Meteotek08: sonda meteorològica

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit cientí­fic del Jovent l'any 2009. El projecte Meteotek08, s'inicia durant el mes de febrer del curs 07/08 i es deu a tres fets: la passió per l'electrònica i la informàtica, per la meteorologia i per l'espai. Així va sorgir la idea de la possibilitat de realitzar algun projecte que relacionés aquestes idees: una sonda meteorològica, capaç d'assolir altituds de més de 30.000m, fer un registre de les condicions atmosfèriques i, fins i tot, captar fotografies. Era una idea complexa de dur a terme, ja que es partia del res, excepte de l'experiència d'algun dels integrants en el camp de l'electrònica i la informàtica. Durant els primers mesos es van començar a crear els primers prototips i a aplicar les primeres idees, fins que malauradament el crèdit es va acabar el juny. Tot i això, el treball va continuar durant l'estiu, durant el qual es va deixar el projecte gairebé enllestit. Diversos problemes amb el mòdul de comunicacions via ràdio van comportar l'endarreriment del projecte fins el passat febrer de 2009. El llançament es va dur a terme el dia 28 de febrer. La població escollida va ser Bujaraloz, situada als Monegros, degut a la seva bona posició geogràfica. El llançament es va dur a terme amb èxit i el seguiment i recepció de dades es va fer amb 2 cotxes. Al cap de 2 hores i 10 minuts la sonda tocava terra de nou, i poca estona després era localitzada. Els resultats van ser totalment satisfactoris, i es van obtenir també bones fotografies.

Els primers llums del Delta

Treball de recerca realitzat per un alumne d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. El treball és un estudi de l’evolució, tan tècnica com estètica dels fars paral•lela als avenços tecnològics i prenent com a protagonistes els singulars fars de ferro que es varen construir durant la segona meitat del segle XIX i varen funcionar durant un llarguíssim període en el delta de l’Ebre. L’estructura de ferro, ancorada directament sobre les sorres del delta va donar un caràcter especial a aquestes construccions que, d’altra banda, constituïen una tipologia única a Catalunya i a Espanya. Aquests fars van rebre el nom del lloc on foren ubicats estratègicament. De sud a nord: far de la Banya, far de Buda i far del Fangar. Els van projectar conjuntament, es van encendre per primera vegada el mateix dia, van ser l’habitatge dels seus faroners, van anar evolucionant tècnicament tots tres però el final de cadascun d’ells va ser molt diferent. La història dels fars de ferro ha anat lligada al paisatge i la vida d’aquestes singulars terres del Delta i després de més d’un segle de servei foren substituïts per altres que estèticament i tècnicament res tenen a veure amb els seus antecessors.

Nihilismo político. Fundamentos y manifestaciones

El nihilisme polític, com a conjunt de teories polítiques que neguen que la societat i el poder polític siguin connaturals a l'home i que afirmen, al contrari, que són realitats imposades i coactives, és una realitat moderna i manifestada principalment en el segle XX. Fenòmens com el totalitarisme, l'anarquisme o el terrorisme, tots ells amb marcats trets del que s'ha anomenat nihilisme europeu, s'han conceptualitzat com a retrocessos polítics i morals respecte al progrés modern i la civilització dels pobles d'Occident. Tot això semblava haver brollat del no res. Ningú en la història no havia governat a una nació amb les formes de domini utilitzades en el nazisme. La seva crueltat, el seu absurd i el seu control sobre totes les esferes de l'existència humana van constituir una forma nova i desconeguda de pràctica política a començaments de segle. La seva violència és també l'essència del terrorisme, aquella que utilitza el terror com a manera de transformar les relacions socials i les consciències, abastant cotes inimaginables de sofriment al servei d’una causa política. Analitzats en el seu aspecte teòric, cada un manifesta el seu nihilisme a través de la seva manera peculiar i extremada d'entendre la relació de l'home amb la societat. La seva sacralització del poder, l'apologia de la violència, la negació dels valors i el dret, tots els seus trets neixen de veure en la societat un fre a les possibilitats de l’home. Però aquests fenòmens no són del tot nous, sinó que es descobreixen com una conseqüència possible de la filosofia política moderna, en corrents com el contractualisme i el romanticisme. Hobbes havia proclamat ja el dogma totalitari del qual la finalitat de la vida humana és el poder, i que l'Estat, per a la seva conservació, exigeix el lliurament total de l'individu. Rousseau va ser un filòsof anarquista al descriure la societat com un jou, principal mal de l'home natural i lliure. I Nietzsche, revolucionari de la cultura, afirmava que el seu ideal justificava l'ús de la violència i la destrucció dels enemics. El nihilisme ha arribat a totes les esferes de la política, de manera que ni els que estan del costat del sistema ni els que hi ha en la seva contra escapen de la seva ombra. La societat va perdre la seva raó de ser en concebre's com alguna cosa aliè a la naturalesa humana. Per això, els qui la defensen proclamen o utilitat o necessitat de coacció, mentre que els qui lluiten contra la seva artificialitat proclamen l'egoisme i la violència. Tot això és nihilisme polític, i tots són en el fons arguments moderns. Així, la violència política desencadenada el segle XX no es dirigeix contra els ideals moderns, sinó que més aviat constitueixen la seva altra cara. Si el nihilisme és precisament negar que existeixi una possibilitat de concebre el poder polític sense caure en el pessimisme, la seva superació passa per buscar una forma de pensar el poder i la societat de manera que l'home pugui desenvolupar-se en ella, i aquest ha de ser el repte de la filosofia política en les pròximes dècades.

Reactive electrophile species.

The interest in reactive electrophile species (RES) stems largely from the fact that they can have powerful biological activities. RES stimulate the expression of cell survival genes as well many other genes commonly upregulated in environmental stress and pathogenesis. RES levels must be carefully controlled in healthy cells but their formation and destruction during stress is of great interest. Unlike many 'classical' signals and hormones, RES can potentially affect gene expression at all levels by chemically reacting with nucleic acids, proteins and small molecules as well as by indirectly lowering pools of cellular reductants. Recent works involving genetic approaches have begun to provide compelling evidence that, although excess RES production can lead to cell damage, lower levels of RES may modulate the expression of cell survival genes and may actually contribute to survival during severe stress.

TIE-2 and VEGFR Kinase Activities Drive Immunosuppressive Function of TIE-2-Expressing Monocytes in Human Breast Tumors.

PURPOSE: Tumor-associated TIE-2-expressing monocytes (TEM) are highly proangiogenic cells critical for tumor vascularization. We previously showed that, in human breast cancer, TIE-2 and VEGFR pathways control proangiogenic activity of TEMs. Here, we examine the contribution of these pathways to immunosuppressive activity of TEMs. EXPERIMENTAL DESIGN: We investigated the changes in immunosuppressive activity of TEMs and gene expression in response to specific kinase inhibitors of TIE-2 and VEGFR. The ability of tumor TEMs to suppress tumor-specific T-cell response mediated by tumor dendritic cells (DC) was measured in vitro. Characterization of TEM and DC phenotype in addition to their interaction with T cells was done using confocal microscopic images analysis of breast carcinomas. RESULTS: TEMs from breast tumors are able to suppress tumor-specific immune responses. Importantly, proangiogenic and suppressive functions of TEMs are similarly driven by TIE-2 and VEGFR kinase activity. Furthermore, we show that tumor TEMs can function as antigen-presenting cells and elicit a weak proliferation of T cells. Blocking TIE-2 and VEGFR kinase activity induced TEMs to change their phenotype into cells with features of myeloid dendritic cells. We show that immunosuppressive activity of TEMs is associated with high CD86 surface expression and extensive engagement of T regulatory cells in breast tumors. TIE-2 and VEGFR kinase activity was also necessary to maintain high CD86 surface expression levels and to convert T cells into regulatory cells. CONCLUSIONS: These results suggest that TEMs are plastic cells that can be reverted from suppressive, proangiogenic cells into cells that are able to mediate an antitumoral immune response. Clin Cancer Res; 19(13); 3439-49. ©2013 AACR.

Microtubule-depolymerizing agents used in antibody-drug conjugates induce antitumor immunity by stimulation of dendritic cells.

Antibody-drug conjugates (ADC) are emerging as powerful treatment strategies with outstanding target-specificity and high therapeutic activity in patients with cancer. Brentuximab vedotin represents a first-in-class ADC directed against CD30(+) malignancies. We hypothesized that its sustained clinical responses could be related to the stimulation of an anticancer immune response. In this study, we demonstrate that the dolastatin family of microtubule inhibitors, from which the cytotoxic component of brentuximab vedotin is derived, comprises potent inducers of phenotypic and functional dendritic cell (DC) maturation. In addition to the direct cytotoxic effect on tumor cells, dolastatins efficiently promoted antigen uptake and migration of tumor-resident DCs to the tumor-draining lymph nodes. Exposure of murine and human DCs to dolastatins significantly increased their capacity to prime T cells. Underlining the requirement of an intact host immune system for the full therapeutic benefit of dolastatins, the antitumor effect was far less pronounced in immunocompromised mice. We observed substantial therapeutic synergies when combining dolastatins with tumor antigen-specific vaccination or blockade of the PD-1-PD-L1 and CTLA-4 coinhibitory pathways. Ultimately, treatment with ADCs using dolastatins induces DC homing and activates cellular antitumor immune responses in patients. Our data reveal a novel mechanism of action for dolastatins and provide a strong rationale for clinical treatment regimens combining dolastatin-based therapies, such as brentuximab vedotin, with immune-based therapies. Cancer Immunol Res; 2(8); 741-55. ©2014 AACR.

Application of a roughness-length representation to parameterize energy loss in 3-D numerical simulations of large rivers

Recent technological advances in remote sensing have enabled investigation of the morphodynamics and hydrodynamics of large rivers. However, measuring topography and flow in these very large rivers is time consuming and thus often constrains the spatial resolution and reach-length scales that can be monitored. Similar constraints exist for computational fluid dynamics (CFD) studies of large rivers, requiring maximization of mesh-or grid-cell dimensions and implying a reduction in the representation of bedform-roughness elements that are of the order of a model grid cell or less, even if they are represented in available topographic data. These ``subgrid'' elements must be parameterized, and this paper applies and considers the impact of roughness-length treatments that include the effect of bed roughness due to ``unmeasured'' topography. CFD predictions were found to be sensitive to the roughness-length specification. Model optimization was based on acoustic Doppler current profiler measurements and estimates of the water surface slope for a variety of roughness lengths. This proved difficult as the metrics used to assess optimal model performance diverged due to the effects of large bedforms that are not well parameterized in roughness-length treatments. However, the general spatial flow patterns are effectively predicted by the model. Changes in roughness length were shown to have a major impact upon flow routing at the channel scale. The results also indicate an absence of secondary flow circulation cells in the reached studied, and suggest simpler two-dimensional models may have great utility in the investigation of flow within large rivers. Citation: Sandbach, S. D. et al. (2012), Application of a roughness-length representation to parameterize energy loss in 3-D numerical simulations of large rivers, Water Resour. Res., 48, W12501, doi: 10.1029/2011WR011284.

Reducció de despeses ineficients i sostenibilitat de l'Estat del Benestar: el cas de Catalunya

Malgrat que el debat de l’Estat del Benestar està en el bell mig de l’actualitat política i econòmica des de fa uns quants anys amb graus ben diversos i aproximacions diferents, la darrera gran crisi ha disparat com mai la seva actualitat. Fins el present moment, amb algunes notables excepcions, totes les tendències han conduit a desenvolupar l’Estat del Benestar fins a extrems insostenibles. Això té explicacions múltiples i variades com les que s’aborden al llarg del present text. Aquestes tendències tenen una dinàmica econòmica i social pròpia que s’ha constatat amb força durant els darrers anys. Fa unes dues dècades que aquest debat va ser encetat amb profunditat per pocs països, però amb conclusions estimulants. Suècia és l’exemple més reeixit. La reforma duta a terme en el país nòrdics és una referència de primer ordre per molts estudiosos del tema i hauria de ser font d’inspiració per a la resta de països. Seguidament, hem volgut descriure, de forma complementària i des d’una perspectiva econòmica i jurídica, un fenomen estrictament lligat al desenvolupament imparable de l’Estat del Benestar, el de la burocratització. La reflexió d’acadèmics d’escoles en diferents i, en particular, els de la Public Choice proporcionen una visió rica i complexa, que entenem fonamental per avaluar els problemes que se’n deriven. Finalment, dins el marc de la Hisenda Pública i entrant en l’estudi concret del cas català, hem volgut endinsar-nos en l’anàlisi del pressupost. Essent com és una eina indispensable per avaluar el conjunt de polítiques econòmiques i socials d’un país. Aquesta anàlisi es duu a terme des d’una doble perspectiva: la primera, mitjançant un estudi comparatiu de l’evolució del Pressupost de la Generalitat dels darrers anys i, en segon terme, el canvi que el Pressupost 2011 materialitza aquest any, prefigura el de l’any 2012 i les principals crítiques de l’oposició. Queden oberts els camins envers els possibles canvis. De fet, res està definitivament escrit, però la pretensió d’aquest treball és modesta i, alhora, clara. Sense embuts, si volem mantenir un grau de benestar sostenible, és fonamental deixar de banda l’actual concepció de l’Estat del Benestar i començar a treballar per implementar els profunds canvis necessaris que donin pas a l’únic model que, a parer nostre, aconseguirà que això sigui possible: la Societat del Benestar. Una concepció actual del paper que ha de tenir l’Estat, de caràcter liberal i, alhora, social.

NLRP3 Suppresses NK Cell-Mediated Responses to Carcinogen-Induced Tumors and Metastases.

The NLRP3 inflammasome acts as a danger signal sensor that triggers and coordinates the inflammatory response upon infectious insults or tissue injury and damage. However, the role of the NLRP3 inflammasome in natural killer (NK) cell-mediated control of tumor immunity is poorly understood. Here, we show in a model of chemical-induced carcinogenesis and a series of experimental and spontaneous metastases models that mice lacking NLRP3 display significantly reduced tumor burden than control wild-type (WT) mice. The suppression of spontaneous and experimental tumor metastases and methylcholanthrene (MCA)-induced sarcomas in mice deficient for NLRP3 was NK cell and IFN-γ-dependent. Focusing on the amenable B16F10 experimental lung metastases model, we determined that expression of NLRP3 in bone marrow-derived cells was necessary for optimal tumor metastasis. Tumor-driven expansion of CD11b(+)Gr-1(intermediate) (Gr-1(int)) myeloid cells within the lung tumor microenvironment of NLRP3(-/-) mice was coincident with increased lung infiltrating activated NK cells and an enhanced antimetastatic response. The CD11b(+)Gr-1(int) myeloid cells displayed a unique cell surface phenotype and were characterized by their elevated production of CCL5 and CXCL9 chemokines. Adoptive transfer of this population into WT mice enhanced NK cell numbers in, and suppression of, B16F10 lung metastases. Together, these data suggested that NLRP3 is an important suppressor of NK cell-mediated control of carcinogenesis and metastases and identify CD11b(+)Gr-1(int) myeloid cells that promote NK cell antimetastatic function. Cancer Res; 72(22); 5721-32. ©2012 AACR.

Síntesi de siRNAs (short interfering RNAs) modificats amb nucleobases 5-metil i 5-propinil pirimidíniques i avaluació de la seva activitat in vitro en cultius cel•lulars i de la seva estabilitat en sèrum humà. Disseny de siRNAs dirigits a la inhibició de l'expressió de mutacions de l'oncogen K-ras.

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Stanford University, EEUU, entre 2007 i 2009. El present projecte es basa 1) en la síntesi de cadenes d'ARN dirigides a la inhibició de l'expressió gènica per un mecanisme d'ARN d'interferència (siRNAs o short interefering RNAs) i 2) en l'avaluació de l'activitat in vitro d'aquests oligonucleòtids en cultius cel•lulars. Concretament, la meva recerca ha estat enfocada principalment a l'estudi de cadenes de siRNA modificades amb nucleobases 5-metil i 5-propinil pirimidíniques. Es tractava d'avaluar l'efecte que exerceixen els factors estèrics en el major groove (solc major) dels siRNAs sobre la seva activitat biològica. En aquest sentit, he dut aterme síntesi de fosforamidits de nucleòsis pirimidínics modificats a la posició C-5 de la nucleobase. A continuació he incorporat aquestes unitats nucleosídiques en cadenes d'ARN emprant un sintetitzador d’ADN/ARN i he estudiat l'estabilitat dels corresponents dúplexs d'ARN mitjançant experiments de desnaturalització tèrmica. Finalment he dut a terme experiments d'inhibició de l'expressió gènica en cèl.lules HeLa per tal d'avaluar l'activitat biològia d'aquests siRNAs modificats. Els resultats d'aquests estudis han posat de manifest que la presència de grups voluminosos com el propinil a l'extrem 5' del dúplex de siRNA (definit per la cadena guia o antisense) influeix de forma molt negativa en la seva activitat biològica. En canvi, grups menys voluminosos com el metil hi influeixen positivament, de manera que algunes de les cadenes sintetitzades han resultat ser més actives que els corresponents siRNAs naturals (wild type siRNAs). A més, aquest tipus de modificació contribueix positivament en l'estabilitat de cadenes de siRNA en sèrum humà. Aquest treball ha estat publicat (Terrazas, M.; Kool, E.T. "Major Groove Modifications Improve siRNA Stability and Biological Activity" Nucleic Acids Res. 2009, in press).

A dendritic cell vaccine pulsed with autologous hypochlorous Acid-oxidized ovarian cancer lysate primes effective broad antitumor immunity: from bench to bedside.

PURPOSE: Whole tumor lysates are promising antigen sources for dendritic cell (DC) therapy as they contain many relevant immunogenic epitopes to help prevent tumor escape. Two common methods of tumor lysate preparations are freeze-thaw processing and UVB irradiation to induce necrosis and apoptosis, respectively. Hypochlorous acid (HOCl) oxidation is a new method for inducing primary necrosis and enhancing the immunogenicity of tumor cells. EXPERIMENTAL DESIGN: We compared the ability of DCs to engulf three different tumor lysate preparations, produce T-helper 1 (TH1)-priming cytokines and chemokines, stimulate mixed leukocyte reactions (MLR), and finally elicit T-cell responses capable of controlling tumor growth in vivo. RESULTS: We showed that DCs engulfed HOCl-oxidized lysate most efficiently stimulated robust MLRs, and elicited strong tumor-specific IFN-γ secretions in autologous T cells. These DCs produced the highest levels of TH1-priming cytokines and chemokines, including interleukin (IL)-12. Mice vaccinated with HOCl-oxidized ID8-ova lysate-pulsed DCs developed T-cell responses that effectively controlled tumor growth. Safety, immunogenicity of autologous DCs pulsed with HOCl-oxidized autologous tumor lysate (OCDC vaccine), clinical efficacy, and progression-free survival (PFS) were evaluated in a pilot study of five subjects with recurrent ovarian cancer. OCDC vaccination produced few grade 1 toxicities and elicited potent T-cell responses against known ovarian tumor antigens. Circulating regulatory T cells and serum IL-10 were also reduced. Two subjects experienced durable PFS of 24 months or more after OCDC. CONCLUSIONS: This is the first study showing the potential efficacy of a DC vaccine pulsed with HOCl-oxidized tumor lysate, a novel approach in preparing DC vaccine that is potentially applicable to many cancers. Clin Cancer Res; 19(17); 4801-15. ©2013 AACR.

Interleukin-8 secretion by fibroblasts induced by low density lipoproteins is p38 MAPK-dependent and leads to cell spreading and wound closure.

We have previously reported (Dobreva, I., Waeber, G., Mooser, V., James, R. W., and Widmann, C. (2003) J. Lipid Res. 44, 2382-2390) that low density lipoproteins (LDLs) induce activation of the p38 MAPK pathway, resulting in fibroblast spreading and lamellipodia formation. Here, we show that LDL-stimulated fibroblast spreading and wound sealing are due to secretion of a soluble factor. Using an antibody-based human protein array, interleukin-8 (IL-8) was identified as the main cytokine whose concentration was increased in supernatants from LDL-stimulated cells. Incubation of supernatants from LDL-treated cells with an anti-IL-8 blocking antibody completely abolished their ability to induce cell spreading and mediate wound closure. In addition, fibroblasts treated with recombinant IL-8 spread to the same extent as cells incubated with LDL or supernatants from LDL-treated cells. The ability of LDL and IL-8 to induce fibroblast spreading was mediated by the IL-8 receptor type II (CXCR-2). Furthermore, LDL-induced IL-8 production and subsequent wound closure required the activation of the p38 MAPK pathway, because both processes were abrogated by a specific p38 inhibitor. Therefore, the capacity of LDLs to induce fibroblast spreading and accelerate wound closure relies on their ability to stimulate IL-8 secretion in a p38 MAPK-dependent manner. Regulation of fibroblast shape and migration by lipoproteins may be relevant to atherosclerosis that is characterized by increased LDL cholesterol levels, IL-8 production, and extensive remodeling of the vessel wall.

Adjuvant intra-arterial hepatic fotemustine for high-risk uveal melanoma patients

Uveal melanoma metastases occur most commonly in the liver. Given the 50% mortality rate in patients at high risk of developing liver metastases, we tested an adjuvant intra-arterial hepatic (i.a.h.) chemotherapy with fotemustine after proton beam irradiation of the primary tumour. We treated 22 high-risk patients with adjuvant i.a.h. fotemustine. Planned treatment duration was 6 months, starting with four weekly doses of 100 mg/m(2), and after a 5-week rest, repeated every 3 weeks. The survival of this patient group was compared with that of a 3 : 1 matched control group randomly selected from our institutional database. Half of the patients experienced > or =grade 3 hepatotoxicity (one patient developing cholangitis 8 years later). Catheter-related complications occurred in 18%. With a median follow-up of 4.6 years for the fotemustine group and 8.5 years for the control group, median overall survival was 9 years [95% confidence interval (CI) 2.2-12.7] and 7.4 years (95% CI 5.4-12.7; P=0.5), respectively, with 5-year survival rates of 75 and 56%. Treatment with adjuvant i.a.h. fotemustine is feasible. However, toxicities are important. Although our data suggest a survival benefit, it was not statistically significant. Confirming such a benefit would require a large, internationally coordinated, prospective randomized trial.

Role of topological exclusion in formation and organization of chromosomal territories

Chromosomes of eukaryotic organisms are composed of chromatin loops. Using Monte Carlo simulations we investigate how the topological exclusion between loops belonging to different chromosomes affects chromosome behaviour. We show that in a confined space the topological exclusion limiting catenation between loops belonging to different chromosomes entropically drives the formation of chromosomal territories. The same topological exclusion in a connection with interchromosomal binding via transcription factories explains why actively transcribed genes are found preferentially at the peripheries of their chromosomal territories. This paper is based in part on the results presented in J. Dorier and A. Stasiak, Nucl. Acids Res. 37 (2009), 6316 and 38 (2010), 7410.