o en tejido subcutáneo que son las formas infectivas para los vectores. En el Laboratorio de Malaria & otras Parasitosis Emergentes se ha desarrollado una PCR en tiempo real para malaria (Malaria RT-PCR), una Nested-PCR para filarias (Nested-Filaria PCR) y una PCR en tiempo real para filarias (RT-Filaria-PCR) como Sistemas de Análisis Múltiple para la detección de varias especies de plasmodios y varias especies de filarias en muestras de cualquier índole como indicador que los Sistemas de Análisis Múltiple son comparativamente superiores a los métodos de detección individual y a la microscopía sin perder sensibilidad y especificidad. Todos los métodos desarrollados han dado muy buenos resultados en cuanto a sensibilidad y especificidad frente a los métodos tradicionales, de tal manera que hoy en día se usan en el Laboratorio de Malaria & otras Parasitosis Emergentes como métodos de referencia, planteando la posibilidad de usar el método de las filarias para un estudio actualizado de la distribución y prevalencia de las filarias en las zonas endémicas.

Diseño y validación de un cuestionario de evaluación de competencias con soporte informático

En la actualidad, los modelos de competencias se encuentran ampliamente extendidos y resultan de gran utilidad para la gestión de los recursos (Advesh Consultancy Services, 2012; Pereda y Berrocal, 1999 y Sagi-Vela, 2004). Estos modelos tuvieron su origen en 1973 con el trabajo de McClelland, en el cual se propone la evaluación de las competencias, en lugar de las capacidades cognitivas, como constructos clave para predecir el rendimiento laboral. De entre todos los autores que han desarrollado modelos de competencias cabe destacar los modelos de Boyatzis, Murphy y Wheeler (2000), con sus tres filosofías operativas: pragmática, intelectual y humana. El gran valor de las filosofías operativas reside en su capacidad de explicar la conducta del individuo, tanto en su entorno laboral como en el resto de las esferas de su vida. Esto se debe a que dichas filosofías constituyen sistemas de valores que determinan la forma en la que el individuo percibe y evalúa su contexto...

Diseño y desarrollo de un servicio big data en la nube para búsqueda, compartición de ficheros y data mining

En esta memoria se presenta el diseño y desarrollo de una aplicación en la nube destinada a la compartición de objetos y servicios. El desarrollo de esta aplicación surge dentro del proyecto de I+D+i, SITAC: Social Internet of Things – Apps by and for the Crowd ITEA 2 11020, que trata de crear una arquitectura integradora y un “ecosistema” que incluya plataformas, herramientas y metodologías para facilitar la conexión y cooperación de entidades de distinto tipo conectadas a la red bien sean sistemas, máquinas, dispositivos o personas con dispositivos móviles personales como tabletas o teléfonos móviles. El proyecto innovará mediante la utilización de un modelo inspirado en las redes sociales para facilitar y unificar las interacciones tanto entre personas como entre personas y dispositivos. En este contexto surge la necesidad de desarrollar una aplicación destinada a la compartición de recursos en la nube que pueden ser tanto lógicos como físicos, y que esté orientada al big data. Ésta será la aplicación presentada en este trabajo, el “Resource Sharing Center”, que ofrece un servicio web para el intercambio y compartición de contenido, y un motor de recomendaciones basado en las preferencias de los usuarios. Con este objetivo, se han usado tecnologías de despliegue en la nube, como Elastic Beanstalk (el PaaS de Amazon Web Services), S3 (el sistema de almacenamiento de Amazon Web Services), SimpleDB (base de datos NoSQL) y HTML5 con JavaScript y Twitter Bootstrap para el desarrollo del front-end, siendo Python y Node.js las tecnologías usadas en el back end, y habiendo contribuido a la mejora de herramientas de clustering sobre big data. Por último, y de cara a realizar el estudio sobre las pruebas de carga de la aplicación se ha usado la herramienta ApacheJMeter.

Diseño y desarrollo de herramientas para el auto-aprendizaje de Anatomía Patológica General Veterinaria

Este proyecto es la continuación de otro anterior de innovación docente: PIMCD 238/2014 “Implantación de un sistema de telepatología digital para la enseñanza práctica de Anatomía Patológica General (asignatura de 2º curso del Grado en Veterinaria)”. Hemos elaborado una colección completa de preparaciones digitalizadas para todas las prácticas de histopatología de APG. Con la colección completa de preparaciones histopatológicas digitalizadas, se han realizado también guías específicas de auto-ayuda para una mejor comprensión y observación de las mismas por parte del alumno, favoreciendo el auto-aprendizaje individualizado y en grupo. Así mismo, hemos realizado un módulo de auto-aprendizaje teórico-práctico en inglés para que el alumno auto-evalúe sus conocimientos de partes de la asignatura y los conocimientos transversales de otras asignaturas del grado en veterinaria. Como complemento se ha producido un juego de “pasapalabra” con contenidos de Anatomía Patológica, con el fin de estimular el aprendizaje mediante el juego. Ambos sistemas se encuentran en el campus virtual UCM para su utilización por los alumnos de veterinaria. Al finalizar el curso se enlazarán en la página web del Dpto.

Diseño e implementación de una herramienta de visualización para análisis en tiempo real de redes SDN/OpenFlow

Las Redes Definidas por Software (Software Defined Networking) permiten la monitorización y el control centralizado de la red, de forma que los administradores pueden tener una visión real y completa de la misma. El análisis y visualización de los diferentes parámetros obtenidos representan la forma más viable y práctica de programar la red en función de las necesidades del usuario. Por este motivo, en este proyecto se desarrolla una arquitectura modular cuyo objetivo es presentar en tiempo real la información que se monitoriza en una red SDN. En primera instancia, las diferentes métricas monitorizadas (error, retardo y tasa de datos) son almacenadas en una base de datos, para que en una etapa posterior se realice el análisis de dichas métricas. Finalmente, los resultados obtenidos, tanto de métricas en tiempo real como de los datos estadísticos, son presentados en una aplicación web. La información es obtenida a través de la interfaz REST que expone el controlador Floodlight y para el análisis de la información se plantea una comparación entre los valores medios y máximos del conjunto de datos. Los resultados obtenidos muestran gráficamente de forma clara y precisa las diferentes métricas de monitorización. Además, debido al carácter modular de la arquitectura, se ofrece un valor añadido a los sistemas actuales de monitorización SDN.

Procesos digitales y sistemas de prototipado rápido aditivos aplicados a la creación escultórica de pequeño formato y relieves

La historia del arte está inevitablemente ligada al desarrollo tecnológico. La escultura es una disciplina artística que ha estado presente en toda la historia de la humanidad, desde las venus paleolíticas hechas a mano, hasta esculturas contemporáneas realizadas con tecnologías digitales. Estas últimas son el tema principal de esta tesis. El siglo XX ha sido testigo de la aparición y el desarrollo de la informática. El desarrollo de esta tecnología se debe, fundamentalmente, a su potencial sobre todo en el campo de la ingeniería, pero es un error pensar que el desarrollo de la informática se debe sólo a ingenieros y científi cos. Los artistas han participado en todo el desarrollo de los gráfi cos por ordenador, jugando un papel muy importante en el nacimiento y la evolución de los sistemas de modelado en tres dimensiones. Desde que Charles Babagge conceptualizara la computadora a fi nales del siglo XIX, la informática ha evolucionado a un ritmo vertiginoso...

Diseño, validación e implementación de una herramienta para la identificación de metabolitos

La Metabolómica es una sub-área de la biología de sistemas que tiene como objetivo el estudio de las moléculas de pequeño tamaño (normalmente <1000 Da) llamadas metabolitos. Los metabolitos son el resultado de las reacciones químicas que concurren en una célula y que revelan información acerca del estado del organismo en el que se encuentran. La parte computacional de un análisis metabolómico comienza con la identifcación de los compuestos químicos (metabolitos) correspondientes con las masas obtenidas mediante espectrografía de masas, y se lleva a cabo mediante búsquedas manuales en múltiples bases de datos de metabolitos. El proceso de identificación requiere del análisis de cada una de las masas detectadas en el espectrómetro junto a datos que ofrece la espectrometría, como es la abundancia de cada una de las masas o los tiempos de retención. Este proceso es tedioso y consume una gran cantidad de tiempo del químico analítico, pues debe buscarse la información base de datos a base de datos e ir cruzando los datos de cada una de las búsquedas hasta obtener una lista de resultados formada por los metabolitos presentes en la muestra a analizar. El objetivo de este proyecto es desarrollar una herramienta web que simplifque y automatice la búsqueda e identifcación de metabolitos. Para ello se ha construido una herramienta capaz de integrar y buscar automáticamente información de los metabolitos en múltiples bases de datos metabolómicas. Esto ha requerido unifcar los compuestos entre las diferentes bases de datos cuando había sufciente información para asegurar que los compuestos provenientes de varias fuentes de datos eran realmente el mismo. Además, en este proceso de búsqueda se tiene en cuenta conocimiento sobre las reacciones químicas que pueden alterar la masa del metabolito registrada por el espectrómetro de masas, como la formación de aductos y multímeros.

Diseño e implementación del kernel de xDEVS, versión distribuida

Para entender nuestro proyecto, debemos comprender DEVS. Dentro de los formalismos más populares de representación de sistemas de eventos discretos se encuentra DES. En la década de los 70, el matemático Bernard Zeigler propuso un formalismo general para la representación de dichos sistemas. Este formalismo denominado DEVS (Discrete EVent System Specification) es el formalismo más general para el tratamiento de DES. DEVS permite representar todos aquellos sistemas cuyo comportamiento pueda describirse mediante una secuencia de eventos discretos. Estos eventos se caracterizan por un tiempo base en el que solo un número de eventos finitos puede ocurrir. DEVS Modelado y Simulación tiene múltiples implementaciones en varios lenguajes de programación como por ejemplo en Java, C# o C++. Pero surge la necesidad de implementar una plataforma distribuida estable para proporcionar la mecánica de interoperabilidad e integrar modelos DEVS diversificados. En este proyecto, se nos dará como código base el core de xDEVS en java, aplicado de forma secuencial y paralelizada. Nuestro trabajo será implementar el core de manera distribuida de tal forma que se pueda dividir un sistema DEVS en diversas máquinas. Para esto hemos utilizado sockets de java para hacer la transmisión de datos lo más eficiente posible. En un principio deberemos especificar el número de máquinas que se conectarán al servidor. Una vez estas se hayan conectado se les enviará el trabajo específico que deberán simular. Cabe destacar que hay dos formas de dividir un sistema DEVS las cuales están implementadas en nuestro proyecto. La primera es dividirlo en módulos atómicos los cuales son subsistemas indivisibles en un sistema DEVS. Y la segunda es dividir las funciones de todos los subsistemas en grupos y repartirlos entre las máquinas. En resumen el funcionamiento de nuestro sistema distribuido será comenzar ejecutando el trabajo asignado al primer cliente, una vez finalizado actualizará la información del servidor y este mandara la orden al siguiente y así sucesivamente.

Marketing computacional: diseño automático de productos

El objetivo de este proyecto es desarrollar una aplicación multiplataforma que, dadas las preferencias de los clientes por las posibles características que se pueden dar a un producto, y dados los productos que vende la competencia, decida las características del producto a vender para que éste obtenga el mayor número de clientes, bien de manera inmediata, o bien a largo plazo. La solución óptima de este tipo de problemas es intratable, ya que no se pueden resolver en tiempo polinómico, por lo que nosotros utilizamos soluciones heurísticas, concretamente: algoritmos genéticos, algoritmos minimax, algoritmos de aprendizaje automático y algoritmos de interpolación. Además, realizamos un caso de estudio con datos reales obtenidos a través de una serie de encuestas utilizando una plataforma web, concretamente de la empresa Feebbo, que nos permitió obtener resultados sobre las preferencias de más de 500 encuestados. Las preguntas de las encuestas se centraron en un tipo de producto en particular, en nuestro caso teléfonos móviles.

Diseño, preparación y caracterización de hidrogeles de agarosa para liberación controlada de fármacos

En esta tesis doctoral se han abordado nuevas estrategias para la elaboración de sistemas farmacéuticos para la liberación de fármacos basados en hidrogeles de origen natural. La sustancia elegida para la fabricación de estos sistemas fue la agarosa para la que cada día se encuentran nuevas aplicaciones dentro de campos relacionados con la biomedicina, la biotecnología y la liberación controlada de fármacos. La agarosa presenta la gran ventaja, entre otras, de, gracias a su capacidad de gelificar en función de la temperatura, conformar diferentes tipos de materiales en piezas con notables prestaciones mecánicas que permiten su manipulación. En una primera aproximación se procedió a probar la capacidad de los sistemas de agarosa de permitir la inclusión de tres tipos de surfactantes: pluronic® F68, tween® 80 y lauril sulfato de sodio, con objetivo de facilitar la liberación de los fármacos incluidos. Los tensoactivos incluidos no afectaron las propiedades de los sistemas obtenidos. Se pudo comprobar cómo, incluso a los mayores porcentajes de surfactante, se obtienen sistemas manejables que, en el caso del fármaco modelo hidrosoluble, teofilina, respondían al comportamiento esperado, una más rápida liberación del fármaco con pequeñas variaciones en función de la naturaleza y porcentaje del surfactante añadido. Sin embargo, en el caso del fármaco modelo de baja solubilidad en agua, la tolbutamida, el comportamiento es radicalmente diferente ya que la liberación es más sostenida independientemente del tipo de surfactante. Con el fin de aclarar este inesperado comportamiento se procedió a caracterizar estos sistemas desde el punto de vista microestructural, considerando las interacciones establecidas entre las micelas cargadas de fármaco y la agarosa y las modificaciones en la porosidad de los hidrogeles liofilizados...

El control de sistemas dinámicos caóticos en economía: una aplicación a las reglas de política monetaria

Esta tesis vincula el estudio de los sistemas dinámicos caóticos con la teoría del control para explorar la relación que existe entre los métodos de control del caos y las reglas de política monetaria. En ambos casos está presente un objetivo estabilizador; de una parte, los métodos de control del caos buscan corregir movimientos irregulares estabilizando alguna de las orbitas periódicas inestables que se encuentran en un atractor extraño, esto es, llevar al sistema de un comportamiento caótico a un comportamiento regular; mientras que en economía, los policy maker fijan una meta para las variables objetivo de política y buscan que el valor fijado coincida con el valor observado. La forma con la cual se estabiliza es a través del empleo de reglas de control realimentado que operan reduciendo la diferencia entre el valor observado para la variable y su valor fijado, empleando para ello un instrumento de control. Así, las reglas de control de sistemas dinámicos caóticos y las reglas de política tienen como objetivo que el sistema en el cual sean aplicadas tenga un comportamiento deseado. Buscamos aplicar en esta tesis las técnicas de control de los sistemas dinámicos caóticos, en particular, el método OGY de control del caos, al diseño de reglas de política monetaria para comprobar su potencial estabilizador en las variables económicas. Pretendemos mostrar que el caos se puede controlar y que los métodos desarrollados para su control pueden servir de herramientas prácticas para la elaboración de políticas de estabilización. El método que empleamos aquí se puede aplicar en cualquier sistema dinámico que presente comportamiento caótico...