Departament de Bioquímica i Biologia Molecular (Biologia)
http://hdl.handle.net/10803/15
2024-03-28T22:36:26ZNanopartícules dirigides a cèl·lules mare CXCR4+ per al tractament de la leucèmia mieloide aguda
http://hdl.handle.net/10803/688200
Nanopartícules dirigides a cèl·lules mare CXCR4+ per al tractament de la leucèmia mieloide aguda
Núñez Amela, Yáiza
[cat] La leucèmia mieloide aguda (LMA) és un grup heterogeni de malalties hematològiques que s'originen a partir de la proliferació clonal excessiva de cèl·lules precursores mieloides. Actualment, malgrat que la majoria de pacients inicialment responen al tractament, aproximadament dos terços pateixen recaigudes. En els últims anys, les cèl·lules mare leucèmiques (LSC) han tingut un especial interès a causa de les evidències que indiquen que són les principals responsables de la quimioresistència i les recaigudes. Per aquesta raó, és necessari erradicar selectivament les LSC amb noves estratègies terapèutiques dirigides que permetin superar la resistència a fàrmacs i millorar l’eficàcia del tractament reduint-ne els efectes secundaris. El present estudi es basa en l’ús de nanopartícules dirigides específicament al receptor de superfície CXCR4, el qual es troba sobreexpressat en aproximadament la meitat dels pacients amb LMA (CXCR4+), fet que s’ha relacionat amb mal pronòstic i un major risc de recidiva. En concret, en aquesta tesi s’estudien les nanotoxines polipeptídiques T22-DITOX-H6 i T22-PE24-H6, que contenen el domini de translocació i catalític de l’exotoxina diftèrica de Corynebacterium diphtheriae i el domini catalític desimmunitzat de l’exotoxina A provinent de Pseudomonas aeruginosa, respectivament. Ambdues toxines tenen la capacitat d’inactivar el factor d’elongació-2 eucariòtic, produint la inhibició de la síntesi proteica que, conseqüentment, provoca la mort cel·lular.
L’objectiu principal d’aquesta tesi doctoral és avaluar la capacitat de les nanotoxines polipeptídiques T22-DITOX-H6 i T22-PE24-H6 d’eliminar selectivament les LSC CXCR4+ i de produir efecte antineoplàstic mitjançant la seva internalització a través del receptor CXCR4. Primerament, determinant l’efecte antineoplàstic de les nanotoxines polipeptídiques T22-DITOX-H6 i
T22-PE24-H6 en línies cel·lulars de LMA, en models murins disseminats i en mostres de medul·la òssia (MO) de pacients amb LMA. Finalment, avaluant la relació entre l’expressió de CXCR4 i el fenotip LSC en les mostres de pacients de LMA.
Els resultats obtinguts demostren que les nanotoxines avaluades exerceixen un potent efecte citotòxic in vitro en línies cel·lulars de LMA i que aquest és dependent de CXCR4 i està mediat per la inducció d'apoptosi. A més, l'administració intravenosa de dosis repetides, tant de T22-DITOX-H6 com de T22-PE24-H6 en models murins disseminats de LMA, indueix un potent efecte antineoplàstic in vivo, que redueix significativament la disseminació de la LMA, disminuint la càrrega leucèmica de les cèl·lules CXCR4+ sense toxicitat sistèmica associada. Altrament, en aquesta tesi doctoral s’ha comprovat que l’especificitat citotòxica de la nanotoxina T22-PE24-H6 sobre les cèl·lules de la LMA CXCR4+, provoca una reducció significativa de la viabilitat cel·lular en les mostres de pacients de LMA amb una alta expressió de CXCR4, però no té cap efecte en aquelles mostres amb baixa expressió de CXCR4 ni en una mostra de MO de donant sa. Convé destacar que els resultats obtinguts han evidenciat que el receptor CXCR4 es troba sobreexpressat en aquelles cèl·lules amb fenotip LSC, CD34+CD38-CD123+, i que la seva expressió correlaciona amb la de CD123, un marcador característic de LSC. Finalment, s’ha generat i validat un model PDX (Patient Derived Xenograft) derivat d’una mostra de MO CXCR4+ d’un pacient amb LMA, on poder avaluar posteriorment l’efecte de les nanotoxines dirigides a CXCR4.
En resum, en aquesta tesi es proposa una nova teràpia basada en nanotoxines pel lliurament selectiu d’exotoxines bacterianes citotòxiques a les
cèl·lules de LMA que sobreexpressen el receptor de superfície CXCR4, obrint una oportunitat terapèutica capaç d’eliminar selectivament les LSC, un subcompartiment cel·lular clau en la progressió de la LMA. Per això, aquesta teràpia selectiva milloraria el tractament actual dels pacients que pateixen LMA i que presenten sobreexpressió del receptor CXCR4, un subgrup de pacients amb major risc de presentar recaigudes i resistència a la quimioteràpia
Programa de Doctorat en Biomedicina / Tesi realitzada a l'Institut d’Investigació Biomèdica Sant Pau
2023-04-12T00:00:00ZNew computational methods for structural modeling protein-protein and protein-nucleic acid interactions
http://hdl.handle.net/10803/688199
New computational methods for structural modeling protein-protein and protein-nucleic acid interactions
Rodríguez Lumbreras, Luis Ángel
[eng] The study of the 3D structural details of protein-protein and protein-DNA interactions is essential to understand biomolecular functions at the molecular level. Given the difficulty of the structural determination of these complexes by experimental techniques, computational tools are becoming a powerful to increase the actual structural coverage of protein-protein and protein-DNA interactions. pyDock is one of these tools, which uses its scoring function to determine the quality of models generated by other tools. pyDock is usually combined with the model sampling methods FTDOCK or ZDOCK. This combination has shown a consistently good prediction performance in community-wide assessment experiments like CAPRI or CASP and has provided biological insights and insightful interpretation of experiments by modeling many biomolecular interactions of biomedical and biotechnological interest. This software combination has demonstrated good predictive performance in the blinded evaluation experiments CAPRI and CASP. It has provided biological insights by modeling many biomolecular interactions of biomedical and biotechnological interest.
Here, we describe a pyDock software update, which includes its adaptation to the newest python code, the capability of including cofactor and other small molecules, and an internal parallelization to use the computational resources more efficiently.
A strategy was designed to integrate the template-based docking and ab initio docking approaches by creating a new scoring function based on the pyDock scoring energy basis function and the TM-score measure of structural similarity of protein structures. This strategy was partially used for our participation in the 7th CAPRI, the 3rd CASP-CAPRI and the 4th CASP-CAPRI joint experiments. These experiments were challenging, as we needed to model protein-protein complexes, multimeric oligomerization proteins, protein-peptide, and protein-oligosaccharide interactions. Many proposed targets required the efficient integration of rigid-body docking, template-based modeling, flexible optimization, multi- parametric scoring, and experimental restraints. This was especially relevant for the multi- molecular assemblies proposed in the 3er and 4th CASP-CAPRI joint experiments.
In addition, a case study, in which electron transfer protein complexes were modelled to test the software new capabilities. Good results were achieved as the structural models obtained help explaining the differences in photosynthetic efficiency between red and green algae.
Programa de Doctorat en Biomedicina
2023-04-18T00:00:00ZPapel de la proteína quinasa de la Distrofia Miotónica (DMPK) en músculo esquelético y cardíaco. Implicación en la patofisiología de la Distrofia Miotónica de tipo 1
http://hdl.handle.net/10803/674954
Papel de la proteína quinasa de la Distrofia Miotónica (DMPK) en músculo esquelético y cardíaco. Implicación en la patofisiología de la Distrofia Miotónica de tipo 1
Llagostera Martín, Esther
Es conocido que la resistencia a la insulina es un estado fisiológico previo al desarrollo de diabetes de tipo 2. En pacientes de Distrofia miotónica (DM1) se ha descrito clínicamente la afectación a este nivel [Harper, 2001]. Con frecuencia los pacientes muestran niveles basales normales de insulina pero liberan cantidades excesivas de la misma tras una carga de glucosa [Cuthworth & Walter, 1975], evento que indica que existe una respuesta compensatoria de la célula beta, productora de insulina, a la insensibilidad de los tejidos a la hormona. A pesar de estos datos, una relación directa entre DMPK y la señalización de la insulina no había sido estudiada.
Los resultados obtenidos en esta tesis demuestran la participación de DMPK en la captación de glucosa inducida por insulina en músculo cardíaco.
Los ratones deficientes en DMPK (dmpk-KO) muestran una disminución en la vía de señalización de la insulina en el tejido muscular pero no en el hepático ni el adiposo, donde DMPK no se expresa. Los ratones dmpk-KO muestran defectos metabólicos tales como alteraciones en la tolerancia a la glucosa y disminución del transporte de glucosa al interior de las células musculares (esqueléticas y cardíacas). Estos resultados indican que la reducción en la expresión de DMPK podría estar relacionada con la resistencia a insulina presentada en los pacientes de DM1. Los resultados obtenidos muestran que a pesar de que el nivel de expresión del receptor de insulina en los animales dmpk-KO es normal, la unión de insulina a la membrana plasmática de los cardiomiocitos está disminuida, la sobre-expresión de las formas de DMPK mutadas K110A (sin actividad quinasa) y ¿MA (extremo C-terminal delecionado) conducen a la retención del receptor de insulina en compartimentos intracelulares y que la sobre-expresión de la forma salvaje de DMPK aumenta el porcentaje de receptor de insulina en la superficie celular. En conjunto estos datos parecen indicar que la proteína DMPK se encuentra implicada en el tráfico intracelular del receptor de insulina, asimismo indican que DMPK podría representar un factor de susceptibilidad para la diabetes de tipo 2.
Dado que una de las características clínicas de la DM1 es la resistencia a la insulina así como un aumento en la deposición de grasa visceral se ha evaluado el papel de DMPK como un factor de riesgo para el desarrollo de la obesidad inducida por dieta sometiendo a los animales deficientes en DMPK a una dieta rica en grasas. Los animales sometidos a la dieta grasa aumentaron más su peso y sus depósitos de tejido adiposo. También observamos un empeoramiento en la respuesta de los animales deficientes para DMPK al test de tolerancia a la insulina, algo que no se había observado en dieta estándar, y que es indicativo del aumento de la resistencia sistémica a la insulina.
Los resultados obtenidos indican que la deficiencia de DMPK facilita la aparición de un estado metabólico prediabético (resistencia a la insulina y el aumento de grasa visceral) cuando se produce un estrés metabólico como es el consumo de un exceso grasas en la dieta agravando el ya alterado fenotipo de los ratones dmpk-KO.
El sobrepeso y la obesidad llevan con frecuencia a anormalidades metabólicas, resistencia a insulina, diabetes de tipo 2, desórdenes lipídicos y enfermedad cardiovascular. Todas ellas características fenotípicas encontradas con frecuencia en pacientes de DM1. En este contexto los datos obtenidos apuntan a la necesidad de una terapia nutricional médica para la prevención y gestión de los riesgos cardiometabólicos en los pacientes de DM1.
2009-11-04T00:00:00ZEstudio estructural y funcional del regulador transcripcional de la resistencia a la meticilina en Staphylococcus aureus, Mec1
http://hdl.handle.net/10803/669229
Estudio estructural y funcional del regulador transcripcional de la resistencia a la meticilina en Staphylococcus aureus, Mec1
García Castellanos, Raquel
Esta tesis doctoral está centrada en el trabajo realizado sobre el regulador transcripcional de la resistencia a meticilina en Staphylococcus aureus, Mec1, y se ha concebido como la integración de tres trabajos publicados en revistas científicas.
En primer lugar se desarrolla una introducción en la que, paulatinamente, se presenta la importancia biomédica de la proteína en cuestión y la complejidad del sistema de regulación del que forma parte. Posteriormente se describen los objetivos que nos planteamos para esta tesis doctoral. En el apartado de resultados se presentan las tres publicaciones derivadas del trabajo realizado sobre Mec1, precedidas cada una de una breve introducción y de un corto resumen de los resultados que describen. A continuación se realiza una discusión general de las informaciones concernientes a Mec1 que se desprenden del conjunto de publicaciones presentadas. La discusión va seguida de las conclusiones finales del trabajo. Finalmente, en los anexos 1 y 2 se muestran aquellos resultados para los que en los artículos científicos nunca hay espacio, pero que no por ello dejan de ser ilustrativos.
Además, durante la duración de mi doctorado he participado en otros proyectos que han dado lugar a otros artículos científicos, y que incluyo en el anexo 3.
Programa de Doctorat de Biotecnologia. Bienni 2000-2002 / Treball realitzat al Departament de Biologia Estructural de l'Institut de Biologia Molecular de Barcelona (IBMB) del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC)
2006-04-18T00:00:00Z