Large scale purification of presynaptic plasma membranes from Torpedo marmorata electric organ

The presynaptic plasma membrane (PSPM) of cholinergic nerve terminals was purified from Torpedo electric organ using a large-scale procedure. Up to 500 g of frozen electric organ were fractioned in a single run, leading to the isolation of greater than 100 mg of PSPM proteins. The purity of the fraction is similar to that of the synaptosomal plasma membrane obtained after subfractionation of Torpedo synaptosomes as judged by its membrane-bound acetylcholinesterase activity, the number of Glycera convoluta neurotoxin binding sites, and the binding of two monoclonal antibodies directed against PSPM. The specificity of these antibodies for the PSPM is demonstrated by immunofluorescence microscopy.

MYADM regulates Rac1 targeting to ordered membranes required for cell spreading and migration

Membrane organization into condensed domains or rafts provides molecular platforms for selective recruitment of proteins. Cell migration is a general process that requires spatiotemporal targeting of Rac1 to membrane rafts. The protein machinery responsible for making rafts competent to recruit Rac1 remains elusive. Some members of the MAL family of proteins are involved in specialized processes dependent on this type of membrane. Because condensed membrane domains are a general feature of the plasma membrane of all mammalian cells, we hypothesized that MAL family members with ubiquitous expression and plasma membrane distribution could be involved in the organization of membranes for cell migration. We show that myeloid-associated differentiation marker (MYADM), a protein with unique features within the MAL family, colocalizes with Rac1 in membrane protrusions at the cell surface and distributes in condensed membranes. MYADM knockdown (KD) cells had altered membrane condensation and showed deficient incorporation of Rac1 to membrane raft fractions and, similar to Rac1 KD cells, exhibited reduced cell spreading and migration. Results of rescue-of-function experiments by expression of MYADM or active Rac1L61 in cells knocked down for Rac1 or MYADM, respectively, are consistent with the idea that MYADM and Rac1 act on parallel pathways that lead to similar functional outcomes.

The membrane-permeable calmodulin inhibitors (W-7/W-13) bind to membranes changing the electrostatic surface potential. Dual effect of W-13 on EGFR activation

Membrane-permeable calmodulin inhibitors, such as the napthalenesulfonamide derivatives W-7/W-13, trifluoperazine, and calmidazolium, are used widely to investigate the role of calcium/calmodulin (Ca2+/CaM) in living cells. If two chemically different inhibitors (e.g. W-7 and trifluoperazine) produce similar effects, investigators often assume the effects are due to CaM inhibition. Zeta potential measurements, however, show that these amphipathic weak bases bind to phospholipid vesicles at the same concentrations as they inhibit Ca 2 /CaM; this suggests that they also bind to the inner leaflet of the plasma membrane, reducing its negative electrostatic surface potential. This change will cause electrostatically bound clusters of basic residues on peripheral (e.g. Src and K-Ras4B) and integral (e.g. epidermal growth factor receptor (EGFR)) proteins to translocate from the membrane to the cytoplasm. We measured inhibitor-mediated translocation of a simple basic peptide corresponding to the calmodulin-binding juxtamembrane region of the EGFR on model membranes; W-7/W-13 causes translocation of this peptide from membrane to solution, suggesting that caution must be exercised when interpreting the results obtained with these inhibitors in living cells. We present evidence that they exert dual effects on autophosphorylation of EGFR;W-13 inhibits epidermal growth factordependent EGFR autophosphorylation under different experimental conditions, but in the absence of epidermal growth factor, W-13 stimulates autophosphorylation of the receptor in four different cell types. Our interpretation is that the former effect is due toW-13inhibition of Ca 2 /CaM, but thelatter results could be due to binding of W-13 to the plasma membrane.

Effect of sex and prior exposure to a cafeteria diet on the distribution of sex hormones between plasma and blood cells

It is generally assumed that steroid hormones are carried in the blood free and/or bound to plasma proteins. We investigated whether blood cells were also able to bind/carry sex-related hormones: estrone, estradiol, DHEA and testosterone. Wistar male and female rats were fed a cafeteria diet for 30 days, which induced overweight. The rats were fed the standard rat diet for 15 additional days to minimize the immediate effects of excess ingested energy. Controls were always kept on standard diet. After the rats were killed, their blood was used for 1) measuring plasma hormone levels, 2) determining the binding of labeled hormones to washed red blood cells (RBC), 3) incubating whole blood with labeled hormones and determining the distribution of label between plasma and packed cells, discounting the trapped plasma volume, 4) determining free plasma hormone using labeled hormones, both through membrane ultrafiltration and dextrancharcoal removal. The results were computed individually for each rat. Cells retained up to 32% estrone, and down to 10% of testosterone, with marked differences due to sex and diet (the latter only for estrogens, not for DHEA and testosterone). Sex and diet also affected the concentrations of all hormones, with no significant diet effects for estradiol and DHEA, but with considerable interaction between both factors. Binding to RBC was non-specific for all hormones. Estrogen distribution in plasma compartments was affected by sex and diet. In conclusion: a) there is a large non-specific RBC-carried compartment for estrone, estradiol, DHEA and testosterone deeply affected by sex; b) Prior exposure to a cafeteria (hyperlipidic) diet induced hormone distribution changes, affected by sex, which hint at sex-related structural differences in RBC membranes; c) We postulate that the RBC compartment may contribute to maintain free (i.e., fully active) sex hormone levels in a way similar to plasma proteins non-specific binding.

Efectes de la post-descàrrega del plasma en teixits de llana i poliamida6

Els teixits de llana presenten l’inconvenient de feltrar (encongir) degut a la presència d’escates i a les característiques hidrofòbiques de la seva superfície. Els tractaments amb plasma (gas ionitzat) són una alternativa ecològica als tractaments tradicionals d’anti feltratge de la llana. També són una innovació en el camp de les fibres sintètiques ja que incrementen la hidrofìlia i/o la rugositat. Malgrat les seves avantatges, l’elevat cost de la maquinària de plasma de baixa temperatura existent per a la indústria tèxtil ha frenat la seva aplicació. Basant-se en estudis preliminars, s’ha avaluat l’efecte de la post-descàrrega del plasma sobre l’encongiment dels teixits de llana, així com els seus efectes en la modificació de la morfologia superficial de llana i poliamida 6.

Dietary modulation of plasma antioxidant deficiencies: effect of mediterranean diet

Estudi elaborat a partir d’una estada al National Research Institute for Food and Nutrition, Itàlia, des de novembre del 2006 fins a febrer del 2007. La capacitat antioxidant total (TAC) en plasma pot ser un bon biomarcador del estat antioxidant dels humans. Prenent les mostres de dos projectes diferents de recerca s’ha mesurat la TAC mitjançant el FRAP (ferric reductant antioxidant potencial) i el TRAP (total radical-trapping antioxidant parameter ). D’una banda el PREDIMED, és un estudi prospectiu aleatoritzat i controlat, amb una cohort d’ individus sense patología vascular coneguda, però amb un alt risc de patir-la. En aquest es valora la utilitat d’una intervenció dietética del tipus mediterrània en la prevenció primària de la malaltia cardiovascular. L’altre és el de biodisponibilitat en humans dels metabòlits dels polifenols presents en els solubles de cacau, un estudi crònic (28 dies) on es vol mesurar la influència de la llet en l’absorció dels polifenols del cacau, en voluntaris amb elevat risc de sofrir patologia cardiovascular.

Síntesi i caracterització de membranes electrolítiques d'oxo-vanadi-sulfats per aplicacions en la reducció d'emissions de SO2

La recerca de nous materials pel desenvolupament de membranes per a la reducció d’emissions de SO2 ha estat en el punt de mira de nombrosos estudis recents, degut al seu gran potencial per a dur a terme aquests processos i pel gran impacte mediambiental causat pel SO2. La temàtica d’aquest projecte consisteix en la síntesi i caracterització de nous materials basats en compostos d’Oxo-Vanadi-Sulfats de metalls alcalins per tal de preparar aquestes membranes supressores de SO2.

Could cell membranes produce acoustic streaming? Making the case for synechococcus self-propulsion

Sir James Lighthill proposed in 1992 that acoustic streaming occurs in the inner ear, as part of the cochlear amplifier mechanism. Here we hypothesize that some of the most ancient organisms use acoustic streaming not only for self-propulsion but also to enhance their nutrient uptake. We focus on a motile strain of Synechococcus, a yanobacteria whose mechanism for self-propulsion is not known. Molecular motors could work like piezoelectric transducers acting on the crystalline structure surrounding the outer cell membrane. Our calculations show that a traveling surface acoustic wave (SAW)could account for the observed velocities. These SAW waves will also produce a non-negligible Stokes layer surrounding the cell: motion within this region being essentially chaotic. Therefore, an AS mechanism would be biologically advantageous, enhancing localized diffusion processes and consequently, chemical reactions. We believe that acoustic streaming, produced by nanometer scale membrane vibrations could be widespread in cell biology. Other possible instances are yeast cells and erythrocytes. Flows generated by acoustic streaming may also be produced by silica coated diatoms along their raphe. We note that microelectromechanical (MEMS) acoustic streaming devices were first introduced in the 1990’s. Nature may have preceded this invention by 2.7 Gyr.

Avaluació clínico-terapèutica de la infiltració de plasma ric en plaquetes en genolls osteoartrítics

Treball de recerca experimental, prospectiu sense grup control on s’han inclòs 30 pacients als quals s’ha realitzat tractament amb plasma ric en plaquetes (PRP) en genolls amb artrosi moderada per tal d’avaluar el possible benefici en quant a dolor i situació funcional, mitjançant la valoració de l’escala EVA y els tests funcionals SF-36 i KOOS amb controls al mes i tres mesos posteriors a la finalització del tractament.

Disseny i optimització de membranes compòsit amb xarxes metal•loorgàniques per a nanofiltració i separacions de gasos

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Katholieke Universiteit Leuven, Belgium, entre 2007 i 2009. Aquest projecte descriu la síntesi i aplicació de nous tipus de membranes compòsit basades en xarxes metal•loorgàniques (MOFs). Aquestes es van seleccionar tenint en compte les seves propietats estructurals per tal de discriminar les espècies a separar en funció de la seva mida molecular. Les membranes obtingudes s'han aplicat satisfactòriament tant en separacions líquides, concretament en nanofiltració resistent a dissolvents (SRNF), i en separació de parells de gasos com CO2/CH4, CO2/N2 i H2/CO2. Els resultats obtinguts posen de manifest l'obtenció de membranes sense defectes i amb rendiments prometedors, en la majoria dels casos, amb permeabilitats i selectivitats superiors a membranes purament polimèriques. Tanmateix s'ha desenvolupat un nou equipament d'alt rendiment (HT) per a separacions de gasos que inclou un mòdul que permet realitzar 16 experiments simultàniament. Els resultats obtinguts amb el nou equip són comparables amb els obtinguts amb mòduls convencionals, i alhora presenten una millor reproduïbilitat. Finalment, s'ha establert un nou mètode per a obtenir membranes per a SRNF, que han estat aplicades en processos de separació de catalitzadors homogenis en dissolvents polars apròtics i s'han caracteritzat emprant la tècnica d'espectroscòpia d'annihilació de positrons, que ha permès establir per primer cop una relació entre les propietats estructurals de les membranes a nivell molecular i el seu rendiment en les aplicacions anteriors.

Elaboració de membranes de fibra buida modificades amb nanopartícules metàl·liques per aplicacions catalítiques

Investigación producida a partir de una estancia en la Université Paul Sabatier, Toulouse III - CNRS, entre 2007 y 2009. Durante los últimos años la investigación centrada en nuevos materiales de tamaño nanoscòpico (nanopartículas, quantum dots, nanotubos de carbono,...) ha experimentado un crecimiento considerable debido a las especiales propiedades de los "nanoobjetos" con respecto a magnetismo, catálisis, conductividad eléctrica, etc ... Sin embargo, hoy en día todavía existen pocas aplicaciones de las nanopartículas en temas medioambientales. Uno de los motivos de esta situación es la posible toxicidad de los nanoobjetos, pero existe también una dificultad tecnológica dado que las nanopartículas tienden a agregarse y es muy difícil manipularlas sin que pierdan sus propiedades especiales. Así, aunque la preparación de materiales catalíticos nanoestructurados es muy interesante, es necesario definir nuevas estrategias para prepararlos. Este proyecto de investigación tiene como objetivo principal la preparación de nuevas membranas catalíticas con nanopartículas metálicas en el interior para aplicaciones de tratamiento de agua. La innovación principal de este proyecto consiste en que las nanopartículas no son introducidas en la matriz polimérica una vez preformadas sino que se hacen crecer en el interior de la matriz polimérica mediante una síntesis intermatricial. El único requisito es que la matriz polimérica contenga grupos funcionales capaces de interaccionar con los precursores de las nanopartículas. Una vez finalizado el proyecto se puede afirmar que se han logrado parte de los objetivos planteados inicialmente. Concreamente ha quedado demostrado que se pueden sintetizar nanopartículas metálicas de metales nobles (platino y paladio) en membranas de fibra hueca de micro- y ultrafiltración siguiendo dos metodologías diferentes: modificación fotoquímica de polímeros y deposición de multicapas de polielectrolitos. Los nuevos materiales son efectivos en la catálisis de reducción de un compuesto modelo (4-nitrofenol con borohidruro de sodio) y, en general, los resultados han sido satisfactorios. Sin embargo, se ha puesto de manifiesto que el uso de un reactivo que genera hidrógeno gas en contacto con la solución acuosa dificulta enormemente la implementación de la reacción catalítica al ser el medio de la membrana una matriz porosa. Así, como conclusión principal se puede decir que se han encontrado las limitaciones de esta aproximación y se sugieren dos posibilidades de continuidad: la utilización de las membranas sintetizadas en contactores gas-líquido o bien el estudio y optimización del sistema de membrana en configuración de membranas planas, un objetivo más asequible dada su menor complejidad. Esta investigación se ha realizado en el seno del “Laboratoire de Génie Chimique” de Toulouse y del Departamento de Química de la Michigan State University y ha sido posible gracias a un proyecto financiado por la “Agence National pour la Recherce” y al programa PERMEANT entre el CNRS y la NSF.

Sistema intel•ligent d’ajuda a la decisió pel control remot de tecnologia de membranes per la depuració d’aigües

El principal objectiu del projecte consisteix en desenvolupar l’anàlisi, disseny,desenvolupament i implementació d’un sistema d’ajuda a la decisió (SAD) basat en elconeixement pel control remot i la supervisió de l’operació integrada d’estacionsdepuradores BRM (bioreactor de membranes) pe ra la depuració d’aigües residuals ambexigències de qualitat de reutilització de l’aigua tractada

Síntesi, caracterització i aplicació de membranes catalítiques amb nanopartícules de pal·ladi

Les nanopartícules metàl·liques són catalitzadors molt efectius degut a la seva elevada àrea superficial específica. No obstant, degut a la seva gran tendència a l’agregació, sovint és necessària la seva immobilització sobre suports per tal de dur a terme aplicacions específiques. La immobilització de les nanopartícules dins d’una matriu polimèrica ha demostrat ser una bona metodologia per a aquest propòsit, doncs permet l’estabilització i protecció de les partícules, així com la recuperació del catalitzador. Mitjançant la incorporació de nanopartícules metàl·liques a membranes polimèriques es poden obtenir materials nanocomposites molt efectius, que podrien combinar la capacitat catalítica dels nanomaterials amb l’efectivitat dels processos de membrana en un sol pas. L’objectiu a llarg termini és l’obtenció de membranes catalítiques actives capaces de realitzar simultàniament la separació i la destrucció de contaminants presents en solució. Concretament, en aquest treball s’han desenvolupat membranes polimèriques de Poliètersulfona amb grup Cardo modificada amb grups sulfònics per tal de sintetitzar nanopartícules de Pd mitjançant la tècnica de la Síntesi Intermatricial. Tant el polímer modificat com les membranes i el nanocomposite obtingut han estat caracteritzats i l’eficiència catalítica s’ha avaluat monitoritzant la reducció catalítica del 4-nitrofenol en presència de NaBH4.

Avaluació de la substitució del plasma de sang per farina de rovell d’ou com a font proteica en l’alimentació de garrins en l’etapa de desmamament.

Els subproductes de l’ou, es presenten com a una alternativa viable a l’SDPP (Spray Dried Porcine Plasma),principalment per l’elevada qualitat de la seva proteïna, alhora que representen una fontimportant d’energia i agents antimicrobians, així com de vitamines i minerals. A més,el cost que suposa la seva inclusió en alimentació garrina és inferior al del plasma i coma element afegit, es donaria sortida a les elevades quantitats de subproductes de l’ougenerades cada any, no aptes per al consum humà

Clinical picture of the amyloid arthropathy in patients with chronic renal failure maintained on haemodialysis using cellulose membranes.

The clinical picture of 15 patients (10 male, five female) with amyloid arthropathy secondary to chronic renal failure treated with haemodialysis has been studied. The average period of haemodialysis was 10.8 years. Joint symptoms appeared between three and 13 years after starting haemodialysis. No patient had renal amyloidosis. Early symptoms were varied and often overlapped: knee swelling (seven patients), painful and stiff shoulders (seven), and carpal tunnel syndrome (six) were the most prominent. Follow up showed extension to other joints. Joint effusions were generally of the non-inflammatory type. Radiologically, geodes and erosions of variable sizes were seen in the affected joints, which can develop into a destructive arthropathy. Amyloid was found in abdominal fat in three of the 12 patients on whom a needle aspiration was performed. Four of 12 patients showed changes compatible with amyloid infiltration in the echocardiogram. One patient had amyloid in the gastric muscular layer, another in the colon mucus, and two of four in rectal biopsy specimens. Amyloid deposits showed the presence of beta 2 microglobulin in 10 patients. The clinical and radiological picture was similar to the amyloid arthropathy associated with multiple myeloma. These patients can develop systemic amyloidosis.