Nanopartícul·les core-shell estabilitzades en polímer amb propietats calítiques i bactericides medioambientalment segure

Aquest projecte de doctorat és un treball interdisciplinari adreçat a l’obtenció de nous nanocompòsits (NCs) funcionals sintetitzats a partir de materials polimèrics bescanviadors d’ions que són modificats amb nanopartícules metàl•liques (NPMs) de diferent composició. Els materials desenvolupats s’avaluen en funció de dues possibles aplicacions: 1) com a catalitzadors de reaccions orgàniques d’interès actual (NCs basats en pal•ladi) i, 2) la seva dedicació a aplicacions bactericides en el tractament d’aigües domèstiques o industrials (NCs basats en plata). El desenvolupament de nanomaterials és de gran interès a l’actualitat donades les seves especials propietats, l’aprofitament de les quals és la força impulsora per a la fabricació de nous NCs. Les nanopartícules metàl•liques estabilitzades en polímer (Polymer Stabilized Metal Nanoparticles, PSNPM) s’han preparat mitjançant la tècnica in-situ de síntesi intermatricial (Inter-matrix synthesis, IMS) que consisteix en la càrrega seqüencial dels grups funcionals de les matrius polimèriques amb ions metàl•lics, i la seva posterior reducció química dins de la matriu polimèrica de bescanvi iònic. L’estabilització en matrius polimèriques evita l’agregació entre elles (self-aggreagtion), un dels principals problemes coneguts de les NPs. Pel desenvolupament d’aquesta metodologia, s’han emprat diferents tipus de matrius polimèriques de bescanvi iònic: membrana Sulfonated PolyEtherEtherKetone, SPEEK, així com fibres sintètiques basades en polypropilè amb diferents tipus de grups funcionals, que ens permeten el seu ús com a filtres en la desinfecció de solucions aquoses o com a material catalitzador. Durant el projecte s’ha anat avançant en l’optimització del material nanocomposite final per a les aplicacions d’interès, en quant activitat i funcionalitat de les nanopartícules i estabilitat del nanocomposite. Així, s’ha optimitzat la síntesi de NPs estabilitzades en resines de bescanvi iònic, realitzant un screening de diferents tipus de resines i la seva avaluació en aplicacions industrials d’interès.

Phenotypic and molecular characterization of Bruck syndrome (Osteogenesis imperfecta with contractures of the large joints) caused by a recessive mutation in PLOD2

Le Syndrome de Bruck (Bruck Syndrome; BS) est une maladie autosomique récessive assemblant la combinaison inhabituelle de fragilité osseuse semblable à celle de l'Ostéogenèse Imparfaite (0I) avec des contractures congénitales tendineuses et cutanées des grandes articulations («ptérygia»). Les cas décrits jusqu'à ce jour mettent en évidence une grande hétérogénéité du tableau clinique, liée en partie au manque d'un diagnostic biochimique ou moléculaire. Nous savons que dans le BS les gènes codant pour le collagène 1 ne sont pas mutés, mais savons néanmoins, grâce à l'étude du collagène extrait de biopsies osseuses, qu'il y a un déficit d'hydroxylation des résidus de lysine dans les télopeptides du collagène 1 qui servent à la formation des liens intermoléculaires (crosslinks) et donc à la stabilisation des fibres de collagène. Un locus génétique du BS à été mappé sur 17q12, mais le gène responsable sur ce locus reste inconnu; plus récemment, deux mutations dans le gène de la lysyl hydroxylase 2 (PLOD2, position chromosomique 3q23-q24) ont été identifiées, démontrant l'hétérogénéité génétique du ES. La proportion de ES liée à 17p22 (BS type 1) et celle liée à une mutation dans PLOD2 (BS type 2) est encore incertaine et nous manquons de données sur la corrélation phenotype-génotype. Nous avons étudié le cas d'un garçon avec des contractures et des ptérygia dès la naissance, combinées à une ostéopénie sévère de type OI menant à des fractures multiples. Ses urines contenaient une quantité élevée d'hydroxyproline, indiquant un remaniement important du tissu osseux, mais peu de produits de dégradation des crosslinks du collagène, indiquant donc une réduction de la proportion de crosslinks dans le collagène in vivo. Nous avons pu démontrer chez lui la présence d'une nouvelle mutation homozygote dans le gène PLOD2 menant à une substitution Arg598His; les deux parents du sujet étaient hétérozygotes pour la mutation et celle-ci était absente dans notre population témoin. La mutation est adjacente aux deux mutations rapportées précédemment (Gly601Val et Thr608Ile), ce qui suggère la présence d'un ''hotspot'' mutationnel mais aussi d'une région de grande importance fonctionnelle sur PLOD2 : cette observation est importante pour la création d'inhibiteurs de PLOD2, recherchés en ce moment pour le traitement de la fibrose. La combinaison de ptérygia et de fragilité osseuse, comme illustrée par notre patient est apparemment contradictoire et donc difficilement explicable mais indique que l'hydroxylation des résidus lysyl des télopeptides est importante non seulement pour la stabilité osseuse mais aussi dans la morphogénèse et la formation des articulations dans la période prénatale. Finalement, la mesure des produits de dégradation du collagène dans l'urine et l'analyse de mutation de PLOD2 permet le diagnostic du syndrome de Bruck et permet de le différencier de l'Osteogénèse Imparfaite. -- Bruck syndrome (BS) is a recessively-inherited phenotypic disorder featuring the unusual combination of skeletal changes resembling osteogenesis imperfecta (0I) with congenital contractures of the large joints. Clinical heterogeneity is apparent in cases reported thus far. While the genes coding for collagen 1 chains are unaffected in BS, there is biochemical evidence for a defect in the hydroxylation of lysine residues in collagen 1 telopeptides. One BS locus has been mapped at 17p12, but more recently, two mutations in the lysyl hydroxylase 2 gene (PLOD2, 3q23-q24) have been identified in BS, showing genetic heterogeneity. The proportion of BS cases linked to 17p22 (BS type 1) or caused by mutations in PLOD2 (BS type 2) is still uncertain, and phenotypic correlations are lacking. We report on a boy who had congenital contractures with pterygia at birth and severe 0I-like osteopenia and multiple frac-tures. His urine contained high amounts of hydroxyproline but low amounts of collagen crosslinks degradation products; and he was shown to be homozygous for a novel mutation leading to an Arg598His substitution in PLOD2. The mutation is adjacent to the two mutations previously reported (Gly601Val and Thr608Ile), suggesting a functionally important hotspot in PLOD2. The combination of pterygia with bone fragility, as illustrated by this case, is difficult to explain; it suggests that telopeptide lysyl hydroxylation must be involved in prenatal joint formation and morphogenesis. Collagen degradation products in urine and mutation analysis ofPLOD2 maybe used to diagnose BS and differentiate it from M.

Síntesi i caracterització de micro- i nanoestructures de compostos fotoactius de perilendiimida

En el present treball de recerca s’ha portat a terme la síntesi i caracterització de fibres a escala micro- i nanomètrica mitjançant l’auto-assemblatge dels compostos 1 i 2. Aquests compostos estan formats per una unitat de perilendiimida (PI) i una unitat d’estilbè i, en base a estudis previs desenvolupats al nostre grup de recerca, haurien de comportar-se com a sistemes acceptor-donador d’electrons fotoinduïts. Per tant, les corresponents estructures obtingudes podrien presentar activitat fotovoltaica. En primer lloc, s’ha abordat la síntesi dels compostos 1 i 2, seguint la metodologia posada a punt prèviament al nostre grup de recerca. A continuació, s’han estudiat les propietats òptiques de 1 i 2 en dissolució, la qual cosa ha permès establir que: (a) tal i com es pretenia, tots dos compostos presenten transferència electrònica fotoinduïda entre la unitat electró-acceptora de PI i la unitat electró-donadora de trans-estilbè; (b) la diferent morfologia de la cadena alquílica lateral del grup de PI a 1 i 2 afecta la seva capacitat d’auto-assemblatge mitjançant interaccions intermoleculars de tipus π-π. A continuació, s’han assajat diferents metodologies per a la fabricació de micro- i nanoestructures auto-assemblades de 1 i 2. Els millors resultats s’han obtingut mitjançant l’ús de motlles d’òxid d’alúmina i per al compost 2 degut al menor impediment estèric de la seva cadena alquílica lateral. La caracterització de les estructures resultants en aquest cas mitjançant tècniques microscòpiques i espectroscòpiques han permès demostrar la formació de nanotubs de 200 nm de diàmetre, d’uns 15 μm de longitud i en què les unitats de PI s’ordenen amb els seus sistemes aromàtics de forma co-facial o gairebé co-facial. La possible activitat fotovoltaica d’aquestes estructures s’estudiarà posteriorment.

Estudi de flotació de tintes tòner emprant un model estacionari

El procés de flotació es basa en la interacció entre les partícules de tinta despreses de les fibres durant el procés de desintegració i les bombolles d’aire, amb l’ajuda de tensioactius. Aquesta interacció condueix a la formació d’agregats tinta-bombolla, que són eliminats en forma d’escuma. Per tal que el procés de flotació sigui eficient cal que les propietats superficials de la tinta i la bombolla siguin les adequades així com que l’agregat tinta-bombolla sigui prou estable com per arribar a la superfície de la cel·la de flotació on serà eliminat. En aquest treball es pretén avaluar l’eficàcia de la col·lisió tinta-bombolla mitjançant un sistema de visió artificial. Els fenòmens que tenen lloc dins la cel·la de flotació són molt complexos i difícils d’estudiar. Per aquest motiu s’ha cregut oportú construir un model estacionari de flotació que permet simular les condicions de flotació però que simplifica l’obtenció d’imatges, a través d’un sistema de visió artificial. Una vegada s’hagi posat en funcionament el sistema estacionari, s’estudiaran els processos d’unió tinta-bombolla amb diferents tensioactius (aniònic, catiònic i no-iònic) i amb diferents concentracions de tensioactiu

Assessment of coronary stenosis, plaque burden and remodeling by multidetector computed tomography in patients referred for suspected coronary artery disease.

Aims To compare multidetector computed tomography (MDCT) with intravascular ultrasound (IVUS) and invasive quantitative coronary angiography (QCA) for assessment of coronary lesions in patients referred for suspected coronary artery disease (CAD). Methods and results We studied 57 patients (48 men; mean age: 63 +/- 10 years) who underwent 64-slice MDCT because of atypical chest pain, stable angina, or ECG abnormalities and were diagnosed with CAD. All patients subsequently underwent QCA and IVUS. We analyzed 102 coronary lesions using the three techniques. Measurements of luminal area stenosis and cross-sectional area by MDCT (72.9 +/- 7.0% and 4.5 +/- 1.8 mm(2), respectively) were in good agreement with those by IVUS [72.7 +/- 6.7% and 4.5 +/- 1.6 mm(2), respectively; Lin's concordance correlation coefficient r = 0.847; 95% confidence interval (CI) = 0.792-0.902 and r = 0.931; 95% CI = 0.906-0.956, respectively] but not QCA (r = 0.115; 95% CI = 0.040-0.189 and r = 0.433; 95% CI = 0.291-0.576, respectively). Plaque cross-sectional area and plaque volume measured by MDCT (12.4 +/- 3.8 mm(2) and 104.7 +/- 52.8 mu l, respectively) were in good agreement with those by IVUS (12.2 +/- 3.7 mm(2) and 102.8 +/- 54.1 mu l; r = 0.913; 95% CI = 0.880-0.945 and r = 0.979; 95% CI = 0.969-0.990, respectively). Remodeling index measurements by MDCT (1.22 +/- 0.22) were in good agreement with those by IVUS (r = 0.876; 95% CI = 0.831-0.922). Positive remodeling occurred in 63% of stenoses. Conclusion MDCT allows accurate noninvasive assessment of coronary stenosis, plaque burden and remodeling in patients referred for suspected CAD. Positive remodeling is a frequent finding in stable lesions. J Cardiovasc Med 12:122-130 (C) 2011 Italian Federation of Cardiology.

A histone-fold complex and FANCM form a conserved DNA-remodeling complex to maintain genome stability.

FANCM remodels branched DNA structures and plays essential roles in the cellular response to DNA replication stress. Here, we show that FANCM forms a conserved DNA-remodeling complex with a histone-fold heterodimer, MHF. We find that MHF stimulates DNA binding and replication fork remodeling by FANCM. In the cell, FANCM and MHF are rapidly recruited to forks stalled by DNA interstrand crosslinks, and both are required for cellular resistance to such lesions. In vertebrates, FANCM-MHF associates with the Fanconi anemia (FA) core complex, promotes FANCD2 monoubiquitination in response to DNA damage, and suppresses sister-chromatid exchanges. Yeast orthologs of these proteins function together to resist MMS-induced DNA damage and promote gene conversion at blocked replication forks. Thus, FANCM-MHF is an essential DNA-remodeling complex that protects replication forks from yeast to human.

The MicroArray Quality Control (MAQC)-II study of common practices for the development and validation of microarray-based predictive models.

Gene expression data from microarrays are being applied to predict preclinical and clinical endpoints, but the reliability of these predictions has not been established. In the MAQC-II project, 36 independent teams analyzed six microarray data sets to generate predictive models for classifying a sample with respect to one of 13 endpoints indicative of lung or liver toxicity in rodents, or of breast cancer, multiple myeloma or neuroblastoma in humans. In total, >30,000 models were built using many combinations of analytical methods. The teams generated predictive models without knowing the biological meaning of some of the endpoints and, to mimic clinical reality, tested the models on data that had not been used for training. We found that model performance depended largely on the endpoint and team proficiency and that different approaches generated models of similar performance. The conclusions and recommendations from MAQC-II should be useful for regulatory agencies, study committees and independent investigators that evaluate methods for global gene expression analysis.

Truncated robust distance for clinical laboratory safety data monitoring and assessment.

Laboratory safety data are routinely collected in clinical studies for safety monitoring and assessment. We have developed a truncated robust multivariate outlier detection method for identifying subjects with clinically relevant abnormal laboratory measurements. The proposed method can be applied to historical clinical data to establish a multivariate decision boundary that can then be used for future clinical trial laboratory safety data monitoring and assessment. Simulations demonstrate that the proposed method has the ability to detect relevant outliers while automatically excluding irrelevant outliers. Two examples from actual clinical studies are used to illustrate the use of this method for identifying clinically relevant outliers.

Materials nanocomposits a partir de whiskers de cel•lulosa i matriu polimèrica de cautxú

De acuerdo con los objetivos generales del proyecto y plan de trabajo previsto, para esta anualidad, se obtuvieron fibras y microfibras de celulosa a partir de dos fuentes: celulosa vegetal de pino y eucalipto y celulosa bacterial. Las microfibrillas han sido utilizadas como material de refuerzo para la fabricación de materiales compuestos a partir de caucho natural, policaprolactona y polivinil alcohol. Las muestras se fabricaron mediante la técnica de "casting" en medio acuoso y temperatura ambiente. Las muestras fueron caracterizados en sus propiedades mecánicas, físicas y térmicas. Se observó que, en general, la adición de las microfibrillas de celulosa en las matrices poliméricas provoca una mejora sustancial en las propiedades mecánicas del material en comparación con el polímero sin reforzar. Los resultados pueden resumirse de la siguiente manera: 1.Fabricación de materiales compuestos a base de caucho natural y fibras de celulosa. Se obtuvieron fibras y nanofibras de celulosa que fueron modificadas químicamente y usadas como refuerzo en matriz de caucho. Los resultados mostraron mejora de propiedades mecánicas del material, principalmente en los materiales compuestos reforzados con nanofibras. 2. Obtención de whiskers de celulosa y su utilización como material de refuerzo en una matriz de policaprolactona. Se obtuvieron whiskers de celulosa a partir de pasta blanqueada. La adición en una matriz de policaprolactona produjo materiales compuestos con propiedades mecánicas superiores a la matriz, con buena dispersión de los whiskers. 3. Obtención de fibras de celulosa bacterial y nanofibras de celulosa, aislamiento y utilización sobre una matriz de polivinil alcohol. Se obtuvo celulosa bacterial a partir de la bacteria Gluconacetobacter xylinum. Además se fabricaron nanofibras de celulosa a partir eucalipto blanqueado. La celulosa bacterial como material de refuerzo no produjo importantes mejoras en las propiedades mecánicas de la matriz; en cambio se observaron mejoras destacables con la nanofibra como refuerzo.

Equidistribution estimates for Fekete points on complex manifolds

We study the equidistribution of Fekete points in a compact complex manifold. These are extremal point configurations defined through sections of powers of a positive line bundle. Their equidistribution is a known result. The novelty of our approach is that we relate them to the problem of sampling and interpolation on line bundles, which allows us to estimate the equidistribution of the Fekete points quantitatively. In particular we estimate the Kantorovich-Wasserstein distance of the Fekete points to its limiting measure. The sampling and interpolation arrays on line bundles are a subject of independent interest, and we provide necessary density conditions through the classical approach of Landau, that in this context measures the local dimension of the space of sections of the line bundle. We obtain a complete geometric characterization of sampling and interpolation arrays in the case of compact manifolds of dimension one, and we prove that there are no arrays of both sampling and interpolation in the more general setting of semipositive line bundles.

The Tightness of the Cotton Swabs Meshing Influences the Chances of Getting Conclusive DNA Profiles

Objective: The chance of obtaining a conclusive DNA profile strongly depends on the quantity of biological material that can be recovered from a crime scene sample. Optimizing the collection strategy is therefore of prime interest. A difference in the level of tightness of the cotton meshed around the shaft has been observed between manufacturers and is hypothesized to affect the collection and subsequent release capacity of cotton swabs. Consequently, we compared the performance of cotton swabs from two different suppliers: Applimed SA and DryswabTM. Methods: These swabs were used to recover 50 ml of blood, either pure or diluted (1:1000 and 1:5000), deposited on both smooth and absorbent surfaces. Performance was compared in terms of ease of use, concentration of extracted DNA, and quality of DNA profiles. DNA quantification was obtained by real-time PCR using the QuantifilerTM Human DNA Quantification Kit. Evaluation of DNA profiles was based on profiles obtained using AmpFlSTR® NGM SElectTM PCR Amplification kit. Results: When considering smooth surfaces, recovered DNA was more concentrated when using the DryswabTM than the Applimed SA cotton swab. More precisely, DNA concentrations ranged from 15.7 to 28.8 ng/ml and 6.7 to 21.2 ng/ml, respectively for samples of pure blood. The same trend was observed for the absorbent surface, with 2.0 to 5.0 ng/ml and 0.9 to 1.4 ng/ml, respectively. Conclusion: Our results illustrate that different cotton swabs produce different results in terms of ease of use and quantity of recovered DNA and this should be taken into consideration when choosing which swab to use at both the crime scene and laboratory. More specifically, results from the present study suggest that looser meshing of the cotton fibres

Caracterització de la fibra Henequén per ser utilitzada com a reforç en materials compostos

La generació massiva de residus plàstics constitueix actualment un gravíssim problemamediambiental. Una de les estratègies desenvolupades per pal•liar-lo consisteix en el reciclatge delsresidus plàstics i la seva posterior utilització en diferents aplicacions en sectors com la construcció.La incorporació de reforços en el material reciclat millora les seves propietats mecàniques. Unpossible reforç són les fibres d'origen vegetal o biofibres, que, a més de millorar tècnicament elproducte, presenten avantatges econòmics i ambientals. Les biofibres són un bon competidor contrales fibres reforçants tradicionals com la fibra de vidre ja que presenten un baix cost, baixa densitat i,per tant, bones propietats específiques, menys equip de processament, alta suavitat,biodegradabilitat i són ecològicament sostenibles, ja que es produeixen a partir de recursos naturals.En aquest treball es fan servir fibres provinents de la pinya de Henequén. Aquestes fibres són unsubproducte del procés per a l’obtenció del licor de Henequén i es volen fer servir com a reforç enmaterials compostos.Ja s’han fet estudis sobre la fibra de Henequén que creix a Mèxic. Aquest projecte s’emmarca dinsuna col•laboració entre la Universitat de Girona i la Universitat Cubana de Holguin, per tal d’estudiarla fibra de Henequén que creix a Cuba

Discovery and refinement of loci associated with lipid levels.

Levels of low-density lipoprotein (LDL) cholesterol, high-density lipoprotein (HDL) cholesterol, triglycerides and total cholesterol are heritable, modifiable risk factors for coronary artery disease. To identify new loci and refine known loci influencing these lipids, we examined 188,577 individuals using genome-wide and custom genotyping arrays. We identify and annotate 157 loci associated with lipid levels at P < 5 × 10(-8), including 62 loci not previously associated with lipid levels in humans. Using dense genotyping in individuals of European, East Asian, South Asian and African ancestry, we narrow association signals in 12 loci. We find that loci associated with blood lipid levels are often associated with cardiovascular and metabolic traits, including coronary artery disease, type 2 diabetes, blood pressure, waist-hip ratio and body mass index. Our results demonstrate the value of using genetic data from individuals of diverse ancestry and provide insights into the biological mechanisms regulating blood lipids to guide future genetic, biological and therapeutic research.

Genetic and phenotypic architecture of metabolic syndrome-associated components in dyslipidemic and normolipidemic subjects: the GEMS Study.

Atherogenic dyslipidemia, manifest by low HDL-cholesterol and high TG levels, is an important component of ATP-III defined metabolic syndrome. Here, we dissected the phenotypic and genetic architecture of these traits by assessing their relationships with other metabolically relevant measures, including plasma adipo-cytokines, highly sensitive C-reactive protein (hsCRP) and LDL particle size, in a large family data set (n=2800) and in an independent set of dyslipidemic cases (n=716) and normolipidemic controls (n=1073). We explored the relationships among these phenotypes using variable clustering and then estimated their genetic heritabilities and cross-trait correlations. In families, four clusters explained 61% of the total variance, with one adiposity-related cluster (including hsCRP), one BP-related cluster, and two lipid-related clusters (HDL-C, TG, adiponectin and LDL particle size; apoB and non-HDL-C). A similar structure was observed in dyslipidemic cases and normolipidemic controls. The genetic correlations in the families largely paralleled the phenotype clustering results, suggesting that common genes having pleiotropic effects contributed to the correlations observed. In summary, our analyses support a model of metabolic syndrome with two major components, body fat and lipids, each with two subcomponents, and quantifies their degree of overlap with each other and with metabolic-syndrome related measures (adipokines, LDL particle size and hsCRP).

Management of corn stalk waste as reinforcement for polypropylene injection moulded composites

The main objective of this study was the management of corn stalk waste as reinforcement for polypropylene (PP) injection moulded composites as an alternative to wood flour and fibers. In the first step, corn stalk waste was subjected to various treatments, and four different corn stalk derivatives (flour and fibers) able to be used as reinforcement of composite materials were prepared and characterized. These derivatives are corn stalk flour, thermo-mechanical, semi-chemical, and chemical fibers. They were characterized in terms of their yield, lignin content, Kappa number, fiber length/diameter ratio, fines, coarseness, viscosity, and the length at the break of a standard sheet of paper. Results showed that the corn stalk derivatives have different physico-chemical properties. In the second step, the prepared flour and fibers were explored as a reinforcing element for PP composites. Coupled and non-coupled PP composites were prepared and tested for tensile properties. For overall trend, with the addition of a coupling agent, tensile properties of composites significantly improved, as compared with non-coupled samples. In addition, a morphological study revealed the positive effect of the coupling agent on the interfacial bonding. The composites prepared with semichemical fiber gave better results in comparison with the rest of the corn stalk derivatives due to its chemical characteristics