Tesis Doctorals en Xarxa
Not a member yet
46997 research outputs found
Sort by
New Catalytic Generation of Donor/Acceptor Rh-Carbenes from Rh-Carbynoids
No full textL'objectiu principal d'aquesta Tesi Doctoral ha sigut el descobriment i desenvolupament de nous mètodes catalítics per a la generació de carbens donadors/acceptors de Rh, implicant intermedis Rh-carbinoids, i l'aplicació dels intermedis generats en la síntesi de molècules complexes. Un aspecte clau en aquest esforç ha sigut l'ús de la plataforma de transferència de carbins desenvolupada recentment al grup de Suero, que permet la generació catalítica d'intermedis Rh-carbinoids mitjançant l'activació selectiva de fonts de carbins, concretament nous reactius de I(III) decorats amb un grup diazo. En primer lloc, hem descobert que els Rh-carbinoids reaccionaven amb un ampli ventall d'àcids alkenil carboxilics, generant carnes de Rh tipus Fischer de manera catalítica,. Aquestes espècies evolucionen mitjançant una ciclopropanació per formar lactones fusionades amb un anell de ciclopropà. Posteriorment, hem introduït una nova plataforma per a la generació catalítica de carbens de Rh amb donadors(/acceptors basada en una funcionalització selectiva en posició para d'enllaços C-H en arils. Hem demostrat que els carbens d'aril/acceptor generats catalísticament evolucionen a través de processos clàssics d'inserció en enllaços C-H o O-H amb un excés de l'aril o alcohol corresponent, respectivament. finalment, hem demostrat que la metodologia desenvolupada prèviament per a la generació catalítica de carbens d'aril/acceptor de Rh també podis ser útil en la síntesi diastereoselectiva i enantioselectiva de ciclopropans emprant estirens.El objetivo principal de esta Tesis Doctoral fue el descubrimiento y desarrollo de nuevos métodos
catalíticos para la
generación de carbenos dador/aceptor de Rh, implicando intermediarios Rh-carbinoides, y la
aplicación de los intermediarios generados en la síntesis de moléculas complejas. Un aspecto clave
para ello fue el uso de la plataforma de transferencia de carbino desarrollada recientemente en el
grupo de Suero, que permite la generación catalitica de intermediarios Rh-carbinoides mediante la
activación selectiva de fuentes de carbino, concretamente nuevos reactivos de 1(111) decorados con
un grupo diazo. Primero, descubrimos que los Rh-carbinoides reaccionaban con un amplio rango de
ácidos carboxilicos alquenilicos, generando carbenos de Rh tipo Fischer de manera catalítica. Estas
especies evolucionaron mediante una ciclopropanación -para formar lactonas fusionadas con un anillo
de ciclopropano. Posteriormente, introdujimos una nueva plataforma para la generación catalitica de
carbenos dador/ aceptor de Rh basada en una funcionalización selectiva en posición para de enlaces
C-H en arilos. Demostramos que los carbenos de arilo/aceptor generados cataliticamente
evolucionaron a través de procesos clásicos de inserción en enlaces C-H o O-H con un exceso del
arilo o alcohol correspondiente, respectivamente. Finalmente, demostramos que la metodología
previamente desarrollada para la generación catalitica de carbenos arilo/aceptor de Rh también
podia ser útil en la síntesis diastereo- y enantioselectiva de ciclopropanos empleando estirenos.fhe main objective of this Doctoral Thesis was the discovery and development of new catalytic
methods for the
Jeneration of donor/acceptor Rh-carbenes involving Rh-carbynoids, and applications of the generated
intermediates in lhe synthesis of complex molecules. Key on this endeavor was the use of the
carbyne transfer platform recently foveloped in the Suero group, allowing for the catalytic
generation of Rh-carbynoids intermediates by the selective 3Ctivation of carbyne sources, namely
new 1(111) reagents decorated with a diazo moiety. First, we discovered that Rh
::arbynoids reacted with a broad range of alkenyl carboxylic acids, generating Fischer-type
Rh-carbenes in a catalytic lashion. The latter species evolved through a cyclopropanation to form
cyclopropyl-fused lactones. We then introduced 3 new platform for the catalytic generation of
donor/acceptor Rh-carbenes with Rh-carbynoids based on a para
;elective aryl C-H bond functionalization. We demonstrated that catalytically generated
arene/acceptor Rh-carbene avolved through classic C-H or 0-H insertions processes with an excess of
the corresponding arene or alcohol, respectively. Finally, we demonstrated that the previously
developed catalytic generation of aryl/acceptor Rh-carbenes methodology could be also useful in the
diastereo- and enantioselective synthesis of cyclopropanes by employing
;tyrenes. Our transformation was successfully applied to various biologically active compounds."Universitat Rovira i Virgili. Programa de Doctorat en Ciència i Tecnologia Química
Mechanobiology of apoptotic cell clearance in the early embryo
No full textSpontaneous cellular errors can lead to cell death already in early embryo development. Apoptotic cell clearance is thus essential for tissue homeostasis and embryo survival. The outer epithelial layer of the embryo establishes an innate immune function and mediates the clearance of apoptotic cells. How mechanical forces and physical properties of apoptotic cells influence phagocytic tissue clearance has not been addressed in vivo. In this work, we systematically studied how biophysical target properties – as cell size, mechanics and ligand density – control phagocytosis and protrusion plasticity in epithelia. We identified that mechanical forces generated during epithelia-target interaction promote apoptotic cell fragmentation, ensuring efficient phagocytic clearance. We further discovered apoptotic cell softening as a pro-phagocytic signal. We identified that E-cadherin and its downstream effectors α-catenin and p120-catenin are key regulators of actomyosin dynamics at the phagocytic synapse that mediate the mechanosensitive clearance of apoptotic cells. This represents a novel function of the cadherin-catenin complex in apoptotic cell clearance.Els errors cel·lulars ocorren espontàniament durant els primers estadis del desenvolupament embrionari i en conseqüència, causen mort cel·lular. Per tant, la neteja fagocítica de cèl·lules apoptòtiques és essencial per mantenir l’homeòstasi dels teixits embrionaris i la supervivència de l’embrió. L’epiteli superficial embrionari, el primer teixit que es forma durant el desenvolupament, és capaç d’eliminar les cèl·lules apoptòtiques amb gran eficiència tant en embrions de peix zebra i de ratolí. Actualment es desconeix com les forces mecàniques i les propietats biofísiques de les cèl·lules apoptòtiques influencien el procés de neteja fagocítica, especialment en el context d’un organisme viu. En aquest manuscrit, hem estudiat sistemàticament com la mida i rigidesa de les cèl·lules apoptòtiques, així com la densitat dels lligands que presenten a la seva superfície, modulen la plasticitat protrusiva i la fagocitosi no professional de les cèl·lules epitelials. També hem identificat que els fagòcits exerceixen forces mecàniques a les cèl·lules apoptòtiques que promouen la seva fragmentació, un procés clau per garantir una posterior fagocitosi eficient. Finalment, hem descobert que la reducció progressiva de la rigidesa mecànica de les cèl·lules apoptòtiques constitueix un senyal pro-fagocític. Hem identificat que la E-caderina i els seus efectors posteriors α-catenina i p120-catenina són els principals reguladors de l’actina i la miosina a la sinapsi fagocítica i són els que medien una neteja fagocítica mecanosensible. Això representa una funció totalment nova del complex caderina-catenina, el qual ha sigut àmpliament estudiant en altres camps com ara el de les adhesions cel·lulars.Programa de Doctorat en Biomedicin
Preclinical development of CXCR4-targeting agents in diffuse large B-cell lymphoma and determination of new molecular biomarkers in myelodysplastic neoplasms
No full textEls objectius d’aquesta tesi doctoral han estat la investigació de nous compostos candidats dirigits contra el receptor CXCR4 en models preclínics de limfoma difús de cèl·lules B grans (LDCBG) i el descobriment de nous biomarcadors moleculars per pacients de neoplàsies mielodisplàsiques (SMD) amb micromegacariòcits (mMK).
El LDCBG és el subtipus de limfoma no Hodgkin de cèl·lules B madures més freqüent. Tot i les altes taxes de resposta al règim d’immunoquimioteràpia R-CHOP, encara calen noves estratègies terapèutiques per pacients refractaris o en recaiguda. Els recents descobriments sobre l’impacte del microambient tumoral, i específicament, de CXCR4, en el desenvolupament tumoral, han apuntat cap a l’ús d’inhibidors de CXCR4 (CXCR4-i) com a una aproximació terapèutica prometedora.
En aquest treball s’ha realitzat un cribatge de 31 nous CXCR4-i amb una línia cel·lular representativa de LDCGB que ha permès la identificació del compost candidat IQS-022. S’ha demostrat l’activitat antitumoral d’aquest últim compost en un ampli panell de línies cel·lulars de LDCGB, així com en un model immunocompetent de xenoempelt de LDCGB utilitzant l’experiment de membrana corioalantoïdal (CAM) d’embrió de pollastre. D’entre un panell de compostos derivats de l’estructura d’IQS-022, IQS-036 ha demostrat el millor perfil d’eficàcia i seguretat, capaç d’induir l’apoptosi en línies cel·lulars de LDCGB. Per investigar l’especificitat de l’IQS-036, s’ha utilitzat una parella de línies cel·lulars amb i sense expressió de CXCR4. Aquestes anàlisis, que han inclòs un experiment d’ocupació basat en citometria de flux, i mesures d’activitat antitumoral in vitro i in vivo, han demostrat una especificitat parcial del compost i l’existència de possibles efectes inespecífics.
Les SMD són un grup de malalties clonals de cèl·lules mare hematopoètiques caracteritzades per citopènia i displàsia en el llinatge mieloide. D’entre les diverses alteracions displàsiques observades en pacients de SMD, els mMK, definits com megacariòcits (MK) petits amb un nucli mono- o bilobulat, s’han associat a un pitjor pronòstic en SMD. No obstant, no es coneixen les alteracions moleculars darrere d’aquest fenomen.
En aquesta tesi s’han comparat les alteracions citogenètiques i mutacions somàtiques entre casos de SMD amb diferents graus de dismegacariopoesi. Els pacients amb alt percentatge de mMK han presentat una alta freqüència d’haploinsuficiència del gen EZH2 (EZH2h), causada per la seva mutació o pèrdua del seu locus al cromosoma 7, en coocurrència amb la mutació del gen RUNX1 (RUNX1m). Aquesta evidència s’ha confirmat en una cohort de validació, en què les alteracions genètiques s’han estudiat integrant vàries tècniques d’alta resolució i a nivell de cèl·lula única (single cell).
Estudis transcriptòmics de casos EZH2h+RUNX1m han mostrat una regulació negativa de gens involucrats en senyalització de TNF-α a través de NF-κB, entre d’altres, alguns dels quals s’han validat mitjançant seqüenciació de RNA de cèl·lula única i PCR quantitativa. Finalment, experiments de validació utilitzant un model de diferenciació de MK basat en una línia cel·lular han mostrat que la pèrdua de funció de EZH2 pot reduir lleugerament la maduració dels MK i recapitular alguns aspectes del perfil d’expressió gènica prèviament identificat.
Els resultats d’aquest treball indiquen que CXCR4 és una diana terapèutica prometedora en LDCGB, amb l’IQS-036 sent un candidat a fàrmac amb potent activitat antitumoral i perfil favorable de seguretat in vitro i in vivo, tot i una especificitat incompleta. A més, els casos de SMD amb mMK estan enriquits en la coocurrència de dos esdeveniments genètics, la pèrdua de funció dels gens EZH2 i RUNX1, que podrien constituir un biomarcador d’un subtipus específic de SMD amb mal pronòstic.Los objetivos de esta tesis doctoral han sido la investigación de nuevos compuestos candidatos dirigidos contra el receptor CXCR4 en modelos preclínicos de linfoma difuso de células B grandes (LDCBG) y el descubrimiento de nuevos biomarcadores moleculares para pacientes de neoplasias mielodisplásicas (SMD) con micromegacariocitos (mMK).
El LDCBG es el subtipo de linfoma no Hodgkin de células B maduras más frecuente. A pesar de las altas tasas de respuesta al régimen de inmunoquimioterapia R-CHOP, sigue siendo necesario encontrar nuevas estrategias terapéuticas para pacientes refractarios o en recaída. Los recientes descubrimientos sobre el impacto del microambiente tumoral, y específicamente, de CXCR4, en el desarrollo tumoral, han apuntado hacia el uso de inhibidores de CXCR4 (CXCR4-i) como una aproximación terapéutica prometedora.
En este trabajo se ha realizado un cribaje de 31 nuevos CXCR4-i con una línea celular representativa de LDCBG que ha permitido la identificación del compuesto candidato IQS-022. Se ha demostrado la actividad antitumoral de este último compuesto en un amplio panel de líneas celulares de LDCB, así como en un modelo inmunocompetente de xenoinjerto de LDCBG usando el ensayo de membrana corioalantoidea (CAM) de embrión de pollo. De entre un panel de compuestos derivados de la estructura de IQS-022, IQS-036 ha demostrado el mejor perfil de eficacia y seguridad, capaz de inducir la apoptosis en líneas celulares de LDCBG. Para investigar la especificidad de IQS-036, se ha utilizado una pareja de líneas celulares con y sin expresión de CXCR4. Estos análisis, que han incluido un ensayo de ocupación basado en citometría de flujo, y medidas de actividad antitumoral in vitro e in vivo, han demostrado una especificidad parcial del compuesto y la existencia de posibles efectos inespecíficos.
Los SMD son un grupo de enfermedades clonales de células madre hematopoyéticas caracterizadas por citopenia y displasia en el linaje mieloide. De entre las diversas alteraciones displásicas observadas en pacientes de SMD, los mMK, definidos como megacariocitos (MK) pequeños con un núcleo mono- o bilobulado, se han asociado a un peor pronóstico en SMD. No obstante, no se conocen las alteraciones moleculares detrás de este fenómeno.
En esta tesis se han comparado las alteraciones citogenéticas y mutaciones somáticas entre casos de SMD con diferentes grados de dismegacariopoyesis. Los pacientes con alto porcentaje de mMK han presentado una alta frecuencia de haploinsuficiencia del gen EZH2 (EZH2h), causada por su mutación o pérdida de su locus en el cromosoma 7, en coocurrencia con la mutación del gen RUNX1 (RUNX1m). Esta evidencia ha sido confirmada en una cohorte de validación, en la que las alteraciones genéticas se han estudiado integrando de varias técnicas de alta resolución y a nivel de célula única (single cell).
Estudios transcriptómicos de casos EZH2h+RUNX1m han mostrado una regulación negativa de genes involucrados en la señalización de TNF-α a través de NF-κB, entre otros, algunos de los cuales se han validado mediante secuenciación de RNA de célula única y PCR cuantitativa. Finalmente, ensayos de validación usando un modelo de diferenciación de MK basado en una línea celular han mostrado que la pérdida de función de EZH2 puede reducir ligeramente la maduración de los MK y recapitular algunos aspectos del perfil de expresión génica previamente identificado.
Los resultados de este trabajo sugieren que CXCR4 es una diana terapéutica prometedora en LDCBG, con IQS-036 siendo un candidato a fármaco con potente actividad antitumoral y perfil favorable de seguridad in vitro e in vivo, a pesar de una especificidad incompleta. Además, los casos de SMD con mMK están enriquecidos en la coocurrencia de dos eventos genéticos, la pérdida de función de los genes EZH2 y RUNX1, que podrían constituir un biomarcador de un subtipo específico de SMD con mal pronóstico.The aims of this dissertation have been the investigation of new candidate compounds targeting the CXC chemokine receptor 4 (CXCR4) in preclinical models of diffuse large B-cell lymphoma (DLBCL) and the discovery of new molecular biomarkers for myelodysplastic neoplasm (MDS) patients with micromegakaryocytes (mMK).
DLBCL is the most frequent subtype of mature B-cell non-Hodgkin lymphoma. Despite the high rates of response to the immunochemotherapy regimen R-CHOP, new therapeutic strategies are still needed for refractory or relapsed patients. The recent discoveries on the impact of the tumor microenvironment, and specifically, the role of CXCR4, on tumor development, have pointed at the use of CXCR4-inhibitors (CXCR4-i) as a promising approach.
In this work, 31 new CXCR4-i targeting compounds were screened on a representative DLBCL cell line, allowing the identification of the lead compound IQS-022. Subsequent studies demonstrated the antitumoral activity of this latter in a wider panel of DLBCL cell lines, as well as in an immunocompetent DLBCL xenograft model using the chicken chorioallantoic membrane (CAM) assay. Among a panel of compounds derived from IQS-022 structure, IQS-036 was identified as presenting the best efficacy and safety profile, with the ability to elicit apoptosis in DLBCL cell lines. To investigate the specificity of IQS-036, subsequent studies were carried out using a CXCR4-wild type and a CXCR4-depleted cell line. These analyses, which included a flow cytometry-based occupancy assay, and in vitro and in vivo antitumor activity measurement, highlighted a partial specificity of the compound and potential, unforeseen off-target effects.
MDS are a group of clonal hematopoietic stem cell diseases characterized by cytopenia and dysplasia in myeloid lineages. Among the multiple dysplastic features observed in MDS patients, mMK, defined as small megakaryocytes (MK) with a mono- or bi-lobated nucleus, have been associated with poor prognosis in MDS. However, the molecular alterations behind this occurrence are largely unknown.
In this thesis, the patterns of cytogenetic alterations and somatic mutations were compared between MDS cases with different degrees of dysmegakaryopoiesis, leading to the observation that haploinsufficiency of EZH2 (EZH2h), caused by either mutation or loss of its locus in chromosome 7, in co-occurrence with RUNX1 mutation (RUNX1m), was significantly enriched in cases with high levels of mMK. This finding was confirmed in a smaller validation cohort, in which genetic alterations were examined by integrating various high-resolution and single-cell approaches.
Subsequent transcriptomic studies of EZH2h+RUNX1m cases showed the downregulation of genes involved in TNF-α signaling via NF-κB, among others, some of which could be validated by single-cell RNA-sequencing (scRNA-seq) and quantitative PCR (RT-qPCR). Finally, functional validation assays using a cell line-based model of MK differentiation showed that EZH2 loss of function slightly reduced MK maturation and recapitulated some aspects of the previously identified gene expression profile.
The results of this work highlight CXCR4 as a promising therapeutic target for DLBCL, with IQS-036 constituting a drug candidate with potent antitumor activity and a favorable safety profile in vitro and in vivo, despite an incomplete specificity. In addition, MDS cases with mMK are concomitantly enriched in two genetic hallmarks, i.e. the loss of function of both EZH2 and RUNX1 genes, which could potentially be considered a biomarker of a distinct MDS subtype with poor prognosis.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Bioquímica, Biologia Molecular i Biomedicin
Combinación de alcohol y bebidas energéticas en patrón de atracón-binge drinking: Efectos agudos y diferencias de género
No full textIntroducció
El consum d’alcohol combinat amb begudes energètiques (AmED) està de moda entre els joves. S'ha relacionat amb conductes de risc com el consum en patró d'afartament o binge drinking i la conducció sota els seus efectes. L'objectiu de l'estudi va ser avaluar la rellevància del gènere als efectes aguts de AmED.
Métodes
Es va realitzar un assaig clínic aleatoritzat, creuat i doble cec en 28 voluntaris sans (14 homes: 14 dones) i amb quatre condicions de tractament: alcohol+beguda energètica (BE), alcohol+placebo de BE, placebo d'alcohol+BE i tots dos placebos. Es van administrar 70 g d'alcohol en homes i 55 g en dones combinats amb 750 i 589 mL de BE, respectivament, en 80 minuts, imitant un episodi tipus binge drinking. Es van mesurar les habilitats relacionades amb el rendiment psicomotor, els efectes subjectius, les constants vitals i les concentracions d’alcohol i cafeïna al llarg d’un període de 8 hores.
Resultats
Les concentracions màximes d'alcohol en aire espirat van ser de 0,46 mg/L en tots dos gèneres, atès que la dosi administrada va ser un 21% inferior a les dones. També es van observar concentracions màximes similars de cafeïna a la sang en homes i dones. Les dones van declarar més embriaguesa i sedació induïda per l'alcohol que els homes, però no es van trobar diferències de gènere en les habilitats relacionades amb el rendiment psicomotor. L'AmED va reduir lleument els efectes de l'alcohol a la majoria dels resultats subjectius i psicomotors, però les BE no van contrarestar totalment els efectes de l'alcohol, i no es va trobar cap interacció entre les dues begudes.
Conclusions
Després d'un episodi d’afartament o binge drinking, les dones van informar de més embriaguesa i sedació que els homes. Els nostres resultats donen suport a la major sensibilitat de les dones a diversos efectes subjectius de l'alcohol, però cal fer més estudis per dilucidar les diferències de gènere d'AmED en el rendiment al volant.Introducción
El consumo de alcohol mezclado con bebidas energéticas (AmED) está de moda entre los jóvenes. Se ha relacionado con conductas de riesgo como el consumo en patrón de atracón y la conducción bajo los efectos del mismo. El objetivo del estudio fue evaluar la relevancia del género en los efectos agudos de AmED.
Métodos
Se realizó un ensayo clínico aleatorizado, cruzado y doble ciego en 28 voluntarios sanos (14 hombres: 14 mujeres) y con cuatro condiciones de tratamiento: alcohol+bebida energética (BE), alcohol+placebo de BE, placebo de alcohol+BE y ambos placebos. Se administraron 70 g de alcohol en hombres y 55 g en mujeres combinados con 750 mL y 589 mL de BE, respectivamente, en 80 minutos, imitando un episodio de consumo en patrón de atracón. Se midieron las habilidades relacionadas con el rendimiento psicomotor, los efectos subjetivos, las constantes vitales y las concentraciones de alcohol y cafeína a lo largo de un periodo de 8 horas.
Resultados
Las concentraciones máximas de alcohol en aire espirado fueron de 0,46 mg/L en ambos géneros, dado que la dosis administrada fue un 21% inferior en las mujeres. También se observaron concentraciones máximas similares de cafeína en sangre en hombres y mujeres. Las mujeres declararon mayor embriaguez y sedación inducida por el alcohol que los hombres, pero no se encontraron diferencias de género en las habilidades relacionadas con el rendimiento psicomotor. El AmED redujo levemente los efectos del alcohol en la mayoría de los resultados subjetivos y psicomotores, pero las BE no contrarrestaron totalmente los efectos del alcohol, y no se encontró ninguna interacción entre ambas bebidas.
Conclusiones
Después de un episodio de consumo en patrón de atracón, las mujeres informaron de mayor embriaguez y sedación que los hombres. Nuestros resultados apoyan la mayor sensibilidad de las mujeres a varios efectos subjetivos del alcohol, pero deben realizarse más estudios para dilucidar las diferencias de género de AmED en el rendimiento psicomotor.Introduction
Consumption of alcohol mixed with energy drinks (AmED) is trendy among young people. It has been related with risk-taking behaviours like binge drinking and driving under alcohol influence. The aim of the study was to assess the relevance of gender in the acute effects of AmED.
Methods
A randomized, cross-over, double-blind clinical trial was conducted in 28 healthy volunteers (14 men: 14 women) and with four treatment conditions: alcohol+energy drink (ED), alcohol+placebo of ED, placebo of alcohol+ED and both placebos. 70 g of alcohol in men and 55 g in women combined with 750 mL and 589 mL of ED, respectively, were administered in 80 minutes, mimicking a binge drinking episode. Psychomotor related-skills, subjective effects, vital signs and alcohol and caffeine concentrations were measured along an 8-hours period.
Results
Peak alcohol concentrations in breath air were 0.46 mg/L in both genders, given that the dose administered was 21% lower in women. Similar peak blood caffeine concentrations in men and women were also observed. Women reported higher drunkenness and alcohol-induced sedation than men, but no gender differences were found on psychomotor-related skills. AmED slightly reduced alcohol effects on most subjective and psychomotor outcomes but ED did not entirely offset alcohol effects, and no interaction was found among both beverages.
Conclusions
After a binge drinking episode, women reported higher drunkenness and sedation than men. Our results support higher sensitivity of women to several subjective effects of alcohol, but further studies should be conducted to elucidate gender differences of AmED on psychomotor performance.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Farmacologi
Tailoring Surface Properties for the Development of Functional Hybrid Materials
No full textAquesta Tesi se centra en el desenvolupament d’estratègies per la funcionalització covalent de superfícies per crear nous materials híbrids amb aplicacions en optoelectrònica, catàlisi i electrònica molecular. En concret, s'ha dut a terme la preparació de monocapes auto-assemblades (SAMs) sobre superfícies d'or utilitzant una molècula foto- i redox-activa amb un alquí terminal com a grup d'ancoratge formant un enllaç C-Au covalent. El transport de carrega a través d’unions moleculars (metall-molècula-metall) basades en aquestes SAMs s’ha estudiat emprant un metall líquid, un eutèctic de gal·li-indi (EGaIn), com a elèctrode superior. A més, es va utilitzar el mateix interruptor molecular per funcionalitzar nanopartícules d'or que s’organitzen de forma ordenada a la interfície líquid-líquid formant pel·lícules amb activitat electrocatalítica per a la degradació de colorants en aigua. L’EGaIn no només s’ha utilitzat com a elèctrode en unions moleculars sinó que també s’ha emprat per preparar nanopartícules d’aquest material. La funcionalització de la superfície de les partícules amb derivats d'àcid fosfònic ha demostrat ser una estratègia versàtil que atorga estabilitat col·loïdal i control en mida i morfologia. Finalment, en aquesta Tesi també explorem els nanografens com a nanomaterials actius per formar SAMs que s’incorporen en unions moleculars, centrant-nos en la relació entre l'estructura molecular i la resposta elèctrica. A més, derivats de nanografens amb una estructura distorsionada no planar han demostrat propietats quiròptiques que es poden modular amb estímuls externs com el pH i el voltatge, fet que els fa adequats per la seva aplicació com interruptors moleculars i filtres d'espín. En resum, treball desenvolupat en el marc d'aquesta Tesi ressalta la versatilitat de l'enginyeria de superfícies en el desenvolupament de materials híbrids amb resposta a estímuls externs.Esta Tesis se centra en el desarrollo de estrategias para la funcionalización covalente de superficies para crear nuevos materiales híbridos con aplicaciones en optoelectrónica, catálisis y electrónica molecular. En concreto, se ha llevado a cabo la preparación de monocapas auto-ensambladas (SAMs) sobre superficies de oro utilizando una molécula foto- y redox-activa con un alquino terminal como grupo de anclaje formando un enlace C-Au covalente. El transporte de carga a través de uniones moleculares (metal-molécula-metal) basadas en estas SAMs se ha estudiado utilizando un metal líquido, el eutéctico de galio-indio (EGaIn), como electrodo superior. Además, se utilizó el mismo interruptor molecular para funcionalizar nanopartículas de oro que se organizan de forma ordenada en la interfaz líquido-líquido formando películas con actividad electrocatalítica para la degradación de colorantes en agua. El EGaIn no sólo se ha utilizado como electrodo en uniones moleculares, sino que también se ha utilizado para preparar nanopartículas de este material. La funcionalización de la superficie de las partículas con derivados de ácido fosfónico ha demostrado ser una estrategia versátil que otorga estabilidad coloidal y control en tamaño y morfología. Por último, en esta Tesis también exploramos los nanografenos como nanomateriales activos para formar SAMs que se incorporan en uniones moleculares, centrándonos en la relación entre la estructura molecular y la respuesta eléctrica. Además, derivados de nanografenos con una estructura distorsionada no planar han demostrado propiedades quirópticas que pueden modularse con estímulos externos como el pH y el voltaje, lo que los hace adecuados para su aplicación como interruptores moleculares y filtros de espín. En resumen, el trabajo desarrollado en el marco de esta Tesis resalta la versatilidad de la ingeniería de superficies en el desarrollo de materiales híbridos con respuesta a estímulos externos.This thesis focuses on the development of strategies for the covalent functionalization of surfaces to create new hybrid materials with applications in optoelectronics, catalysis, and molecular electronics. Specifically, self-assembled monolayers (SAMs) were prepared on gold surfaces using a photo- and redox-active molecule with a terminal alkyne as an anchoring group, forming a covalent C-Au bond. Charge transport measurements on molecular junctions (metal-molecule-metal) based on these SAMs were carried out using a liquid metal, a eutectic of gallium-indium (EGaIn) alloy, as the top electrode. Additionally, the same molecular switch was used to functionalize gold nanoparticles, which were assembled at the liquid-liquid interface, forming films with electrocatalytic activity for dye degradation in water. Furthermore, the EGaIn was not only used as an electrode in molecular junctions but also to prepare nanoparticles of this material. The surface functionalization of these particles with phosphonic acid derivatives has proven to be an efficient methodology to provide colloidal stability and control over size and morphology. Finally, in this Thesis, we also explored nanographenes as active nanomaterials for forming SAMs that are incorporated into molecular junctions, focusing on the relationship between molecular structure and electrical response. Moreover, nanographene derivatives with a distorted non-planar structure have demonstrated chiroptical properties that can be modulated by external stimuli such as pH and voltage, making them suitable for applications as molecular switches and spin filters. In summary, the work developed in this Thesis highlights the versatility of surface engineering in the development of responsive functional hybrid materials.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Ciència de Material
Advancing Antimicrobial and Vaccine Delivery Systems: Innovations in Protein Nanoparticles, Encapsulation Techniques, and Targeted Therapeutic Approaches
No full textAquesta tesi doctoral explora el desenvolupament de sistemes avançats per a la producció, purificació i lliurament de pèptids antimicrobians (AMPs) i vacunes, amb l’objectiu de donar resposta als reptes que planteja la resistència antimicrobiana (AMR) i les infeccions emergents. El treball se centra en estratègies innovadores per millorar l’estabilitat i l’eficàcia dels AMPs, així com en el disseny de sistemes de lliurament que permetin dirigir aquests pèptids de manera més precisa als teixits afectats. Entre els sistemes investigats s’inclouen les vesícules derivades de membranes cel·lulars, conegudes com a cellsomes.
Els objectius principals de la recerca són, en primer lloc, la producció recombinada d’AMPs per millorar-ne la funcionalitat i l’estabilitat. En segon lloc, es busca optimitzar els processos de purificació de proteïnes per aconseguir productes d’alta puresa que es puguin encapsular de manera eficient. En tercer lloc, es desenvolupen tècniques d’encapsulació innovadores per protegir els AMPs en medis biològics i millorar-ne l’eficàcia antibacteriana en models preclínics. Finalment, s’investiga la utilització de cellsomes i altres sistemes de lliurament avançats per a l’administració de vacunes, amb l’objectiu de millorar la resposta immunitària i reduir els riscos associats als mètodes convencionals.
Un dels grans reptes d’aquesta recerca és l’augment de la resistència antimicrobiana a escala global, que està limitant cada cop més l’eficàcia dels tractaments antibiòtics tradicionals. Els AMPs ofereixen una solució prometedora gràcies a la seva capacitat per destruir les membranes de les cèl·lules bacterianes. Tanmateix, els AMPs tenen limitacions pel que fa a la seva estabilitat en el cos humà, i aquesta tesi aborda aquestes dificultats mitjançant l’ús de tècniques d’encapsulació que els protegeixen de la degradació prematura i n’optimitzen el lliurament.
Els resultats d’aquesta tesi han demostrat que els AMPs encapsulats presenten una major estabilitat i eficàcia en comparació amb les formes lliures dels mateixos pèptids. En models preclínics, els AMPs encapsulats han aconseguit una reducció significativa de la càrrega bacteriana en les àrees d’infecció, cosa que subratlla el seu potencial terapèutic en el tractament de les infeccions. A més, les tècniques de purificació desenvolupades en aquest estudi han permès obtenir AMPs de gran puresa, millorant així la seva eficàcia.
Pel que fa als sistemes de lliurament de vacunes, s’han desenvolupat nous mètodes basats en l’ús de vesícules de membrana cel·lular per transportar antígens de manera segura i efectiva. Aquests sistemes han mostrat una gran versatilitat i capacitat d’adaptació a diferents tipus de patògens, fet que els fa especialment útils per a situacions d’emergència sanitària. La recerca també ha explorat l’ús de cellsomes com a vehicle per a l’administració de vacunes, amb resultats prometedors que apunten a una millora significativa en la resposta immunitària.
En conclusió, aquesta tesi presenta avenços importants en el camp dels fàrmacs antimicrobians i les vacunes. Els AMPs encapsulats i els sistemes de lliurament desenvolupats tenen el potencial de superar les limitacions dels antibiòtics convencionals i oferir noves alternatives terapèutiques per al tractament d’infeccions resistents. A més, els sistemes de lliurament de vacunes desenvolupats podrien tenir un impacte significatiu en la salut pública, millorant tant la prevenció com la resposta a infeccions emergents. Els avenços exposats en aquest treball ofereixen noves perspectives per al tractament i la prevenció de malalties infeccioses a escala global.Esta tesis doctoral explora el desarrollo de sistemas avanzados para la producción, purificación y entrega de péptidos antimicrobianos (AMPs) y vacunas, con el objetivo de abordar los retos que plantea la resistencia antimicrobiana (AMR) y las infecciones emergentes. El trabajo se centra en estrategias innovadoras para mejorar la estabilidad y la eficacia de los AMPs, así como en el diseño de sistemas de entrega que permitan dirigir estos péptidos de manera más precisa a los tejidos afectados. Entre los sistemas investigados se incluyen vesículas derivadas de membranas celulares, conocidas como cellsomas.
Los objetivos principales de la investigación son, en primer lugar, la producción recombinante de AMPs para mejorar su funcionalidad y estabilidad. En segundo lugar, se busca optimizar los procesos de purificación de proteínas para obtener productos de alta pureza que puedan encapsularse de manera eficiente. En tercer lugar, se desarrollan técnicas de encapsulación innovadoras para proteger los AMPs en medios biológicos y mejorar su eficacia antibacteriana en modelos preclínicos. Finalmente, se investiga la utilización de cellsomas y otros sistemas avanzados de entrega para la administración de vacunas, con el objetivo de mejorar la respuesta inmunitaria y reducir los riesgos asociados a los métodos convencionales.
Uno de los grandes retos de esta investigación es el aumento de la resistencia antimicrobiana a nivel global, lo que está limitando cada vez más la eficacia de los tratamientos antibióticos tradicionales. Los AMPs ofrecen una solución prometedora gracias a su capacidad para destruir las membranas de las células bacterianas. Sin embargo, los AMPs tienen limitaciones en cuanto a su estabilidad en el cuerpo humano, y esta tesis aborda estas dificultades mediante el uso de técnicas de encapsulación que los protegen de la degradación prematura y optimizan su entrega.
Los resultados de esta tesis han demostrado que los AMPs encapsulados presentan una mayor estabilidad y eficacia en comparación con las formas libres de los mismos péptidos. En modelos preclínicos, los AMPs encapsulados han logrado una reducción significativa de la carga bacteriana en las áreas de infección, lo que subraya su potencial terapéutico en el tratamiento de infecciones. Además, las técnicas de purificación desarrolladas en este estudio han permitido obtener AMPs de gran pureza, mejorando así su eficacia.
En cuanto a los sistemas de entrega de vacunas, se han desarrollado nuevos métodos basados en el uso de vesículas de membrana celular para transportar antígenos de manera segura y efectiva. Estos sistemas han mostrado una gran versatilidad y capacidad de adaptación a diferentes tipos de patógenos, lo que los hace especialmente útiles para situaciones de emergencia sanitaria. La investigación también ha explorado el uso de cellsomas como vehículo para la administración de vacunas, con resultados prometedores que apuntan a una mejora significativa en la respuesta inmunitaria.
En conclusión, esta tesis presenta avances importantes en el campo de los fármacos antimicrobianos y las vacunas. Los AMPs encapsulados y los sistemas de entrega desarrollados tienen el potencial de superar las limitaciones de los antibióticos convencionales y ofrecer nuevas alternativas terapéuticas para el tratamiento de infecciones resistentes. Además, los sistemas de entrega de vacunas desarrollados podrían tener un impacto significativo en la salud pública, mejorando tanto la prevención como la respuesta a infecciones emergentes. Los avances expuestos en este trabajo ofrecen nuevas perspectivas para el tratamiento y la prevención de enfermedades infecciosas a nivel global.This doctoral thesis explores the development of advanced systems for the production, purification, and delivery of antimicrobial peptides (AMPs) and vaccines, with the aim of addressing the challenges posed by antimicrobial resistance (AMR) and emerging infections. The research focuses on innovative strategies to improve the stability and efficacy of AMPs, as well as on designing delivery systems that allow for more precise targeting of these peptides to affected tissues. Among the systems investigated are cell membrane-derived vesicles, known as cellsomes.
The main objectives of the research are, first, the recombinant production of AMPs to enhance their functionality and stability. Second, the optimization of protein purification processes to obtain high-purity products that can be efficiently encapsulated. Third, innovative encapsulation techniques are developed to protect AMPs in biological media and improve their antibacterial efficacy in preclinical models. Finally, the research investigates the use of cellsomes and other advanced delivery systems for vaccine administration, aiming to enhance immune response and reduce the risks associated with conventional methods.
One of the major challenges of this research is the global rise in antimicrobial resistance, which is increasingly limiting the efficacy of traditional antibiotic treatments. AMPs offer a promising solution due to their ability to destroy bacterial cell membranes. However, AMPs face limitations in terms of their stability in the human body, and this thesis addresses these issues through encapsulation techniques that protect them from premature degradation and optimize their delivery.
The results of this thesis have shown that encapsulated AMPs exhibit greater stability and efficacy compared to free forms of the same peptides. In preclinical models, encapsulated AMPs have achieved a significant reduction in bacterial load in infected areas, underscoring their therapeutic potential in treating infections. Moreover, the purification techniques developed in this study have enabled the production of highly pure AMPs, further improving their effectiveness.
In terms of vaccine delivery systems, new methods based on the use of cell membrane vesicles have been developed to safely and effectively transport antigens. These systems have demonstrated great versatility and adaptability to different types of pathogens, making them especially useful in public health emergencies. The research has also explored the use of cellsomes as a vehicle for vaccine administration, with promising results indicating a significant improvement in immune response.
In conclusion, this thesis presents important advances in the field of antimicrobial drugs and vaccines. Encapsulated AMPs and the delivery systems developed have the potential to overcome the limitations of conventional antibiotics and offer new therapeutic alternatives for the treatment of resistant infections. Additionally, the vaccine delivery systems developed could have a significant impact on public health, improving both prevention and response to emerging infections. The advances presented in this work offer new perspectives for the treatment and prevention of infectious diseases on a global scale.Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Biotecnologi
End-to-end learning for wind turbine blades: from imagery data to defect repair recommendations
No full textTesi amb menció de Doctorat Internacional i de Doctorat Industrial(English) The European Union's (EU) reliance on external energy sources underscores the urgent need for energy security and affordability, driving the transition to renewable energy with wind power as a key renewable solution. However, wind turbine operation and maintenance still account for 30% of energy production costs, due to their prolonged exposure to harsh environmental conditions. Timely defect detection and repair are critical, as turbines must often be halted during visual inspections and repairs. Streamlining the process from inspection to decision-making is essential to reduce downtime and operational costs.
This thesis presents a comprehensive end-to-end blade assessment system designed to determine defect severity, quantify their impact on energy production, and deliver actionable repair recommendations. By enabling wind turbine owners to act proactively, this system helps minimize operational costs. The framework emphasizes efficient image transmission that preserves quality, followed by the generation of detailed blade assessments to establish a consistent and effective repair strategy.
To this end, this project proposes first segmenting images to isolate blade regions, simplifying subsequent tasks through algorithms tailored for imagery acquired under diverse conditions. These include a Blade U-Net model, which introduces dense conditional-random-field regularization to enhance segmentation accuracy, and advanced post-processing involving iterative refinement through hole-filling and noise reduction via an unsupervised random forest. Two deep discriminant analysis frameworks integrate class separability and probabilistic modeling into robust non-linear architectures to derive precise defect boundaries, handle complex textures, and improve generalization across varied inspection data. Additional contributions include a modular region-growing classifier for efficient segmentation in data-scarce conditions and diffusion-based models with dual-space augmentation to improve generalization and robustness, leading to substantial superior performance than competing techniques. Together, these segmentation methods form the foundation for automated defect detection and diagnostics.
In the second part, to address the challenge of handling large volumes of high-resolution inspection data, this work also presents a novel region-of-interest (ROI) image compression framework. Traditional methods often compromise critical defect information. The proposed framework leverages segmentation outputs to ensure high-fidelity compression in blade regions, employing lossless or high-quality lossy techniques while aggressively compressing non-relevant areas. Key innovations include multi-layer nested latent variable models for lossy coding and parallelized bits-back coding optimized for industrial-scale applications. These advancements achieve state-of-the-art performance while significantly reducing computational costs. By coupling compression with our proposed multi-task defect detection model, this approach supports timely and accurate diagnostics, ensuring minimal disruption to turbine operations.
In summary, this thesis contributes a hierarchy of low-level to high-level algorithms designed to streamline wind turbine maintenance processes. The combination of advanced segmentation and compression enables a fully automated pipeline for blade defect assessment, encompassing defect localization, classification, and repair prioritization, directly improving energy efficiency by reducing downtime, optimizing maintenance schedules, and minimizing repair costs.(Català) La dependència de la Unió Europea (UE) a fonts d'energia externes subratlla la urgència de garantir la seguretat i assequibilitat energètica, destacant la transició cap a energies renovables com l'energia eòlica com una solució clau. No obstant això, els alts costos del manteniment de turbines eòliques a causa de la seva exposició a condicions adverses, que representen el 30% del cost de producció, limiten la seva eficiència. Les inspeccions i reparacions actuals requereixen detenir les turbines, la qual cosa incrementa el temps d'inactivitat i els costos operatius. És per això que és crucial desenvolupar solucions innovadores que permetin detectar i reparar defectes de manera primerenca.
Aquesta tesi proposa un sistema integral per a avaluar les pales de turbines eòliques, abastant des de la detecció de defectes i la seva gravetat fins a la planificació de reparacions i l'anàlisi del seu impacte en la generació d'energia. El sistema automatitza i optimitza les tasques de manteniment mitjançant tècniques avançades d'anàlisis d'imatges. En particular, se centra en la transmissió eficient d'imatges que preservin la seva qualitat i la generació d'avaluacions detallades per a dissenyar estratègies de reparació consistents i efectives.
És per això que es desenvolupen un conjunt d'algoritmes especialitzats a segmentar imatges de pales capturades sota diverses condicions ambientals, identificant amb precisió les regions d'interès i, així, simplificant les tasques posteriors de compressió i detecció de defectes. Primerament, es presenta el model Blade U-Net, que incorpora una regularització basada en camps aleatoris condicionals densos, així com un postprocessament iteratiu mitjançant l'algoritme de farciment de forats i els boscos aleatoris no supervisats. També s'implementen dos marcs d'anàlisis de discriminant profund per a millorar la separabilitat de les regions, juntament amb el modelatge probabilístic d'arquitectures no lineals per a obtenir límits precisos i robustos de les pales. Finalment, s'integren algoritmes complementaris amb un enfocament de classificació modular per creixement de regions per a condicions d'escassetat de dades i models generatius preentrenats basats en difusió amb augment de dades tant en els espais latents com en els d'imatges. Aquestes eines garanteixen una detecció robusta i generalitzable, fins i tot, per a imatges amb textures complexes i en diferents condicions d'inspecció adverses. A més, demostrem el seu rendiment significativament superior en comparació amb les tècniques existents.
La segona part de la tesi aborda la gestió eficient de grans volums de dades d'alta resolució mitjançant la compressió adaptativa. A diferència dels mètodes tradicionals, que tendeixen a sacrificar detalls crucials, el nostre enfocament aprofita la segmentació per a realitzar una compressió selectiva d'alta fidelitat a les regions d'interès, mentre comprimeix de manera més agressiva les àrees no rellevants. Entre les contribucions principals destaquen models de codificació de variables latents niades i un esquema de codificació bits-back paral·lelitzable, dissenyat específicament per a aplicacions industrials, aconseguint un rendiment d'última generació mentre es redueix substancialment el cost computacional. A més, la integració d'aquest enfocament amb el model multitasca de detecció de defectes permet realitzar diagnòstics més precisos i ràpids, minimitzant l'impacte en les operacions de les turbines i reduint la interrupció de la producció d'energia.
En conjunt, aquesta tesi presenta una jerarquia integral d'algoritmes, des de nivells baixos fins a alts, dissenyats per a agilitzar el diagnòstic i la reparació de turbines eòliques. Aquests desenvolupaments permeten automatitzar la localització, classificació i priorització de defectes en les pales, optimitzant els cronogrames de manteniment i reduint significativament el temps d'inactivitat i els costos operatius.(Español) La dependencia de la Unión Europea (UE) a fuentes de energía externas subraya la urgencia de garantizar la seguridad y asequibilidad energética, destacando la transición hacia energías renovables como la energía eólica como una solución clave. Sin embargo, los altos costos del mantenimiento de turbinas eólicas debido a su exposición a condiciones adversas, que representan el 30% del costo de producción, limitan su eficiencia. Las inspecciones y reparaciones actuales requieren detener las turbinas, lo que incrementa el tiempo de inactividad y los costos operativos. Por ello, es crucial desarrollar soluciones innovadoras que permitan detectar y reparar defectos de forma temprana.
Esta tesis propone un sistema integral para evaluar las palas de turbinas eólicas, abarcando desde la detección de defectos y su gravedad hasta la planificación de reparaciones y el análisis de su impacto en la generación de energía. El sistema automatiza y optimiza las tareas de mantenimiento mediante técnicas avanzadas de análisis de imágenes. En particular, se centra en la transmisión eficiente de imágenes que preserven su calidad y la generación de evaluaciones detalladas para diseñar estrategias de reparación consistentes y efectivas.
Para ello, se desarrollan un conjunto de algoritmos especializados en segmentar imágenes de palas capturadas bajo diversas condiciones ambientales, identificando con precisión las regiones de interés y simplificando las tareas posteriores de compresión y detección de defectos. Primero, se presenta el modelo Blade U-Net, que incorpora una regularización basada en campos aleatorios condicionales densos, así como un posprocesamiento iterativo mediante el algoritmo de relleno de agujeros y los bosques aleatorios no supervisados. También se implementan dos marcos de análisis de discriminante profundo para mejorar la separabilidad de las regiones, junto con el modelado probabilístico de arquitecturas no lineales para obtener límites precisos y robustos de las palas. Finalmente, se integran algoritmos complementarios con un enfoque de clasificación modular por crecimiento de regiones para condiciones de escasez de datos y modelos generativos preentrenados basados en difusión con aumento de datos tanto en los espacios latentes como en los de imágenes. Estas herramientas garantizan una detección robusta y generalizable, incluso para imágenes con texturas complejas y en diferentes condiciones de inspección adversas. Además, demostramos su rendimiento significativamente superior en comparación con las técnicas existentes.
La segunda parte de la tesis aborda la gestión eficiente de grandes volúmenes de datos de alta resolución mediante la compresión adaptativa. A diferencia de los métodos tradicionales, que tienden a sacrificar detalles cruciales, nuestro enfoque aprovecha la segmentación para realizar una compresión selectiva de alta fidelidad en las regiones de interés, mientras comprime de manera más agresiva las áreas no relevantes. Entre las contribuciones principales destacan modelos de codificación de variables latentes anidadas y un esquema de codificación bits-back paralelizable, diseñado específicamente para aplicaciones industriales, alcanzando un rendimiento de última generación mientras se reduce sustancialmente el costo computacional. Además, la integración de este enfoque con el modelo multitarea de detección de defectos permite realizar diagnósticos más precisos y rápidos, minimizando el impacto en las operaciones de las turbinas y reduciendo la interrupción de la producción de energía.
En conjunto, esta tesis presenta una jerarquía integral de algoritmos, desde niveles bajos hasta altos, diseñados para agilizar el diagnóstico y la reparación de turbinas eólicas. Estos desarrollos permiten automatizar la localización, clasificación y priorización de defectos en las palas, optimizando los cronogramas de mantenimiento y reduciendo significativamente el tiempo de inactividad y los costos operativos.DOCTORAT EN AUTOMÀTICA, ROBÒTICA I VISIÓ (Pla 2013
Máscaras y metamorfosis : el vínculo de Rostros Ocultos con la obra daliniana
No full textLa presente tesis supone el primer estudio monográfico de la novela Rostros ocultos de Salvador Dalí que parte de sus manuscritos y del material conservado referente a su creación, en su mayoría inédito. La investigación muestra cómo el proyecto fue paralelo al de su autobiografía, construyendo con ambas una imagen de sí mismo, su esposa y su relación para el público. Tras realizar un estudio comparado con su producción artística y literaria, demostramos su importante conexión con los grandes temas de la obra daliniana. Su eje vertebrador es el amor, articulado principalmente a través del cledalismo y puesto en relación con el contexto bélico que rodea la trama. En ella se plantea el amor como una metamorfosis que confronta con lo bello y lo terrible de uno mismo y del mundo, mostrando asimismo conexiones personales con relación a su mujer y con el poeta Federico García Lorca. En Rostros ocultos reflejó cómo para él la vida era una gran mascarada en la que se (con)fundían vida y arte.This thesis is the first monographic study of Salvador Dalí's novel Hidden Faces based on his manuscripts and the material preserved concerning his creation, most of it unpublished. The research shows how the project ran parallel to that of his autobiography, constructing with both an image of himself, his wife and their relationship for the public and, after carrying out a comparative study with his artistic and literary production, we demonstrate its important connection with the major themes of Dalí's work. Its core theme is love, articulated mainly through cledalism and placed in relation to the war context that surrounds the plot. In it, love is presented as a metamorphosis that confronts the beautiful and the terrible in oneself and in the world, also showing personal connections with his wife and with the poet Federico García Lorca. In Hidden Faces he showed how for him life was a great masquerade in which life and art were (con)fused.Programa de Doctorat en Humanitat
Desenvolupament i utilització de llevats recombinants com a plataforma vacunal. Seguretat, eficàcia i propietats immunomoduladores
No full textENG- Yeast are considered the first microorganisms used by humans to process food and alcoholic beverages. The technology developed from these ancient processes has formed the foundation of modern industrial biotechnology. In this thesis, the use of Pichia pastoris as an expression system for the production of recombinant proteins is highlighted, particularly in the field of bio-pharmaceutical products and industrial enzymes. The implementation of this technology for recombinant protein expression using this microorganism is described, using flexible vectors allowing the customization of recombinant expression characteristics.
To validate this implementation, the development of vaccine antigens to protect rabbits against Rabbit Hemorrhagic Disease (RHD), including a new variant (RHDV2), is described. The RHDV capsid protein, VP60, has been used as the basis for these antigens, demonstrating their ability to form virus-like particles (VLPs) and provide complete protection against experimental homologous infection. Surprisingly, a high dose of RHDV2 antigen also provided cross-protection against the classical RHDV variant in rabbits, opening up new opportunities in the production of highly effective commercial vaccines.
In summary, this thesis has successfully implemented a new technology for the production of effective vaccine antigens using Pichia pastoris as an expression system. These antigens offer protection against Rabbit Hemorrhagic Disease, including different variants, and represent a significant advancement in vaccine production for this diseaseCAT- Els llevats es consideren els primers microorganismes utilitzats pels humans per processar aliments i begudes alcohòliques. La tecnologia desenvolupada a partir d'aquests antics processos ha estat la base de la biotecnologia industrial moderna. En aquesta tesi, es destaca la utilització de Pichia pastoris com a sistema d’expressió per a la producció de proteïnes recombinants, especialment en productes biofarmacèutics i enzims industrials. Es descriu la implementació a l’empresa d’aquesta tecnologia d'expressió de proteïnes recombinants utilitzant aquest microorganisme, amb vectors flexibles que permeten personalitzar les característiques de l'expressió recombinant.
Per tal de validar aquesta implementació, es descriu el desenvolupament d'antígens vacunals per protegir els conills contra la Malaltia Hemorràgica del Conill (RHD), incloent-ne una nova variant (RHDV2). S'ha utilitzat la proteïna VP60 de RHDV com a base per als antígens, demostrant que poden formar partícules similars a virus (VLP) i proporcionar una protecció completa contra la infecció experimental homòloga. Sorprenentment, una dosi elevada d'antigen de RHDV2 també va proporcionar protecció creuada contra la variant clàssica de RHDV en conills, obrint noves oportunitats en la producció de noves vacunes comercials altament eficaces.
En resum, aquesta tesi ha aconseguit implementar una nova tecnologia per a la producció d'antígens vacunals eficaços mitjançant l'ús de Pichia pastoris com a sistema d’expressió. Aquests antígens ofereixen protecció contra la Malaltia Hemorràgica del Conill, incloent-ne diferents variants, i representen un avenç significatiu en la producció de vacunes per a aquesta malaltiaPrograma de Doctorat en Químic
Microfluidics for sweat monitoring
No full textTesi amb continguts retallats per motius de confidencialitatTesi amb menció de Doctorat Industrial (Generalitat de Catalunya)(English) This thesis began with the goal of revolutionizing continuous monitoring through the use of sweat. Over the course of this research, the field of sweat monitoring has evolved significantly, being consolidated as the most convenient non-invasive alternative to blood analysis. This thesis compiled the knowledge acquired during these years across different areas related to the design of a microfluidic sweat platform.
Initially, a perspiration model was developed as an in vitro experimental setup to enable realistic and cost-effective testing of microfluidic sweat platforms. Sweat gland dimensions and structure were replicated using on-plane soft lithography, solving the fabrication challenges associated. A functional prototype was successfully operated with appropriate skin surface characteristics, demonstrating its use with adhered microfluidic devices.
A microfluidic platform integrating custom electrochemical sensors was developed for the measurement of sweat volume, sweat conductivity and sweat lactate. Continuous monitoring has been proven for extended periods of time (exceeding 1 hour) with robustness and reproducibility. This system was incorporated into a complete wearable device featuring remote communication and embedded computation, becoming a novel tool for sports monitoring. The device was validated in on-body trials to assess the accuracy of the output parameters to the final user, for both sweat-based variables (sweat loss, sodium and sodium loss) and blood bioequivalence predictions (lactate).
Additionally, a novel microfluidic design for the chrono-sampling of sweat was explored in vitro. It combines a passive valve and pump to renovate the volume in a sensing chamber in a cyclic manner. The mismatch between the absorption rate of the passive pump and the sweat generation at the inlet was found to disconnect the fluid, restoring the passive valve function once surpassed. The system's characteristics can be adjusted to different requirements by modifying the valve widths or passive pump properties. However, the fabrication of this design requires high resolution, which can limit throughput and complicating the current large human testing involved in a microfluidic sweat platform. Therefore, new materials and fabrication techniques at the laboratory were explored to reduce the design to test time and enhance production capacity.
In summary, the initial vision of a novel microfluidic sweat wearable platform capable of providing non-invasive, real-time measurements of a variety of biomarkers has been accomplished. Moreover, several promising research lines have emerged, including advancements in perspiration models, microfluidic design, fabrication scalability and algorithm development. Finally, this research has led to the development of a commercially available product, demonstrating that continuous monitoring through sweat is now a market-ready technology.(Català) Aquesta tesi va començar amb l'objectiu de revolucionar el monitoratge continu mitjançant l'ús de la suor. Al llarg d'aquesta investigació, el camp de la mesura en suor ha evolucionat significativament, consolidant-se com l'alternativa no invasiva més convenient a l'ànalisi de sang. Aquesta tesi recull els coneixements adquirits durant aquests anys en diferents àmbits relacionats amb el disseny d'una plataforma microfluídica.
Inicialment, es va desenvolupar un model de sudoració per un muntatge experimental in vitro que permeti provar plataformes de suor microfluídiques de forma ràpida i efectiva. S'han replicat les dimensions i estructures de les glàndules sudorípares mitjançant soft lithography en el pla, superant els reptes associats a la fabricació. Es va aconseguir operar un prototip funcional amb característiques adequades de la superfície de la pell, demostrant la seva viabilitat per a l'ús amb dispositius microfluídics adherits.
Es va desenvolupar una plataforma microfluídica amb sensors electroquímics personalitzats per a la mesura del volum de suor, la conductivitat de la suor i el lactat en suor. Es va demostrar el monitoratge continu durant períodes prolongats (superiors a 1 hora) amb robustesa i reproductibilitat. Aquest sistema es va integrar en un dispositiu wearable complet amb comunicació remota i càlcul integrat, convertint-se en una eina innovadora per al monitoratge esportiu. El dispositiu es va validar en assajos in vivo per avaluar l'exactitud dels seus paràmetres de sortida, incloent-hi variables relacionades amb la suor (pèrdua de suor, concentració de sodi i pèrdua de sodi) i prediccions d'equivalència amb biomarcadors sanguinis (lactat).
A més, es va explorar un nou disseny microfluídic per al mostreig cronològic de la suor in vitro. Aquest sistema combina una vàlvula i una bomba passives, que permeten la renovació cíclica del volum dins d'una cambra de detecció. Es va observar que el desajust entre la velocitat d'absorció de la bomba passiva i la generació de suor a l'entrada provocava una desconnexió temporal del líquid, restaurant la funció de la vàlvula passiva un cop superat el llindar. Les característiques del sistema es poden ajustar segons diferents requisits modificant l'amplada de la vàlvula i les propietats de la bomba passiva. No obstant això, la fabricació d'aquest disseny requereix una alta resolució, cosa que pot limitar el rendiment i dificultar les proves a gran escala en humans. Per solucionar-ho, es van explorar nous materials i tècniques de fabricació per reduir el temps de disseny a experiment i millorar la capacitat de producció.
En resum, la idea inicial d'una nova plataforma microfluídica wearable capaç de proporcionar mesuraments no invasius i en temps real de diversos biomarcadors s'ha aconseguit amb èxit. A més, han sorgit diverses línies de recerca prometedores, incloent-hi millores en la modelització de la pell, el disseny microfluídic, l'escalabilitat de fabricació i el desenvolupament d'algoritmes. Finalment, aquesta investigació ha donat lloc a un producte comercialment disponible, demostrant que el monitoratge continu mitjançant la suor ja és una tecnologia llesta per al mercat.(Español) Esta tesis comenzó con el objetivo de revolucionar el monitoreo continuo mediante el uso del sudor. A lo largo de esta investigación, el campo de la medición en sudor ha evolucionado significativamente, consolidándose como la alternativa no invasiva más conveniente al análisis de sangre. Esta tesis recopila el conocimiento adquirido durante estos años en distintas áreas relacionadas con el diseño de una plataforma microfluídica.
Inicialmente, se desarrolló un modelo de sudoración para un montaje experimental in vitro que permita testear plataformas de sudor microfluídicas de forma rápida y efectiva. Se replicaron las dimensiones y estructuras de las glándulas sudoríparas mediante soft lithography en el plano, superando los desafíos asociados a la fabricación. Se logró operar un prototipo funcional con características adecuadas de la superficie de la piel, demostrando su viabilidad para su uso con dispositivos microfluídicos adheridos.
A continuació, se trabajó en una plataforma microfluídica con sensores electroquímicos personalizados para la medición del volumen de sudor, la conductividad del sudor y el lactato en sudor. Se demostró el monitoreo continuo durante períodos prolongados (superiores a 1 hora) con robustez y reproducibilidad. Este sistema se integró en un dispositivo wearable completo con comunicación remota y computación integrada, convirtiéndose en una herramienta innovadora para el monitoreo deportivo. El dispositivo se validó en ensayos in vivo para evaluar la precisión de sus parámetros de salida, incluyendo variables relacionadas con el sudor (pérdida de sudor, concentración de sodio y pérdida de sodio) y predicciones de equivalencia con biomarcadores sanguíneos (lactato).
Además, se exploró un nuevo diseño microfluídico para el muestreo cronológico del sudor in vitro. Este sistema combina una válvula y una bomba pasivas, que permiten la renovación cíclica del volumen dentro de una cámara de detección. Se observó que el desajuste entre la velocidad de absorción de la bomba pasiva y la generación de sudor en la entrada provocaba una desconexión temporal del fluido, restaurando la función de la válvula pasiva una vez superado el umbral. Las características del sistema pueden ajustarse según distintos requisitos, modificando el ancho de la válvula y las propiedades de la bomba pasiva. No obstante, la fabricación de este diseño requiere una alta resolución, lo que puede limitar la producción y dificultar la realización de pruebas a gran escala en humanos. Para solucionar este problema, se exploraron nuevos materiales y técnicas de fabricación con el fin de reducir el tiempo de diseño a experimento y mejorar la capacidad de producción.
En resumen, la visión inicial de una nueva plataforma wearable microfluídica capaz de proporcionar mediciones no invasivas y en tiempo real de diversos biomarcadores se ha materializado con éxito. Además, han surgido varias líneas de investigación prometedoras, incluyendo avances en modelado de piel, diseño microfluídico, escalabilidad de fabricación y desarrollo de algoritmos. Finalmente, esta investigación ha dado lugar a un producto comercialmente disponible, demostrando que el monitoreo continuo a través del sudor ya es una tecnología lista para el mercado.DOCTORAT EN ENGINYERIA MECÀNICA, FLUIDS I AERONÀUTICA (Pla 2013