Application of Wignner-Ville distribution to identify anomalies in GPR profiles

Con base en la Distribución de Wigner-Ville(WVO) se realizó un análisis en tiempo y frecuencia de datos obtenidos con el Radar de Penetración Terrestre (GPR), basado en el estudio de la descomposición de la señal espectral. Se calcula una correlación entre la señal original y las componentes de tiempo-frecuencia para obtener anomalías estructurales de la información contenida en el radargrama relacionándola con la geología disponible. En primer lugar se describe la aplicación de un ejemplo teórico constituido por lo que representaría un túnel (tubería). Se obtuvieron las firmas correspondientes en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia. Finalmente se analiza esta metodología en un sido de prueba en la detección de un tambo enterrado donde son conocidas la geometría y su profundidad. Este especial sitio fue facilitado por la Universidad Nacional Autónoma de México, en los terrenos del Observatorio Magnético de Teoloyucan, Estado de México. Los resultados obtenidos son bastante alentadores, ya que la WVD es capaz de definir los rasgos morfofógicos relacionados con el tambo y abre la posibilidad de localizar este tipo de estructuras.

Definición e implementación de métricas objetivas para la evaluación funcional del miembro superior: aplicación a población con lesión medular cervical

En personas que padecen una Lesión Medular cervical, la función de los miembros superiores se ve afectada en mayor o menor medida, dependiendo fundamentalmente del nivel de la lesión y de la severidad de la misma. El déficit en la función del miembro superior hace que la autonomía e independencia de las personas se vea reducida en la ejecución de Actividades de la Vida Diaria. En el entorno clínico, la valoración de la función del miembro superior se realiza principalmente con escalas clínicas. Algunas de ellas valoran el nivel de dependencia o independencia en la ejecución de Actividades de la Vida Diaria, como, por ejemplo, el índice de Barthel y la escala FIM (Medida de la Independencia Funcional). Otras escalas, como Jebsen-Taylor Hand Function, miden la función del miembro superior valorando la destreza y la habilidad en la ejecución de determinadas tareas funcionales. Estas escalas son generales, es decir, se pueden aplicar a distintas poblaciones de sujetos y a la presencia de distintas patologías. Sin embargo, existen otras escalas desarrolladas específicamente para valorar una patología concreta, con el objetivo de hacer las evaluaciones funcionales más sensibles a cambios. Un ejemplo es la escala Spinal Cord Independence Measure (SCIM), desarrollada para valorar Lesión Medular. Las escalas clínicas son instrumentos de medida estandarizados, válidos para su uso en el entorno clínico porque se han validado en muestras grandes de pacientes. No obstante, suelen poseer una elevada componente de subjetividad que depende principalmente de la persona que puntúa el test. Otro aspecto a tener en cuenta, es que la sensibilidad de las escalas es alta, fundamentalmente, a cambios groseros en el estado de salud o en la función del miembro superior, de forma que cambios sutiles en el sujeto pueden no ser detectados. Además, en ocasiones, poseen saturaciones en el sistema de puntuación, de forma que mejorías que se puedan producir por encima de un determinado umbral no son detectadas. En definitiva, estas limitaciones hacen que las escalas clínicas no sean suficientes, por sí mismas, para evaluar estrategias motoras del miembro superior durante la ejecución de movimientos funcionales, siendo necesaria la búsqueda de instrumentos de medida que aporten objetividad, complementen las valoraciones y, al mismo tiempo, intenten solventar las limitaciones que poseen las escalas. Los estudios biomecánicos son ejemplos de métodos objetivos, en los que diversas tecnologías se pueden utilizar para recoger información de los sujetos. Una concreción de estos estudios son los estudios cinemáticos. Mediante tecnología optoelectrónica, inercial o electromagnética, estos estudios proporcionan información objetiva acerca del movimiento realizado por los sujetos, durante la ejecución de tareas concretas. Estos sistemas de medida proporcionan grandes cantidades de datos que carecen de una interpretación inmediata. Estos datos necesariamente deben ser tratados y reducidos a un conjunto de variables que, a priori, posean una interpretación más sencilla para ser utilizados en la práctica clínica. Estas han sido las principales motivaciones de esta investigación. El objetivo principal fue proponer un conjunto de índices cinemáticos que, de forma objetiva, valoren la función del miembro superior; y validar los índices propuestos en poblaciones con Lesión Medular, para su uso como instrumentos de valoración en el entorno clínico. Esta tesis se enmarca dentro de un proyecto de investigación: HYPER (Hybrid Neuroprosthetic and Neurorobotic Devices for Functional Compensation and Rehabilitation of Motor Disorders, referencia CSD2009-00067 CONSOLIDER INGENIO 2010). Dentro de este proyecto se lleva a cabo investigación en el desarrollo de modelos, para determinar los requisitos biomecánicos y los patrones de movimiento de los miembros superiores en sujetos sanos y personas con lesión medular. Además, se realiza investigación en la propuesta de nuevos instrumentos de evaluación funcional en el campo de la rehabilitación de los miembros superiores. ABSTRACT In people who have suffered a cervical Spinal Cord Injury, upper limbs function is affected to a greater or lesser extent, depending primarily on the level of the injury and the severity of it. The deficit in the upper limb function reduces the autonomy and independence of persons in the execution of Activities of Daily Living. In the clinical setting, assessment of upper limb function is mainly performed based on clinical scales. Some value the level of dependence or independence in performing activities of daily living, such as the Barthel Index and the FIM scale (Functional Independence Measure). Other scales, such as the Jebsen-Taylor Hand Function, measure upper limb function in terms of the skill and ability to perform specific functional tasks. These scales are general, so can be applied to different populations of subjects and the presence of different pathologies. However, there are other scales developed for a specific injury, in order to make the functional assessments more sensitive to changes. An example is the Spinal Cord Independence Measure (SCIM), developed for people with Spinal Cord Injury. The clinical scales are standardized instruments measure, valid for use in the clinical setting because they have been validated in large patient samples. However, they usually have a high level of subjectivity which mainly depends on the person who scores the test. Another aspect to take into account is the high sensitivity of the scales mainly to gross changes in the health status or upper limb function, so that subtle changes in the subject may not be detected. Moreover, sometimes, have saturations in the scoring system, so that improvements which may occur above a certain threshold are not detected. For these reasons, clinical scales are not enough, by themselves, to assess motor strategies used during movements. So, it’s necessary to find measure instruments that provide objectivity, supplement the assessments and, at the same time, solving the limitations that scales have. Biomechanical studies are examples of objective methods, in which several technologies can be used to collect information from the subjects. One kind of these studies is the kinematic movement analysis. By means of optoelectronics, inertial and electromagnetic technology, these studies provide objective information about the movement performed by the subjects during the execution of specific tasks. These systems provide large quantities of data without easy and intuitive interpretation. These data must necessarily be treated and reduced to a set of variables that, a priori, having a simpler interpretation for their use in the clinical practice. These were the main motivations of this research. The main objective was to propose a set of kinematic indices, or metrics that, objectively, assess the upper limb function and validate the proposed rates in populations with Spinal Cord Injury, for use as assessment tools in the clinical setting. This dissertation is framed within a research project: HYPER (Neurorobotic Devices for Functional Compensation and Rehabilitation of Motor Disorders, grant CSD2009- 00067 CONSOLIDER INGENIO 2010). Within this research project, research is conducted in relation to the biomechanical models development for determining the biomechanical requirements and movement patterns of the upper limb in healthy and people with Spinal Cord Injury. Moreover, research is conducted with respect to the proposed of new functional assessment instruments in the field of upper limb rehabilitation.

Improved cervical smear assessment using antibodies against proteins that regulate DNA replication

Carcinoma of the cervix is one of the most common malignancies. Papanicolaou (Pap) smear tests have reduced mortality by up to 70%. Nevertheless their interpretation is notoriously difficult with high false-negative rates and frequently fatal consequences. We have addressed this problem by using affinity-purified antibodies against human proteins that regulate DNA replication, namely Cdc6 and Mcm5. These antibodies were applied to sections and smears of normal and diseased uterine cervix by using immunoperoxidase or immunofluorescence to detect abnormal precursor malignant cells. Antibodies against Cdc6 and Mcm5 stain abnormal cells in cervical smears and sections with remarkably high specificity and sensitivity. Proliferation markers Ki-67 and proliferating cell nuclear antigen are much less effective. The majority of abnormal precursor malignant cells are stained in both low-grade and high-grade squamous intraepithelial lesions. Immunostaining of cervical smears can be combined with the conventional Pap stain so that all the morphological information from the conventional method is conserved. Thus antibodies against proteins that regulate DNA replication can reduce the high false-negative rate of the Pap smear test and may facilitate mass automated screening.

The leucine zipper may induce electrophoretic mobility anomalies without DNA bending

Numerous proteins bend DNA upon binding, a phenomenon of potential significance for regulation of gene expression and chromatin. DNA bending is commonly predicted from the presence of electrophoretic mobility anomalies in protein–DNA complexes. However, as compared with electrophoretic methods, several DNA binding oncoprotein families do not display comparable evidence of DNA bends in x-ray structural studies. Herein, circularization kinetics and affinity measurements with prebent DNA templates were employed to assess bending and DNA structural preferences for Max and other basic helix–loop–helix/leucine zipper proteins. In this way, proteins in the Myc/Max basic helix–loop–helix/leucine zipper family were found not to bend DNA in solution but to actually stabilize DNA in an unbent configuration that resists circularization. The mobility anomaly was found to be induced by the leucine zipper protein motif, rather than structural distortions of DNA. Thus rigid protein domain structures may induce anomalous electrophoretic mobility. Moreover, the energetic preference of non-DNA bending proteins for unbent templates suggests mechanisms whereby chromatin structure may regulate transcription.

Activation of p53 in cervical carcinoma cells by small molecules

In over 90% of cervical cancers and cancer-derived cell lines, the p53 tumor suppressor pathway is disrupted by human papillomavirus (HPV). The HPV E6 protein promotes the degradation of p53 and thus inhibits the stabilization and activation of p53 that would normally occur in response to HPV E7 oncogene expression. Restoration of p53 function in these cells by blocking this pathway should promote a selective therapeutic affect. Here we show that treatment with the small molecule nuclear export inhibitor, leptomycin B, and actinomycin D leads to the accumulation of transcriptionally active p53 in the nucleus of HeLa, CaSki, and SiHa cells. Northern blot analyses showed that both actinomycin D and leptomycin B reduced the amount of HPV E6-E7 mRNA whereas combined treatment with the drugs showed almost complete disappearance of the viral mRNA. The combined treatment activated p53-dependant transcription, and increases in both p21WAF1/CIP1 and Hdm2 mRNA were seen. The combined treatment resulted in apoptotic death in the cells, as evidenced by nuclear fragmentation and PARP-cleavage indicative of caspase 3 activity. These effects were greatly reduced by expressing a dominant negative p53 protein. The present study shows that small molecules can reactivate p53 in cervical carcinoma cells, and this reactivation is associated with an extensive biological response, including the induction of the apoptotic death of the cells.