Anàlisi genètica i molecular de les malalties Niemann-Pick tipus A/B i tipus C. Estratègies terapèutiques.

Aquest treball es basa en l’estudi de dues malalties lisosòmiques: la malaltia de Niemann-Pick A/B (NPAB) i la malaltia de Niemann-Pick tipus C (NPC). En relació a la malaltia de NPAB, s’ha realitzat l’expressió in vitro d’algunes de les mutacions de canvi d’aminoàcid trobades en pacients espanyols per tal de detectar les activitats enzimàtiques residuals. Totes les mutacions presenten una activitat molt baixa, gairebé nul•la, excepte la p.L225P i la R608del que tenen un 11% i 20% d’activitat respectivament. Els resultats obtinguts són coherents amb la severitat del fenotip que presenten els pacients. D’altra banda, s’ha caracteritzat un al•lel amb una mutació que afecta a una posició poc conservada d’un donador de splicing i que produeix la generació de trànscrits aberrants corresponents a trànscrits minoritaris de SMPD1, prèviament descrits, que no codifiquen per proteïna funcional. Respecte a malaltia de NPC, s’ha realitzat una anàlisi molecular de pacients espanyols prèviament estudiats identificant, en la majoria dels casos, la segona mutació responsable de la patologia. S’ha descrit per primer cop per aquesta malaltia una gran deleció que inclou el gen NPC1 i altres gens flanquejants i s’ha estudiat l’efecte que tenen les mutacions de splicing trobades a nivell de RNA. Per una d’aquestes mutacions, c.1554-1009G&A, s’ha assajat amb èxit una estratègia terapèutica basada en la utilització d’oligonuclèotids antisentit. D’altra banda, s’està desenvolupant un model cel•lular neuronal de la malaltia de Niemann-Pick tipus C, basat en la utilització de RNAs d’interferència, sobre el qual es podran assajar possibles estratègies terapèutiques en un futur.

Estudi d'adipoquines com a marcadors plasmàtics de síndrome metabòlica

La síndrome metabòlica s’associa amb un risc elevat de desenvolupar diabetis tipus 2 i malaltia cardiovascular. La síndrome metabòlica es defineix com un clúster d’anormalitats metabòliques i, d’entre totes, l’obesitat abdominal constitueix el factor de risc més prevalent i crític en el desenvolupament de la síndrome metabòlica, el risc cardiovascular augmentat i la resistència a la insulina. La prevalença augmentada de l’obesitat en la població a nivell mundial ha portat el teixit adipós al primer pla dels estudis epidemiològics. Anteriorment es considerava el reservori energètic de l’organisme, actualment es parla del teixit adipós com un òrgan endocrí, metabòlicament molt actiu, implicat en diferents vies i processos metabòlics. L’etiologia de l’obesitat és complexa i multifactorial, però es fa evident en la disfuncionalitat del teixit adipós. Un teixit adipós disfuncional veu superada la seva capacitat d’emmagatzemar lípid i respon amb la hipersecreció de diferents molècules (adipoquines, citoquines i mediadors inflamatoris) a favor de la resistència a la insulina, proinflamatòries i proaterogèniques. La fatty acid-binding protein 4 (FABP4) i la retinol-binding protein 4 (RBP4) són dues adipoquines que en circulació, es desconeix la funció exacta que duen a terme. Estudis recents han suggerit la FABP4 com a marcador d’adipositat, síndrome metabòlica i diabetis tipus 2. I, RBP4, malgrat que les dades de diferents estudis en humans desperten certa controvèrsia, s’ha associat amb la resistència a la insulina i el desenvolupament de la diabetis tipus 2. En aquesta memòria es recullen els treballs en què es va estudiar el paper d’aquestes adipoquines en relació a malalties de base metabòlica amb afectació del teixit adipós com són la síndrome metabòlica, la diabetis tipus 2, la hiperlipèmia familiar combinada i la, lipodistrofia associada a tractament combinat antiretroviral de la infecció pel virus de la immunodeficiència humana (VIH).

Prevalença d'hipolipidèmies en població sana treballadora

Les disminucions del perfil lipídic per sota del valor òptim es denominen hipolipidèmies. Les hipolipidèmies poden ser de causa primària, és a dir d'origen genètic, o secundàries a patologies com l’hipotiroïdisme o la caquèxia. Presentar valors per sota dels estàndards de normalitat és un factor de risc de patir desnutrició, retràs en el creixement, dèficit de vitamina E i/o A, malalties cardíaques i hepàtiques. A més, el colesterol forma part de les membranes cel·lulars, i si no es troba en les quantitats adequades les membranes perden la seva resistència i funcionalitat la qual pot produir hemorràgies cerebrals o demències. Per tant, per evitar aquest risc cal seguir una dieta vairada i equilibrada amb un percentatge lipídic adequat (<30%). Es recomana un consum adequat de lípids saludables com els monoinsaturats i els poliinsaturats, i una ingesta controlada en grasses saturades.

L'aprenentatge basat en problemes (PBL) en la regulació del metabolisme. Desenvolupament del portal per a l'intercanvi d'experiències en PBL en ciències biomèdiques

L’aprenentatge basat en problemes està en fase experimental en tot el món i és objecte d’anàlisi i reflexió en moltes reunions internacionals. Tanmateix, no hi ha massa feina feta en aquesta direcció en el nostre camp més proper. Hem elaborat problemes per l’aprenentatge de la Regulació del Metabolisme i els hem incorporat a un porta virtual (http://www.ub.edu/GID-BBM). La finalitat d’aquesta estratègia és que mitjançant l’aprenentatge basat en problemes reals o simulacions de problemes reals s’aconsegueixi motivar l’alumnat a treballar de forma continuada durant tot el curs. La millora dels resultats acadèmics haurà de ser la conseqüència lògica d’aquest treball. La finalitat última del projecte que hem desenvolupat és preparar l’alumnat per la seva futura activitat professional a on serà molt important i valorat la seva capacitat de resposta davant de diferents problemes

Anàlisi del metabolisme lipídic de saccharomyces cerevisiae en fermentacions a baixes temperatures

El objetivo de este trabajo se centró en mejorar el comienzo de las fermentaciones a bajas temperaturas (13ºC ) por parte de Saccharomyces cerevisiae. Generalmente las bajas temperaturas ocasionan largas fases de latencia, fermentaciones lentas e incluso paradas. Primeramente se evaluaron las consecuencias de la conservación en condiciones inadecuadas de la levadura seca activa; analizando las alteraciones de los lípidos de la membrana y la repepercusión sobre la viabilidad i vitalidad. La fluidez de la membrana se determinó por ansinotropía y también se estudió la composición lipídica. En análisis estadísticos se vió una correlación alta y positiva entre ácidos grasos insaturados y la vitalidad de las levaduras a 13ºC por lo que se decidió utilizar la adición de diferentes ácidos grasos en precultivos. Seguidamente se determinó la viabilidad, capacidad fermentativa a 13ºC y la composición lipídica. Posteriormente se trabajó con la mejora de la tolerancia al estrés por bajas temperaturas seleccionando entre diferentes cepas vínicas comerciales del género Saccharoyces la especie con mejor capacidad fermentativa a 13ºC. Se estudiaron los efectos de un precultivo a bajas temperaturas comparándolo con una temperatura control sobre diferentes parámetros cinéticos y correlacionando con la composición lipídica. Finalmente, se estudió la mejora por deleción de genes del metabolismo de los fosfolípidos. La supresión de determinados genes tiene resultados favorables o desfavorables sobre la vitalidad de las células a 25ºC y a 13ºC. Se determinaron los tiempos de generación y se realizaron goteos sobre medio sólido. Por último se analizó el efecto de la supresión de los genes sobre la síntesis de las diferentes familias de fosfolípidos.

Convenient synthesis of C75, an inhibitor of FAS and CPT1

C75 is a synthetic racemic α-methylene-γ-butyrolactone exhibiting anti-tumoral properties in vitro and in vivo as well as inducing hypophagia and weight loss in rodents. These interesting properties are thought to be a consequence of the inhibition of the key enzymes FAS and CPT1 involved in lipid metabolism. The need for larger amounts of this compound for biological evaluation prompted us to develop a convenient and reliable route to multigram quantities of C75 from easily available ethyl penta-3,4-dienoate 6. A recently described protocol for the addition of 6 to a mixture of dicyclohexylborane and nonanal followed by acidic treatment of the crude afforded lactone 8, as a mixture of cis and trans isomers, in good yield. The DBU-catalyzed isomerization of the methyl esters 9 arising from 8 gave a 10:1 trans/cis mixture from which the trans isomer was isolated and easily transformed into C75. The temporary transformation of C75 into a phenylseleno ether derivative makes its purification, manipulation and storage easier.

Convenient synthesis of C75, an inhibitor of FAS and CPT1

C75 is a synthetic racemic α-methylene-γ-butyrolactone exhibiting anti-tumoral properties in vitro and in vivo as well as inducing hypophagia and weight loss in rodents. These interesting properties are thought to be a consequence of the inhibition of the key enzymes FAS and CPT1 involved in lipid metabolism. The need for larger amounts of this compound for biological evaluation prompted us to develop a convenient and reliable route to multigram quantities of C75 from easily available ethyl penta-3,4-dienoate 6. A recently described protocol for the addition of 6 to a mixture of dicyclohexylborane and nonanal followed by acidic treatment of the crude afforded lactone 8, as a mixture of cis and trans isomers, in good yield. The DBU-catalyzed isomerization of the methyl esters 9 arising from 8 gave a 10:1 trans/cis mixture from which the trans isomer was isolated and easily transformed into C75. The temporary transformation of C75 into a phenylseleno ether derivative makes its purification, manipulation and storage easier.

Convenient synthesis of C75, an inhibitor of FAS and CPT1

C75 is a synthetic racemic α-methylene-γ-butyrolactone exhibiting anti-tumoral properties in vitro and in vivo as well as inducing hypophagia and weight loss in rodents. These interesting properties are thought to be a consequence of the inhibition of the key enzymes FAS and CPT1 involved in lipid metabolism. The need for larger amounts of this compound for biological evaluation prompted us to develop a convenient and reliable route to multigram quantities of C75 from easily available ethyl penta-3,4-dienoate 6. A recently described protocol for the addition of 6 to a mixture of dicyclohexylborane and nonanal followed by acidic treatment of the crude afforded lactone 8, as a mixture of cis and trans isomers, in good yield. The DBU-catalyzed isomerization of the methyl esters 9 arising from 8 gave a 10:1 trans/cis mixture from which the trans isomer was isolated and easily transformed into C75. The temporary transformation of C75 into a phenylseleno ether derivative makes its purification, manipulation and storage easier.

Preparation of alpha-labeled aldehydes by base-catalyzed exchange reactions

A simple, efficient protocol for the preparation of α-labeled aldehydes based on H/D exchange catalyzed by 4-(N,N-dimethylamino)pyridine or Et3N is described. High chemical yields and ratios of isotope incorporation were obtained even when small amounts (1 mmol) of aldehyde were used.

Preparation of alpha-labeled aldehydes by base-catalyzed exchange reactions

A simple, efficient protocol for the preparation of α-labeled aldehydes based on H/D exchange catalyzed by 4-(N,N-dimethylamino)pyridine or Et3N is described. High chemical yields and ratios of isotope incorporation were obtained even when small amounts (1 mmol) of aldehyde were used.

Liver Glucokinase A456V induces potent hypoglycemia without dyslipidemia through a paradoxical induction of the catalytic subunit of glucose-6-phosphatase

Recent reports point out the importance of the complex GK-GKRP in controlling glucose and lipid homeostasis. Several GK mutations affect GKRP binding, resulting in permanent activation of the enzyme. We hypothesize that hepatic overexpression of a mutated form of GK, GKA456V, described in a patient with persistent hyperinsulinemic hypoglycemia of infancy (PHHI) and could provide a model to study the consequences of GK-GKRP deregulation in vivo. GKA456V was overexpressed in the liver of streptozotocin diabetic mice. Metabolite profiling in serum and liver extracts, together with changes in key components of glucose and lipid homeostasis, were analyzed and compared to GK wild-type transfected livers. Cell compartmentalization of the mutant but not the wild-type GK was clearly affected in vivo, demonstrating impaired GKRP regulation. GKA456V overexpression markedly reduced blood glucose in the absence of dyslipidemia, in contrast to wild-type GK-overexpressing mice. Evidence in glucose utilization did not correlate with increased glycogen nor lactate levels in the liver. PEPCK mRNA was not affected, whereas the mRNA for the catalytic subunit of glucose-6-phosphatase was upregulated ~4 folds in the liver of GKA456V-treated animals, suggesting that glucose cycling was stimulated. Our results provide new insights into the complex GK regulatory network and validate liver-specific GK activation as a strategy for diabetes therapy.

Epidermal growth factor secreted from submandibular salivary glands interferes with the lipolytic effect of adrenaline in mice

We had described that epidermal growth factor (EGF) interfered with the lipolytic effect of catecholamines in isolated adipocytes. Since catecholamines stimulate the release of EGF from submandibular salivary glands to blood plasma in male mice, we studied whether EGF affected also the lipolytic response to adrenaline in whole animals. We studied the effect of adrenaline in sialoadenectomized and sham-operated mice receiving or not a high dose of EGF following adrenaline injection. There was no difference in plasma EGF concentration between sham-operated and sialoadenectomized animals receiving saline. After adrenaline administration plasma EGF increased by 20-fold in sham-operated but did not increase in sialoadenectomized mice. Indeed, the increase was much higher (more than 100-fold) in mice receiving exogenous EGF. The effect of adrenaline on plasma concentration of both glycerol and nonesterified fatty acids was higher as lower was plasma EGF concentration. Isolated adipocytes obtained from sham-operated or sialoadenectomized mice had identical lipolytic response to adrenaline. The lipolytic response of adipocytes to isoproterenol was decreased by addition of EGF. To study whether the interference with the in vivo lipolytic effect of adrenaline had further metabolic consequences, we measured plasma b-hydroxybutyrate concentration in plasma. There was no difference in the response to adrenaline between sham-operated and sialoadenectomized mice in spite of the difference in plasma nonsterified fatty acid concentration. Studies in isolated hepatocytes indicated that ketogenesis run at near maximal rate in this range of substrate concentration. These results suggest that EGF in the physiological range decreases the lipolytic effect of adrenaline but does not compromise further metabolic events like the enhancement of ketogenesis.

Relación entre la resistencia a la insulina, contenido miocárdico de triglicéridos cuantificado mediante espectroscopia por resonancia magnética y disfunción diastólica subclínica.

La prevalença de la insuficència cardíaca segueix en aument. La identificació de nous factors de risc, com els relacionats amb el metabolisme cardíac, és important per a la seva prevenció. La resistència a la insulina és el tret comú de diferents malalties, havent-se observat una alta prevalença entre pacients amb disfunció cardíaca. L'excedent de lípids que es produeix en aquesta circumstància es distribueix cap a teixits no adiposos com el cor (lipotoxicitat). El contingut miocàrdic de lípids pot ser un biomarcador predictor de desenvolupament de disfunció diastòlica i és possible quantificar-lo amb l'ús d’espectroscòpia per ressonància magnètica

Interferència dels trastorns de personalitat en la capacitat parental. Comparació entre població normal i diagnosticada

En aquesta investigació, hem comparat tres mostres (amb diagnòstic de transtorn de la personalitat, amb trets disfuncionals de la personalitat i sans) per tal de valorar quina disposa d’un funcionament parental més acurat. Dels resultats obtinguts, malgrat el petit tamany de la mostra, podem afirmar que els progenitors sans obtenen millors resultats que els altres dos, i que els que disposen de trets disfuncionals tenen un funcionament més adequats que els que tenen un diagnòstic.

Registre isotòpic d'alquenones i lípids terrestres en sediment marí: una reconstrucció paleoclimàtica a l'oceà Índic

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la Institute of mineralogy and geochemistry de la University of Lausanne, Suïssa, entre 2007 i 2009. Durant l’última dècada, la comunitat científica ha reconegut que les zones tropicals juguen un paper clau en els processos dinàmics que controlen el canvi climàtic global, probablement com a desencadenant dels canvis succeïts en altes latituds. A més a més, els sediments dels oceans tropicals, en trobar-se fora de l’impacte directe de les plaques de gel continentals creades durant les glaciacions, proporcionen un registre continu de les variacions climàtiques del planeta. Malgrat tot, encara hi ha moltes incògnites sobre el paper específic de les zones tropicals, especialment pel que fa a les variacions brusques suborbitals, degut als pocs registres d’alta resolució estudiats en aquestes àrees que abastin varis cicles glacial/interglacial. Per tal d’ajudar a clarificar el paper de les zones tropicals de l’hemisferi sud en el control del clima a escala mil•lenària s’ha estudiat la distribució i la composició isotòpica de biomarcadors moleculars marins i terrestres, a baixa resolució, en el testimoni MD98-2165 (9º39’S, 118º20’E, 2100 m de profunditat d’aigua, 42.3 m de llarg) està situat al sud-oest d’Indonèsia, on s’enregistren les temperatures superficials del mar més elevades del planeta i una elevada activitat convectiva, que té una influència en la distribució de la humitat atmosfèrica en una extensa superfície de la Terra. Les distribucions observades de biomarcadors terrígens (C23-C33 n-alcans i C20-C32 n-alcan-1-ols) són típiques del lipids de plantes superiors que arriben a l’oceà principalment per via eòlica. L’alcà de 31 àtoms de carboni i els alcohols de 28 o 32 àtoms de carboni són els homòlegs més abundants en ambdós testimonis. Cal destacar l’alcohol C32 com a homòleg principal durant les èpoques glacials, tot suggerint una expansió de les plantes tropicals C4 associada a unes condicions més àrides. La procedència d’aquests lipids queda corroborada mitjançant la seva composició isotòpica de carboni, que ens permet diferenciar la ruta fotosintètica emprada i per tant, entre el tipus de plantes.