Overview of molecular interactions using Biacore

Surface Plasmon Resonance (SPR) technology is a powerful tool for studying a wide range of different putative interactions. This kind of optical biosensors allow to obtain (in real time and without labelling)quantitative and qualitative information about the kinetics of the surfacebindingprocess. The most critical points to keep in mind when using the technique are presented, as well as practical examples of applications.

Reconstrucció de les temperatures superficials de l’aigua i de l’aire del Skagerrak (Escandinàvia) dels darrers 2000 anys

S’han utilitzat uns proxies nous per a estimar les temperatures superficials de l’aigua i de l’aire dels darrers 2000 anys de la zona de l’estret del Skagerrak per tal d’estudiar l’evolució del clima en aquesta zona i comparar-la amb la tendència del pal d’hoquei observada en diversos registres de l’hemisferi Nord. Els proxies utilitzats estan basats el els GDGTS i són el TEX86, que permet estimar la SST, el MAAT que permet estimar la temperatura mitjana anual de l’aire, el BIT que permet estimar la proporció de material terrestre en sediments marins o lacustres i el CBT que permet estimar el pH del sòl. Aquestes estimacions s’han comparat amb altres registres de la mateixa zona d’estudi. S’observa que el senyal de temperatura estimat pel TEX86 prové d’una zona en la columna d’aigua situada entre la zona fòtica i el fons marí. L’estimació del MAAT permet observar un òptim climàtic medieval, una petita edat del gel i un increment accentuat de les temperatures en els darrers 200 anys en la zona d’estudi. D’altra banda sembla que el MAAT estima la temperatura anual de l’aire a nivell regional, no local. L’estimació del BIT permet observar que la major part del testimoni sedimentari analitzat prové de material autòcton. S’observen dos pics al voltant de 445 DC i 1462 DC que podrien indicar episodis de pluges torrencials i/o canvis en la dinàmica de les corrents marines al Skagerrak. Finalment el pH estimat mitjançant el CBT sembla ser no representatiu dels sòls de Noruega, per tant aquesta forma d’estimar el pH podria ser no vàlida per als sediments marins.

Desenvolupament d'hidrogels superficials que contenen motius d'adhesió cel·lular

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Departament d’Enginyeria Química del Massachusetts Institute of Technology entre abril i octubre del 2006. S’ha dissenyat i sintetitzat uns nous films polimèrics, amb aplicacions en l’àmbit de l’enginyeria de teixits, utilitzant la tècnica anomenada iCVD (initiated Chemical Vapor Deposition), prèviament desenvolupada pel grup receptor. Es tracta d’uns hidrogels superficials de gruix controlable, que incorporen un monòmer fluorat, el qual s’havia estudiat extensament en el grup d’origen. Aquest monòmer es caracteritza per reaccionar molt fàcilment amb pèptids, de manera que aquests queden units covalentment a la superfície. Diferents estratègies pel desenvolupament d’aquests copolímers han estat avaluades, tant des del punt de vista purament sintètic com de la pròpia aplicació. Les condicions de polimerització han estat optimitzades i els hidrogels s’han caracteritzat químicament per tècniques espectroscòpiques (FTIR, XPS), i físicament per angle de contacte i el·lipsometria. D’aquesta manera, s’ha estudiat la capacitat dels hidrogels d’absorbir aigua i alhora augmentar el seu gruix, depenent de la quantitat d’agent reticulant introduït i de la incorporació del nou monòmer. A continuació, s’han optimitzat les condicions de reacció d’aquestes superfícies amb pèptids que incorporen una molècula fluorescent, la qual permet detectar fàcilment per microscòpia de fluorescència si la reacció ha tingut lloc. Una vegada la plataforma ha estat posada a punt, s’han iniciat assajos cel·lulars tant amb fibroblasts embriònics de ratolí com amb cèl·lules humanes umbilicals. Els resultats preliminars suggereixen una morfologia diferent de les cèl·lules segons si es cultiven sobre films modificats amb pèptids que promouen l’adhesió cel·lular o sobre les seves seqüències permutades no actives. Però, el més interessant és que també s’han observat certes diferències depenent si els films contenen el component hidrogel o no, fet que suggeriria un paper actiu d’aquests noves superfícies en el comportament cel·lular.

Reconstrucció de les temperatures superficials marines dels últims dos milions d'anys al Corrent de Benguela utilitzant l'índex TEX86

Per tal de reconstruir i obtenir una evolució climàtica a partir de les temperatures superficials marines dels últims dos milions d’anys al Corrent de Benguela (costa oest sud-africana) s’han analitzat 60 mostres del testimoni amb ODP 175-1084. Per fer-ho, s’ha utilitzat la nova calibració de l’índex TEX86 (Kim et al., 2007) i s’han representat els resultats juntament amb els valors obtinguts amb altres índexs referents a les temperatures mitjanes anuals de l’aire (MAAT) i el grau d’aportació sedimentària d’origen continental als sediments marins (BIT). També s’han comparat amb els registres de temperatura d’altres estudis en la mateixa àrea obtinguts a partir de proxies diferents. Els resultats del TEX86 mostren certa concordança amb alguns dels valors obtinguts en altres estudis i proposen hipòtesis que relacionen de manera directa els tres índexs calculats.

Dispositius nanoplasmònics basats en polaritons anti-simètrics per apliacacions biosensores i nanofotòniques

Presentem un estudi teòric comparatiu de les sensibilitats en volum dels sensors d’índex de refracció basats en polaritó de plasmó superficial (SPP) i en ressonància localitzada de plasmó superficial (LSPR). Els resultats demostren que el sensor SPP, àmpliament conegut i comercialitzat, ofereix una major sensibilitat en volum comparada amb la del sensor LSPR, estant aquest últim basat en l’ús de nanorods d’or. A més, la figura de mèrit del sensor LSPR, emprada per a analitzar la seva capacitat sensora, exhibeix una regió sensora òptima quan la longitud d’ona de ressonància es troba propera a 700 nm.

Ús de la ressonància magnètica nuclear amb espectroscopia per a la detecció del càncer prostàtic a la glàndula central

El diagnòstic precoç del càncer de pròstata fins a dia d’avui s’ha servit del tacte rectal, i els valors de PSA per establir quins pacients són sospitosos de patir aquesta afecció. Treballs recents estableixen que proves morfològiques com la ressonància magnètica, i funcionals com l’espectroscòpia ajudarien encara més a discriminar aquests pacients dels sans. En el nostre treball pretenem esbrinar; si l’ús de la ressonància magnètica amb espectroscòpia és igual d’eficient en el cas de que l’eventual càncer es localitzi a la glàndula central.

Valor de la seqüència de difusió de la ressonància magnètica en la predicció histològica del càncer de mama

Paper del Coeficient de Difusió Aparent (ADC), obtingut mitjançant la seqüència de difusió, com a predictor histològic del carcinoma de mama. Es realitza una RM a 42 pacients amb càncer de mama prèviament al tractament quimioteràpic. S’observen diferències estadísticament no significatives entre les mitges d’ADC pels diferents estirps tumorals. S’intueix una tendència dels valors d’ADC del CLI a ser majors respecte la resta d’histologies, podent determinar un llindar d’ADC que discrimini el CLI de la resta d’estirps. L’ADC podria tenir un paper clau per millorar l’eficàcia del circuit oncològic en el càncer de mama, tant en la detecció i com en el tractament.

Segmentació d'imatge de ressonància magnètica de pit utilitzant atlas probabilístic

La localització d'òrgans és un tòpic important en l'àmbit de la imatge mèdica per l'ajuda del tractament i diagnosi del càncer. Un exemple es pot trobar en la cal•libració de models farmacoquinètics. Aquesta pot ésser realitzada utilitzant un teixit de referència, on, per exemple en imatges de ressonància magnètica de pit, una correcta segmentació del múscul pectoral és necessària per a la detecció de signes de malignitat. Els mètodes de segmentació basat en atlas han estat altament avaluats en imatge de ressonància magnètica de cervell, obtenint resultats satisfactoris. En aquest projecte, en col•laboració amb el el Diagnostic Image Analysis Group de la Radboud University Nijmegen Medical Centre i la supervisió del Dr. N.Karssemeijer, es presenta la primera aproximació d'un mètode de segmentació basat en atlas per segmentar els diferents teixits visibles en imatges de ressonància magnètica (T1) del pit femení. L'atlas consisteix en 5 estructures (teixit greixòs, teixit dens, cor, pulmons i múscul pectoral) i ha estat utilitzat en un algorisme de segmentació Bayesià per tal de delinear les esmentades estructures. A més a més, s'ha dut a terme una comparació entre un mètode de registre global i un de local, utilitzats tant en la construcció de l'atlas com en la fase de segmentació, essent el primer el que ha presentat millors resultats en termes d'eficiència i precisió. Per a l'avaluació, s'ha dut a terme una comparació visual i numèrica entre les segmentacions obtingudes i les realitzades manualment pels experts col•laboradors. Pel que fa a la numèrica, s'ha emprat el coeficient de similitud de Dice ( mesura que dóna valors entre 0 i 1, on 0 significa no similitud i 1 similitud màxima) i s'ha obtingut una mitjana general de 0.8. Aquest resultat confirma la validesa del mètode presentat per a la segmentació d'imatges de ressonància magnètica del pit.

Funció ventricular dreta en la sobrecàrrega de volum en malalts intervinguts de cardiopatia congènita: (Tetralogia de Fallot reparada: comparació Ecocardiograma i Ressonància Magnètica cardíaca)

L´ecocardiografia per a estimar volums i funció ventricular dreta en malalts amb Tetralogia de Fallot (TF) està limitada per la importància del tracte de sortida de ventricle dret (TSVD).Objectiu: comparar diferents paràmetres ecocardiogràfics amb la RMN en malalts amb TF i IP severa. Resultats: L´excursió de l´anell tricuspidi i el valor de la ona S per Doppler tissular no es correlacionen amb la FE de VD calculada per RMN (FEVD). L´àrea fraccional a l´eix curt mostra una tendència no significativa (p=0,07) a correlacionarse amb la FEVD. Conclusions: els paràmetres ecocardiogràfics que inclouen el TSVD mostren una tendència a correlacionarse amb la FEVD, al contrari dels paràmetres de l´anell tricuspidi.

Comparativa de dues eines de software pel desenvolupament de classificadors d'espectroscòpia de ressonància magnètica nuclear de tumors cerebrals humans

En aquest treball s’ha fet una avaluació comparativa dels resultats que es poden obtenir amb el software SpectraClassifier 1.0 (SC) desenvolupat al nostre grup de recerca, comparant‐lo amb l’SPSS, un programa estadístic informàtic estàndard, en un problema de classificació de tumors cerebrals humans amb dades d’espectroscopia de ressonància magnètica de protó (1H‐ERM). El interès d’aquesta avaluació comparativa radica en la documentació dels resultats obtinguts amb els dos sistemes quan en la correcció dels resultats obtinguts, així com ponderar la versatilitat i usabilitat dels dos paquets de software per a una aplicació concreta d’interès al treball del GABRMN. Per a aquest treball s’han utilitzat dades provinents de dos projecte europeus multicèntrics (INTERPRET i eTumour) en els quals vam participar. Les classes tumorals utilitzades (d’un total de 217 pacients) han sigut les majoritàries des del punt de vista epidemiològic: glioblastoma multiforme, metàstasi, astrocitomes de grau II, ligodendrogliomes de grau II, oligoastrocitomes de grau II i meningiomes de baix grau. Amb les dades d’aquests pacients s’han dissenyat classificadors basats en l’anàlisi discriminant lineal (LDA), s’han avaluat amb diferents mètodes matemàtics i s’han testat amb dades independents. Els resultats han estat satisfactoris, obtenint amb l’SC resultats més robusts amb dades independents respecte la classificació realitzada per l’SPSS.

Disseny d’un sistema de recàrrega dinámica de vehicles elèctrics mitjançant witricitat en camps de ressonància

Amb aquest projecte es pretén dissenyar un sistema de recàrrega de les bateries delsvehicles elèctrics mentre aquests funcionen, i d’aquesta forma disminuir ladependència d’aquests al nivell de càrrega de la bateria, conferir-los més autonomia itransformar el temps de recàrrega del vehicle en temps útil de conducció. El sistema estarà format per un grup de bobines fixades al paviment i connectades enparal•lel al llarg de la calçada de la via per on el vehicle elèctric circularà, el qual tambéincorporarà, en la part inferior, una bobina en ressonància magnètica amb lesanteriorment anomenades. Les bobines immòbils, que estaran connectades a la xarxaelèctrica, induiran en la bobina fixada al vehicle un corrent elèctric a partir dels circuitsressonants als quals estan connectades. S’estudiarà la configuració més òptimad’aquest sistema per tal de subministrar la potència necessària per carregar la bateria,tenint en compte la despesa energètica extra derivada del fet de realitzar-ho enmoviment

Investigació integrada amb EPs i RMf de la interacció entre la memòria de treball i la distracció

Estudi elaborat a partir d’una estada a la University of Wales, Bangor, Regne Unit entre setembre i desembre del 2006. Els sons distractors augmenten el temps de reacció i el nombre de respostes incorrectes en una tasca de classificació visual, demostrant que hi ha distracció conductual durant la realització de la tasca visual. L’enregistrament concomitant de potencials evocats durant la distracció mostra un patró neuroelèctric característic, el potencial de distracció, que es caracteritza per una ona trifàsica. Darrerament, s’ha demostrat que factors “des de dalt” associats al muntatge experimental tindrien una gran influència en els efectes que els estímuls distractors tindrien en la tasca. Estudis recents mostrarien que aquesta resposta d’atenció exògena es pot modular per la càrrega en memòria de treball, reduint-ne la distracció amb la càrrega, fet que contradiu altres dades que mostraven l’efecte oposat. L’objectiu d’aquest estudi ha estat investigar en quines condicions la càrrega en memòria de treball pot exercir un efecte modulador en les respostes conductuals i cerebrals als sons novedosos distractors, i establir la dinàmica espacio-temporal d’aquesta modulació.