Persistence of tracer in the application site -a potential confounding factor in nerve regeneration studies

Selective reinnervation of peripheral targets after nerve injury might be assessed by injecting a first tracer in a target before nerve injury to label the original neuronal population, and applying a second tracer after the regeneration period to label the regenerated population. However, altered uptake of tracer, fading, and cell death may interfere with the results. Furthermore, if the first tracer injected remains in the target tissue, available for 're-uptake' by misdirected regenerating axons, which originally innervated another region, then the identification of the original population would be confused. With the aim of studying this problem, the sciatic nerve of adult rats was sectioned and sutured. After 3 days, to allow the distal axon to degenerate avoiding immediate retrograde transport, one of the dyes: Fast Blue (FB), Fluoro-Gold (FG) or Diamidino Yellow (DY), was injected into the tibial branch of the sciatic nerve, or in the skin of one of the denervated digits. Rats survived 2-3 months. The results showed labelled dorsal root ganglion (DRG) cells and motoneurones, indicating that late re-uptake of a first tracer occurs. This phenomenon must be considered when the model of sequential labelling is used for studying the accuracy of peripheral reinnervation.

Planarians as a model to assess in vivo the role of matrix metalloproteinase genes during homeostasis and regeneration

Matrix metalloproteinases (MMPs) are major executors of extracellular matrix remodeling and, consequently, play key roles in the response of cells to their microenvironment. The experimentally accessible stem cell population and the robust regenerative capabilities of planarians offer an ideal model to study how modulation of the proteolytic system in the extracellular environment affects cell behavior in vivo. Genome-wide identification of Schmidtea mediterranea MMPs reveals that planarians possess four mmp-like genes. Two of them (mmp1 and mmp2) are strongly expressed in a subset of secretory cells and encode putative matrilysins. The other genes (mt-mmpA and mt-mmpB) are widely expressed in postmitotic cells and appear structurally related to membrane-type MMPs. These genes are conserved in the planarian Dugesia japonica. Here we explore the role of the planarian mmp genes by RNA interference (RNAi) during tissue homeostasis and regeneration. Our analyses identify essential functions for two of them. Following inhibition of mmp1 planarians display dramatic disruption of tissues architecture and significant decrease in cell death. These results suggest that mmp1 controls tissue turnover, modulating survival of postmitotic cells. Unexpectedly, the ability to regenerate is unaffected by mmp1(RNAi). Silencing of mt-mmpA alters tissue integrity and delays blastema growth, without affecting proliferation of stem cells. Our data support the possibility that the activity of this protease modulates cell migration and regulates anoikis, with a consequent pivotal role in tissue homeostasis and regeneration. Our data provide evidence of the involvement of specific MMPs in tissue homeostasis and regeneration and demonstrate that the behavior of planarian stem cells is critically dependent on the microenvironment surrounding these cells. Studying MMPs function in the planarian model provides evidence on how individual proteases work in vivo in adult tissues. These results have high potential to generate significant information for development of regenerative and anti cancer therapies.

Estimations of topographically correct regeneration to nerve branches and skin after peripheral nerve injury and repair.

Peripheral nerve injury is typically associated with long-term disturbances in sensory localization, despite nerve repair and regeneration. Here, we investigate the extent of correct reinnervation by back-labeling neuronal soma with fluorescent tracers applied in the target area before and after sciatic nerve injury and repair in the rat. The subpopulations of sensory or motor neurons that had regenerated their axons to either the tibial branch or the skin of the third hindlimb digit were calculated from the number of cell bodies labeled by the first and/or second tracer. Compared to the normal control side, 81% of the sensory and 66% of the motor tibial nerve cells regenerated their axons back to this nerve, while 22% of the afferent cells from the third digit reinnervated this digit. Corresponding percentages based on quantification of the surviving population on the experimental side showed 91%, 87%, and 56%, respectively. The results show that nerve injury followed by nerve repair by epineurial suture results in a high but variable amount of topographically correct regeneration, and that proportionally more neurons regenerate into the correct proximal nerve branch than into the correct innervation territory in the skin

JNK controls the onset of mitosis of planarian stem cells and triggers apoptotic cell death required for regeneration and remodeling

Regeneration of lost tissues depends on the precise interpretation of molecular signals that control and coordinate the onset of proliferation, cellular differentiation and cell death. However, the nature of those molecular signals and the mechanisms that integrate the cellular responses remain largely unknown. The planarian flatworm is a unique model in which regeneration and tissue renewal can be comprehensively studied in vivo. The presence of a population of adult pluripotent stem cells combined with the ability to decode signaling after wounding enable planarians to regenerate a complete, correctly proportioned animal within a few days after any kind of amputation, and to adapt their size to nutritional changes without compromising functionality. Here, we demonstrate that the stress-activated c-jun-NH2-kinase (JNK) links wound-induced apoptosis to the stem cell response during planarian regeneration. We show that JNK modulates the expression of wound-related genes, triggers apoptosis and attenuates the onset of mitosis in stem cells specifically after tissue loss. Furthermore, in pre-existing body regions, JNK activity is required to establish a positive balance between cell death and stem cell proliferation to enable tissue renewal, remodeling and the maintenance of proportionality. During homeostatic degrowth, JNK RNAi blocks apoptosis, resulting in impaired organ remodeling and rescaling. Our findings indicate that JNK-dependent apoptotic cell death is crucial to coordinate tissue renewal and remodeling required to regenerate and to maintain a correctly proportioned animal. Hence, JNK might act as a hub, translating wound signals into apoptotic cell death, controlled stem cell proliferation and differentiation, all of which are required to coordinate regeneration and tissue renewal.

Gestió forestal de masses d'arboç (Arbutus unedo) en regeneració després de foc al terme municipal d'Esparreguera

Els incendis forestals són una pertorbació amb un paper decisiu en l’estructura i dinàmica dels ecosistemes mediterranis. La majoria de les seves espècies vegetals presenten mecanismes de resposta al foc, com la germinació de llavors i la rebrotada d’individus cremats. Les masses forestals regenerades a partir de rebrots assoleixen densitats massa altes i una baixa producció, i, per tant, és fonamental dur a terme una gestió mitjançant tractaments silvícoles. El principal objectiu d’aquest projecte és quantificar l’efecte de la selecció de rebrots i la selecció de rebrots més la desbrossada sobre el creixement de l’Arbutus unedo. S’han estudiat 12 parcel—les en regeneració després dels incendis de 1985, 1986 i 1994 al terme municipal d’Esparreguera. Els resultats mostren que els dos tractaments afavoreixen de la mateixa manera el creixement dels peus d’Arbutus unedo, a causa de la disminució de la competència intraespecífica i interespecífica. La desbrossada (a nivell de parcel—la, no d’individu), no obstant, provoca un increment probablement perjudicial de l’alçada dels rebrots, per la major disponibilitat de llum. Per tal de proposar un model de gestió forestal, s’ha realitzat una anàlisi multicriterial dels diferents escenaris, on s’han considerat altres criteris, com són el model de combustible, la possibilitat de pastura i el cost econòmic. L’alternativa preferida en els boscos d’Arbutus unedo és la selecció de rebrots i la desbrossada.

Estudi del banc de llavors d'un sòl

Treball de recerca realitzat per una alumna d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. Es tracta d'un estudi basat en les capacitats naturals regeneratives del sòl. Aquesta investigació se centra en quin grau és possible que la coberta vegetal d'unes terres que han patit pertorbacions externes (incendis, talades, etc.) pugui regenerar-se i desenvolupar-se de manera natural. De manera que, la recerca està basada en bon grau en el banc de llavors que posseeix un determinat terreny, ja que és a partir d'aquest d'on es tornarà a repoblar l'indret en qüestió. Concretament, la hipòtesi directora del treball afirma que sense la intervenció humana és possible l'aparició de nova vegetació després de l'efecte d'una pertorbació que hagi danyat totalment la coberta vegetal d'un indret. La part més experimental consisteix molt esquemàticament en realitzar diversos mostrejos a tres terrenys de diferent tipus, concretament un bosc, un conreu i un camp abandonat, per sotmetre'ls a estudi durant aproximadament cinc mesos. A partir d'aquest estudi apareixeran un seguit de conclusions que no tan sols tenen a veure amb la hipòtesi plantejada prèviament. La recerca ha conduït a conclusions incialment no tingudes en compte, però la idea principal del treball és que sí que és possible la regeneració natural de la coberta vegetal d'un indret a partir dels propàguls que aquest conté.

The political ecology of Jatropha plantations for biodiesel in Tamil Nadu, India

Jatropha curcas is promoted internationally for its presumed agronomic viability in marginal lands, economic returns for small farmers, and lack of competition with food crops. However, empirical results from a study in southern India revealed that Jatropha cultivation, even on agricultural lands, is neither profitable, nor pro-poor. We use a political ecology framework to analyze both the discourse promoting Jatropha cultivation and its empirical consequences. We deconstruct the shaky premises of the dominant discourse of Jatropha as a “pro-poor” and “pro-wasteland” development crop, a discourse that paints a win-win picture between poverty alleviation, natural resource regeneration, and energy security goals. We then draw from field-work on Jatropha plantations in the state of Tamil Nadu to show how Jatropha cultivation favors resource-rich farmers, while possibly reinforcing existing processes of marginalization of small and marginal farmers.

Anàlisi ambiental de les platges de Sitges: evolució de la qualitat del litoral i estudi d'impactes

L’explosió del sector turístic experimentat en les costes catalanes des de principis dels anys 60 ha provocat un important impacte sobre el medi litoral català i el seu principal atractiu turístic, les platges. Sitges és un municipi annex a una important zona urbana (Barcelona), i s'ofereix com a indret de segona residència i ciutat de vacances, sobretot a l’estiu, incrementant fortament la pressió sobre el medi. L'objectiu principal d'aquest projecte ha estat estudiar les pertorbacions sobre alguns aspectes del sistema litoral Sitgetà: el perfil litoral i la dinàmica sedimentària, la qualitat microbiològica de les aigües i la sorra, els cabals d'aigües residuals tractades i els residus de les platges. A partir dels registres de neteja en platges, proposem el rebuig i envasos en sorra (concentració de residus, kg/m2) com a nou indicador de presència d’usuaris a les platges (usuaris/m2). La diagnosi realitzada indica que l'estat físic de les platges de Sitges respon a les actuacions en matèria d'obres marítimes en interacció amb les dinàmiques sedimentaries. Pel que fa als anàlisis microbiològics de l'aigua i la sorra trobem una situació regulada a excepció de pics provocats per pluges puntuals. Malauradament hem vist com es podrien potenciar el valors ambientals de totes les parts treballades si es fomentessin figures de protecció del medi, la regeneració d’espècies vegetals tan fora com dins de l'aigua i es garantís una gestió de l’aigua 100% eficient i sense causar intromissions en el desenvolupament dels ecosistemes.

Evaluación de la regeneración ósea mediante procesado de imagen

La regeneració òssia és un procés estudiat per experts de tot el món. Aquests experts estudien materials capaços d’accelerar el procés de formació de teixit ossi en zones on s’han produït defectes ossis. Després d’un determinat període de temps de l’aplicació dels materials d’estudi en la zona on hi havia una manca de teixit ossi, s’obtenen imatges d’aquesta zona on l’expert mitjançant l’ inspecció visual d’aquestes imatges avalua si l’os s’ha regenerat bé o no. El problema d’aquest mètode d’avaluació es que requereix d’un expert on la valoració d’aquest és subjectiva i difícil de quantificar, el que pot provocar que hi hagi discordança entre experts. Amb la finalitat de aprofitar les imatges en que es basa l’expert per avaluar la capacitat de regeneració òssia dels materials d’estudi es proposa realitzar un anàlisi quantitatiu de la regeneració òssia basat en el processament d’imatge. L’algorisme dissenyat es capaç de classificar imatges de la mandíbula en: imatges de regeneració bona i dolenta mitjançant la parametrització de l’histograma de nivells de grisos de la imatge, solucionant la falta d’objectivitat del mètode d’avaluació de la regeneració òssia i la necessitat d’un expert per realitzar-la.

Mesophyll conductance to CO2 and leaf morphological characteristics under drought stress during Quercus ilex L resprouting

• Quercus ilex L., the dominant species in Mediterranean forests and one with a great capacity for resprouting after disturbances, is threatened by the expected increase in fire frequency and drought associated with climate change. • The aim of this study was to determine the contribution of photosynthesis limitants, especially mesophyll conductance (gmes ) during this species’ resprouting and under summer drought. • Resprouts showed 5.3-fold increased gmes and 3.8-fold increased stomatal conductance (gs) atmidday with respect to leaves of undisturbed individuals. With increased drought, structural changes (decreased density and increased thickness) in resprouts contributed to the observed higher photosynthesis and increased gmes. However, gmes only partially depended on leaf structure, and was also under physiological control. Resprouts also showed lower non-stomatal limitations (around 50% higher carboxylation velocity (Vc,max) and capacity for ribulose-1,5-bisphosphate regeneration (Jmax)). A significant contribution of gmes to leaf carbon isotope discrimination values was observed. • gmes exhibits a dominant role in photosynthesis limitation in Q. ilex and is regulated by factors other than morphology. During resprouting after disturbances, greater capacity to withstand drought, as evidenced by higher gmes , gs and lower non-stomatal limitants, enables increased photosynthesis and rapid growth.

Seguiment de l'evolució de la recuperació del bosc de ribera en la zona afectada per l'incendi del riu Canaletes del 20/07/2009. Proposta de campanya de voluntariat ambiental en rius per la custòdia i recuperació fluvial

El riu Canaletes va resultar afectat per l’ incendi que es va produir a Horta de Sant Joan el juliol de l’any 2009. El foc va malmetre bona part de la flora i fauna de la zona, però un dels ecosistemes que en va sortir més perjudicat va ser el del bosc de ribera, ecosistema molt fràgil en front de pertorbacions d’aquest tipus, ja que la seva capacitat de regeneració no és tant senzilla ni ràpida com en altres ecosistemes mediterranis com podrien ser els boscos de pi blanc. No obstant, si que existeixen algunes espècies de ribera que presenten una ràpida resposta als incendis com és el cas dels salzes o alguns pollancres o àlbers, que en aquest cas, poc temps després del foc ja presentaven rebrots, segons observacions realitzades al camp. Per comprovar l’evolució de la recuperació del bosc de ribera en la zona afectada per l’incendi, es van realitzar diverses sortides de camp. D’aquestes observacions, es va poder deduir que actualment el bosc de ribera de la zona estudiada, evoluciona segons les previsions realitzades en estudis immediatament posteriors al foc, de manera que hi estan proliferant de manera ràpida bardisses amb esbarzer, gavarrera, roldor i sanguinyol, en aquells llocs que abans de l’incendi eren ocupats per arbres caducifolis.

Els obrers industrials de Mataró 1870-1900 : una aproximació al seu entorn social, a partir de la premsa local de l'època

Aproximació a la realitat, influències i expectatives dels obrers de la ciutat de Mataró, durant el darrer terç del segle XIX, basada principalment en la lectura de la premsa local de l'època. Amb la intenció d'il·lustrar les llums i ombres de la industrialització i del liberalisme econòmic en una fase incipient, a través d'un col·lectiu social representatiu.