Disseny i implementació d'una API en Python per el processament de models de poblacions simulats mitjançant PlinguaCore

En aquest projecte, tractarem de crear una aplicació que ens permeti d'una forma ràpida i eficient, el processament dels resultats obtinguts per un eina de simulació d'ecosistemes naturals anomenada PlinguaCore .L'objectiu d'aquest tractament és doble. En primer lloc, dissenyar una API que ens permeti de forma eficient processar la gran quantitat de dades generades per simulador d'ecosistemes PlinguaCore. En segon lloc, fer que aquesta API es pugui integrar en altres aplicacions, tant de tractament de dades, com de cal·libració dels models.

Predictions from information-theoretical models of nonequilibrium radiation

The radiation distribution function used by Domínguez and Jou [Phys. Rev. E 51, 158 (1995)] has been recently modified by Domínguez-Cascante and Faraudo [Phys. Rev. E 54, 6933 (1996)]. However, in these studies neither distribution was written in terms of directly measurable quantities. Here a solution to this problem is presented, and we also propose an experiment that may make it possible to determine the distribution function of nonequilibrium radiation experimentally. The results derived do not depend on a specific distribution function for the matter content of the system

Redox dysregulation in the pathophysiology of schizophrenia and bipolar disorder: insights from animal models.

Abstract Significance: Schizophrenia (SZ) and bipolar disorder (BD) are classified as two distinct diseases. However, accumulating evidence shows that both disorders share genetic, pathological, and epidemiological characteristics. Based on genetic and functional findings, redox dysregulation due to an imbalance between pro-oxidants and antioxidant defense mechanisms has been proposed as a risk factor contributing to their pathophysiology. Recent Advances: Altered antioxidant systems and signs of increased oxidative stress are observed in peripheral tissues and brains of SZ and BD patients, including abnormal prefrontal levels of glutathione (GSH), the major cellular redox regulator and antioxidant. Here we review experimental data from rodent models demonstrating that permanent as well as transient GSH deficit results in behavioral, morphological, electrophysiological, and neurochemical alterations analogous to pathologies observed in patients. Mice with GSH deficit display increased stress reactivity, altered social behavior, impaired prepulse inhibition, and exaggerated locomotor responses to psychostimulant injection. These behavioral changes are accompanied by N-methyl-D-aspartate receptor hypofunction, elevated glutamate levels, impairment of parvalbumin GABA interneurons, abnormal neuronal synchronization, altered dopamine neurotransmission, and deficient myelination. Critical Issues: Treatment with the GSH precursor and antioxidant N-acetylcysteine normalizes some of those deficits in mice, but also improves SZ and BD symptoms when given as adjunct to antipsychotic medication. Future Directions: These data demonstrate the usefulness of GSH-deficient rodent models to identify the mechanisms by which a redox imbalance could contribute to the development of SZ and BD pathophysiologies, and to develop novel therapeutic approaches based on antioxidant and redox regulator compounds. Antioxid. Redox Signal. 18, 1428-1443.

Protective and Aggravating Effects of Nlrp3 Inflammasome Activation in IBD Models: Influence of Genetic and Environmental Factors.

Background: Inflammatory bowel disease (IBD) is characterized by chronic intestinal inflammation due to dysregulation of the mucosal immune system. The cytokines IL-1β and IL-18 appear early in intestinal inflammation and their pro-forms are processed via the caspase-1-activating multiprotein complex, the Nlrp3 inflammasome. Previously, we reported that the uptake of dextran sodium sulfate (DSS) by macrophages activates the Nlrp3 inflammasome and that Nlrp3(-/-) mice are protected in the acute DSS colitis model. Of note, other groups have reported opposing effects in regards to DSS susceptibility in Nlrp3(-/-) mice. Recently, mice lacking inflammasomes were found to develop a distinct intestinal microflora. Methods: To reconcile the contradicting observations, we investigated the role of Nlrp3 deficiency in two different IBD models: acute DSS colitis and TNBS (2,4,6-trinitrobenzene sulfonic acid)-induced colitis. In addition, we investigated the impact of the intestinal flora on disease severity by performing cohousing experiments of wild-type and Nlrp3(-/-) mice, as well as by antibiotic treatment. Results: Nlrp3(-/-) mice treated with either DSS or TNBS exhibited attenuated colitis and lower mortality. This protective effect correlated with an increased frequency of CD103+ lamina propria dendritic cells expressing a tolerogenic phenotype in Nlrp3(-/-) mice in steady state conditions. Interestingly, after cohousing, Nlrp3(-/-) mice were as susceptible as wild-type mice, indicating that transmission of endogenous bacterial flora between the two mouse strains might increase susceptibility of Nlrp3(-/-) mice towards DSS-induced colitis. Accordingly, treatment with antibiotics almost completely prevented colitis in the DSS model. Conclusions: The composition of the intestinal microflora significantly influences disease severity in IBD models comparing wild-type and Nlrp3(-/-) mice. This observation may - at least in part - explain contradictory results concerning the role of the inflammasome in different labs. Further studies are required to define the role of the Nlrp3 inflammasome in noninflamed mucosa under steady state conditions and in IBD.

Establishment of animal models to analyze the kinetics and distribution of human tumor antigen-specific CD8⁺ T cells.

Many patients develop tumor antigen-specific T cell responses detectable in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs) following cancer vaccine. However, measurable tumor regression is observed in a limited number of patients receiving cancer vaccines. There is a need to re-evaluate systemically the immune responses induced by cancer vaccines. Here, we established animal models targeting two human cancer/testis antigens, NY-ESO-1 and MAGE-A4. Cytotoxic T lymphocyte (CTL) epitopes of these antigens were investigated by immunizing BALB/c mice with plasmids encoding the entire sequences of NY-ESO-1 or MAGE-A4. CD8(+) T cells specific for NY-ESO-1 or MAGE-A4 were able to be detected by ELISPOT assays using antigen presenting cells pulsed with overlapping peptides covering the whole protein, indicating the high immunogenicity of these antigens in mice. Truncation of these peptides revealed that NY-ESO-1-specific CD8(+) T cells recognized D(d)-restricted 8mer peptides, NY-ESO-181-88. MAGE-A4-specific CD8(+) T cells recognized D(d)-restricted 9mer peptides, MAGE-A4265-273. MHC/peptide tetramers allowed us to analyze the kinetics and distribution of the antigen-specific immune responses, and we found that stronger antigen-specific CD8(+) T cell responses were required for more effective anti-tumor activity. Taken together, these animal models are valuable for evaluation of immune responses and optimization of the efficacy of cancer vaccines.

Hypoxia and vasculature in models of lung cancer: implications for targeted therapeutics

Estudi realitzat a partir d’una estada a la Stanford University School of Medicine. Division of Radiation Oncology, Estats Units, entre 2010 i 2012. Durant els dos anys de beca postdoctoral he estat treballant en dos projectes diferents. En primer lloc, i com a continuació d'estudis previs del grup, volíem estudiar la causa de les diferències en nivells d'hipòxia que havíem observat en models de càncer de pulmó. La nostra hipòtesi es basava en el fet que aquestes diferències es devien a la funcionalitat de la vasculatura. Vam utilitzar dos models preclínics: un en què els tumors es formaven espontàniament als pulmons i l'altre on nosaltres injectàvem les cèl•lules de manera subcutània. Vam utilitzar tècniques com la ressonància magnètica dinàmica amb agent de contrast (DCE-MRI) i l'assaig de perfusió amb el Hoeschst 33342 i ambdues van demostrar que la funcionalitat de la vasculatura dels tumors espontanis era molt més elevada comparada amb la dels tumors subcutanis. D'aquest estudi, en podem concloure que les diferències en els nivells d'hipòxia en els diferents models tumorals de càncer de pulmó podrien ser deguts a la variació en la formació i funcionalitat de la vasculatura. Per tant, la selecció de models preclínics és essencial, tant pels estudi d'hipòxia i angiogènesi, com per a teràpies adreçades a aquests fenòmens. L'altre projecte que he estat desenvolupant es basa en l'estudi de la radioteràpia i els seus possibles efectes a l’hora de potenciar l'autoregeneració del tumor a partir de les cèl•lules tumorals circulants (CTC). Aquest efecte s'ha descrit en alguns models tumorals preclínics. Per tal de dur a terme els nostres estudis, vam utilitzar una línia tumoral de càncer de mama de ratolí, marcada permanentment amb el gen de Photinus pyralis o sense marcar i vam fer estudis in vitro i in vivo. Ambdós estudis han demostrat que la radiació tumoral promou la invasió cel•lular i l'autoregeneració del tumor per CTC. Aquest descobriment s'ha de considerar dins d'un context de radioteràpia clínica per tal d'aconseguir el millor tractament en pacients amb nivells de CTC elevats.

Programa d’educació intercultural als centres penitenciaris

Després de la Jornada de Bones Pràctiques dels educadors socials de l'àmbit penitenciari català (febrer de 2008) es va veure la necessitat de revisar el Programa marc d'educació per a la convivència en la diversitat als centres penitenciaris. El programa fou elaborat i implementat als centres a partir de mitjan 2002. I, tot i que la justificació del seu naixement continua essent vàlida, sí que hi ha matisacions teòriques que han canviat a l’hora d'entendre la convivència en la diversitat i, sobretot, a l’hora de treballar-la des d'un enfocament educatiu. Proposem una educació intercultural que s'articuli com una pedagogia de la ciutadania i del desenvolupament d'una societat democràtica. Cal promoure la reflexió sobre aquesta nova ciutadania, la igualtat d'oportunitats i la dimensió social de la identitat en la complexa societat en la qual es desenvolupa. Així, ni la cultura ni la identitat ni tampoc els continguts educatius poden ser pensats des d'una perspectiva estàtica i determinista de les societats. La cultura, com a principal objectiu de l'educació intercultural, s'ha d'entendre com el dret a allò que és comú, o que hauria de ser comú. I per què un plantejament d'aquest tipus en el marc del sistema penitenciari? Doncs perquè precisament a les presons es tendeixen a amplificar les diferències i les caracteritzacions tenint en compte que una sèrie d'individus socialitzats en diferents maneres de pensar, sentir i actuar han de conviure de manera obligada. I que atesa la complexitat de les societats actuals (procés de globalització; interdependència a escala mundial; transformació dels models de comunicació, consum i treball; canvis polítics i econòmics; les migracions...) la uniformitat que se suposava que atorgava una cultura s'ha trencat. Així doncs, us presentem un programa d'educació intercultural que es proposa transmetre continguts, amb un valor social, per a la comprensió del món, de tal manera que permeti als participants adquirir els elements importants per circular per allò social ampli. Tampoc no se'ns escapa que estem plantejant la idea d'una acció educativa fora de l'espai social i familiar de la persona interna. És per aquest motiu que plantegem una pràctica educativa que parteix d'un handicap metodològic d'actuació: la impossibilitat d'una acció comunitària. Entenem tota acció comunitària des del punt de vista de lligam amb el territori de vida de les persones en llibertat. Per tant, l'acció educativa, en el cas que ens ocupa, s'ha de centrar necessàriament en un marc d'educació per a la transferència de coneixements i d'alternatives de canvi en la realitat personal i social des d'un punt de vista grupal i individual. Una transferència que pot posar en pràctica la persona interna en el moment en què s'incorpori a la vida en llibertat.

Orthotropic active strain models for the numerical simulation of cardiac biomechanics

An active strain formulation for orthotropic constitutive laws arising in cardiac mechanics modeling is introduced and studied. The passive mechanical properties of the tissue are described by the Holzapfel-Ogden relation. In the active strain formulation, the Euler-Lagrange equations for minimizing the total energy are written in terms of active and passive deformation factors, where the active part is assumed to depend, at the cell level, on the electrodynamics and on the specific orientation of the cardiac cells. The well-posedness of the linear system derived from a generic Newton iteration of the original problem is analyzed and different mechanical activation functions are considered. In addition, the active strain formulation is compared with the classical active stress formulation from both numerical and modeling perspectives. Taylor-Hood and MINI finite elements are employed to discretize the mechanical problem. The results of several numerical experiments show that the proposed formulation is mathematically consistent and is able to represent the main key features of the phenomenon, while allowing savings in computational costs.

Developing methodologies to allow the robust prediction dynamic context dominated by perturbations

El principal objectiu del projecte era desenvolupar millores conceptuals i metodològiques que permetessin una millor predicció dels canvis en la distribució de les espècies (a una escala de paisatge) derivats de canvis ambientals en un context dominat per pertorbacions. En un primer estudi, vàrem comparar l'eficàcia de diferents models dinàmics per a predir la distribució de l'hortolà (Emberiza hortulana). Els nostres resultats indiquen que un model híbrid que combini canvis en la qualitat de l'hàbitat, derivats de canvis en el paisatge, amb un model poblacional espacialment explícit és una aproximació adequada per abordar canvis en la distribució d'espècies en contextos de dinàmica ambiental elevada i una capacitat de dispersió limitada de l'espècie objectiu. En un segon estudi abordarem la calibració mitjançant dades de seguiment de models de distribució dinàmics per a 12 espècies amb preferència per hàbitats oberts. Entre les conclusions extretes destaquem: (1) la necessitat de que les dades de seguiment abarquin aquelles àrees on es produeixen els canvis de qualitat; (2) el biaix que es produeix en la estimació dels paràmetres del model d'ocupació quan la hipòtesi de canvi de paisatge o el model de qualitat d'hàbitat són incorrectes. En el darrer treball estudiarem el possible impacte en 67 espècies d’ocells de diferents règims d’incendis, definits a partir de combinacions de nivells de canvi climàtic (portant a un augment esperat de la mida i freqüència d’incendis forestals), i eficiència d’extinció per part dels bombers. Segons els resultats dels nostres models, la combinació de factors antropogènics del regim d’incendis, tals com l’abandonament rural i l’extinció, poden ser més determinants per als canvis de distribució que els efectes derivats del canvi climàtic. Els productes generats inclouen tres publicacions científiques, una pàgina web amb resultats del projecte i una llibreria per a l'entorn estadístic R.

Alimentació i nutrició al Vallès Occidental. Un segle i mig de canvis i permanències: 1787-1936

En aquest treball s’analitzen els canvis que es produeixen en la dieta de la població de la comarca catalana del Vallès Occidental entre finals del segle XVIII i 1936, un període marcat per les grans transformacions econòmiques i socials que experimenta aquesta comarca amb el procés d’industrialització, d’urbanització, l’intens creixement demogràfic i la transformació de la seva agricultura. El resultat serà una millora i canvis importants en la composició de la dieta, que es poden emmarcar en el context de l’anomenada transició nutricional, i que acaben repercutint a llarg termini en un augment dels nivells de vida i de benestar de la població.

Cannabinoid addiction: behavioral models and neural correlates

The use of cannabis sativa preparations as recreational drugs can be traced back to the earliest civilizations. However, animal models of cannabinoid addiction allowing the exploration of neural correlates of cannabinoid abuse have been developed only recently. We review these models and the role of the CB1 cannabinoid receptor, the main target of natural cannabinoids, and its interaction with opioid and dopamine transmission in reward circuits. Extensive reviews on the molecular basis of cannabinoid action are available elsewhere (Piomelli et al., 2000;Schlicker and Kathmann, 2001).

Repression and Protest Structural Models and Strategic Interactions

The recent wave of upheavals and revolts in Northern Africa and the Middle East goes back to an old question often raised by theories of collective action: does repression act as a negative or positive incentive for further mobilization? Through a review of the vast literature devoted to this question, this article aims to go beyond theoretical and methodological dead-ends. The article moves on to non-Western settings in order to better understand, via a macro-sociological and dynamic approach, the causal effects between mobilizations and repression. It pleads for a meso- and micro-level approach to this issue: an approach that puts analytical emphasis both on protest organizations and on individual activists' careers.

From SNPs to pathways: integration of functional effect of sequence variations on models of cell signalling pathways

Background: Single nucleotide polymorphisms (SNPs) are the most frequent type of sequence variation between individuals, and represent a promising tool for finding genetic determinants of complex diseases and understanding the differences in drug response. In this regard, it is of particular interest to study the effect of non-synonymous SNPs in the context of biological networks such as cell signalling pathways. UniProt provides curated information about the functional and phenotypic effects of sequence variation, including SNPs, as well as on mutations of protein sequences. However, no strategy has been developed to integrate this information with biological networks, with the ultimate goal of studying the impact of the functional effect of SNPs in the structure and dynamics of biological networks. Results: First, we identified the different challenges posed by the integration of the phenotypic effect of sequence variants and mutations with biological networks. Second, we developed a strategy for the combination of data extracted from public resources, such as UniProt, NCBI dbSNP, Reactome and BioModels. We generated attribute files containing phenotypic and genotypic annotations to the nodes of biological networks, which can be imported into network visualization tools such as Cytoscape. These resources allow the mapping and visualization of mutations and natural variations of human proteins and their phenotypic effect on biological networks (e.g. signalling pathways, protein-protein interaction networks, dynamic models). Finally, an example on the use of the sequence variation data in the dynamics of a network model is presented. Conclusion: In this paper we present a general strategy for the integration of pathway and sequence variation data for visualization, analysis and modelling purposes, including the study of the functional impact of protein sequence variations on the dynamics of signalling pathways. This is of particular interest when the SNP or mutation is known to be associated to disease. We expect that this approach will help in the study of the functional impact of disease-associated SNPs on the behaviour of cell signalling pathways, which ultimately will lead to a better understanding of the mechanisms underlying complex diseases.

Concise reviews: in vitro-produced pancreas organogenesis models in three dimensions: self-organization from few stem cells or progenitors.

Three-dimensional models of organ biogenesis have recently flourished. They promote a balance between stem/progenitor cell expansion and differentiation without the constraints of flat tissue culture vessels, allowing for autonomous self-organization of cells. Such models allow the formation of miniature organs in a dish and are emerging for the pancreas, starting from embryonic progenitors and adult cells. This review focuses on the currently available systems and how these allow new types of questions to be addressed. We discuss the expected advancements including their potential to study human pancreas development and function as well as to develop diabetes models and therapeutic cells.