Potential of caveolae in the therapy of cardiovascular and neurological diseases.

Caveolae are membrane micro-domains enriched in cholesterol, sphingolipids and caveolins, which are transmembrane proteins with a hairpin-like structure. Caveolae participate in receptor-mediated trafficking of cell surface receptors and receptor-mediated signaling. Furthermore, caveolae participate in clathrin-independent endocytosis of membrane receptors. On the one hand, caveolins are involved in vascular and cardiac dysfunction. Also, neurological abnormalities in caveolin-1 knockout mice and a link between caveolin-1 gene haplotypes and neurodegenerative diseases have been reported. The aim of this article is to present the rationale for considering caveolae as potential targets in cardiovascular and neurological diseases.

Tetrahydrobenzo[h][1,6]naphthyridine-6-chlorotacrine hybrids as a new family of anti-Alzheimer agents targeting beta-amyloid, tau, and cholinesterase pathologies

Optimization of an essentially inactive 3,4-dihydro-2H-pyrano[3,2-c]quinoline carboxylic ester derivative as acetylcholinesterase (AChE) peripheral anionic site (PAS)-binding motif by double O → NH bioisosteric replacement, combined with molecular hybridization with the AChE catalytic anionic site (CAS) inhibitor 6-chlorotacrine and molecular dynamics-driven optimization of the length of the linker has resulted in the development of the trimethylene-linked 1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h][1,6]naphthyridine6-chlorotacrine hybrid 5a as a picomolar inhibitor of human AChE (hAChE). The tetra-, penta-, and octamethylene-linked homologues 5bd have been also synthesized for comparison purposes, and found to retain the nanomolar hAChE inhibitory potency of the parent 6-chlorotacrine. Further biological profiling of hybrids 5ad has shown that they are also potent inhibitors of human butyrylcholinesterase and moderately potent Aβ42 and tau anti-aggregating agents, with IC50 values in the submicromolar and low micromolar range, respectively. Also, in vitro studies using an artificial membrane model have predicted a good brain permeability for hybrids 5ad, and hence, their ability to reach their targets in the central nervous system. The multitarget profile of the novel hybrids makes them promising leads for developing anti-Alzheimer drug candidates with more balanced biological activities.

Tetrahydrobenzo[h][1,6]naphthyridine-6-chlorotacrine hybrids as a new family of anti-Alzheimer agents targeting beta-amyloid, tau, and cholinesterase pathologies

Optimization of an essentially inactive 3,4-dihydro-2H-pyrano[3,2-c]quinoline carboxylic ester derivative as acetylcholinesterase (AChE) peripheral anionic site (PAS)-binding motif by double O → NH bioisosteric replacement, combined with molecular hybridization with the AChE catalytic anionic site (CAS) inhibitor 6-chlorotacrine and molecular dynamics-driven optimization of the length of the linker has resulted in the development of the trimethylene-linked 1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h][1,6]naphthyridine6-chlorotacrine hybrid 5a as a picomolar inhibitor of human AChE (hAChE). The tetra-, penta-, and octamethylene-linked homologues 5bd have been also synthesized for comparison purposes, and found to retain the nanomolar hAChE inhibitory potency of the parent 6-chlorotacrine. Further biological profiling of hybrids 5ad has shown that they are also potent inhibitors of human butyrylcholinesterase and moderately potent Aβ42 and tau anti-aggregating agents, with IC50 values in the submicromolar and low micromolar range, respectively. Also, in vitro studies using an artificial membrane model have predicted a good brain permeability for hybrids 5ad, and hence, their ability to reach their targets in the central nervous system. The multitarget profile of the novel hybrids makes them promising leads for developing anti-Alzheimer drug candidates with more balanced biological activities.

Tetrahydrobenzo[h][1,6]naphthyridine-6-chlorotacrine hybrids as a new family of anti-Alzheimer agents targeting beta-amyloid, tau, and cholinesterase pathologies

Optimization of an essentially inactive 3,4-dihydro-2H-pyrano[3,2-c]quinoline carboxylic ester derivative as acetylcholinesterase (AChE) peripheral anionic site (PAS)-binding motif by double O → NH bioisosteric replacement, combined with molecular hybridization with the AChE catalytic anionic site (CAS) inhibitor 6-chlorotacrine and molecular dynamics-driven optimization of the length of the linker has resulted in the development of the trimethylene-linked 1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h][1,6]naphthyridine6-chlorotacrine hybrid 5a as a picomolar inhibitor of human AChE (hAChE). The tetra-, penta-, and octamethylene-linked homologues 5bd have been also synthesized for comparison purposes, and found to retain the nanomolar hAChE inhibitory potency of the parent 6-chlorotacrine. Further biological profiling of hybrids 5ad has shown that they are also potent inhibitors of human butyrylcholinesterase and moderately potent Aβ42 and tau anti-aggregating agents, with IC50 values in the submicromolar and low micromolar range, respectively. Also, in vitro studies using an artificial membrane model have predicted a good brain permeability for hybrids 5ad, and hence, their ability to reach their targets in the central nervous system. The multitarget profile of the novel hybrids makes them promising leads for developing anti-Alzheimer drug candidates with more balanced biological activities.

Tetrahydrobenzo[h][1,6]naphthyridine-6-chlorotacrine hybrids as a new family of anti-Alzheimer agents targeting beta-amyloid, tau, and cholinesterase pathologies

Optimization of an essentially inactive 3,4-dihydro-2H-pyrano[3,2-c]quinoline carboxylic ester derivative as acetylcholinesterase (AChE) peripheral anionic site (PAS)-binding motif by double O → NH bioisosteric replacement, combined with molecular hybridization with the AChE catalytic anionic site (CAS) inhibitor 6-chlorotacrine and molecular dynamics-driven optimization of the length of the linker has resulted in the development of the trimethylene-linked 1,2,3,4-tetrahydrobenzo[h][1,6]naphthyridine6-chlorotacrine hybrid 5a as a picomolar inhibitor of human AChE (hAChE). The tetra-, penta-, and octamethylene-linked homologues 5bd have been also synthesized for comparison purposes, and found to retain the nanomolar hAChE inhibitory potency of the parent 6-chlorotacrine. Further biological profiling of hybrids 5ad has shown that they are also potent inhibitors of human butyrylcholinesterase and moderately potent Aβ42 and tau anti-aggregating agents, with IC50 values in the submicromolar and low micromolar range, respectively. Also, in vitro studies using an artificial membrane model have predicted a good brain permeability for hybrids 5ad, and hence, their ability to reach their targets in the central nervous system. The multitarget profile of the novel hybrids makes them promising leads for developing anti-Alzheimer drug candidates with more balanced biological activities.

Amyloid Beta Precursor Protein: Proper Credit for the Basic Biochemical Properties of the Most Studied Protein in the 21st Century

The amyloid precursor protein (APP) is mainly known for being the precursor of the ß-amyloid peptide, which accumulates in plaques found in the brain of Alzheimer's disease patients. Expression in different tissues and the degree of sequence identity among mammals indicate an essential and non-tissue specific physiological function. APP is anchored to the membrane and displays a single C-terminal intracellular domain and a longer N-terminal extracellular domain. The basic biochemical properties and the scattered data on research, not related to production of beta-amyloid peptide, suggest that the protein and the molecules resulting from APP proteolytic cleavage may act as adhesion factors, enzymes, hormones/neurotransmitters and/or protease inhibitors. APP deserves to be known for its quite notable properties and its physiological role(s).

Interferència mediada per RNA, una nova revolució genètica

Els RNA (o ARN, àcids ribonucleics) són biomolècules lineals de cadena senzilla, com un fil, formades per la unió seqüencial d'altres molècules més senzilles, els nucleòtids. Abans de la descoberta del fenòmen de RNAi es creia que el RNA era només un intermediari silenciós de la maquinària genètica, que transportava cegament les instruccions dels gens, en descodificava el missatge i el convertia en proteïnes, procés que es coneix amb el nom de flux d'informació genètica (del gen, que emmagatzema la informació i és format per ADN, a les proteïnes, que fan la feina especificada pel gen) [...].

Human disease and drug pharmacology, complex as real life

In the past decades drug discovery practice has escaped from the complexity of the formerly used phenotypic screening in animals to focus on assessing drug effects on isolated protein targets in the search for drugs that exclusively and potently hit one selected target, thought to be critical for a given disease, while not affecting at all any other target to avoid the occurrence of side-effects. However, reality does not conform to these expectations, and, conversely, this approach has been concurrent with increased attrition figures in late-stage clinical trials, precisely due to lack of efficacy and safety. In this context, a network biology perspective of human disease and treatment has burst into the drug discovery scenario to bring it back to the consideration of the complexity of living organisms and particularly of the (patho)physiological environment where protein targets are (mal)functioning and where drugs have to exert their restoring action. Under this perspective, it has been found that usually there is not one but several disease-causing genes and, therefore, not one but several relevant protein targets to be hit, which do not work on isolation but in a highly interconnected manner, and that most known drugs are inherently promiscuous. In this light, the rationale behind the currently prevailing single-target-based drug discovery approach might even seem a Utopia, while, conversely, the notion that the complexity of human disease must be tackled with complex polypharmacological therapeutic interventions constitutes a difficult-torefuse argument that is spurring the development of multitarget therapies.

Phosphorylation at Ser-181 of oncogenic KRAS is required for tumor growth

KRAS phosphorylation has been reported recently to modulate the activity of mutant KRAS protein in vitro. In this study, we defined S181 as a specific phosphorylation site required to license the oncogenic function of mutant KRAS in vivo. The phosphomutant S181A failed to induce tumors in mice, whereas the phosphomimetic mutant S181D exhibited an enhanced tumor formation capacity, compared with the wild-type KRAS protein. Reduced growth of tumors composed of cells expressing the nonphosphorylatable KRAS S181A mutant was correlated with increased apoptosis. Conversely, increased growth of tumors composed of cells expressing the phosphomimetic KRAS S181D mutant was correlated with increased activation of AKT and ERK, two major downstream effectors of KRAS. Pharmacologic treatment with PKC inhibitors impaired tumor growth associated with reduced levels of phosphorylated KRAS and reduced effector activation. In a panel of human tumor cell lines expressing various KRAS isoforms, we showed that KRAS phosphorylation was essential for survival and tumorigenic activity. Furthermore, we identified phosphorylated KRAS in a panel of primary human pancreatic tumors. Taken together, our findings establish that KRAS requires S181 phosphorylation to manifest its oncogenic properties, implying that its inhibition represents a relevant target to attack KRAS-driven tumors.

Progressive Purkinje Cell Degeneration in tambaleante Mutant Mice Is a Consequence of a Missense Mutation in HERC1 E3 Ubiquitin Ligase

The HERC gene family encodes proteins with two characteristic domains: HECT and RCC1-like. Proteins with HECT domain shave been described to function as ubiquitin ligases, and those that contain RCC1-like domains have been reported to function as GTPases regulators. These two activities are essential in a number of important cellular processes such as cell cycle, cell signaling, and membrane trafficking. Mutations affecting these domains have been found associated with retinitis pigmentosa, amyotrophic lateral sclerosis, and cancer. In humans, six HERC genes have been reported which encode two subgroups of HERC proteins: large (HERC1-2) and small (HERC3-6). The giant HERC1 protein was the first to be identified. It has been involved in membrane trafficking and cell proliferation/growth through its interactions with clathrin, M2-pyruvate kinase, and TSC2 proteins. Mutations affecting other members of the HERC family have been found to be associated with sterility and growth retardation. Here, we report the characterization of a recessive mutation named tambaleante, which causes progressive Purkinje cell degeneration leading to severe ataxia with reduced growth and lifespan in homozygous mice aged over two months. We mapped this mutation in mouse chromosome 9 and then performed positional cloning. We found a GuA transition at position 1448, causing a Gly to Glu substitution (Gly483Glu) in the highly conserved N- terminal RCC1-like domain of the HERC1 protein. Successful transgenic rescue, with either a mouse BAC containing the normal copy of Herc1 or with the human HERC1 cDNA, validated our findings. Histological and biochemical studies revealed extensive autophagy associated with an increase of the mutant protein level and a decrease of mTOR activity. Our observations concerning this first mutation in the Herc1 gene contribute to the functional annotation of the encoded E3 ubiquitin ligase and underline the crucial and unexpected role of this protein in Purkinje cell physiology.

“Unmixing” Tissue Gene Expression Signatures from Tumor Biopsies

Emergent molecular measurement methods, such as DNA microarray, qRTPCR, and many others, offer tremendous promise for the personalized treatment of cancer. These technologies measure the amount of specific proteins, RNA, DNA or other molecular targets from tumor specimens with the goal of “fingerprinting” individual cancers. Tumor specimens are heterogeneous; an individual specimen typically contains unknown amounts of multiple tissues types. Thus, the measured molecular concentrations result from an unknown mixture of tissue types, and must be normalized to account for the composition of the mixture. For example, a breast tumor biopsy may contain normal, dysplastic and cancerous epithelial cells, as well as stromal components (fatty and connective tissue) and blood and lymphatic vessels. Our diagnostic interest focuses solely on the dysplastic and cancerous epithelial cells. The remaining tissue components serve to “contaminate” the signal of interest. The proportion of each of the tissue components changes as a function of patient characteristics (e.g., age), and varies spatially across the tumor region. Because each of the tissue components produces a different molecular signature, and the amount of each tissue type is specimen dependent, we must estimate the tissue composition of the specimen, and adjust the molecular signal for this composition. Using the idea of a chemical mass balance, we consider the total measured concentrations to be a weighted sum of the individual tissue signatures, where weights are determined by the relative amounts of the different tissue types. We develop a compositional source apportionment model to estimate the relative amounts of tissue components in a tumor specimen. We then use these estimates to infer the tissuespecific concentrations of key molecular targets for sub-typing individual tumors. We anticipate these specific measurements will greatly improve our ability to discriminate between different classes of tumors, and allow more precise matching of each patient to the appropriate treatment

Disseny per evitar efectes secundaris

Fa trenta anys es va descobrir que la proteïna anomenada onconasa, que procedia d’una granota americana,era una arma eficaç contra les cèl·lules tumorals. Tanmateix, els assajos clínics van revelar que tenia una elevada toxicitat renal. Biòlegs de la UdG desenvolupen una nova proteïna perquè mantingui els beneficis de l’onconasa però sense els seus efectes secundaris.

Avaluació de la toxicitat de metalls pesants i arsènic en diferents models biològics

En aquest estudi, la toxicitat de diversos metalls pesants i l'arsènic va ser analitzada utilitzant diferents models biològics. En la primera part d'aquest treball, el bioassaig de toxicitat Microtox, el qual està basat en la variació de l'emissió lumínica del bacteri luminiscent Vibrio fischeri, va ser utilitzat per establir les corbes dosi-resposta de diferents elements tòxics com el Zn(II), Pb(II), Cu(II), Hg(II), Ag(I), Co(II), Cd(II), Cr(VI), As(V) i As(III) en solucions aquoses. Els experiments es varen portar a terme a pH 6.0 i 7.0 per tal de mostrar que el pH pot influir en la toxicitat final mesurada d'alguns metalls degut als canvis relacionats amb la seva especiació química. Es varen trobar diferents tipus de corbes dosi-resposta depenent del metall analitzat i el pH del medi. En el cas de l'arsènic, l'efecte del pH en la toxicitat de l'arsenat i l'arsenit es va investigar utilitzant l'assaig Microtox en un rang de pHs comprès entre pH 5.0 i 9.0. Els valors d'EC50 determinats per l'As(V) disminueixen, reflectint un augment de la toxicitat, a mesura que el pH de la solució augmenta mentre que, en el cas de l'As(III), els valors d'EC50 quasi bé no varien entre pH 6.0 i 8.0 i només disminueixen a pH 9.0. HAsO42- i H2AsO3- es varen definir com les espècies més tòxiques. Així mateix, una anàlisi estadística va revelar un efecte antagònic entre les espècies químiques d'arsenat que es troben conjuntament a pH 6.0 i 7.0. D'altra banda, els resultats de dos mètodes estadístics per predir la toxicitat i les possibles interaccions entre el Co(II), Cd(II), Cu(II), Zn(II) i Pb(II) en mescles binàries equitòxiques es varen comparar amb la toxicitat observada sobre el bacteri Vibrio fischeri. L'efecte combinat d'aquests metalls va resultar ser antagònic per les mescles de Co(II)-Cd(II), Cd(II)-Zn(II), Cd(II)-Pb(II) i Cu(II)-Pb(II), sinèrgic per Co(II)-Cu(II) i Zn(II)-Pb(II) i additiu en els altres casos, revelant un patró complex de possibles interaccions. L'efecte sinèrgic de la combinació Co(II)-Cu(II) i la forta disminució de la toxicitat del Pb(II) quan es troba en presència de Cd(II) hauria de merèixer més atenció quan s'estableixen les normatives de seguretat ambiental. La sensibilitat de l'assaig Microtox també va ser determinada. Els valors d'EC20, els quals representen la toxicitat llindar mesurable, varen ser determinats per cada element individualment i es va veure que augmenten de la següent manera: Pb(II) < Ag(I) < Hg(II)  Cu(II) < Zn(II) < As(V) < Cd(II)  Co(II) < As(III) < Cr(VI). Aquests valors es varen comparar amb les concentracions permeses en aigues residuals industrials establertes per la normativa oficial de Catalunya (Espanya). L'assaig Microtox va resultar ser suficientment sensible per detectar els elements assajats respecte a les normes oficials referents al control de la contaminació, excepte en el cas del cadmi, mercuri, arsenat, arsenit i cromat. En la segona part d'aquest treball, com a resultats complementaris dels resultats previs obtinguts utilitzant l'assaig de toxicitat aguda Microtox, els efectes crònics del Cd(II), Cr(VI) i As(V) es varen analitzar sobre la taxa de creixement i la viabilitat en el mateix model biològic. Sorprenentment, aquests productes químics nocius varen resultar ser poc tòxics per aquest bacteri quan es mesura el seu efecte després de temps d'exposició llargs. Tot i això, en el cas del Cr(VI), l'assaig d'inhibició de la viabilitat va resultar ser més sensible que l'assaig de toxicitat aguda Microtox. Així mateix, també va ser possible observar un clar fenomen d'hormesis, especialment en el cas del Cd(II), quan s'utilitza l'assaig d'inhibició de la viabilitat. A més a més, diversos experiments es varen portar a terme per intentar explicar la manca de toxicitat de Cr(VI) mostrada pel bacteri Vibrio fischeri. La resistència mostrada per aquest bacteri podria ser atribuïda a la capacitat d'aquest bacteri de convertir el Cr(VI) a la forma menys tòxica de Cr(III). Es va trobar que aquesta capacitat de reducció depèn de la composició del medi de cultiu, de la concentració inicial de Cr(VI), del temps d'incubació i de la presència d'una font de carboni. En la tercera part d'aquest treball, la línia cel·lular humana HT29 i cultius primaris de cèl·lules sanguínies de Sparus sarba es varen utilitzar in vitro per detectar la toxicitat llindar de metalls mesurant la sobreexpressió de proteines d'estrès. Extractes de fangs precedents de diverses plantes de tractament d'aigues residuals i diferents metalls, individualment o en combinació, es varen analitzar sobre cultius cel·lulars humans per avaluar el seu efecte sobre la taxa de creixement i la capacitat d'induir la síntesi de les proteïnes Hsp72 relacionades amb l'estrès cel·lular. No es varen trobar efectes adversos significatius quan els components s'analitzen individualment. Nogensmenys, quan es troben conjuntament, es produeix un afecte advers sobre tan la taxa de creixement com en l'expressió de proteins d'estrès. D'altra banda, cèl·lules sanguínies procedents de Sparus sarba es varen exposar in vitro a diferents concentracions de cadmi, plom i crom. La proteïna d'estrès HSP70 es va sobreexpressar significativament després de l'exposició a concentracions tan febles com 0.1 M. Sota les nostres condicions de treball, no es va evidenciar una sobreexpressió de metal·lotioneïnes. Nogensmenys, les cèl·lules sanguínies de peix varen resultar ser un model biològic interessant per a ser utilitzat en anàlisis de toxicitat. Ambdós models biològics varen resultar ser molt adequats per a detectar acuradament la toxicitat produïda per metalls. En general, l'avaluació de la toxicitat basada en l'anàlisi de la sobreexpressió de proteïnes d'estrès és més sensible que l'avaluació de la toxicitat realitzada a nivell d'organisme. A partir dels resultats obtinguts, podem concloure que una bateria de bioassaigs és realment necessària per avaluar acuradament la toxicitat de metalls ja que existeixen grans variacions entre els valors de toxicitat obtinguts emprant diferents organismes i molts factors ambientals poden influir i modificar els resultats obtinguts.

Caracterització i revaloració de la fracció plasmàtica de la sang de porc procedent d'escorxadors industrials

La tesi s'ha estructurat en tres apartats que, en conjunt, han de permetre determinar les possibilitats d'aprofitament dins la mateixa indústria alimentària de la fracció plasmàtica de la sang de porc generada per escorxadors que utilitzen sistemes oberts de recollida higiènica. 1. En la primera part s'analitza la composició de la sang higiènica que s'està recollint actualment i s'estudien les característiques tant físico-químiques com microbiològiques que determinen la seva qualitat. La caracterització s'ha realitzat amb sang recollida en diferents escorxadors industrials de les comarques de Girona i s'ha centrat principalment en l'estudi de la contaminació microbiològica i el nivell d'hemòlisi de la sang. S'ha fet un disseny experimental que ha permès alhora valorar l'efecte d'alguns factors sobre la qualitat de la sang: possibles diferències relacionades amb (1) la climatologia del període de l'any en el qual es fa la recollida, (2) particularitats dels escorxadors (grandària, sistemes de dessagnat, tipus, dosi i sistema de dosificació de l'anticoagulant, condicions de processament, maneig i emmagatzematge després de la recollida, etc.). Els resultats obtinguts ens permeten constatar que, en les condicions actuals, la sang que s'està recollint en els escorxadors estudiats no es pot considerar adequada per a una matèria primera de productes destinats a alimentació humana. La major part de la microbiota contaminant s'adquireix en el propi sagnador. S'ha constatat que el sistema de dessagnat en posició horitzontal podria ser una mesura útil per minimitzar la contaminació d'origen fecal o provinent de la pell de l'animal sacrificat i que la separació immediata de les fraccions en el propi escorxador també pot contribuir a reduir la contaminació. Així doncs, en el benentès que l'efectivitat pot obtenir-se del conjunt de mesures preses, més que de l'aplicació d'una sola d'elles, es suggereix la introducció d'una sèrie d'actuacions que potser permetrien reduir els nivells de contaminació que s'obtenen actualment. El tractament mecànic de la sang, el sistema d'addició d'anticoagulant, el volum i concentració de la solució anticoagulant afegida i el període d'emmagatzematge són els factors responsables de l'hemòlisi; mentre que nivells elevats de contaminació microbiològica i el tipus d'anticoagulant utilitzat deterrminen la velocitat d'increment de l'hemòlisi de sang refrigerada. S'ha constatat que quan la sang no pot ser processada immediatament i s'ha d'emmagatzemar en refrigeració és millor utilitzar citrat sòdic enlloc de polifosfat com a anticoagulant ja que l'increment d'hemòlisi es dóna més lentament. 2. El segon apartat s'ha centrat en la fracció plasmàtica de la sang. S'ha utilitzat la deshidratació per atomització com a tecnologia de conservació del plasma i s'ha fet una caracterització del producte en pols resultant des del punt de vista de composició i qualitat. A més de la contaminació microbiològica, que determina la qualitat higiènico-sanitària del producte, s'ha realitzat un estudi de les propietats funcionals que podrien fer del plasma un producte útil en la formulació d'aliments (capacitat escumant, emulsionant, gelificant). S'ha fet especial incidència en (1) determinar l'efecte del procés tecnològic de deshidratació sobre la funcionalitat del producte i (2) estudiar l'estabilitat del plasma deshidratat durant el període d'emmagatzematge. En les condicions de deshidratació per atomització aplicades no es provoca desnaturalització de la fracció proteica i s'obté un producte suficientment deshidratat, amb una aw<0,4 per permetre suposar una bona estabilitat. Algunes mostres de plasma deshidratat analitzades presenten nivells detectables de determinats residus (sulfonamides i corticosteroides). La qualitat microbiològica del producte en pols reflecteix l'elevada contaminació que contenia la matèria primera utilitzada, tot i que la deshidratació per atomització ha comportat la reducció en una unitat logarítmica de la càrrega contaminant. Els recomptes generals de microorganismes són encara preocupants i més tenint en compte que s'ha evidenciat la presència de toxines estafilocòciques en algunes mostres. L'avaluació de les propietats funcionals del producte deshidratat en relació a les que presentava el plasma líquid ens ha permès comprovar que: (1) El procés de deshidratació no ha afectat la solubilitat de les proteïnes. Això, junt amb el fet que no s'obtinguin diferències significatives en l'anàlisi calorimètrica de mostres líquides o deshidratades, permet concloure que el procés no provoca desnaturalització proteica. (2) No s'observen efectes negatius del procés tecnològic sobre la capacitat escumant ni en l'activitat emulsionant de les proteïnes plasmàtiques, dues propietats funcionals que possibiliten l'aplicació del plasma amb aquestes finalitats en l'elaboració d'alguns aliments. (3) La deshidratació tampoc perjudica de manera important les característiques dels gels que s'obtenen per escalfament, ja que els gels obtinguts a partir del plasma líquid i del plasma deshidratat presenten la mateixa capacitat de retenció d'aigua i no s'observen diferències en la microestructura de la xarxa proteica d'ambdós tipus de gel. Tanmateix, els que s'obtenen a partir del producte en pols mostren una menor resistència a la penetració. L'estudi d'estabilitat ens ha permès comprovar que la mostra de plasma deshidratat per atomització perd algunes de les seves propietats funcionals (facilitat de rehidratació, capacitat de retenció d'aigua i fermesa dels gels) si s'emmagatzema a temperatura ambient, mentre que aquestes característiques es mantenen un mínim de sis mesos quan el producte en pols es conserva a temperatura de refrigeració. 3. En l'última part, tenint en compte les conclusions derivades dels resultats dels apartats anteriors, s'han assajat tres possibles sistemes de reducció de la contaminació aplicables a la fracció plasmàtica com a pas previ a la deshidratació, per tal de millorar les característiques de qualitat microbiològica i les perspectives d'estabilitat del producte durant l'emmagatzematge. S'ha determinat l'eficàcia, i l'efecte sobre les propietats del plasma deshidratat, que poden tenir tractaments d'higienització basats en la centrifugació, la microfiltració tangencial i l'aplicació d'altes pressions. Els tractaments de bactofugació aplicats permeten reduir entre el 96 i el 98% la contaminació microbiana del plasma. Aquesta reducció s'aconsegueix tant amb un sistema discontinu com amb un sistema continu treballant a una velocitat de 12 L/h, fet que permetria adaptar el tractament de bactofugació a un procés de producció industrial. Un sistema combinat de bactofugació en continu i microfiltració tangencial permet incrementar l'eficàcia fins a un 99,9 % de reducció. Cal tenir present, però, que aquest tractament provoca també una disminució de l'extracte sec que afecta negativament les propietats funcionals del plasma líquid. Malgrat suposar una pèrdua pel que fa al rendiment, aquest efecte negatiu sobre la funcionalitat no suposaria cap inconvenient si s'utilitzés la deshidratació com a tecnologia de conservació del plasma, ja que es podria corregir l'extracte sec durant la reconstitució del producte. Caldria avaluar si la millora en la qualitat higiènico-sanitària del producte compensa o no les pèrdues que suposa aquest sistema d'higienització combinat. Amb relació als tractaments d'alta pressió, de totes les condicions de tractament assajades, les pressions de fins 450 MPa permeten obtenir plasma sense modificacions importants que impedeixin la seva deshidratació per atomització. Així doncs, les condicions de procés que s'han aplicat són pressuritzacions a 450 MPa de 15 minuts de durada. La temperatura de tractament que s'ha mostrat més eficaç en la reducció dels recomptes de microorganismes ha estat de 40ºC. Els tractaments a aquesta temperatura permeten assolir reduccions del 99,97% i disminuir en un 80% la capacitat de creixement dels microorganismes supervivents a la pressurització en relació a la que presentava la població contaminant del plasma abans del tractament. L'estudi de l'efecte d'aquest tractament (450 MPa, 15 min i 40ºC) sobre les propietats funcionals del plasma ha permès observar que la pressurització comporta una disminució en la solubilitat del producte però una millora en les propietats de superfície -estabilitat de l'escuma i activitat emulsionant- i un increment de la capacitat de retenció d'aigua i de la duresa dels gels obtinguts per escalfament. Calen més estudis per confirmar i caracteritzar aquesta millora en la funcionalitat, així com per establir si el tractament de pressurització afecta també l'estabilitat del producte durant l'emmagatzematge. De totes les tecnologies d'higienització assajades, l'alta pressió és la que permet obtenir millors resultats en el sentit de poder garantir un producte de bona qualitat microbiològica i segur, des del punt de vista sanitari i tecnològic, per a la seva utilització com a ingredient alimentari.

A human pancreatic ribonuclease variant kills cancer cells by apoptosis and reduces the expression of P-glycoprotein in MDR cell lines

En aquesta tesi s'han estudiat les propietats antitumorals d'una variant de la ribonucleasa pancreàtica humana anomenada PE5 que incorpora un senyal de localització nuclear. Aquest estudi mostra que PE5 indueix l'apoptosi de les cèl·lules tractades i que aquesta mort és independent de l'activitat de p53. A més, l'efecte citotòxic no es veu afectat per un fenotip de resistència a múltiples drogues. Les dades també mostren que l'activitat citotòxica de PE5 és selectiva per a cèl·lules tumorals in vitro i que la capacitat citotòxica de les dues ribonucleases és semblant. S'ha estudiat l'efecte d'aquestes dues ribonucleases sobre el cicle cel·lular, l'activació de diferents caspases i l'expressió de proteïnes relacionades amb l'apoptosi i el cicle cel·lular. Els resultats indiquen que PE5 i l'onconasa maten les cèl·lules a través de mecanismes diferents. A més, PE5 però no l'onconasa, redueix l'acumulació de glicoproteïna-P en dues línies cel·lulars resistents a múltiples drogues.