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Asociación entre Obesidad Pregestacional y el Fenotipo de Monocitos y Células Progenitoras Hematopoyéticas Fetales: rol de la Endotoxemia Metabólica
(2024) Lepez Rivera Macarena Paz; Casanello Toledo, Paola Cecilia; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Medicina
La obesidad pregestacional representa un importante desafío de salud pública por su asociación con un estado inflamatorio crónico y endotoxemia metabólica, caracterizada por niveles elevados de lipopolisacáridos (LPS) en sangre. Este entorno adverso durante la gestación puede afectar tanto a la madre como al desarrollo inmunológico del feto. Estudios previos han evidenciado que los hijos de mujeres con obesidad pregestacional presentan una mayor susceptibilidad a infecciones y alteraciones inmunológicas en monocitos al nacer, en comparación con hijos de mujeres normopeso. Dado que los monocitos poseen una vida media corta, se planteó que las alteraciones inmunes podrían originarse en las células progenitoras hematopoyéticas (HPCs), las cuales residen en la médula ósea y son responsables de la generación de células inmunes a lo largo de la vida.Este estudio tuvo como objetivo evaluar de forma integral la relación entre obesidad pregestacional y alteraciones inmunes innatas en recién nacidos, utilizando como referencia a hijos de mujeres con normopeso. Se analizaron la endotoxemia metabólica y las características fenotípicas, funcionales y epigenéticas de monocitos y HPCs en sangre de cordón umbilical.Se reclutaron mujeres embarazadas con obesidad pregestacional y normopeso (n=21 por grupo) en los hospitales Clínico UC-Christus y Sótero del Río, bajo aprobación ética (#200920001). En el momento del parto, se obtuvieron muestras de sangre materna y de cordón para cuantificar niveles de LPS (por fotometría), caracterizar subpoblaciones celulares (citometría de flujo), y evaluar expresión génica (RT-qPCR), metilación global del ADN (EPIC 850K array) y metilación específica del gen PPARγ (pirosecuenciación). Se analizó además la respuesta inmune de monocitos y HPCs tras estimulación con LPS y bloqueo del receptor TLR4.Los resultados mostraron un aumento significativo de LPS en sangre materna y fetal en el grupo con obesidad pregestacional. En los recién nacidos de este grupo, se observó un aumento en la proporción de HPCs mieloides tempranas, monocitos con mayor expresión de genes proinflamatorios (IL-6, IL-1β, MCP1) y una reducción en la expresión de PPARγ. Además, se detectó hipometilación global del ADN en monocitos y un aumento específico del 2% en la metilación del gen PPARγ tanto en monocitos como en HPCs. La estimulación con LPS reveló una respuesta inmune atenuada, con menor expresión de citoquinas (IL-6, MCP1, IL-10) y menor producción de IL-6. El bloqueo de TLR4 inhibió significativamente esta producción.En conclusión, la obesidad pregestacional se asocia con alteraciones inmunológicas en los recién nacidos, mediadas por endotoxemia metabólica y reprogramación epigenética de células hematopoyéticas. Estos hallazgos subrayan la importancia de la salud metabólica materna y el valor de los marcadores epigenéticos como predictores tempranos de riesgo inmunológico y metabólico en la descendencia.
Caracterización de alteraciones mitocondriales durante la diferenciación in vitro de adipocitos pardos del ratón lipodistrófico Agpat2-/-
(2022) Figueroa Toledo, Ana María; Cortés Mora, Víctor Antonio; Eisner Sagüés, Verónica Raquel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Medicina
La lipodistrofia congénita generalizada (LCG) es una enfermedad de transmisión autosómica recesiva que consiste en reducción severa en la masa de tejido adiposo. Sus causas más frecuentes son mutaciones en el gen AGPAT2. El ratón knockout para Agpat2 (Agpat2-/-) es un modelo murino de LCG. AGPAT2 participa en la vía de los glicerolípidos que determina la síntesis de mono, di y triglicéridos y glicerofosfolípidos. AGPAT2 cataliza la adición de un acil graso-CoA en la posición sn-2 del 1 acil glicerofosfato (también llamado ácido lisofosfatídico) para producir ácido fosfatídico. Los mecanismos de la lipodistrofia secundaria a la inactivación de AGPAT2 permanecen desconocidos, sin embargo, en nuestro laboratorio encontramos que los ratones Agpat2-/- nacen con tejido adiposo de distribución anatómica y abundancia normal, el cual degenera rápida y completamente durante la primera semana de vida. El tejido adiposo es un regulador del balance energético y de la homeostasis lipídica y glucídica. En mamíferos existen dos tipos clásicos de tejido adiposo: el blanco y el pardo, ambos con características morfológicas y funcionales particulares. El ratón Agpat2-/- carece de ambos tipos de tejido adiposo. El tejido adiposo pardo es muy vascularizado y posee adipocitos con múltiples gotas de lípidos y un mayor número de mitocondrias. Su principal función es disipar energía en forma de calor, producto de la actividad de la proteína desacoplante UCP1. Esta proteína está localizada en la membrana mitocondrial interna y su actividad aumenta con la exposición al frío o la estimulación de receptores β-adrenérgicos. Fibroblastos embrionarios de ratón y preadipocitos Agpat2-/- diferenciados in vitro presentan un desbalance en la composición celular de fosfolípidos, entre ellos, menores niveles de fosfatidilglicerol. Este es el sustrato para la síntesis de cardiolipina, un fosfolípido sintetizado exclusivamente en las mitocondrias. La cardiolipina se localiza casi exclusivamente en la membrana mitocondrial interna, favoreciendo su plegamiento y la formación de crestas. Además, estabiliza los complejos proteicos de la cadena transportadora de electrones y otras proteínas involucradas en la respiración mitocondrial, incluyendo UCP1. La disminución en los niveles de cardiolipina o alteraciones en su composición de ácidos grasos, se han asociado a disfunción mitocondrial. Las mitocondrias son necesarias para la diferenciación de los adipocitos blancos y pardos, y es posible que anormalidades funcionales mitocondriales participen en la degeneración postnatal del tejido adiposo en los ratones Agpat2-/-. Los adipocitos Agpat2-/- diferenciados in vitro presentan anormalidades en la morfología mitocondrial, caracterizadas por menor densidad y orientación irregular de crestas. En un análisis transcriptómico previo a esta tesis, en nuestro laboratorio identificamos que adipocitos Agpat2-/- diferenciados in vitro presentan menor expresión de genes codificantes para subunidades de complejos mitocondriales, transportadores de electrones y enzimas involucradas en la β oxidación, así como ausencia total de UCP1. Con estos antecedentes, el objetivo general de esta tesis fue determinar si la diferenciación adipogénica defectuosa de adipocitos Agpat2-/- está asociada a una menor masa mitocondrial y defectos morfológicos de estos organelos. Para llevarlo a cabo, se utilizó un modelo de diferenciación adipogénica a partir de preadipocitos obtenidos de la fracción estromal vascular del tejido adiposo pardo interescapular de ratones Agpat2+/+ (wild type, WT) y Agpat2-/-. Nuestro trabajo mostró que los preadipocitos Agpat2-/- presentaron diferenciación adipogénica anormal, caracterizada por menor contenido de lípidos neutros ausencia de UCP1 en el día 7 de diferenciación. Además, los adipocitos diferenciados Agpat2-/- tuvieron menor masa mitocondrial, indicada por menor número de copias de mtDNA y menor abundancia de proteínas mitocondriales, a partir de los días 3 y 5 diferenciación, en relación a adipocitos WT. No encontramos diferencias en los niveles de PGC-1α y NRF1 y NRF2 entre adipocitos de ambos genotipos, sugiriendo que la menor masa mitocondrial en los adipocitos Agpat2-/- no es causada por menor biogénesis mitocondrial. Por otro lado, los adipocitos diferenciados Agpat2-/- presentaron mayor abundancia de las proteínas P62, LC3-II y PINK1 a partir de los días 3 – 5 de diferenciación, sugiriendo mayor remoción autofágica de mitocondrias en adipocitos Agpat2-/-. Coherentemente, observamos mayor abundancia de P62, LC3-II y ubiquitina en mitocondrias purificadas de adipocitos diferenciados Agpat2-/-, indicando aumento de la actividad mitofágica. En experimentos de inhibición del flujo autofágico con BafA1, corroboramos que adipocitos diferenciados Agpat2-/- presentan mayor abundancia de P62, LC3-II y marcadores mitocondriales en el día 3 y 7 de diferenciación, indicando una mayor remoción mitocondrial. A nivel morfológico, observamos que las mitocondrias de adipocitos diferenciados Agpat2-/- presentan mitocondrias de menor área y perímetro y sus crestas son irregulares en el día 7 de diferenciación. Estas anormalidades morfológicas se asociaron con menor abundancia de las enzimas formadoras de cardiolipina CRLS1, TAZ y subunidades del complejo MICOS. Para explorar la capacidad bioenergética de los adipocitos pardos diferenciados Agpat2-/-, cuantificamos la abundancia de los complejos proteicos de la cadena transportadora de electrones. Durante la diferenciación estos complejos aumentaron en adipocitos de ambos genotipos, sin embargo, estos fueron significativamente menores en adipocitos diferenciados Agpat2-/- en comparación con los WT a partir del día 5 de diferenciación. Además, los adipocitos diferenciados Agpat2-/ presentaron mayor potencial mitocondrial basal en el día 3 de diferenciación, sugiriendo hiperpolarización mitocondrial, no obstante, estas diferencias no se observaron en el día 7 de diferenciación. El contenido de ATP celular disminuyó en adipocitos de ambos genotipos a partir del día 3 de diferenciación. En adipocitos diferenciados Agpat2-/- la abundancia de enzimas involucradas en β oxidación y de la proteína MFN2, mediadora de la interacción entre mitocondrias y gotas lipídicas, fue menor a partir del día 5 – 7 de diferenciación en comparación con adipocitos WT. Coherentemente, observamos una menor superficie de contacto entre mitocondrias y gotas lipídicas en adipocitos diferenciados Agpat2-/-. En conclusión, los resultados de esta tesis muestran que los preadipocitos diferenciados Agpat2-/- presentan adipogénesis parda anormal, caracterizada por menor abundancia de gotas lipídicas, ausencia de UCP1 y anormalidades mitocondriales. Éstas últimas corresponden a: 1) menor masa mitocondrial asociada a aumento de la remoción autofágica de estos organelos, 2) menor tamaño mitocondrial, 3) crestas mitocondriales de morfología irregular, posiblemente secundaria a alteraciones en la síntesis y remodelación de cardiolipina y menor abundancia del complejo MICOS, 4) menor capacidad β oxidativa y 5) menor interacción física estrecha entre mitocondrias y gota lipídicas. Es posible que estas anormalidades adipogénicas y mitocondriales determinen susceptibilidad aumentada a los efectos tóxicos de los ácidos grasos y por este mecanismo, muerte de adipocitos y, en último término, lipodistrofia en los ratones Agpat2-/-.
Contribución de la provisión materna de vitamina E a la regulación del balance rédox y la prevención del daño oxidativo durante el cierre del tubo neural en ratón
(2022) Quiroz Vallverdú, Alonso Ingmar; Busso, Dolores; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Medicina
Los defectos en el cierre del tubo neural (NTD) corresponden a un grupo de malformaciones congénitas del tubo neural, estructura formada durante el desarrollo embrionario temprano que da origen al cerebro y la médula espinal. Entre los factores no genéticos involucrados en la etiología del NTD se encuentran alteraciones metabólicas de la madre y el consumo inadecuado de algunos micronutrientes, como el folato o vitamina B9. En humanos, la obesidad materna y la diabetes han sido reconocidas como factores de riesgo de NTD y se ha propuesto que el estrés oxidativo asociado a estas condiciones interfiere con el cierre del tubo neural. En los últimos años, nuestro laboratorio reportó que cerca del 30-50% de los embriones deficientes para la proteína Scavenger Receptor Class B Type I (SR-B1 KO), el principal receptor de lipoproteínas de alta densidad (HDL), presentan NTD anterior que progresa a anencefalia. Durante el desarrollo temprano, SR-B1 es expresado en tejidos extraembrionarios, específicamente en los trofoblastos gigantes que componen el saco vitelino parietal (pYS). Los embriones SRB1 KO presentan mayores niveles de especies reactivas del oxígeno (ROS) y contienen menos vitamina E que los embriones SR-B1 silvestres o wild type (WT), sugiriendo que SR-B1 participa en la provisión materna de la vitamina E al embrión. La suplementación materna con α-tocoferol, principal isómero de la vitamina E, previene completamente la incidencia de NTD y normaliza los niveles de ROS en los embriones SR-B1 KO, sugiriendo que el daño oxidativo pudiera contribuir a la etiología de los NTD en este modelo. El α-tocoferol es un antioxidante liposoluble que, coordinadamente con el sistema antioxidante endógeno, detiene la reacción en cadena de la peroxidación lipídica, protegiendo a los lípidos del daño oxidativo. En especial, esta vitamina preservaría los ácidos grasos poliinsaturados (PUFAs), lípidos esenciales para el desarrollo embrionario. En la primera parte de esta tesis, evaluamos el status oxidativo en embriones WT, SR-B1 KO normales y SR-B1 KO con NTD mediante la determinación de los niveles de algunas moléculas antioxidantes endógenas y de un marcador de lipoperoxidación. Adicionalmente, caracterizamos las abundancias relativas de PUFAs en fosfolípidos y otros lípidos en los respectivos grupos embrionarios usando la tecnología de shotgun lipidomics. Los resultados obtenidos no mostraron una alteración del sistema antioxidante endogéno en los embriones SR-B1 KO, pero sí un aumento de la lipoperoxidación. Ni los niveles de vitamina E embrionaria ni la peroxidación lipídica se previnieron al suplementar a las madres con una dieta enriquecida con vitamina E. En conjunto, estos resultados sugieren que el mecanismo de acción de la vitamina E en la prevención de los NTD en embriones SR-B1 KO estaría mediado por un efecto no sobre el embrión mismo, sino indirecto y mediado por el pYS. Sin embargo, el análisis mediante WB de vías de señalización asociadas a la producción de ROS extracelular en el pYS no mostró diferencias entre tejidos de preñeces con o sin la intervención con vitamina E. Si bien el rol de dicho tejido embrionario en la prevención de NTD mediada por vitamina E no pudo ser demostrado, es posible que otras vías o procesos indirectos, no analizados en esta tesis, expliquen dicho efecto. A través del análisis de lipidómica observamos que la deficiencia de SR-B1 se asoció a niveles disminuidos de PUFAs de cadena larga (LCPUFAs), así como de ácidos grasos monoinsaturados (MUFAs) en determinados fosfolípidos y niveles aumentados de lisofosfatidilcolina (LPC), lo cual sugiere la hidrólisis aumentada de lípidos de membrana. Un resultado inesperado de este estudio fue que los embriones SR-B1 KO con NTD exhibieron acumulación de triglicéridos (TG), lo que indicaría movilización de ácidos grasos desde la membrana a gotas lipídicas. Este mecanismo adaptativo se ha observado previamente en células gliales y cancerígenas para proteger a los lípidos de la oxidación y/o la inflamación. Teniendo en cuenta que la obesidad generalmente cursa con un mayor estado oxidativo en humanos y animales, en la segunda parte de esta tesis hipotetizamos que el consumo de una dieta rica en grasas y azúcares (“high fat/high sugar”, HFHS) en ratonas SR-B1 heterocigotas reduciría la provisión embrionaria de vitamina E y aumentaría la incidencia de NTD debido a un aumento en los requerimientos antioxidantes maternos. Tal como esperábamos, la dieta HFHS indujo una alteración en el metabolismo materno de la glucosa y los lípidos, y aumentó la incidencia de NTD en los embriones KO y heterocigotos, y también se asoció a la ocurrencia de NTD en embriones WT. Además, la alimentación de las ratonas con esta dieta provocó retardo del desarrollo de los embriones, de manera independiente del genotipo de SR-B1. Los efectos teratogénicos de la dieta no fueron mediados por una reducción en los niveles de la vitamina E en plasma materno ni tampoco observamos un aumento en el daño oxidativo en madres o embriones de gestaciones del grupo HFHS. Interesantemente, mientras que las hembras alimentadas con la dieta HFHS presentaron intolerancia a la glucosa, mayores niveles de péptido C plasmático, hipercolesterolemia y acumulación de colesterol en hígado y pYS, la suplementación con vitamina E en ratonas del grupo HFHS previno la incidencia de NTD y el retardo del desarrollo, y corrigió todas las anormalidades metabólicas maternas mencionadas. Estos resultados sugieren que la vitamina E podría ejercer un efecto protector sobre el metabolismo materno, con potenciales ventajas sobre el embrión. En conjunto, los resultados obtenidos en esta tesis sugieren que la vitamina podría prevenir los NTD a través de los siguientes mecanismos: I) manteniendo los niveles adecuados de PUFAs en fosfolípidos en el embrión en desarrollo, posiblemente mediante mecanismos no-antioxidantes, y II) en hembras consumiendo una dieta obesogénica, previniendo las perturbaciones metabólicas maternas en glúcidos y lípidos. Estos resultados confirman que la vitamina E y los PUFAs son moléculas relevantes para el cierre del tubo neural. Por lo tanto, la adecuación de la ingesta de estos lípidos podría servir como estrategia para prevenir los NTD, especialmente en condiciones como la obesidad, diabetes o dislipidemias.
Cornifelin expression during Xenopus laevis metamorphosis and in response to spinal cord injury
(2022) Torruella González, Sol; Larraín Correa, Juan Agustín; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Medicina
Xenopus laevis tiene la capacidad de regenerar luego de un daño en sus estadios larvales (NF50), pero al término de la metamorfosis pierde esta capacidad (NF-66). En una secuenciación de ARN de alto rendimiento, se analizaron los transcritos de animales NF-50 y NF-66, 21 horas, 2 y 6 días luego del daño a la médula espinal por transección. Cornifelina fue uno de los transcritos más altamente expresados dos días después del daño en NF-66, lo que sugiere un rol luego del daño a la médula espinal. La expresión de cornifelina ha sido detectada previamente principalmente en epitelios escamosos estratificados como piel y mucosas, pero su expresión en estructuras del sistema nervioso central no ha sido descrita. Aquí, usando técnicas histológicas, moleculares y bioquímicas, reportamos la expresión de cornifelina en la médula espinal, en la retina y en la córnea de Xenopus laevis durante la metamorfosis; evaluamos la reacción meníngea luego del daño por transección de la médula espinal y caracterizamos una línea transgénica para cornifelina. La expresión de cornifelina fue detectada en la sustancia gris y meninges de la médula espinal de animales NF-50 y NF-66. La expresión en la sustancia gris disminuyó a lo largo de la metamorfosis. En retina, cornifelina fue detectada en la capa de células ganglionares, en las capas nucleares internas y externas y en el segmento externo en NF-50 y NF-66. Luego del daño a la médula espinal, la expresión de cornifelina fue regulada a la alta en animales NF-66. Además, encontramos que la expresión en meninges fue distinta luego del daño en NF-50 y NF66. En NF-50, células positivas para cornifelina fueron encontradas cerrando el sitio de daño un día luego de la transección. En los siguientes días, fue encontrada delineando el tejido nervioso en reconexión. Por otro lado, en NF-66, células positivas para cornifelina fueron encontradas en las meninges y en la porción ventral de la médula a los seis días luego del daño y en el sitio de daño a los diez días. Estos resultados sugieren que cornifelina participaría en la reacción meníngea luego del daño por transección a la médula espinal.
Correlates of impulsive decision making: functional connectivity between nucleus accumbens, orbitofrontal cortex, and dorsolateral striatum during delay discounting task
(2022) Azócar Garrido, Víctor Hugo; Fuentealba Evans, José Antonio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Medicina; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Sociales; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química y Farmacia
Antecedentes: La elección impulsiva se caracteriza por la preferencia por una recompensa pequeña e inmediata frente a una mayor, pero con demora. Los mecanismos subyacentes a las elecciones impulsivas están vinculados a la actividad en el Núcleo accumbens (NAc), la corteza orbitofrontal (OFC) y el cuerpo estriado dorsolateral (DLS). Si bien la conectividad funcional entre las áreas del cerebro ha sido clave para comprender una variedad de procesos cognitivos, no está claro si la conectividad funcional diferencia entre una decisión impulsivas y una controlada. Métodos: Para estudiar la conectividad funcional entre y dentro de NAc, OFC y DLS durante una tarea de descuento de retardo, registramos simultáneamente el potencial de campo local en NAc, OFC y DLS en ratas y cuantificamos el grado de acoplamiento de fase-amplitud (PAC) entre actividad oscilatoria sincronizada en animales que muestran una tendencia alta (HI) o baja (LI) para elecciones impulsivas. Resultados: Nuestros resultados mostraron un patrón diferencial de PAC durante la toma de decisiones en OFC y NAc, pero no en DLS. Mientras que el PAC theta-gamma en OFC se asoció con decisiones de autocontrol, un PAC delta-gamma más alto en OFC y NAc acompañó las decisiones impulsivas en los grupos HI y LI. Durante el evento de recompensa, el análisis de causalidad de Granger mostró que una mayor contribución gamma NAcOFC caracterizó al grupo HI, mientras que el grupo LI tuvo una mayor contribución gamma OFCNAc. Conclusiones: La hiperactividad en NAc durante la recompensa en el grupo HI sugiere que la contribución exacerbada de NAcCore puede conducir a una sobrevaloración de la recompensa que sesga el comportamiento hacia la elección impulsiva.
Cross cerebro-cerebellar language lateralization in lesioned and unlesioned brains: a functional and structural neuroimaging study
(2022) Thakkar, Ishani Rajendra; Mendez Orellana, Carolina; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Medicina
Una de las habilidades cognitivas más avanzadas que distingue a los humanos de otras especies es el lenguaje: la capacidad de tener un sistema complejo de sonidos asociados con distintos significados para expresar pensamientos y emociones. Los estudios de neuroimagen en sujetos sanos y con lesiones han demostrado que las funciones del lenguaje dependen de la integración funcional de varias regiones especializadas en los lóbulos temporal y frontal, es decir, las áreas de Wernicke y Broca respectivamente (Purves et al., 2004). Estas regiones están ubicadas en el hemisferio cerebral izquierdo en el lóbulo temporal y en el lóbulo frontal, respectivamente, para alrededor del 95% de las personas diestras y alrededor del 70% de las personas zurdas (Griggs, 2010). Como es evidente, las funciones del lenguaje están desigualmente representadas en los dos hemisferios cerebrales, es decir, están lateralizadas. Especialmente en personas diestras, las funciones específicas del lenguaje, como la comprensión, el vocabulario y la gramática, suelen estar lateralizadas hacia el hemisferio izquierdo (Taylor & Taylor, 1990). La producción del habla también está lateralizada a la izquierda en la mayoría de las personas diestras, mientras que puede ser atípica, es decir, bilateral o lateralizada a la derecha, en una fracción de la población zurda (Beaumont, 2008). Curiosamente, la localización y lateralización del lenguaje no se limitan a las regiones corticales, es decir, supratentoriales. Se ha demostrado que el cerebelo (que es parte del cerebro infratentorial) contralateral al hemisferio 'dominante del lenguaje' participa en la regulación del lenguaje en términos de fluidez verbal, gramática, corrección de errores del lenguaje y habilidades de escritura (Starowicz-Filip et al., 2017). Las deficiencias en el procesamiento del lenguaje afectan de manera aguda la calidad de vida, por lo que el personal clínico hace todo lo posible para identificar y preservar las áreas corticales involucradas en su comprensión y producción. En consecuencia, comprender la lateralización del lenguaje se vuelve especialmente importante en los procedimientos neuroquirúrgicos, donde existe la necesidad de mapear las funciones del lenguaje en los pacientes con el fin de preservar regiones elocuentes del cerebro. Esto es particularmente relevante en procedimientos que implican la extirpación quirúrgica de tumores cerebrales. Si bien ha habido evidencia de lateralización cruzada del lenguaje cerebro-cerebeloso relacionada con el dominio del lenguaje en pacientes con tumores cerebrales (Hubrich-Ungureanu et al., 2002), los estudios clínicos de neuroimagen que evalúan la lateralización del lenguaje hemisférico se enfocan principalmente solo en el cerebro supratentorial. Sin embargo, un estudio reciente proporcionó evidencia de que estas activaciones pueden actuar como una característica adicional para evaluar el dominio del lenguaje con lateralización del lenguaje tanto típica como atípica (Méndez Orellana et al., 2015). Este estudio abrió vías para probar si la activación del lenguaje en el cerebelo puede guiar la determinación del dominio del lenguaje porque la activación del cerebelo generalmente no se ve afectada por el tumor localizado en las presuntas áreas corticales del lenguaje. Además, estas activaciones cruzadas son de especial interés en la recuperación y rehabilitación del lenguaje en pacientes con afasia, ya que pueden ayudar a visualizar la reorganización del lenguaje y revelar una lateralización atípica del lenguaje que, a su vez, puede ayudar a definir la viabilidad de lobectomías salvadoras en estos pacientes (Méndez Orellana et al., 2012). Esto puede resultar especialmente útil en los casos en que el tumor dificulte la determinación de la lateralización. Hasta ahora, solo se han utilizado paradigmas de generación de verbos encubiertos para estudiar estas activaciones (FitzGerald et al., 1997; Hubrich Ungureanu et al., 2002). Estas tareas son difíciles de monitorear en el escáner y pueden ser un desafío para los pacientes, especialmente si su tumor afecta las regiones del lenguaje. Por lo tanto, además del paradigma tradicional de generación de verbos, utilizamos tareas de asociación semántica y fonológica como paradigmas lingüísticos alternativos y más fáciles para establecer la ocurrencia de las activaciones cruzadas en sujetos que tenían dificultad para realizar las primeras. Estas activaciones podrían observarse no solo en sujetos sanos, sino también en pacientes con tumores cerebrales en las tres tareas a pesar de que la lesión cerebral afecta la señal dependiente del nivel de oxígeno en sangre (BOLD) (Thakkar et al., 2022). Esto fue cierto para una cohorte con pacientes diestros y zurdos con un tumor cerebral, así como controles sanos diestros y zurdos incluidos de los compañeros de los pacientes y emparejados por edad, sexo y nivel educativo. Una vez establecida la presencia de estas activaciones en los pacientes, evaluamos y comparamos diferentes índices utilizados para la determinación de lateralización (LI) basados en activaciones BOLD tanto en la corteza como en el cerebelo. Si bien el método actual utilizado en la clínica es bastante sólido, existen ciertos desafíos para implementarlo. Se demostró que los cálculos de LI en fMRI dependen del umbral de confianza estadística que se utiliza para determinar el número de vóxeles activados (Ruff et al., 2008). Por lo tanto, usamos una técnica de cálculo de LI independiente del umbral (Branco, et al., 2006; Suarez et al., 2009) y los comparamos con experiencia manual para verificar su confiabilidad en la clínica, ya que estos métodos aún se están explorando en entornos experimentales. y requieren más confirmaciones clínicas. Como una validación adicional de la activación funcional cruzada que parece estar ocurriendo entre la corteza dominante del lenguaje y el cerebelo mientras se realizan tareas de lenguaje, también estudiamos la conexión anatómica de la materia blanca entre estas dos estructuras que reclutan específicamente al cerebelo para contribuir a las funciones de procesamiento verbal tanto en sujetos sanos como en sujetos con tumor cerebral. Para comprender mejor la lateralización del lenguaje en estas cohortes, establecimos la presencia de estos tractos de materia blanca relacionados con el lenguaje. En pocas palabras, esta tesis utiliza datos funcionales, así como datos de tractografía recopilados de sujetos sanos y pacientes con tumores cerebrales para investigar los mecanismos anatómicos y funcionales de las activaciones cerebro-cerebelosas cruzadas típicas y atípicas. Descubrimos que las tareas de asociación semántica y fonológica eran consistentes con la tarea de generación de verbos y, por lo tanto, pueden resultar herramientas útiles en la determinación de la materalización del lenguaje cerebro-cerebeloso cruzado prequirúrgico. También observamos que las técnicas de LI independientes de umbral no son consistentemente congruentes con la lateralización asignada manualmente. Además, se observó que una buena parte de nuestras dos cohortes demostraron tractos de materia blanca que conectan el cerebelo contralateral con las principales regiones del lenguaje individualmente. Los hallazgos de este proyecto arrojan luz sobre sus mecanismos en los cerebros lesionados, así como sobre la importancia del cerebelo en la identificación de la lateralización típica y atípica del lenguaje en pacientes con tumores cerebrales o no.
Dysbiosis prevents age-dependent phenotypes in drosphila Pink1B9 a fly model for parkinson's disease
(2022) Molina Mateo, Daniela Francisca; Campusano Astorga, Jorge Mauricio; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Medicina
La interacción entre el sistema nervioso entérico (SNE) y el sistema nervioso central (SNC), comúnmente conocido como el eje Intestino-Cerebro, consiste en una comunicación bidireccional regulada a nivel endocrino, inmunológico y neuronal, el desequilibrio en su normal funcionamiento se ha asociado recientemente con varios trastornos neuropsiquiátricos y neurodegenerativos. La investigación sobre este eje podría ofrecernos nuevos blancos terapéuticos para una amplia gama de enfermedades, incluida la enfermedad de Parkinson (EP). La EP es un desorden neurodegenerativo caracterizado por alteraciones motoras, las cuales son precedidas por lo que se denomina una etapa prodrómica o premotora donde es posible observar síntomas no motores. En esta tesis se propone manipular la microbiota intestinal en etapas premotoras tempranas de un modelo de EP en mosca generado por una deleción en el gen Pink1 (Pink1B9), para evaluar si esta manipulación podría afectar la progresión temporal de los síntomas de la EP. En este trabajo, se analizó si existían diferencias en la composición de la microbiota del intestino medio a los 8-9 días posteriores a la eclosión y se generó un modelo de disbiosis (desequilibrio microbiano) intestinal en Drosophila mediante un tratamiento crónico con antibiótico (kanamicina, 0,5 mM), durante un máximo de 16 días. Finalmente, mediante el uso de un sistema de registro, evaluamos individualmente en moscas macho diversos parámetros de comportamiento motores y no motores en las moscas tratadas y no tratadas con kanamicina. Los resultados obtenidos en esta tesis evidencian una diferencia sustancial en la composición de la microbiota intestinal del mutante Pink1B9 en comparación con las moscas control. Los datos también muestran que el tratamiento con kanamicina induce la recuperación de algunos de los parámetros no motores en etapa premotora estudiados en la EP, mientras que no hay cambios en los parámetros locomotores en la etapa. Por otro lado, el tratamiento específicamente durante la etapa premotora tiene un efecto prolongado induciendo una mejora en la capacidad locomotora de las moscas de control y mutantes.
Effect of Charcot Marie Tooth causing Mitofusin-2 mutations in the mitochondrial fusion and fission balance
(2023) Lagos Quiñones, Daniel Alejandro; Eisner Sagüés, Verónica Raquel; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas
Las mitocondrias son organelos altamente dinámicos, mediado por procesos de fusión y fisión. Si bien se conocen los mecanismos moleculares que regulan casa proceso, se desconoce la maquinaria que media el equilibrio entre ellos. Las mutaciones en la proteína de fusión mitocondrial MFN2 se asocian al desarrollo Charcot Marie-Tooth 2A, una enfermedad neurodegenerativa de neuronas motoras. Estas mutantes de MFN2 alteran la morfología mitocondrial. Se desconoce si mutaciones de Mfn2 pueden afectar directamente la fisión mitocondrial. Nosotros evaluamos el efecto de mutantes de MFN2 que causan CMT2A en el equilibrio de fusión y fisión, y el metabolismo oxidativo. Estudiamos fibroblastos de piel derivados de individuos control y pacientes con CMT2A que portaban las mutantes MFN2-L248H o MFN2-M376V, además de fibroblastos embrionarios de ratón (MEF) WT que expresan de manera aguda o estable cada mutante. Evaluamos la morfología y los eventos de fusión y fisión mitocondrial mediante microscopía confocal en células vivas. Se estudiaron los niveles de proteínas de fusión y fisión, la tasa de consumo de oxígeno (OCR), la tasa de acidificación extracelular (ECAR) y subunidades de los complejos de la fosforilación oxidativa (OXPHOS). Los fibroblastos derivados de pacientes y células MEF WT que portan mutaciones L248H y M376V muestran una inhibición de la dinámica de fusión, asociado a alteración en los niveles de proteínas de fusión. Pero, MFN2-L248H determina una morfología mitocondrial hiperelongada opuesta a la fragmentación en las células que expresan MFN2-M376V. Consistentemente, MFN2-L248H indujo inhibición de la fisión, y aumento en pDrp1-Ser637 (anti-fisión). Las células que expresan MFN2-M376V muestran niveles aumentados de la forma pro-fisión de Drp1 (pSer616). Finalmente, las células MFN2-L248H muestran un aumento de OCR, pero caída en complejos de OXPHOS. M376V induce un aumento de ECAR, lo que sugiere un metabolismo más glicolítico. Por lo tanto, las mutaciones de MFN2 causantes de CMT2A alteran la dinámica de fisión mitocondrial, sumado a los defectos en fusión, que alteran en el metabolismo oxidativo de manera particular. Nuestro trabajo devela un nuevo mecanismo que puede contribuir a la fisiopatología de CMT2A.
Evaluación de la respuesta inmune anti-tumoral mediada por linfocitos T en organoides derivados de pacientes con cáncer de vesícula biliar
(2024) Obreque Castro, Javiera Constanza; Bizama, Carolina; Roa, Juan Carlos; Montecinos Acuña, Viviana; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Medicina
El cáncer de vesícula biliar (GBC) es una de las neoplasias más comunes y agresivas dentro del tracto biliar. Particularmente en nuestro país, el GBC se ha reportado como un problema de salud pública, especialmente en mujeres donde contribuye como la quinta causa de muerte por cáncer. Actualmente, el único tratamiento efectivo es la resección quirúrgica de la vesícula en estadios temprano. Sin embargo, la mayoría de los pacientes son diagnosticados en estadios avanzados, donde la única alternativa terapéutica es la quimioterapia con gemcitabina y cisplatino, la cual presenta muy baja respuesta. Es por esto, que la búsqueda de nuevos blancos de terapia y de modelos preclínicos que representen fielmente la respuesta a terapias ha cobrado gran interés en la investigación biomédica con enfoques en medicina personalizada. En los tumores de GBC se ha descrito la presencia de las células iniciadoras de tumor (TICs) o cancer stem cells (CSC), caracterizadas por la expresión doble positiva de los marcadores CD44 y CD133. Una de las características de las TICs, es la evasión de la respuesta inmune antitumoral, a través, de la expresión de los immune checkpoint (o puntos de control inmune) desencadenando la supresión de los linfocitos T citotóxicos, encargados de orquestar la respuesta inmune antitumoral. En los últimos años, la inmunoterapia ha revolucionado el tratamiento del cáncer y actualmente se utiliza con resultados favorables en el tratamiento de diferentes tipos de tumores. Dentro de las inmunoterapias aprobadas por la FDA, se encuentran los inhibidores de los inmune checkpoint, PD-L1/PD-1, CTLA4 y LAG-3. Inicialmente estas terapias fueron aprobados para su uso en melanoma, pero en la actualidad los dos primeros se utilizan en variados tipos de cáncer incluido el gástrico. Por lo tanto, para el análisis de la respuesta y predicción a estas nuevas inmunoterapias se requiere de nuevos modelos in vitro de cáncer, que sean capaces de recapitular la interacción de las células del cáncer con el componente inmune. Dentro de estos modelos, se propone el uso de los cultivos 3D de organoides tumorales derivados de pacientes (PDOs) como una poderosa herramienta que imita las características histológicas, genéticas y fisiopatológicas del tumor del cual derivan. Sin embargo, el principal desafío es enriquecer este modelo de PDOs tumorales con células del componente inmune para poder estudiar la respuesta de los pacientes a la inmunoterapia. Actualmente, el uso de co-cultivo entre organoides y células inmunes, se ha utilizado para generar linfocitos TCD8 reactivos y evaluar la capacidad citotóxica TCD8 en contra de las células tumorales. Tomando todo esto en consideración, el presente proyecto de tesis tuvo como hipótesis: “La interacción directa entre organoides derivados de pacientes con cáncer de vesícula biliar y células inmunes, permite evaluar la respuesta antitumoral mediada por linfocitos T y el efecto de inhibidores de PD-1”.
Nanoparticle use for the study of exosome transport to the brain through the lymphatic pathway
(2022) Ramos Zaldívar, Héctor M.; Andía Kohnenkampf, Marcelo Edgardo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Medicina
Introduction: Exosomes are extracellular vesicles with a size of 50-150 nm that have been associated with the transportation of various biological contents and with intercellular communication. Given their role in metastasis, understanding exosome tissue distribution is critical to cancer pathophysiology. The exact routes and mechanisms of exosome distribution from peripheral organs to the central nervous system (CNS) remain unknown. A possible route is through the recently discovered brain lymphatic system, due to its connection with the deep cervical lymph nodes and its morphological characteristics. Hypothesis: Metastatic cell-derived exosomes are transported from the deep cervical lymph nodes to the central nervous system through the meningeal lymphatic vessels. Objective: To develop nanoparticle-loaded exosomes derived from a metastatic cell line and administer these exosomes via the cervical and meningeal lymphatic system to evaluate their arrival to the central nervous system. Methodology: Superparamagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) (mean size 8.3 ± 2.9 nm and Zeta potential 36.8 ± 5.44 mV) were prepared by chemical coprecipitation of ferric and ferrous chlorides. Exosomes (41.77 ± 1.64 nm and -10.8 ± 2.49 mV) were isolated from the melanoma B16F10 cell line through the Exo-Spin column protocol and loaded with SPIONs through electroporation. Gold nanorods (11.25 ± 0.57 nm and 45.4 ± 7.62 mV) were prepared and functionalized with polyethylene glycol. Chinese ink nanoparticles (61.62 ± 4.84 nm and -6.34 ± 0.63 mV) were also used. C57BL/6 mice were used to evaluate the anterograde and retrograde route of the lymphatic meningeal system with post-mortem and in-vivo procedures. All animal procedures were approved by the Ethical Animal Committee of our institution. Mice were anesthetized with isoflurane. To evaluate the anterograde nanoparticle flow we injected 10 µL of each nanoparticle solution in the cisterna magna (3 animals per condition). To evaluate the retrograde nanoparticle flow we injected 10 µl of each nanoparticle solution (SPIONs 3200 μg/mL; exosomes + SPIONs 1.67 x 1011 particles/mL; gold nanorods 1.71 x 1014 particles/mL; Chinese ink 10%) in the deep cervical lymph node (3 animals per condition). The animals were euthanized after 30 min post injection. The head and neck were fixed with 4% paraformaldehyde for histological analysis and post-mortem MRI imaging. Results: Anterograde pathway: Both SPIONs and SPION-loaded exosomes showed hypointense signals of cervical lymphatic structures after intracerebroventricular injections through the cisterna magna in the T2w and T2* MRI images. Gold Enhancement technique confirmed anterograde flow of both gold nanorods and Chinese ink nanoparticles by cervical lymphatic staining. Macroscopically, cisterna magna injections showed staining of deep cervical lymph nodes within the first minute after the administration of Evans Blue dye and Chinese ink. Retrograde pathway: Both SPIONs and SPION-loaded exosomes revealed hypointense signals in the brain ventricles and parenchyma in MRI T2w image and T2* map, after 30 min of deep cervical lymphatic injection. Gold Enhancement staining showed histological confirmation of the arrival of gold nanorods and Chinese ink nanoparticles to the brain parenchyma from the cervical injections. Macroscopically, deep cervical lymph node injections with Evans Blue and Chinese ink showed staining of the meninges and brain parenchyma. Nanoparticles colocalized with the stain of meningeal lymphatic vessels using anti-LYVE-1. Discussion: The cervical and meningeal lymphatic system can transport nanoparticles not only in the classically described lymphatic drainage towards the thorax but can also serve as an access gate to the brain. This newly discovered mechanism for the meningeal lymphatic pathway could be exploited in the theranostic field of nanomedicine to deliver drugs for the treatment of various neurological diseases and the developing of diagnostic contrast media. The understanding of cancer exosome distribution through the cervical and meningeal lymphatic system will aid in a more profound comprehension of brain metastasis pathophysiology.
Role of neuromuscular electrical stimulation to prevent respiratory muscle weakness in critically ill patients and its association to changes in myokines profile: a randomized clinical trial
(2024) Jalil Contreras, Yorschua Frederick; Bruhn, Alejandro; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Medicina
Introduction: Critically ill patients hospitalized at Intensive Care Units (ICU) are characterized by an accelerated muscle wasting, particularly of respiratory muscles, occurring early due to mechanical ventilation (MV). Although active muscle activation may prevent these alterations, it is usually not available at early stages of care because of sedation, favoring a vicious circle. Neuromuscular electrical stimulation (NMES) represents an alternative to achieve muscle contraction in this setting, being able to prevent local muscle wasting, and according to some reports, has the potential to shorten MV time. It has been suggested that this potential benefit might be explained by systemic effects of NMES on distant muscles due to the release of myokines, a diverse range of chemokines secreted by myocytes during contraction. However, no studies have evaluated whether NMES applied to peripheral muscles (quadriceps) in critically ill patients can exert distant muscle effects over the diaphragm, and if such effects are associated to changes in myokine concentrations. Objective: To determine the effects of NMES applied to both quadriceps on myokine plasmatic concentrations, and on peripheral and respiratory muscle function and structure, in mechanical ventilated ICU patients when initiated at an early phase of their critical illness. Methods: Exploratory randomized controlled trial of NMES applied to both quadriceps, twice a day, for 3 days, in comparison to standard care (control group, CG). For myokine characterization (IL-6, BDNF, Myostatin and Decorin), blood samples were obtained at baseline (T0), at the end of the NMES session (T1), and 2 and 6 hours later (T2 and T6). This sampling was repeated on days 1 and 3. For the control group (CG) blood samples were obtained only at T0 and T6. An additional blood sample was also taken on Day 4 (T0) for both groups. Muscle characterization was performed at days 1 and 3 (T0 and T6 respectively). This consisted in ultrasonography of quadriceps muscle layer thickness (MLT), and diaphragmatic thickening fraction (TFdi), along with tracheal tube pressure derived from phrenic nerve magnetic stimulation (Ptr,tw), for diaphragmatic function. Results: 11 patients were randomized: 6 to CG and 5 to NMES. No differences were observed between groups at baseline. No significant interaction was detected between time (across the 4-day protocol) and intervention (NMES or not) for quadriceps MLT change (p-value of 0.12). However, time as factor had a significant impact on MLT explained by a decrease from 1.92 ± 0.81 cm on day 1 to 1.63 ± 0.85 cm on day 3 in the CG, with a p-value of 0.003, while no change along time was observed in the NMES group (Change from 1.76 ± 0.62 cm on day 1 to 1.66 ± 0.61 cm on day 3, with a p-value of 0.51). Concerning diaphragmatic thickening fraction (TFdi), a significant interaction was detected between time (across the 4-day protocol) and intervention (NMES or not) (p-value of 0.006). While in the CG there was an absolute TFdi decrease of 8.93% ± 6.4 (-32.6 ± 25.3 % of relative change) along time, in the NMES group TFdi increased 5.14± 6.55 % (+38.15 ± 58.6 % of relative change). Considering Twitch tracheal pressure (Ptr,tw), a significant interaction was detected between time (across the 4-day protocol) and intervention (NMES or not) (p-value of 0.04). In the control group, Ptr,tw exhibited an absolute change of -1.43 ± 0.68 cmH20, corresponding to a relative decrease of 19.49% ± 16.98 from baseline values to day 3, while the NMES group experienced an absolute change of +2.5 ± 3.8 cmH2O, equivalent to a relative increase of 46.4 ± 45.6 %. Analyzing the raw plasmatic concentrations of myokines, no significant interaction was detected between time (across the 4-day protocol) and intervention (NMES or not) for any of the myokine concentrations (Decorin, Myostatin, IL-6 and BDNF). Moreover, there were no significant changes observed either within or between groups at any time point. Conclusion: The preliminary data analysed supports the notion that peripheral NMES can preserve respiratory muscle function. It appears that this effect is not mediated by changes in any of the myokines included in the present study. Therefore, alternative mechanisms should be considered to explain how NMES may favour respiratory muscle preservation. The results observed on peripheral muscle layer thickness are yet unconclusive with the limited sample size analysed. Data from a larger number of patients is required to confirm these preliminary conclusions.
The role of sleep in the organization of spatial representations during memory formation
(2022) Valdivia Ulloa, Gonzalo; Fuentealba, Pablo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Medicina
The study of place cells, discovered by O'Keefe (1971), has focused the spatial representation system in the processes and functions led by the hippocampus. Among these functions, the hippocampus plays a preponderant role in establishing spatial memory, in which sleep is fundamental, suggesting a plausible relationship between sleep and the spatial representations provided by place cells. In this line, there is intense research to establish whether sleep participates in the consolidation and configuration of spatial representations given by place cells and if this is related to spatial memory performance. In this study, we evaluated the influence of sleep on the variations in the configuration of a spatial map given by changes in spatial context during a spatial memory task. Specifically, we first evaluated the influence of sleep on the performance of a spatial memory task, the object in place recognition (OPR), and performed single unit and local field potential recordings in the dorsal CA1 hippocampus in adult rats. Then, we evaluated the influence of sleep and its cardinal oscillations in the configuration of the spatial representations generated by place cells during OPR. Our results show that sleep, specifically non-REM sleep, and its oscillatory patterns (SWRs, spindles, and delta waves), are directly correlated with performance in the OPR memory test. In addition, concerning single-unit recordings, we detected and isolated 612 units. In this line, the detection and classification of individual units were implemented successfully, which was crucial to evaluate the representation system by detecting place cells. We selected units according to their spatial activity, where 41 % were classified as place cells, and the remaining 59 % were classified as non-spatial cells. Also, during post-learning sleep, place cells were highly time-correlated with non-REM oscillatory patterns, like SWRs and spindles. In addition, we evaluated mean firing rate and sparsity during the OPR task showing a general and sleep-independent increase in both parameters after sleep, which is possibly associated with novelty during test. Also, there was a sleep-dependent decrease in mean firing rate during post-learning sleep. Finally, we evaluated the stability of the spatial map on the task through a spatial correlation vector, showing that spatial stability in the novel, but not in the familiar arena zone, decreased associated with a longer duration of post-learning sleep. In conclusion, our results suggest that Non-REM sleep and its oscillations affected spatial representation through the flexibility in the configuration of spatial maps due to changes in the environment. This is also associated with improved spatial memory since instability of place cell spatial configuration is relevant for memory updating during environment exploration.
Theta modulation of hippocampal activity during distinct brain states
(2025) Caneo Contreras, Mauricio Andrés; Fuentealba, Pablo; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Biológicas; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Ciencias Sociales; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Química y Farmacia; Pontificia Universidad Católica de Chile. Facultad de Medicina
Theta oscillations in the brain play a pivotal role in coordinating behavior across different states. We characterized how distinct brain states (wakefulness and sleep) modulate theta oscillations and associated neural activity in the hippocampus (CA1d and DG) and subcortical regions (SuM, LS, and HyP). Using electrophysiological recordings, we found that theta power and frequency in CA1d and SuM are significantly higher during active exploration (AE) compared to REM sleep. Functional connectivity, evaluated through phase coherence, revealed increased synchrony between CA1d-SuM and SuM-DG pairs during AE. Spike activity exhibited higher firing rates during AE and quiet wakefulness (QW) compared to REM sleep, with stronger spike-theta coupling observed in REM sleep. Additionally, changes in theta power in CA1d, DG, LS, and HyP correlated with speed and acceleration during AE, indicating that these oscillations dynamically reflect locomotor parameters. Our findings underscore how theta oscillations and neural activity adapt to different brain states to support sensorimotor integration and cognitive functions.
Tooth loss and depression: epidemiological evidence of causality from the Chilen population
(2023) Ortuño Borroto, Duniel; Ferreccio Readi, Catterina; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Medicina
En este estudio, se evaluó la asociación entre pérdida dentaria y depresión con diferentes diseños y poblaciones en Chile. En el marco muestral MAUCO se realizó un análisis longitudinal, con regresiones logísticas binarias y multinomial. Se encontró que los individuos con 19 o menos dientes podrían tener mayor riesgo de depresión, con diferencias entre hombres y mujeres. El edentulismo se asoció a mayor incidencia de depresión a los 4 años de seguimiento, y con mayores niveles de severidad de los síntomas depresivos en mujeres. En los individuos edéntulos al inicio del estudio, el riesgo para cada una de las comparaciones "leve vs no", "moderada vs no", ”moderada severa vs no" y ”severa vs no" fue mayor comparado con aquellos con ≥ 20 dientes. Utilizando el marco muestral ENS 2016-2017, se realizó un análisis de mediación para evaluar el rol de las funciones orales en la asociación entre pérdida de dientes, incluyendo anteriores, y depresión en individuos de 15 años o más. El deterioro de las funciones orales fue un mediador en la asociación entre la pérdida de dientes y el autorreporte o la sospecha de depresión. La sensación de incomodidad al hablar o la incomodidad al comer fueron los mediadores más significativos.
Vernix caseosa como potencial tratamiento tópico para la dermatitis atópica: estudio comparativo in vitro con tratamientos farmacológicos tópicos convencionales
(2023) Cabalín Arenas, Carolina Andrea; Borzutzky Schachter, Arturo; Sáez S., Claudia; Pontificia Universidad Católica de Chile. Escuela de Medicina
La dermatitis atópica es una enfermedad inflamatoria crónica de la piel frecuentemente asociada a infecciones por Staphylococcus aureus. Su patogénesis implica alteraciones en la barrera epidérmica, inmunidad innata, alteraciones en la expresión génica, entre otros. Varios de los genes asociados a mediadores de la respuesta proinflamatoria en la etiopatogenia de la dermatitis atópica están bajo el control de factores de transcripción pertenecientes a la familia del factor nuclear (NF)-kB. Por otro lado, los factores pertenecientes a la familia del factor de transcripción de receptores X del hígado (LXR) que antagonizan la respuesta de NF-kB se asocian con respuestas antiinflamatorias en pacientes con dermatitis atópica, pero no está claro cuáles de los genes más alterados en la piel lesional y no lesional son potencialmente modulados por LXR que antagonizan la respuesta de NF-kB. Los tratamientos tópicos convencionales como hidrocortisona, tacrolimus y ácido fusídico, son eficaces, pero presentan limitaciones, efectos secundarios y no causan remisión de la dermatitis atópica en todos los pacientes, generando una carga económica y emocional significativa. Por esto, se busca desarrollar nuevas opciones terapéuticas con mejores resultados. La vernix caseosa, una biopelícula proteolipídica presente en la piel de recién nacidos, tiene propiedades con alto potencial para la remisión de la dermatitis atópica, como hidratación, fortalecimiento de la barrera epidérmica y propiedades antimicrobianas. Estudiar los efectos de la vernix caseosa en modelos in vitro de dermatitis atópica infectados por S. aureus, así como identificar posibles mecanismos brindaría evidencia preclínica para un nuevo tratamiento para la dermatitis atópica. Así, la hipótesis de esta tesis es “la vernix caseosa disminuye la carga bacteriana de S. aureus y mejora las alteraciones en la inmunidad de la barrera epidérmica en dermatitis atópica comparativamente mejor que los tratamientos tópicos convencionales, mediante la activación de las vías asociadas a LXR e inhibición simultánea de la señalización por NF-kB”. El objetivo general fue “evaluar comparativamente el efecto de la vernix caseosa y de tratamientos tópicos convencionales sobre la carga bacteriana de Staphylococcus aureus, biomarcadores de inmunidad cutánea en dermatitis atópica y cambios en la expresión transcripcional de genes potencialmente modulados por LXR y NF-kB en modelos in vitro de dermatitis atópica”. Primero, se determinó qué genes presentan alteraciones transcripcionales asociadas a las vías moduladas por los factores LXR y NF-B en piel lesional y no lesional con dermatitis atópica mediante un meta-análisis; entre los que 46 genes están sobre-expresados y 20 genes sub-expresados en piel lesional, mientras que 2 genes se encontraban sobre-expresados y ninguno sub-expresado en piel no lesional. De estos genes, un 46% se encuentra potencialmente modulado por LXR, un 35% está potencialmente modulado por NF-kB y un 56% está potencialmente modulado por ambas vías, mostrando un potencial involucramiento de los factores nucleares LXR y NF-kB en la patogénesis de la dermatitis atópica. Posteriormente, como prueba de concepto, se estableció que el tratamiento tópico del agonista de LXR VTP-38543, a través de un sub-estudio del ensayo clínico aleatorizado controlado VITAE, no genera cambios en la activación de la sub-unidad p65 de NF-kB, proteínas estructurales de membrana (zonula occludens, claudina 1, involucrina), células de Langerhans (CD207), reacción alérgica mediado por mastocitos (triptasa) y reacción reguladora (Linfocitos T reguladores, FoxP3); sugiriendo la necesidad de que un nuevo tratamiento apunte a modular LXR y NF-kB simultáneamente. Luego de caracterizar la vernix, se determinó por primera vez la presencia de proteínas de barrera epidérmica, como loricrina y claudina 1, así como inmunoglobulinas (IgE e IgA) y mediadores de las respuestas inmunes Th2 y Th22. También se describió carga bacteriana de S. epidermidis, S. hominis y S. aureus en la vernix. Posteriormente, se demostró in vitro que la vernix caseosa tiene actividad antibiótica comparable con ácido fusídico de forma directa contra S. aureus y en el modelo 2D de dermatitis atópica inducida in vitro, lo que demuestra su actividad anti-S. aureus. A su vez, la vernix caseosa disminuye la pérdida de agua de forma comparable a hidrocortisona y aumenta la resistencia eléctrica de igual forma que los tratamientos tópicos convencionales, sugiriendo una mejora de la integridad de la barrera epidérmica de forma comparable con los tratamientos tópicos convencionales en modelos 2D de dermatitis atópica. Además, sólo la vernix caseosa reduce la secreción de nitritos en el modelo 2D de dermatitis atópica inducida in vitro, mientras que los tratamientos tópicos convencionales no cambian la secreción de éstos; sugiriendo una reducción de inflamación general de forma más efectiva que los tratamientos tópicos convencionales. En el modelo 3D de dermatitis atópica inducida in vitro se observó que la vernix caseosa tiene mayor capacidad de aumentar la resistencia eléctrica, demostrando que ésta es más eficiente en lograr la recuperación de la integridad de la barrera epidérmica que los tratamientos tópicos convencionales. Además, la vernix aumenta la secreción de RNasa 7, lactoferrina e interleucina 33, mientras que los tratamientos tópicos convencionales no cambian las secreción de estos mediadores; demostrando la capacidad de la vernix para promover la respuesta antimicrobiana y anti-inflamatoria cutánea. La vernix caseosa podría modular la reducción de expresión relativa de ARNm de S100A8 (calgranulina A), el aumento de PI3, loricrina y B-defensina 2 vía activación de LXR; mientras que el aumento de RNAsa 7 vía inhibición de NF-kB. Así, se determinó que los beneficios de la vernix caseosa podrían estar mediados por la activación anti-inflamatoria de LXR y la inhibición pro-inflamatoria de NF-kB, pero se requieren estudios adicionales para confirmarlo. Estos resultados proporcionan evidencia preclínica para trasladar a los compuestos bioactivos de la vernix caseosa a estudios clínicos como un nuevo tratamiento alternativo para la dermatitis atópica. Se espera que este enfoque proporcione una solución más efectiva y con menos efectos secundarios para los pacientes, mejorando su calidad de vida y reduciendo la carga de la enfermedad en el sistema de salud.

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Browsing MED Tesis doctorado by Subject "03 Salud y bienestar"

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