Academic literature on the topic 'Esclerosis lateral amiotrófica'

La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa que produce debilidad muscular y deterioro de las funciones bulbares. Existen dos tipos de ELA: ELA familiar (ELAf), dividida en recesiva y dominante; y ELA esporádica (ELAe). En esta revisión sistemática se busca la relación entre la dermatoglifia y la ELA. Se realizaron búsquedas en diferentes bases de datos, aplicando criterios de inclusión y los artículos seleccionados se evaluaron con la escala de SIGN (Scottish Intercollegiate Guidelines Network) y la escala de sesgos de Cochrane. Se encontró alta frecuencia de patrones palmar y trirradio accesorios en interdigital y patrones en área tenar izquierda. Utilidad de la dermatoglifia para el diagnóstico precoz de ELA. Se encontró escasa información sobre la relación de ELA y dermatoglifia, se debe investigar con tecnología moderna para la recolección de huellas dactilares.

El documento digital no refiere asesor
Evalúa clínica y electrofisiologicamente a 80 pacientes (48 hombres y 32 mujeres) cuyas edades fluctuaron entre 23 y 82 años. La duración media de la enfermedad se estableció en 17.5 meses, en un rango de 06 meses a 5 años 5 meses. En el 62.5% de pacientes el síntoma inicial fue debilidad de los miembros a predominio de los superiores. Los estudios de neuroconduccion evidenciaron moderada alteración de los potenciales motores (debido a degeneración axonal) y la electromiografía de aguja mostró unidades motoras del tipo neurogeno crónico asociadas a las fibrilaciones, ondas positivas y fasciculaciones en la mayoría de grupos musculares. Al aplicar los criterios e “El Escorial”, en base al cuadro clínico y hallazgos electrofisiològicos, se identificaron 19 casos de ELA definida 30 casos de ELA probable, 23 casos de ELA posible y 08 casos de sospecha de ELA. Esta categorización de la enfermedad podría permitir mejor evaluación de los pacientes, así como su seguimiento e intentar una adecuada aproximación terapéutica.
Trabajo académico

L’esclerosis lateral amiotròfica (ELA) és una malaltia neurodegenerativa devastadora, per la qual actualment no existeix cap tractament. L’ELA es caracteritza per la pèrdua progressiva de motoneurones (MN) tan superiors com inferiors i la consegüent atrofia muscular. A dia d’avui es desconeix el mecanisme molecular específic que promou la mort de les MN, però s’ha relacionat amb diferents processos que inclouen tant les MN com les cèl·lules del voltant com pot ser l’estrès oxidatiu, la inflamació o l’agregació de proteïnes com la superòxid dismutasa 1 (SOD1). En aquesta tesis nosaltres proposem dues estratègies terapèutiques per L’ELA: incrementar l’eficiència de silenciament de la proteïna mutada SOD1 mitjançant teràpia gènica i estudiar el rol de l’àcid lisofosfatídic (LPA) com a mediador de la inflamació, en la fisiopatologia de l’ELA. En el primer capítol, amb l’objectiu de reduir els nivells de RNA de la proteïna mutada SOD1, nosaltres administrem oligonucleòtids antisentit (ASO) conjugats a lligands específics per tal d’incrementar la seva internalització a les cèl·lules. Els resultats presentats revelen la eficient internalització d’aquesta teràpia a neurones i cèl·lules glials. A més, la conjugació del ASO amb el lligand DCPP redueix de manera més eficient els nivells de RNA de SOD1 que no pas els ASO no conjugats. Tot i això l’administració del ASO conjugat al lligand DCPP en els ratolins SOD1G93A, el model experimental de ALS, no presenten afectes terapèutics. Pel que fa el segon capítol, com que la inflamació és un tret comú de la majoria de les condicions neurològiques i sabent que el receptor LPA2 contribueix en la fisiopatologia de la lesió medul·lar, ens preguntem si l’LPA podria contribuir en la fisiopatologia de l’ELA. Per això vam creuar ratolins nuls pel receptor LPA2 amb ratolins SOD1G93A. Els resultats demostren que l’absència del receptor LPA2 retarda la progressió de la malaltia i evita l’atròfia muscular en ratolins SOD1G93A. Col·lectivament els resultats que presentem en aquesta tesis aporten nova informació que podria servir per desenvolupar estratègies pel tractament de l’ELA.
La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa devastadora, por la cual actualmente no existen ningún tratamiento. La ELA se caracteriza por la pérdida progresiva de motoneuronas (MN) superiores e inferiores y la consiguiente atrofia muscular. Hoy en día se desconocen los mecanismos moleculares específicos que promueven la muerte de estas MN, aunque se han relacionado con múltiples procesos que incluyen tanto las MN como las células subyacentes, tales como el estrés oxidativo, la inflamación o la agregación de proteínas como la superóxido dismutasa 1. En esta tesis nosotros proponemos dos estrategias terapéuticas para el ELA: incrementar la eficiencia del silenciamiento de la proteína mutada SOD1 mediante terapia génica y estudiar el rol del ácido lisofosfatídico (LPA) como mediador de la inflamación, en la fisiopatología del ELA. En el primer capítulo, con el objetivo de reducir los niveles de RNA de la proteína mutada SOD1, administramos oligonucleótidos antisentido (ASO) conjugados a ligandos específicos, por así incrementar su internalización a las células. Los resultados presentados revelan la eficiente internalización de esta terapia en neuronas y células gliales. Además, la conjugación del ASO con el ligando DCPP reduce de manera más eficiente que los ASO no conjugados, los niveles de RNA de SOD1 en los ratones SOD1G93A. Sin embargo, la administración del ASO conjugado con el ligando DCPP en los ratones SOD1G93A no presenta efectos terapéuticos. En el segundo capítulo, como la inflamación es un factor común en varias condiciones neurológicas y sabiendo que el receptor LPA2 contribuye en la fisiopatología de la lesión medular, nos preguntamos si el LPA podría contribuir en la fisiopatología del ELA. Por esto cruzamos ratones nulos por el receptor LPA2 con ratones transgénicos SOD1G93A. Nuestros resultados demuestran que la ausencia del receptor LPA2 retarda la progresión de la enfermedad y evita la atrofia muscular en ratones SOD1G93A. Colectivamente los resultados presentados en esta tesis aportan nueva información que podrían servir para desarrollar estrategias para el tratamiento de la ELA.
Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a devasting neurodegenerative disorder with no effective treatment currently available. ALS is characterized by the progressive loss of both upper and lower motoneuron (MN) and the consequent muscle atrophy. Nowadays the specific molecular mechanism that underline the MN death is unknown, however has been related several dysfunction mechanisms in MNs and the surrounding cells, such: oxidative stress, inflammation or aggregation of aberrant proteins like superoxide dismutase 1 (SOD1). In this thesis we propose two therapeutic strategies for ALS: increase the silencing efficiency of the mutated SOD1, by means of gene therapy and study the role of the lysophosphatidic acid (LPA) in the pathophysiology of ALS. In the first chapter, with the aim to reduce the RNA levels of the SOD1 mutated, we administrated antisense oligonucleotide (ASO) conjugated to specific ligands to increase the internalization of the molecule. The results present here reveal the efficient internalization of the therapy in neurons and glia cells. Furthermore, the conjugated- ASO with the ligand DCPP reduce more efficiently than the unconjugated ASO, the SOD1 RNA levels in the SOD1G93A mice, an experimental model of ALS. However, the administration of the conjugated-ASO with the ligand DCPP in the SOD1G93A mice, does not present therapeutic effects. In the second chapter, since inflammation is a hallmark of most neurological conditions and LPA2 has been reported that contribute to the pathophysiology of spinal cord injury, we wonder if LPA could be involved in the pathophysiology of ALS. To assess whether activation of LPA2 contributes to ALS, we crossed LPA2 null with SOD1G93A mice. Our results reveal that the absence of LPA2 delays onset and progression of the disease and prevent the muscle atrophy in ALS mice. Collectively the results presented here provide more novel data that could underline new therapeutic strategies for ALS.

INTRODUCTION: Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease characterised by progressive degeneration of the lower (LMN) and upper motor neurons (UMN) in the spinal cord and brain, causing muscle atrophy, muscle weakness, and spasticity. AIMS: With the present thesis we aimed to investigate the alterations and functional limitations of the masticatory system in patients with ALS. The thesis comprises three articles. METHODS: The first two studies assessed a total of 153 ALS patients and 23 control subjects. In study I, the Diagnostic Criteria for Temporomandibular Disorders protocol (DC/TMD) and a specific questionnaire to assess aspects of masticatory dysfunction and frequency of self-injury of the oral mucosa were applied to all participants. Maximum bite force and maximum finger-thumb grip force were determined. In study II, all participants answered using the 8- item Jaw Functional Limitation Scale (JFLS-8). Patients with ALS were grouped by neurologic examination as follows: non- bulbar ALS, bulbar UMN-predominant ALS; bulbar LMN-predominant ALS; and bulbar balanced (UMN + LMN) ALS. Study III included eleven patients with ALS who sought oral treatment because of oral self-biting or TMD-related symptoms. A custom complete-coverage acrylic resin device was fabricated and fitted to each participant. A follow-up visit was planned for 3 months after the placement of the oral appliance, at which point the patients would rate the degree of improvement or worsening of the chief complaint and their degree of satisfaction with the treatment. RESULTS: Study I showed that maximum unassisted and assisted mouth opening, protrusion, left laterotrusion, and finger-thumb grip force were significantly reduced in both spinal- and bulbar-onset patients compared to the control group; however, bite force was reduced only in bulbar-onset patients. ALS patients with tube feeding had the greatest reduction in maximum bite force and mandibular opening. There was no relationship between TMD and ALS. Oral self-injury due to biting was more frequent in the ALS group than in the control group and in the bulbar-onset group compared to the spinal- and respiratory-onset groups. Of the ALS patients in the study, 10% sought dental treatment related to the condition. Thus, in study II, patients with non-bulbar ALS had similar mandibular limitations to healthy participants. Only patients with balanced UMN and LMN bulbar manifestations reported greater difficulties in chewing soft food or in jaw mobility compared to the non-bulbar ALS group. Patients with bulbar involvement also had greater difficulties in chewing tough food or chicken and in swallowing and talking compared to the non-bulbar group, regardless of whether UMN or LMN predominant. Participants in study III reported a mean of 61% improvement of the chief complaint and a mean of 84% satisfaction with the treatment. The mean rate of compliance was 62% of the recommended time and only a few adverse effects were reported. CONCLUSIONS: Patients with ALS showed a reduction in finger-thumb grip force that was twice as great as the reduction in bite force. The maximum range of mandibular movement was also reduced, especially in bulbar-onset patients. ALS patients did not have a higher prevalence of TMD, but did have more traumatic mucosal injury than controls. Bulbar involvement in patients with ALS is associated with functional limitation of the masticatory system. However, balanced bulbar UMN and LMN involvement is associated with the worst impairments, affecting soft food chewing and opening the jaw widely. Patients with ALS were highly satisfied with the use of an oral appliance to manage oral self-biting or TMD-related symptoms. Adherence to this treatment was high and no major adverse effects were observed. The dentist should be an integral part of the multidisciplinary team to manage ALS patients.
INTRODUCCIÓN: La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa caracterizada por la degeneración progresiva de las neuronas motoras inferiores (MNI) y superiores (MNS). OBJETIVOS: El objetivo principal de esta tesis ha sido investigar las alteraciones y limitaciones funcionales del sistema masticatorio en pacientes con ELA. La tesis se ha basado en la integración de tres artículos. MATERIAL Y MÉTODOS: Los dos primeros estudios evaluaron 153 pacientes con ELA y 23 sujetos control. En el primer estudio se aplicó el protocolo de criterios diagnósticos para trastornos temporomandibulares (DC/TMD) y un cuestionario para evaluar aspectos de la disfunción masticatoria y la frecuencia de lesiones orales traumáticas por mordisqueo involuntario. Se determinó la fuerza de mordida y la fuerza muscular entre los dedos pulgar e índice. En el segundo estudio se utilizó la escala de limitación funcional de la mandíbula (JFLS-8). El tercer estudio incluyó a once pacientes con ELA a los que se les colocó un dispositivo intraoral y se valoró el grado de satisfacción y la mejoría en su calidad de vida con el tratamiento. RESULTADOS: En el primer estudio los pacientes con ELA presentaron una reducción en los movimientos mandibulares, en la fuerza de mordida y en la fuerza muscular entre los dedos pulgar e índice. En el segundo estudio, los pacientes con ELA bulbar informaron mayores dificultades para masticar y movilidad mandibular reducida en comparación con el grupo de ELA sin afectación bulbar. Los participantes del tercer estudio informaron una media de un 61% de mejoría con respecto al motivo de consulta y una media del 84% de satisfacción con el dispositivo intraoral. CONCLUSIONES: Los pacientes con ELA presentaron una reducción en la fuerza muscular entre los dedos pulgar e índice y en la fuerza de mordida, un rango de movimiento mandibular reducido y mayor frecuencia de lesiones orales traumáticas por mordisqueo involuntario. La afectación bulbar en estos pacientes está asociada a una limitación funcional del sistema masticatorio. La satisfacción de los pacientes con ELA con un dispositivo oral para controlar las lesiones orales traumáticas por mordisqueo involuntario o los síntomas relacionados con TMD fue alta.

L’esclerosi lateral amiotròfica (ELA) és una malaltia neurodegenerativa devastadora sense cap tractament efectiu disponible. Els mecanismes moleculars involucrats en la mort de les motoneurones (MN) són complexos i inclouen nombroses disfuncions d’aquestes, on les cèl·lules del voltant com els astròcits i la micròglia hi poden contribuir. La Neuregulina 1 (NRG1) és un factor neurotròfic expressat en les MNs i les unions neuromusculars que ajuda en el desenvolupament neuromuscular i axonal i en el seu manteniment. Estudis recens suggereixen un rol crucial de la NRG1 i dels seus receptors ErbB en l’ELA, particularment per la isoforma I (NRG1-I) en el procés de reinnervació colateral, i per la isoforma III (NRG1-III) en la preservació de les MNs, obrint un nou camp per desenvolupar noves teràpies per l’ELA. Tanmateix, per clarificar el rol de la via NRG1-ErbB en la supervivència de les MNs és necessari fer més estudis i així provar la seva eficàcia terapèutica. En la present tesis, hem avaluat l’efecte terapèutic de la sobreexpressió de la NRG1 en el sistema nerviós central i perifèric. D’aquesta manera, primer van caracteritzar el rol de la NRG1 exògena utilitzant un model in vitro de cultius organotípics de medul·la espinal subjectes a una excitotoxicitat crònica causada per l’àcid DL-threo-β-hydroxaspàrtic. Els nostres resultats mostren que l’addició en el medi de la NRG1 recombinant humana (rhNRG1) va incrementar significativament la supervivència de les MNs a través de l’activació dels receptors ErbB. Aquest efecte va ser bloquejat quan vam afegir el lapatinib, un inhibidor dels ErbB. El tractament amb la rhNRG1 també va reduir la reactivitat microglial superant els efectes causats per l’excitotoxicitat, i va activar la via de supervivència PI3K/AKT, a més de restaurar el flux autofàgic normal en el cultiu. A més a més l’addició de la rhNRG1 al medi va promoure el creixement neurític motor i sensorial. A continuació vàrem decidir d’utilitzar teràpies gèniques basades en vectors adeno-associats per sobreexpressar la NRG1-I en el múscul esquelètic, i la NRG1-III en la medul·la espinal per preservar les MNs en un model in vivo d’ELA, els ratolins SOD1G93A. Els resultats obtinguts van indicar que ambdues teràpies gèniques van ser capaces de preservar la funció neuromuscular dels músculs de les extremitats, van millorar la locomoció, van incrementar el nombre de MNs supervivents, i van reduir la reactivitat astrocitària i microglial en les femelles SOD1G93A tractades a l’estadi final de la malaltia. A més a més, en la medul·la espinal l’eix NRG1-III/ErbB4 regula l’excitabilitat de la MN a través del transportador KCC2 i redueix l’expressió del marcador de vulnerabilitat de MN MMP-9. La NRG1-I expressada en el múscul esquelètic va senyalitzar amb els receptors ErbB2 i 3 presents en les cèl·lules de Schwann terminals, per promoure reinnervació axonal. Malgrat això, quan vàrem combinar ambdues teràpies gèniques no vam trobar un efecte sinèrgic. Conjuntament, els nostres resultats indiquen que les isoformes de la NRG1 juguen un rol important en la supervivència de les MN i que la sobreexpressió viral pot ser considerada com una nova teràpia per tractar l’ELA.
Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is a devastating neurodegenerative disorder with no effective treatment currently available. The molecular mechanisms that are involved in the motoneuron (MN) death are complex and include several MN dysfunctions, and contribution of surrounding cells such as microglia and astrocytes. Neuregulin 1 (NRG1) is a neurotrophic factor highly expressed in MNs and neuromuscular junctions that supports axonal and neuromuscular development and maintenance. Recent studies have suggested a crucial role for NRG1 and their ErbB receptors in ALS, particularly for isoform I (NRG1-I) in the collateral reinnervation process, and isoform III (NRG1-III) in the preservation of the MNs, opening a new window for developing novel ALS therapies. However, further studies are needed to clarify the role of the NRG1-ErbB pathway on MN survival and to provide the proof of concept of its therapeutical efficacy. In the present thesis we have evaluated the therapeutic effect of NRG1 overexpression in the central and the peripheral nervous system. For this purpose, we first characterized the role of exogenous NRG1 using an in vitro model of spinal cord organotypic cultures (SCOC) subject to chronic excitotoxicity caused by DL-threo-β-hydroxyaspartic acid. Our results revealed that addition of recombinant human NRG1 (rhNRG1) to the medium significantly increased MN survival through the activation of ErbB receptors, which was blocked by addition of lapatinib, an ErbB inhibitor, and reduced microglial reactivity overcoming the excitotoxicity effects. rhNRG1 activated the pro-survival PI3K/AKT pathway and restored the autophagic flux in the spinal cord culture. Furthermore, addition of rhNRG1 to the medium promoted motor and sensory neurite outgrowth. We have then directed gene therapies based on adeno-associated viruses to overexpress NRG1-I in the skeletal muscles, and NRG1-III in the spinal cord to preserve the MNs in the in vivo model of ALS, the SOD1G93A mice. Our results indicate that both gene therapies were able to preserve the neuromuscular function of the hindlimb muscles, improve the locomotor performance, increase the number of surviving MNs and reduce the astrocyte and microglial reactivity in the treated female SOD1G93A mice at the end-stage of the disease. Furthermore, in the spinal cord the NRG1-III/ErbB4 axis regulates MN excitability through the KCC2 transporter and reduces the expression of the MN vulnerability marker MMP-9. NRG1-I expressed in the skeletal muscle signals with ErbB2 and 3 receptors present in terminal Schwann cells to promote axonal reinnervation. However, when we aimed to combine both viral-mediated therapies we did not find a synergic effect. Altogether, our results indicate that NRG1 isoforms play an important role on MN survival and that a viral-mediated overexpression may be considered as a potential novel therapy to treat ALS.

L’esclerosi lateral amiotròfica (ELA) és una malaltia neurodegenerativa que causa la paràlisi i la mort dels pacients arrel de la pèrdua de les motoneurones de la medul·la espinal i el cervell. Malauradament, els únics tractaments actuals que hi ha són pal·liatius i no endarrereixen la progressió de la malaltia. Una de les característiques de l’ELA és l’activació aberrant del sistema immunològic: (i) activació de les cèl·lules glials (microglia i astròcits) a nivell del sistema nerviós central i (ii) infiltració dels leucòcits, principalment macròfags, al sistema nerviós perifèric. La resposta inflamatòria és un procés fisiològic que s’encarrega de l’eliminació de detritus cel·lulars així com de l’activació de processos de reparació tissular en teixits que han patit un dany o infecció. No obstant, les cèl·lules immunològiques també poden secretar mediadors citotòxics que causen danys i fins i tot la mort de les cèl·lules circumdants. La regulació d’aquests processos però, es deu a la presencia de diverses molècules que es troben en el teixit afectat. En l’ELA, diversos estudis han demostrat que aquesta resposta inflamatòria no té un rol protector, sinó deleteri. Basant-nos en aquestes evidències, en la present tesi doctoral vam avaluar si la modulació de la resposta inflamatòria podia millorar la progressió de la malaltia. En concret, ens vam centrar en l’estudi de tres dianes inflamatòries: (i) el receptor del factor estimulador de colònies tipus 1; (ii) la citocina anti-inflamatòria, interleuquina-37; (iii) el lípid immunoresolutor, Maresina-1. En aquest treball, mostrem que la modulació de la resposta inflamatòria per les tres vies confereix neuroprotecció i endarrereix el curs clínic de l’ELA.
Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a fatal neurodegenerative disease that causes progressive paralysis and death to patients due to the degeneration of motor neurons in the spinal cord and the brain. At present, therapy is mainly symptomatic and fails to halt disease progression. A common feature of ALS, and other neurological disorders, is the occurrence of an inflammatory reaction consisting of activated glial cells (microglia and astrocytes) within the central nervous system, and leukocytes, mainly macrophages, in the peripheral nerves. The inflammatory response is a physiological process with very precise control and plays an essential role in the removal of cell debris and the activation of repair processes in infected or injured tissues. However, immune cells also secrete cytotoxic mediators that exert damage in healthy neighboring cells and even lead to cell death. This dual sword edge of immune cells likely depends on regulatory mediators that are present in the milieu. However, in ALS, as well as, in other neurological conditions inflammatory response is believed to trigger greater hazardous than protective actions. Based on these evidences, in the present thesis we aimed at assessing whether modulation of key aspects of inflammation could ameliorate the clinical course of ALS disease. In particular, we have focused our interest in three main targets: (i) the proinflammatory colony stimulating factor 1 receptor; (ii) the anti-inflammatory cytokine, interleukin-37; (iii) the immunoresolvent agent, Maresin-1. We provide novel data demonstrating that these approaches confer neuroprotection against the clinical course of ALS disease.

L’esclerosis lateral amiotròfica (ELA) és una malaltia neurodegenerativa caracteritzada per canvis citopatològics en les motoneurones inferiors dels tronc cerebral i de la medul•la espinal, així com en les motoneurones superiors de l’escorça motora. Els pacients que pateixen aquesta patologia experimenten signes i símptomes d’atròfia muscular progressiva secundaria amb debilitat, augment de la fatiga, disfàgia que s’acompanya d’insuficiència respiratòria i la mort. L’ELA es classifica en dos amplies categories cínicament molt similars, l’ELA familiar (ELAf) que s’associa a mutacions en un conjunt de gens i que compren al voltant del 10 % de tots els casos d’ELA, i l’ELA esporàdica (ELAe). Una de les característiques patognomòniques de l’ELA és la formació d’agregats de naturalesa proteica, generalment citoplasmàtics, que es localitzen en les motoneurones. Un dels components majoritaris en aquestes estructures proteiques és la ribonucleoproteïna TDP-43, la qual es troba deslocalitzada en el citoplasma cel•lular, fragmentada i anormalment fosforilada. L’etiopatogènia de la malaltia i els processos pels quals passa la desregulació de TDP-43, son desconeguts a l’actualitat. No obstant, diversos mecanismes moleculars s’han associat amb l’agregació de TDP-43 entre els quals destaquen l’estrès oxidatiu, l’estrès de reticle, la disfunció del flux autofàgic i de l’activitat proteosomal, així com el deteriorament del transport nucleocitosòlic, entre altres. Aquest, al seu torn, pot dependre de la integritat estructural i funcional de l’embolcall nuclear, amb els seus components de membrana i els porus nuclears. En aquesta tesis s’aborda l’estudi de les subunitats proteiques que conformen el porus nuclear, les nucleoporines (NUPs) i la seva alteració com un mecanisme subjacent en l’etiopatogènia de la ELA, contribuint a la deslocalització de proteïnes i la seva potencial agregació, utilitzant TDP-43 com a paradigma. Per això van analitzar els nivells de varis NUPs mitjançant tècniques de immunodetecció en teixits i nuclis aïllats extrets post mortem de pacients d’ELA, així com en un model murí transgènic d’ELAf en varis estadis de la malaltia y en ambdós sexes. A més, es van realitzar estudis de cultiu cel•lular per elucidar els possibles mecanismes que influeixen en la desregulació de TDP-43 mediat per NUPs. En aquest context es va abordar la relació entre estrès cel•lular, TDP-43 i NUPs, per establir la possible influència dels mecanismes d’estrès sobre la distribució de NUPs específiques i la seva relació amb les característiques patològiques de TDP-43. Els resultats demostren canvis en els nivells de NUPs que participen en el reconeixement de proteïnes transportadores, tant en teixits extrets post mortem de pacients d’ELA com en ratolins models de la malaltia. Per altra banda, el silenciament d’una de les NUPs, la NUP107, va provocar un augment dels nivells de TDP-43 i de la seva fosforilació, així com un augment de la formació dels seus agregats citoplasmàtics. A més, això s’associa a una alteració de la resposta autofàgica, evidenciat pel increment de LC3II, p62 i els nivells de ubiquitinització proteica general. De la mateixa manera, l’estrès oxidatiu i l’estrès osmòtic in vitro van provocar un increment de les característiques patològiques de TDP-43 citades anteriorment, augment associat a canvis en l’expressió de NUPs. Aquestes troballes demostren que el deteriorament de les NUPs en el marc de la ELA pot ser un mecanisme contribuent a l’alteració del tràfic intracel•lular, resultant en l’agregació de proteïnes implicades en la neurodegeneració motoneuronal, com TDP-43.
La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa caracterizada por cambios citopatológicos en las motoneuronas inferiores del tronco cerebral y de la médula espinal, así como en las motoneuronas superiores de la corteza motora. Los pacientes que sufren esta patología experimentan signos y síntomas de atrofia muscular progresiva secundaria con debilidad, aumento de la fatiga, disfagia que se acompañan de insuficiencia respiratoria y la muerte. La ELA se clasifica en dos amplias categorías clínicamente muy similares; la ELA familiar (ELAf) que se asocia a mutaciones en un conjunto de genes, la cual comprende alrededor del 10 % de todos los casos de ELA, y la ELA esporádica (ELAe). Una de las características patognomónicas de la ELA es la formación de agregados de naturaleza proteica, generalmente citoplasmáticos, que se localizan en las motoneuronas. Uno de los componentes mayoritarios en estas estructuras proteicas es la ribonucleoproteína TDP-43, la cual se encuentra deslocalizada en el citoplasma celular, fragmentada y anormalmente fosforilada. La etiopatogenia de la enfermedad y los procesos por los cuales ocurre la desregulación de TDP-43, son desconocidos en la actualidad. No obstante, diversos mecanismos moleculares han sido asociados con la agregación de TDP-43 entre los cuales destacan el estrés oxidativo, el estrés de retículo, la disfunción del flujo autofágico y de la actividad proteosomal, así como el deterioro del transporte nucleocitosólico, entre otros. Éste, a su vez, puede depender de la integridad estructural y funcional de la envoltura nuclear, con sus componentes membranales y los poros nucleares. En esta tesis se aborda el estudio de las subunidades proteicas que conforman el poro nuclear, las nucleoporinas (NUPs) y su alteración como un mecanismo subyacente en la etiopatogenia de la ELA, contribuyendo a la deslocalización de proteínas y su potencial agregación, utilizando TDP-43 como paradigma. Para ello analizamos los niveles de varias NUPs mediante técnicas de inmunodetección en tejidos y núcleos aislados extraído post mortem de pacientes de ELA, así como en un modelo murino transgénico de ELAf en varios estadios de la enfermedad y en ambos sexos. Además, realizamos estudios en cultivo celular para elucidar los posibles mecanismos que influyen en la desregulación de TDP-43 mediado por NUPs. En este contexto se abordó la relación entre estrés celular, TDP-43 y NUPs, para establecer la posible influencia de los mecanismos de estrés sobre la distribución de NUPs específicas y su relación con las características patológicas de TDP-43. Los resultados demuestran cambios en los niveles de NUPs que participan en el reconocimiento de proteínas transportadoras, tanto en tejidos extraídos post mortem de pacientes de ELA como en ratones modelos de la enfermedad. Por otro lado, el silenciamiento de una de las NUPs, la NUP107, provocó aumento de los niveles de TDP-43 y de su fosforilación, así como un aumento de la formación de sus agregados citoplasmáticos. Además, ello se asocia a una alteración de la respuesta autofágica, evidenciado por el incremento de LC3II, p62 y los niveles de ubiquitinización proteica general. De igual manera, el estrés oxidativo y el estrés osmótico in vitro provocaron un incremento de las características patológicas de TDP-43 citadas anteriormente, aumento asociado a cambios en la expresión de NUPs. Estos hallazgos demuestran que el deterioro de las NUPs en el marco de la ELA, puede ser un mecanismo contribuyente a la alteración del tráfico intracelular, resultante en la agregación de proteínas implicadas en la neurodegeneración motoneuronal, como TDP-43.
Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a neurodegenerative disease, characterized by cytopathologic changes in the lower motor neurons of the brainstem and spinal cord, as well as in the upper motor neurons of the motor cortex. Patients suffering this pathology, experience signs and symptoms of secondary progressive muscular atrophy with weakness, increased fatigue, dysphagia accompanied by respiratory failure and death. ALS is classified into two broad categories that are clinically very similar; the familial ALS (fALS) that is associated with mutations in a set of genes, which comprises about 10% of all cases of ALS, and sporadic ALS (sALS). One of the pathognomonic characteristics of ALS is the usually cytoplasmic protein nature aggregates formation that is located in motor neurons. One of the major components in these protein structures is the TDP-43 ribonucleoprotein, which is delocalized, fragmented and abnormally phosphorylated in the cellular cytoplasm. The etiopathogenesis of the disease and the processes by which TDP-43 deregulation occurs are currently unknown. However, several molecular mechanisms have been associated with the TDP-43 aggregation, among which oxidative stress, reticular stress, autophagic flow dysfunction and proteasomal activity, as well as nucleocytosolic transport deterioration, among others . This, in turn, may depend on the structural and functional integrity of the nuclear envelope, with its membrane components and nuclear pores. This thesis addresses the study of the protein subunits that build the nuclear pore, nucleoporins (NUPs) and their alteration as an underlying mechanism in the etiopathogenesis of ALS, contributing to protein offshoring and its potential aggregation using TDP- 43 as a paradigm. To do this, we analysed the levels of several NUPs by immunodetection techniques in isolated tissues and nuclei extracted post mortem from ALS patients, as well as in a transgenic murine model of ALS in several stages of the disease and in both sexes. In addition, we performed cell culture studies to elucidate the possible mechanisms that influence NUPs-mediated TDP-43 dysregulation. In this context, the relationship between cell stress, TDP-43 and NUPs was discussed to establish the possible influence of stress mechanisms on the distribution of specific NUPs and their relation to the TDP-43 pathological characteristics. The results demonstrate changes in the levels of NUPs involved in the recognition of transporter proteins in both post-mortem tissues from ALS patients and in model mice from the disease. On the other hand, the silencing of one of the NUPs, NUP107, caused an increase in the levels of TDP-43 and its phosphorylation, as well as an increase in the formation of its cytoplasmic aggregates. In addition, this is associated with autophagic response alterations, evidenced by the increase of LC3II, p62 and the levels of general protein ubiquitination. Similarly, oxidative stress and osmotic stress in vitro, caused an increase in the pathological characteristics of TDP-43 mentioned above, an increase associated with changes in the expression of NUPs. These findings demonstrate that the deterioration of NUPs in the ALS framework may be a contributing mechanism to the alteration of intracellular traffic resulting in the proteins aggregation involved in motoneuronal neurodegeneration, such as TDP-43.

L’Esclerosi Lateral Amiotròfica (ELA o ALS) és una malaltia neuromuscular caracteritzada per la degeneració selectiva de les motoneurones (MN) superiors e inferiors del còrtex motor, el tronc de l’encèfal i la medul•la espinal, que resulta en una debilitat, espasticitat i atròfia progressives de la musculatura. Menys del 10% dels casos corresponen a la forma familiar de la malaltia, i un 20% d’aquests estan relacionats a mutacions en el gen de l’enzim superòxid dismutasa 1 (mSOD1). La resta de casos corresponen a la forma esporàdica. Les causes implicades en la degeneració selectiva de les MN en la ELA són encara desconegudes. La seva patogènesi s’ha atribuït a diversos mecanismes com serien l’estrès oxidatiu, l’agregació proteica anormal, la disfunció mitocondrial, el transport axonal aberrant, la neuroinflamació, l’autoimmunitat o l’excitotoxicitat per glutamat. En el present estudi hem treballat amb dues d’aquestes hipòtesis en avaluar l’efecte dels sèrums de pacients amb ELA i altres malalties de la MN sobre l’activitat del receptor ionotròpic de glutamat de tipus N-metil-D-Aspartat (NMDAR), expressat en el model d’oòcit de Xenopus laevis. Mitjançant assaigs de ELISA hem analitzat la presència d’autoanticossos associats a ELA en el sèrum de pacients. L’acció dels sèrums control i patològics en els oòcits de Xenopus produïa la generació de corrents oscil•latoris de clorur (Cl-). Aquests corrents havien estat prèviament descrits en aquestes cèl•lules i són deguts a l’activació dels canals de Cl- dependents de calci (Ca2+), endògens en els oòcits de Xenopus, a causa de la mobilització de Ca2+ intracel•lular. L’alliberació de Ca2+ dels compartiments intracel•lulars es activada per l’acció d’un factor sèric, anomenat àcid lisofosfatídic o lisofosfatidat (LPA), sobre el seu receptor, present en la membrana dels oòcits, i a través d’una via de senyalització de segons missatgers. Així doncs, en aquest model, la generació de corrents oscil•latoris de Cl- és una mesura indirecta de la mobilització intracel•lular de Ca2+. En presència del NMDAR, les respostes generades pel sèrum ELA eren significativament superiors a les activades pel sèrum d’individus sans i d’altres malalties de la MN. La resposta generada pel sèrum ELA presentava una dependència respecte de la presència de les dues subunitats del NMDAR i era sensible al bloqueig del receptor amb MK-801, un antagonista no competitiu. Vàrem reproduir els experiments amb sèrums del model de rata transgènica mSOD1 G93A, considerat un model de la forma familiar de la malaltia. Les mostres de sèrum mSOD1 G93A generaven, en presència del NMDAR, respostes significativament superiors a les activades pel sèrum de rata WT. En analitzar l’acció de la fracció de IgG purificada dels sèrums control i patològics en el model d’oòcit de Xenopus, es generaven corrents transitoris d’entrada de tipus no oscil•latori, els quals diferien dels generats en el cas del sèrum complet. La resposta activada per IgG de pacients amb ELA en presència del NMDAR era també significativament superior a la generada per les IgG d’individus sans. En la segona part d’aquest estudi s’ha comprovat la presència d’anticossos contra la proteïna Semaforina 3A (Sema3A) en alguns sèrums de ELA i Lower Motor Neuron Disease (LMND), una altra forma comuna de malaltia de la MN. La Sema3A és una molècula quimiotàctica de guia axonal recentment relacionada amb la patologia de la ELA en detectar-se una sobreexpressió d’aquesta proteïna en cèl•lules de Schwann terminals del model de ratolí mSOD1 G93A. Tot i descartar-se que els anticossos contra Sema3A siguin un marcador específic de la ELA, al no detectar-se en tots el sèrums de pacients, i alhora, al estar presents també en algunes mostres LMND, aquests autoanticossos podrien tenir un efecte defensiu contra les senyals nocives exercides per Sema3A sobre els axons de les MN.
Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is a devastating neuromuscular disease, characterized by the selective degeneration of the superior motor neurons in the motor cortex and of the inferior motor neurons in the brain-stem and spinal cord. The familial form of the illness is associated with the mutation of the superoxide dismutase enzyme (SOD-1). This and other mutations accounts for fewer than 10% of cases; the rest, more than 90%, correspond to the sporadic form. In this study we tested the effect of sera from sporadic ALS patients and from mutated human SOD-1 (mSOD1 G93A) transgenic rats on N-methyl-D-aspartate receptors (NMDAR). We hypothesize that an endogenous excitotoxic factor is implicated in neuronal death in ALS, mediated by the activation of NMDAR noncanonical signalling pathways. Sera from ALS patients or healthy subjects were pretreated to inactivate complement pathways and dialysed to remove glutamate. Sera from mSOD1 G93A rats were obtained at different stages of the neurodegenerative progression. Sera from transgenic rats were also pretreated to eliminate complement system and glutamate. Immunoglobulins G (IgGs) from ALS patients and healthy subjects were obtained by affinity chromatography and dialyzed against phosphate-buffered saline. Human NMDAR were expressed in Xenopus laevis oocytes, and glutamate-induced currents were recorded using the two electrode voltage clamp technique. We observed that sera from sporadic ALS patients induced transient oscillatory currents in Xenopus oocytes expressing NMDAR with a total electric charge significantly higher than the electric charge carried by currents induced by sera from healthy subjects. The currents were inhibited by MK-801, a noncompetitive blocker of NMDAR. Results of sera from mSOD1 G93A transgenic rats were similar to those of sera from ALS patients; samples from patients with another type of neuromuscular disease did not exert this effect. IgG from ALS patients have a significant effect on NMDAR-injected oocytes and that response was doubled respect to the observed in the case of IgG from healthy subjects. Our data agree with the view that ALS patients sera contain some soluble factors that activates NMDAR, not opening directly the ionic conductance, but activating a non-canonical pathway.

Objective: To assess the safety of intraspinal infusion of autologous bone marrow mononuclear cells (BMNC) and, ultimately, to look for histopathological signs of cellular neurotrophism in amyotrophic lateral sclerosis (ALS) patients. Methods: We conducted an open single arm phase I trial. After six months observation, autologous BMNC were infused into the posterior spinal cord funiculus. Safety was the primary endpoint and was defined as the absence of serious transplant-related adverse events. In addition, forced vital capacity (FVC) and ALS-FRS, MRC and Norris scales were assessed six and three months prior to the transplant and quarterly afterwards for one year. Pathological studies were performed in case of death. Results: Eleven patients were included. We did not observe any severe transplant-related adverse event but there were 43 non-severe events. Twenty-two (51%) resolved in ≤2 weeks and only four were still present at the end of follow-up. All were CTCAE grade ≤2. No acceleration in the rate of decline of FVC, ALS-FRS, Norris or MRC scales was observed. Four patients died on days 359, 378, 808 and 1058 postransplant for reasons unrelated to the procedure. Spinal cord pathological analysis showed a greater number of motoneurons in the treated compared to the untreated segments (4.2+/-0.8 mns/section and 0.9+/-0.3 mns/section, respectively). In the treated segments, motoneurons were surrounded by CD90+ cells and did not show degenerative ubiquitin deposits. Interpretation: This clinical trial confirms not only the safety of intraspinal infusion of autologous BMNC in ALS patients but also provides evidence strongly suggesting their neurotrophic activity.
Nuestro objetivo fue comprobar la seguridad de la infusión intraespinal de células mononucleadas de médula ósea autóloga (BMNCs) y buscar signos de neurotrofismo celular en pacientes con esclerosis lateral amiotrófica (ELA). Realizamos un ensayo fase I, infundiendo BMNCs en el cordón posterior medular. La seguridad se definió como la ausencia de eventos adversos severos relacionados con el tratamiento. Incluimos once pacientes. No hubo eventos adversos severos relacionados con el tratamiento. Tampoco hubo aceleración del deterioro de la capacidad vital forzada ni de las escalas ALS-FRS, Norris o MRC. Cuatro pacientes fallecieron por razones no relacionadas con el tratamiento. Se observó un mayor número de motoneuronas/sección en los segmentos tratados que en los no tratados (4.2±0.8 y 0.9±0.3 respectivamente). Estas motoneuronas estaban rodeadas por células CD90+ y no presentaban depósitos degenerativos. Este estudio confirma la seguridad de la infusión intraespinal de BMNCs en ELA y proporciona evidencias de su actividad neurotrófica.

Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and frontotemporal lobar degeneration (FTLD) are clinically distinct neurodegenerative diseases that are connected by genetic and pathological overlap. ALS patients present with muscle weakness and spasticity associated with degeneration of motor neurons in the motor cortex, brainstem, and spinal cord that ultimately leads to death. In contrast, patients with FTLD display cognitive dysfunction associated with degeneration of neurons in the frontal and temporal lobes of the brain. Despite being clinically distinct, 15% of individuals presenting FTLD also have ALS, whereas 30% of individuals with ALS will develop FTLD. This implies that these two neurodegenerative diseases are part of a shared clinical spectrum. In recent years, several mechanisms have been proposed as contributory factors in the pathogenesis of neuron damage in ALS and FTLD, including excitoxicity, mitochondrial and energy metabolism failure, oxidative stress damage, altered glial cells, inflammation, cytoskeletal abnormalities, alterations in RNA metabolism, and altered TDP-43 metabolism, among others. However, it is poor known about the etiology of these disorders and their possible treatment. The objective of the investigations presented in this doctoral thesis is focused in the identification of new molecular alterations underlying motor and cognitive changes in post-mortem human spinal cord and brain samples of ALS patients and brain samples of FTLD-TDP patients compared with controls, combining microarray, mRNA, protein and enzyme assays studies. The obtained results have identified new molecular alterations in ALS and FTLD of different biological functions and cellular pathways including changes in mitochondrial energy metabolism, neuroinflammation, neuronal structure, neurotransmission, axonal transport mechanisms and oligodendrocyte function; allowing in turn, the screening and identification of new candidate molecules as biomarkers for these disorders.
La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la degeneración del lóbulo frontotemporal (DLFT) son enfermedades neurodegenerativas clínicamente distintas que están conectadas por una superposición genética y patológica. Los pacientes con ELA presentan debilidad muscular y espasticidad asociada con la degeneración de las neuronas motoras en la corteza motora, el tronco cerebral y la médula espinal que finalmente conduce a la muerte. En contraste, los pacientes con DLFT muestran disfunción cognitiva asociada con la degeneración de las neuronas en los lóbulos frontal y temporal del cerebro. A pesar de ser clínicamente distintos, el 15% de las personas que presentan DLFT también tienen ELA, mientras que el 30% de las personas con ELA desarrollarán DLFT. Esto implica que estas dos enfermedades neurodegenerativas son parte de un espectro clínico compartido. En los últimos años, se han propuesto varios mecanismos como factores contribuyentes en la patogénesis del daño neuronal en la ELA y el DLFT, que incluyen la excitoxicidad, el fallo del metabolismo mitocondrial y energético, el daño por estrés oxidativo, las células gliales alteradas, la inflamación, las anomalías del citoesqueleto y las alteraciones en el metabolismo del ARN y alteración del metabolismo del TDP-43, entre otros. Sin embargo, es poco conocido sobre la etiología de estos trastornos y su posible tratamiento. El objetivo de las investigaciones presentadas en esta tesis doctoral se centra en la identificación de nuevas alteraciones moleculares subyacentes a los cambios motores y cognitivos en tejido post-mortem de médula espinal humana y en muestras de cerebro de pacientes con ELA y en las muestras de cerebro de pacientes con FTLD-TDP en comparación con muestras controles, combinando estudios de microarray, expresión de mRNA, proteínas y ensayos enzimáticos. Los resultados obtenidos han identificado nuevas alteraciones moleculares dentro del espectro ELA- DLFT en diferentes funciones biológicas y vías celulares que incluyen cambios en el metabolismo de energético y mitocondrial, la neuroinflamación, la estructura neuronal, la neurotransmisión, los mecanismos de transporte axonal y la función de oligodendrocitos; permitiendo a su vez, la selección e identificación de nuevas moléculas candidatas a biomarcadores para estos trastornos.

In the present work we focus into the potential relevance of PUFAs in some models and human samples from patients suffering amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Due to its pathological implication, oxidative stress was our first goal. We started from simple oxidative methodology screening to search for an antioxidant substance (among 21 different candidates) available in a Mediterranean diet. The results demonstrated high heterogeneity in carbonyl (measured by DNP) accumulation, regarding the oxidative source, substrate suffering it and the antioxidant structure. Further, thanks to GC/MS and LCQTOF, we detailed the protection over specific accrual of protein and lipid peroxidation markers as well as lipid profile modifications (as % of total fatty acids -FA) in oxLDL thanks to those dietary compounds. Moreover, we demonstrated its in vitro relevance, in terms of survival, when two cell lines (HMEC-1, HepG2) were treated with this oxidized (and protected) compounds, and finally address in vivo importance of those findings, demonstrating decreased carbonyl and oxidative accumulation in hamsters under an atherogenic diet supplemented with antioxidants. Once described the protective effect of antioxidants and specific signatures found regarding lipid oxidation markers, we extend the study focusing in different ALS samples. From previous work, we demonstrated an altered docosohexaenoic acid (DHA) composition in different location for patients suffering sporadic ALS. Hence, we though necessary to define whether the enzymatic machinery aimed to synthesize DHA from its precursors, are affected in sALS. Interestingly, we found a tissue specific variation (spinal cord vs cortex), compatible with our previous FA results. Further, thanks to inmunohistochemistry, differential involvement was unveiled for motor neurons (MN) and surrounding glia. Therefore, trying to depict cellular contribution, we switch to a neuronal model (N2A under oxidative stressors and/or aggregation-prone-TDP-43) and a tissular one (OT). There, we showed decreased desaturase (Δ6) and drebrin expression as well as increased DHA synthesis and an unreported inverse correlation of drebrin loss and aberrant p-TDP-43 expression under oxidative conditions in the cell culture. In the OT model, lipidomic analysis showed specific accretion of 8-iso-PGF2α and NPD1 as well as increased DHA (and dramatically decreased precursors) and reduced AA concentrations (GC measured). Analysis of slice O2 consumption showed decreased O2 levels under excitotoxic treatment and alleviation by antioxidant (tocopherol) addition. Treatment of OT slices with Ω-3 precursors (better than final products) and DHA plus tocopherol ameliorated MNs number. Finally, we wanted to disclose PUFA’s implication and phenothype of an animal model (SODG93A) under a dietary intervention with opposed FA unsaturation levels. Not surprisingly, FA profile was difficult to be altered in nervous system, although subtle specific variations were found. More importantly, differences in survival and clinical manifestations, UPR (Ubiquitin inclusions), mt-DNA (8- oxo-dG) and protein oxidative modifications revealed sex as a relevant factor in lipid handling for this model. Hence, whereas male under a low PUFA diet showed increased survival, females lack this beneficial outcome. Last but not least, we wanted to dig deeper regarding this sexual dimorphism. For this purpose, we focused in mitochondria and analyzed spinal cord oxygen consumption, oxidative damage to proteins and lipid profile along disease progression and also in a neuronal model (N2A overexpressing SODG93A, treated with 17β-estradiol).We could demonstrate a clear sexual implication, with females having late onset clinical symptoms concomitant to an upgraded mitochondrial function and lower protein and mitochondrial damaged proteins compared with males. Finally, to further confirmed steroid potential as a protective element in disease progression, in vitro estradiol pretreatmet of N2A showed increased oxygen consumption, with no relation with the mitochondrial complex expression.
En el trabajo que aquí se presenta se ha profundizado en la relevancia que los ácidos grasos poliinsaturados (PUFA) puedan tener en el tratamiento de la esclerosis lateral amiotrófica (ALS). Dada su implicación en el desarrollo de la patología, el estudio del estrés oxidativo asociado fue uno de nuestros primeros objetivos. Para ello hemos empezado por un cribado metodológico simplista, tratando de encontrar una sustancia antioxidante (entre 21), biodisponible en una dieta Mediterránea equilibrada y que fuese capaz de reducir un daño oxidativo generado desde diversos frentes (medido como acumulación de carbonilos) y sobre diferentes substratos. Los resultados demostraron una alta heterogeneidad, dificultando así la elección de un único antioxidante. Aún así, gracias a la GCMS y la LCQTOF pudimos detallar la acumulación específica diferenciada de marcadores de daño oxidativo proteico y daño lipoxidativo producido cuando partículas de lipoproteínas de baja densidad (LDL) son oxidadas bajo la acción de diversos compuestos. Además se pudo objetivar el cambio en la composición lipídica de estas LDL (medida como % del total presente) y su relevancia biológica in vitro, medida en términos de supervivencia, cuando se exponen a dos líneas celulares (HMEC-1, HepG2). Por último se demostró la importancia in vivo, puesto que se pudo observar una menor acumulación de productos carbonílicos en hámsters alimentados con una dieta aterogénica, pero suplementada con antioxidantes. Una vez se demostró el papel jugado por estos antioxidantes en la acumulación diferenciada de productos de oxidación, extendimos el estudio a muestras y modelos de ALS. En trabajos previos habíamos evidenciado una composición tisular diferenciada en diversas localizaciones del sistema nervioso en pacientes diagnosticados de ALS. Por ello consideramos interesante el estudio de la expresión de la maquinaria enzimática necesaria para la síntesis lipídica. De un modo destacado, pudimos ver de nuevo una variación tisular, compatible con niveles reducidos de docosohexaenoico (DHA), y gracias a la inmunohistoquímica también se observaron diferencias entre las motoneuronas (MNs) y la glia circundante. Así pues, para poder revelar las aportaciones diferenciales de los distintos tipos celulares, utilizamos una línea celular (N2A) a la que sometíamos a diferentes estresores (daño oxidativo y sobreexpresión de una versión de TPD-43 que causa agregados) y a un cultivo tisular de médula espinal (OT), dónde se produce una muerta progresiva y selectiva de las MNs. Tras estos experimentos, observamos un descenso tanto en la expresión de la Δ6 desaturasa como de drebrin (marcador presináptico) tras la sobreexpresión de TDP-43, así como una mayor síntesis de DHA y una correlación inversa entre la pérdida de drebrina y la expresión de pTDP- 43 bajo condiciones de estrés oxidativo. Por otro lado, en el modelo OT, el análisis lipidómico reveló la acumulación especifica de 8-iso-PGF2α y NDPD1 (posiblemente en respuesta a un incremento del daño oxidativo) así como el aumento en la concentración de DHA (con un descenso muy marcado de sus precursores) y el descenso de araquidónico. Quisimos analizar también el consumo de oxígeno, tanto en tejido intacto como permeabilizado, pudiendo observar como la excitoxicidad reducía considerablemente su capacidad y como ésta era, en parte, rescatada con el uso de tocoferol. Además, el tratamiento del OT con precursores Ω-3 mejoró también el número de MNs. Por último, quisimos caracterizar la implicación que los PUFA dietarios podrían tener en un modelo animal bien conocido (SODG93A). No fue sorprendente encontrar que el perfil lipídico en el sistema nervioso fue muy difícil de alterar. Aún así, se observaron diferencias en supervivencia, en el devenir clínico, la respuesta UPR (con acumulaciones de Ub), el daño al DNA mitocondrial (8-oxo-dG) y modificaciones oxidativas en las proteínas y cómo éstas tenían un grado de afectación diferencial cuando considerábamos el sexo de los animales. Esto es, mientras que los machos sometidos a una dieta baja en PUFAs de cadena larga demostraron una mayor supervivencia, en las hembras no se apreció mejoría. Por último, pero no menos importante, quisimos profundizar más respecto a este dimorfismo. Centrándonos en la mitocondria, pudimos hacer un seguimiento del consumo de oxígeno a lo largo de la enfermedad, el daño oxidativo a proteínas y el perfil lipídico. Por lo tanto pudimos demostrar una clara implicación sexual, siendo las hembras las que más tarde comienzan su manifestación clínica, con mejores funciones mitocondriales asociadas a un menor daño oxidativo. Finalmente, la relevancia del papel protector de los estrógenos se pudo comprobar in vitro, mediante el pretratamiento con 17β-estradiol en la línea N2A que sobreexpresa SOD1G93A, relacionado con la ALS familiar, proponiéndose el estradiol como un nuevo elemento que juega un papel relevante en el desarrollo de la enfermedad.
En aquest treball s’ha intentat profunditzar en la possible rellevància dels àcids grassos poliinsaturats (PUFA) en el tractament de l’esclerosi lateral amiotròfica (ELA). Atesa la seva implicació en el desenvolupament de la patologia, l’estudi de l’estrès oxidatiu associat fou un dels primers objectius. Per això, es va començar amb un cribratge metodològic simplista, intentant trobar una substància antioxidant biodisponible en una dieta mediterrània equilibrada i que fos capaç de reduir el dany oxidatiu generat des de diferents fronts i sobre diferents substrats. Els resultats van demostrar una alta heterogeneïtat, dificultant així l’elecció d’un únic antioxidant. Malgrat això, mercès a tècniques de GC-MS i LC-QTOF, es va poder detallar l’acumulació específica diferenciada de marcadors de dany oxidatiu proteic i dany lipoxidatiu produït quan partícules de lipoproteïna de baixa densitat (LDL) s’oxiden per l’acció de diversos compostos. A més, es va poder objectivar el canvi en la composició lipídica d’aquestes LDL i la seva rellevància in vitro, mesurada en termes de supervivència, quan es cocultiven amb les línies cel·lulars. Per últim, es va demostrar la importància in vivo, atès que es va observar una menor acumulació de productes carbonílics en hàmsters alimentats amb una dieta aterogènica suplementada amb antioxidants. Un cop es va demostrar el paper d’aquests antioxidants en l’acumulació diferenciada de productes d’oxidació, es va estendre l’estudi a mostres i models d’ELA. En treballs previs s’havia evidenciat una composició tissular diferenciada en diverses localitzacions del sistema nerviós central en pacients d’ELA (respecte l’àcid docosahexaenoic (DHA), depleció en medul·la espinal i acumulació en còrtex). Per aquesta raó es va considerar interessant l’estudi de l’expressió de la maquinària enzimàtica necessària per la síntesi lipídica. D’una manera destacada, es va poder veure de nou una variació tissular, compatible amb nivells reduïts de DHA i, per tècniques d’immunohistoquímica, es van observar diferències entre les motoneurones i la glia circumdant. Per tant, per poder revelar les aportacions diferencials dels diferents tipus cel·lulars, es va utilitzar la línia cel·lular N2A, sotmesa a diferents estressos (dany oxidatiu i sobreexpressió d’una forma de TDP-43 que causa agregats) i un cultiu tissular de medul·la espinal, en el que es produeix una mort progressiva i selectiva de les motoneurones. Es va observar un descens en l’expressió de FADS2 i de drebrina, un marcador sinàptic, així com una major síntesi de DHA i una correlació inversa entre la pèrdua de drebrina i l’expressió de TDP-43 sota condicions d’estrès oxidatiu. Per altra banda, en el model organotípic, l’anàlisi lipidòmica va revelar l’acumulació específica de 8-isoPGF2α i NDPD1, així com l’augment de la concentració de DHA i el descens motl marcat del seus precursors a mes del àcid araquidònic. Es va mesurar també el metabolisme oxidatiu, observant-se que l’excitotoxicitat reduïa considerablement la seva capacitat i, en part, es rescatava amb l’ús de tocoferol. A més, el tractament dels cultius organotípics amb precursors d’àcids grassos n-3 va millorar el nombre de motoneurones. Per últim, es va caracteritzar la implicació dels PUFA dietaris en un model animal d’ELA. Malgrat que el perfil lipídic del sistema nerviós central era difícil d’alterar, es van observar diferències en supervivència, fenotip clínic, resposta al malplegament de proteïnes (UPR) amb acumulació d’ubiquitina, dany en el DNA mitocondrial i modificacions oxidatives en les proteïnes, amb un grau d’afectació diferencial quan es considerava el sexe dels animals. En aquest sentit, mentre que els mascles sotmesos a una dieta baixa en PUFA de cadena llarga van mostra una major supervivència, en les femelles nomes va apreciar cap efecte millora. Per profunditzar en el dimorfisme sexual en ELA, i especialment la disfunció mitocondrial, es va analitzar mitjançant respirometria d’alta resolució la medul·la espinal durant tot el desenvolupament de la malaltia. Es va revelar una clara diferència de gènere, amb una manifestació clínica més tardana en femelles que correlaciona amb una millor conservació de la funció mitocondrial i un menor dany oxidatiu. El possible paper protector dels estrògens es va demostrar in vitro mitjançant el pretractament amb estradiol de cèl·lules N2A que sobreexpressen una forma de SOD1 humana mutada associada a l’ELA familiar (G93A-SOD1).

El objetivo de este trabajo es describir la necesidad de asistencia sanitaria que pudiese requerir un enfermo terminal para alcanzar una muerte digna que alivie sus dolencias. Cuando un paciente ha desarrollado una enfermedad crónica grave, incurable y que, en etapa avanzada se describe como discapacitante e imposibilitante porque provoca dependencia total para realizar actividades cotidianas y un sufrimiento físico y/o psíquico intolerable, es fundamental cuestionarnos el rol de la sociedad y del sistema sanitario para garantizar vida digna incluso al final de los días. Describimos como ejemplo a la esclerosis lateral amiotrófica, una enfermedad que compromete las neuronas del cerebro y de la médula espinal. Se considera una de las enfermedades motoneuronales más catastróficas que afecta a dos de cada 100 mil personas en el planeta, según datos de la Organización Mundial de la Salud. Por otro lado, analizamos a la eutanasia como una alternativa al cumplimiento de los derechos del paciente. La palabra eutanasia proviene de las voces griegas eu = bueno y thanatos = muerte, "Buena muerte". Este término a evolucionado y actualmente hace referencia al acto de acabar con la vida de otra persona a petición suya, con el fin de minimizar el sufrimiento. Se comenta el caso mediático de Paola Roldan, una mujer valiente de 42 años con esclerosis lateral amiotrófica. Su condición ha sido catalogada como; crónica grave, incurable, discapacitante e imposibilitante porque provoca dependencia total para realizar actividades cotidianas. Según las normativas aprobadas en otros países donde se ha legalizado la eutanasia, Paola podría solicitar ayuda sanitaria para una muerte digna y estaría totalmente justificado dada su condición clínica incurable y con un pronóstico desfavorable. Es indispensable para la salud pública motivar la creación de políticas que permitan respetar el derecho individual de las personas para decidir sobre su muerte.

La reciente decisión de la Corte Constitucional de Ecuador de legalizar la eutanasia marca un hito histórico, posicionando al país como el segundo en América Latina, después de Colombia, en reconocer este derecho. Este avance se produjo a raíz del caso de Paola Roldán, diagnosticada con esclerosis lateral amiotrófica (ELA), y destaca por considerar la criminalización de la eutanasia como inconstitucional, liberando de responsabilidad penal a los médicos que la practiquen. La sentencia exige la elaboración de una ley específica que regule los procedimientos eutanásicos, otorgando un plazo máximo de 12 meses a la Asamblea Nacional para su aprobación y dos meses al Ministerio de Salud para desarrollar un reglamento. La mirada global sobre la eutanasia revela una diversidad de prácticas y legislaciones. Países como Bélgica, Colombia, Países Bajos, España, Canadá, Australia, Nueva Zelanda, y Luxemburgo tienen en común la necesidad de solicitudes formales y evaluaciones médicas rigurosas que confirmen la incurabilidad y el sufrimiento insoportable del paciente. Además, se requieren informes médicos detallados, consentimiento informado, y, en algunos casos, la aprobación de comités multidisciplinarios. Esta comprensión global enfatiza la importancia de un marco legal cuidadosamente estructurado en Ecuador para garantizar que el derecho a morir con dignidad sea accesible, respetuoso y éticamente fundamentado.

En referencia a los teclados basados en Interfaces Cerebro Computador que utilizan el biopotencial P300 como señal de control, el tamaño óptimo para personas con discapacidad motora no se ha presentado propiamente. En este trabajo se evaluaron tres tamaños de teclados mediante el enfoque de usabilidad – en términos de efectividad, eficiencia y satisfacción – para ofrecer uno adecuado. Cuatro pacientes con esclerosis lateral amiotrófica evaluaron los tres tamaños. Los participantes tuvieron peor desempeño con el tamaño pequeño, especialmente en la efectividad y satisfacción; mientras que con el mediano obtuvieron mejores resultados, resaltando la satisfacción. Los resultados muestran que se debe considerar el tamaño del teclado al diseñar un nuevo paradigma para personas con discapacidad.

Introdução: A Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) é uma doença neurodegenerativa que gera fraqueza e atrofia muscular por comprometimento dos neurônios motores. Apresenta-se de forma hereditária ou esporádica com incidência rara de 2/100.000 pessoas ao ano. A maioria das pessoas acometidas pela doença possuem mais de 50 anos, com média de sobrevida de 2 a 5 anos. Seu mecanismo fisiopatológico se dá por um conjunto de alterações bioquímicas e celulares que induzem a degeneração dos motoneurônios. O diagnóstico baseia-se na anamnese do paciente, exames neurofisiológicos de imagem, laboratoriais e genéticos. Não há cura para a doença, por isso, o tratamento é sintomatológico e visa melhorar a qualidade de vida do paciente. Objetivo: Compreender a etiopatogenia em relação aos aspectos genéticos e imunológicos que desencadeiam a Esclerose Lateral Amiotrófica. Métodos: A pesquisa foi realizada por meio de revisão bibliográfica de artigos sobre a ELA encontrados nas plataformas digitais Google Acadêmico, Scielo e pelo Sistema de informação do Ministério da Saúde. Resultados: A ELA esporádica possui um mecanismo etiopatogênico multifatorial, destacando-se, a excitotoxicidade do neurotransmissor glutamato. Já a ELA familiar segue um padrão de herança autossômica dominante, identificando mutações em 16 locus, sendo os mais comuns nos genes C9orf72 e SOD1. O gene SOD1 codifica a enzima superóxido dismutase podendo ser correlacionada a autoimunidade, assim como, sua participação na ELA pode ocorrer através de uma ação tóxica pelo acúmulo intracelular devido ao recrudescimento da ligação com a proteína ubiquitina, pela alteração de proteassomos, efeito amiloide e ocorrência de lesão secundária nas mitocôndrias. Portanto, estima-se que o sistema imunológico esteja ligado a doença, uma vez que vários autoanticorpos são encontrados na ELA, nos quais são direcionados, por exemplo, contra canais de cálcio e neurofilamentos. Conclusão: Assim, a ELA é uma doença neurodegenerativa relacionada a um fator genético, o qual sua expressão clínica relaciona-se com algum fator de exposição dessa pessoa, como um gatilho para o desenvolvimento degenerativo do motoneurônio. Além disso, tem causa multifatorial e apresenta expressiva visibilidade da mídia, do público, que acaba promovendo novos estudos.