Search

L'ictus isquèmic és una malaltia amb un gran impacte en la societat per la incidència i discapacitat que presenta, indicadors que continuaran augmentant en les pròximes dècades. En aquest context, és important conèixer tots els factors de risc implicats en l'aparició i la discapacitat associades a la malaltia. Més enllà dels factors de risc tradicionals de la malaltia, en els últims anys hi ha hagut una creixent evidència sobre l'impacte dels determinants mediambientals relacionats amb la vida urbana, com són l'exposició a la contaminació atmosfèrica, els espais verds i el soroll del trànsit, en el risc d'ictus. Malgrat aquesta evidència, actualment es desconeix quin és l'impacte que tindrien els determinants mediambientals al nostre entorn pel que fa al risc d'ictus. L'objectiu d'aquesta tesi doctoral és determinar en el nostre entorn 1) quin és l'impacte de l'exposició a contaminació atmosfèrica -principalment, contaminants relacionats amb el trànsit, com són les partícules fines (PM2.5), el diòxid de nitrogen (NO2) i el sutge (BC),- en el risc d'ictus isquèmic; 2) quin és l'impacte d'altres determinants mediambientals com els espais verds en la incidència de l'ictus isquèmic; 3) quin és el subgrup de la població susceptible als efectes d'aquests determinants de la malaltia; i 4) quin és l'efecte de l'exposició a contaminació atmosfèrica (PM2.5), els espais verds i el soroll del trànsit rodat i la gravetat inicial de la malaltia. Per respondre a aquests objectius es presenten els resultats de dos estudis. En el primer estudi avaluem l'efecte de l'exposició individual a contaminants atmosfèrics en la incidència d'ictus isquèmic en una cohort poblacional actual que inclou gran part de la població adulta de Catalunya i observem un augment del risc, sobretot relacionat amb l'exposició a NO2. Destaquem que aquesta associació es troba present fins i tot a nivells de contaminants per sota dels considerats com a segurs per la legislació actual a la Unió Europea. Per contra, l'exposició a espais verds al voltant de la residència dels individus de la cohort s'associa a un menor risc d'ictus isquèmic. A l'estudi no trobem cap modificació de l'efecte per variables individuals (edat i tabaquisme) ni pel nivell socioeconòmic individual. En el segon estudi, descrivim la relació entre l'exposició a contaminació atmosfèrica, l'exposició a espais verds i soroll del trànsit rodat i la gravetat de l'ictus en una cohort de pacients hospitalitzats amb ictus isquèmic a Barcelona. En aquest estudi trobem que els pacients exposats a majors nivells de verdor al voltant del domicili presenten un menor risc de patir un ictus greu en el moment agut, mentre que els individus exposats a un major nivell de soroll del trànsit tenen un major risc de presentar ictus greus. No hem trobat cap relació entre l'exposició a contaminació atmosfèrica (PM2.5) i la gravetat de la malaltia. L'associació entre l'exposició a espais verds i la gravetat de l'ictus es manté en considerar de manera conjunta els altres determinants ambientals. En conclusió, l'exposició crònica a contaminació atmosfèrica al nostre entorn té un impacte negatiu que es tradueix en un augment del risc de patir un ictus, mentre que l'exposició a espais verds exerceix un efecte beneficiós tant en el risc com en la gravetat inicial de l'ictus isquèmic. Tanmateix, l'exposició a soroll influeix negativament en la gravetat inicial de la malaltia. L'evidència generada amb aquests estudis permetrà prendre decisions tant individuals com poblacionals a diferents interessats i en diferents nivells (tant en polítiques de salut pública com pel que fa a decisions clíniques) i a diferents escales (local, regional, nacional i europea) per mitigar o potenciar els efectes d'aquests determinants ambientals i millorar la prevenció primària de l'ictus isquèmic a Catalunya. El ictus isquémico es una enfermedad con un gran impacto en la sociedad por su incidencia y discapacidad, indicadores que continuarán aumentando en las próximas décadas. En este contexto, es importante conocer todos los factores de riesgo implicados en la aparición y discapacidad asociadas a la enfermedad. Más allá de los factores de riesgo tradicionales de la enfermedad, en los últimos años ha habido una creciente evidencia sobre el impacto de los determinantes medioambientales relacionados con la vida urbana, como la exposición a la contaminación atmosférica, los espacios verdes y el ruido del tráfico, en el riesgo del ictus. A pesar de esta evidencia, actualmente se desconoce cuál es el impacto que tendrían los determinantes medioambientales en nuestro entorno en lo que respecta al riesgo de ictus. El objetivo de esta tesis doctoral es determinar en nuestro entorno 1) el impacto de la exposición a contaminación atmosférica -principalmente, contaminantes relacionados con el tráfico, como son las partículas finas (PM2.5), el dióxido de nitrógeno (NO2) y el black carbon (BC),- en el riesgo de ictus isquémico; 2) el impacto de los espacios verdes en la incidencia del ictus isquémico; 3) el subgrupo de la población susceptible a los efectos de estos determinantes de la enfermedad; y 4) el efecto de la exposición a contaminación atmosférica (PM2.5), los espacios verdes y el ruido del tráfico en la gravedad inicial de la enfermedad. Para responder a estos objetivos, se presentan los resultados de dos estudios. En el primer estudio evaluamos el efecto de la exposición individual a contaminantes atmosféricos en la incidencia de ictus isquémico en una cohorte poblacional actual que incluye a gran parte de la población adulta de Cataluña y observamos un aumento del riesgo de ictus isquémico, sobre todo relacionado con la exposición a NO2. Destacamos que esta asociación está presente incluso para niveles de contaminantes por debajo de los considerados como seguros por la legislación actual en la Unión Europea. Por el contrario, la exposición a espacios verdes en torno a la residencia de los individuos de la cohorte se asocia a un menor riesgo de ictus isquémico. En el estudio no encontramos ninguna modificación del efecto por variables individuales (edad y tabaquismo) ni por el nivel socioeconómico individual. En el segundo estudio, describimos la relación entre la exposición a contaminación atmosférica, la exposición a espacios verdes y ruido del tráfico y la gravedad del ictus en una cohorte de pacientes hospitalizados con ictus isquémico en Barcelona. En este estudio encontramos que los pacientes expuestos a mayores niveles de verdor en torno al domicilio presentan un menor riesgo de sufrir un ictus grave en el momento agudo, mientras que los individuos expuestos a un mayor nivel de ruido del tráfico tienen un mayor riesgo de presentar ictus graves. No hemos encontrado relación alguna entre la exposición a contaminación atmosférica (PM2.5) y la gravedad de la enfermedad. La asociación entre la exposición a espacios verdes y la gravedad del ictus se mantiene al considerar de forma conjunta a los otros determinantes ambientales. En conclusión, la exposición crónica a contaminación atmosférica en nuestro entorno tiene un impacto negativo que se traduce en un aumento del riesgo de sufrir un ictus isquémico, mientras que la exposición a espacios verdes ejerce un efecto beneficioso tanto en el riesgo como en la gravedad inicial del ictus isquémico. Sin embargo, la exposición a ruido influye negativamente en la gravedad inicial de la enfermedad. La evidencia generada con estos estudios permitirá tomar decisiones tanto individuales como poblacionales para mitigar o potenciar los efectos de estos determinantes ambientales y mejorar la prevención primaria del ictus isquémico en Cataluña. Ischemic stroke is a leading cause of death and disability in both high-income countries and worldwide, and the overall incidence and disability attributable to stroke is expected to increase over the next few decades. Therefore, there is a need to improve the understanding of risk factors (i.e., traditional and non-traditional risk factors) related to the burden of stroke. There is growing evidence about the association of environmental determinants related to urbanicity (i.e., air pollution, road traffic noise and green spaces) with stroke outcomes. However, there is a lack of knowledge about the influence of environmental determinants on stroke burden in our area (Catalonia). The aim of this doctoral thesis is 1) to determine the association between exposure to traffic-related air pollutants - fine particulate matter (PM2.5), nitrogen dioxide (NO2), and Black Carbon (BC) -, and the risk of ischemic stroke in Catalonia; 2) to assess the impact of other environmental determinants such as green spaces on ischemic stroke incidence; 3) to describe a subgroup of the population particularly sensitive to the effects of ischemic stroke environmental determinants; and 4) to assess the effect of exposure to air pollution (PM2.5), green spaces and road traffic noise on initial stroke severity. Two studies were conducted to address these objectives. First, the relationship between individual exposure to air pollutants and ischemic stroke incidence was assessed in a large population-based cohort study covering a great proportion of the adult population of Catalonia. An increased risk of ischemic stroke in relation to exposure to air pollutants was observed, especially for NO2, was observed. This association was present even at air pollutants levels below the safety standards set by the European Union. In contrast, exposure to green spaces around the participant's residence was associated with a lower risk of ischemic stroke. There was no evidence of effect modification by individual (age and smoking) or socioeconomic characteristics of the population. Secondly, a cross-sectional analysis of the association between residential exposure environmental factors and initial ischemic stroke severity was assessed among a cohort of ischemic stroke patients admitted in a public hospital in Barcelona. Residential surrounding greenspace had a potential beneficial influence on initial stroke severity. This association persisted after adjusting for other environmental factors (PM2.5 and noise). Conversely, patients living in areas with higher exposure to road traffic noise had a higher risk of severe stroke, compared to those living in areas with lower noise exposure. No association was found between previous exposure to air pollution (PM2.5) and the initial stroke severity in our study. In conclusion, long-term exposure to air pollution in Catalonia is associated with a higher risk of ischemic stroke. Conversely, long-term exposure to green spaces has a beneficial effect on both ischemic stroke risk and severity. In addition, road traffic noise exposure is related to higher risk of severe stroke. This evidence can influence both individual and population-level policies addressed to mitigate or enhance the effects of these environmental determinants and improve the primary prevention of ischaemic stroke in Catalonia.

Els pacients amb fibril·lació auricular que han patit un ictus, presenten un alt risc de recurrència d'esdeveniments cardioembòlics, i per tant, són aquells més beneficiats d'un tractament anticoagulant eficaç. En aquest sentit, l'aparició dels anticoagulants d'acció directe ofereix un nou ventall de possibilitats per aquest tipus de pacients. Tot i així, un alt percentatge de pacients es troben sota tractament amb fàrmacs dicumarínics. Les característiques especials d'aquest grup farmacològic, amb múltiples interaccions farmacològiques i alimentàries i un estret marge terapèutic, fa essencial conèixer el seu comportament en aquest grup de malalts. S'han analitzat les dades de pacients consecutius ingressats per ictus amb antecedents de fibril·lació auricular i anticoagulats amb fàrmacs dicumarínics. S'han avaluat les característiques basals, el control de l'anticoagulació mitjançant el seguiment dels nivells de INR, l'aparició d'esdeveniments cardiovasculars al seguiment, així com de mortalitat. També s'han avaluat les diferents variables relacionades amb el control del INR, l'aparició d'esdeveniments cardiovasculars i la mortalitat cardiovascular i de qualsevol causa. S'han inclòs 197 pacients amb una mitja d'edat de 79 (73-83.5) anys i fins a un 27,9% de pacients amb antecedents d'ictus previ. Els quals presenten un alt risc de recurrència d'esdeveniments cardioembòlics, amb una puntuació mitja de CHADS2 de 3.7 (± 1.39) i CHA2DS2-VASC 5.48 (± 1.62) i també d'esdeveniments hemorràgics, amb més del 83% amb una puntuació ≥ 3 a l'escala HAS-BLED. També una alta comorbiditat expressada per una puntuació a l'escala Charlson ajustada a edat de 5.44 (± 1.73) i un Barthel de 71.55 (± 29.13). El control del INR s'ha avaluat mitjançant el temps en rang terapèutic, amb una mediana de temps en rang del 62.05% (44.83-72.01) i un temps en rang ≥ 65% del 40.9%, segons el mètode de Rosendaal. Aquests valors representen un control global del INR subòptim. Les variables que s'han relacionat amb el control deficitari del INR han sigut: els antecedents d'hàbit tabàquic, la HTA i l'amiodarona. L'escala SAME-TT2R2 no ha predit el control del INR en la nostra cohort, essent l'escala de comorbiditat Charlson ajustada a edat la única relacionada amb el control del INR. Aquests resultats destaquen la importància de la comorbiditat en el control del INR. També s'ha avaluat la conducta terapèutica respecte els valors obtinguts de INR, essent considerada correcte en un 87.62% dels casos. S'ha objectivat una taxa d'incidència d'esdeveniments cardioembòlics de 16.76 per 100 persones-any. Essent l'escala CHA2DS2-VASC la que ha mostrat una millor relació amb aquests, mostrant-se com l'escala més adient alhora d'avaluar la necessitat d'anticoagulació a llarg termini. Els diürètics han mostrat un efecte protector respecte els esdeveniments cardioembòlics, probablement pel seu efecte sobre el control de la HTA. La taxa d'incidència d'esdeveniments hemorràgics ha sigut de 13.39 per 100 persones-any. Estant l'antiagregació relacionada amb un increment del risc hemorràgic, sense tenir cap incidència sobre els esdeveniments cardioembòlics. Els betabloquejants han presentat un paper protector enfront els esdeveniments hemorràgics. Les taxes d'incidència respecte a la mortalitat cardiovascular i de qualsevol causa han sigut del 4.61 per 100 persones-any i 10.97 per 100 persones-any, respectivament. Amb una clara relació amb el control subòptim del INR i els esdeveniments cardiovasculars. Com a conclusió, els pacients amb fibril·lació auricular i ictus presenten una alta comorbiditat. El que repercuteix en un control subòptim del INR amb una incidència elevada d'esdeveniments cardiovasculars i mortalitat. Per tant, sembla raonable la recomanació de prioritzar l'anticoagulació amb anticoagulants d'acció directe per sobre dels dicumarínics en els pacients amb una alta comorbiditat. Los pacientes con fibrilación auricular que han padecido un ictus, presentan un alto riesgo de recurrencia de eventos cardioembólicos, y por tanto, son aquellos más beneficiados de un tratamiento anticoagulante eficaz. En este sentido, la aparición de los anticoagulantes de acción directa ofrece nuevas posibilidades a este grupo de pacientes. De todas maneras, un alto porcentaje de pacientes se encuentra en tratamiento con fármacos dicumarínicos. Las características especiales de este grupo farmacológico, con múltiples interacciones farmacológicas y alimentarias y un estrecho margen terapéutico, hacen esencial conocer su comportamiento en este grupo de pacientes. Se han analizado los datos de pacientes consecutivos ingresados por ictus con antecedentes de fibrilación auricular y anticoagulados con fármacos dicumarínicos. Se han evaluado las características basales, el control de la anticoagulación mediante los niveles de INR, la aparición de eventos cardiovasculares en el seguimiento, así como de mortalidad. También se han evaluado las diferentes variables relacionadas con el control del INR, la aparición de eventos cardiovasculares y la mortalidad cardiovascular y de cualquier causa. Se han incluido 197 pacientes con una media de edad de 79 (73-83.5) años y hasta un 27.9% de pacientes con antecedentes de ictus previo. Los cuales presentan un alto riesgo de recurrencia de eventos cardioembólicos, con una puntuación media de CHADS2 de 3.7 (± 1.39) y CHA2DS2-VASc 5.48 (± 1.62). Así como de eventos hemorrágicos, con más del 83% con una puntuación ≥ 3 en la escala HAS-BLED. También una alta comorbilidad expresada por una puntuación en la escala Charlson ajustada a edad de 5.44 (± 1.73) y un Barthel de 71.55 (± 29.13). El control del INR se ha evaluado mediante el tiempo en rango terapéutico, con una mediana de tiempo en rango del 62.05% (44.83-72.01) y un tiempo en rango ≥ 65% del 40.9%, según el método de Rosendaal. Estos valores representan un control global del INR subóptimo. Las variables que se han relacionado con el mal control del INR han sido: el hábito tabáquico, la HTA y la amiodarona. La escala SAME-TT2R2 no ha predicho el control del INR, siendo la escala de comorbilidad Charlson ajustada a edad, la única relacionada con el control del INR. Estos resultados destacan la importancia de la comorbilidad en el control del INR. También se ha evaluado la conducta terapéutica respecto a los valores obtenidos de INR, siendo considerado correcto en un 87.62% de los casos. La tasa de incidencia de eventos cardioembólicos ha sido del 16.76 por 100 personas-año. Siendo la escala CHA2DS2-VASc la que ha mostrado una mejor relación con éstos, mostrándose como la escala más adecuada para evaluar la necesidad de anticoagulación a largo plazo. Los diuréticos han mostrado un efecto protector sobre los eventos cardioembólicos, probablemente por su efecto sobre el control de la HTA. La tasa de incidencia de eventos hemorrágicos ha sido del 13.39 por 100 personas-año. Estando la antiagregación relacionada con un incremento del riesgo hemorrágico, sin tener ninguna incidencia sobre los eventos cardioembólicos. Los betabloqueantes han presentado un papel protector frente los eventos hemorrágicos. Las tasas de incidencia de la mortalidad cardiovascular y de cualquier causa han sido del 4.61 por 100 personas-año y 10.97 por 100 personas año, respectivamente. Con una clara relación con el control subóptimo del INR y los eventos cardiovasculares. Como conclusión, los pacientes con fibrilación auricular e ictus presentan una alta comorbilidad. Lo que repercute en un control subóptimo del INR, con una incidencia elevada de eventos cardiovasculares y mortalidad. Por tanto, parece razonable priorizar la anticoagulación con anticoagulantes de acción directa por encima de los dicumarínicos, en los pacientes con una alta comorbilidad. Patients with atrial fibrillation who have suffered a stroke, showed a high risk of cardioembolic events recurrence. So, they are who benefit the most from an effective anticoagulant treatment. The introduction of direct oral anticoagulants offers a new range of possibilities for this kind of patients. Even so, there are still a high percentage of patients who are treated with coumadin drugs. Because of its narrow therapeutic window and multiple drugs and food interactions, it makes essential to know its behaviour in this group of patients. The data of consecutive patients admitted for stroke and atrial fibrillation under anticoagulation with coumadin drugs have been analysed. Baseline characteristics, anticoagulation quality by monitoring INR levels, occurrence of cardiovascular events and mortality during follow-up were evaluated. The different variables related to anticoagulation quality, occurrence of cardiovascular events and cardiovascular and all-cause mortality were also evaluated. The study included 197 patients, whose median age was 79 (73-83.5) years and up to 27.9% of patients suffered previous stroke. The mean CHADS2 and CHA2DS2-VASC scores were 3.7 (± 1.39) and 5.48 (± 1.62) respectively, that means a high risk of cardioembolic events recurrence. Regarding haemorrhagic risk, 83% of patients have presented HAS-BLED score ≥ 3, it also means a high risk of recurrence. The comorbidity was evaluated by age adjusted Charlson comorbidity index and Barthel score, those showed a mean value of 5.44 (± 1.73) and 71.55 (± 29.13), respectively. INR control was assessed by time in therapeutic range, with a median time in range of 62.05% (44.83-72.01) and time in therapeutic range ≥ 65% of 40.9%, according to the Rosendaal method. These values represent a suboptimal INR control. History of smoking, hypertension and amiodarone were associated to poor INR control. The SAME-TT2R2 score did not predict INR control in this cohort, the only one score associated to INR control was the age adjusted Charlson comorbidity index. These results highlight the importance of comorbidity in INR control. Therapeutic behaviour about INR determinations has also been evaluated, it was considered correct in 87.62%. The incidence of cardioembolic events was 16.76 per 100 person-years. The CHA2DS2-VASC score has been shown the best relationship with those kinds of events, showing itself to be the most useful score to assess the need for long-term anticoagulation. Diuretics have shown a protective effect with respect to cardioembolic events, probably due to their effect on arterial hypertension control. The incidence of haemorrhagic events was 13.39 per 100 person-years. Antiplatelet therapy was associated with increase of the bleeding risk, and it have had no protective effect against cardioembolic events. On the other hand, beta blockers showed a protective role against haemorrhagic events. The incidence for cardiovascular and all-cause mortality were 4.61 per 100 person-years and 10.97 per 100 person-years, respectively. A clear relationship with suboptimal INR control and cardiovascular events was found. In conclusion, patients with atrial fibrillation suffering a stroke have a high comorbidity, which has a negative impact on INR control quality as well as a high incidence of cardiovascular events, including mortality. Therefore, it seems reasonable to recommend prioritizing anticoagulation with direct oral anticoagulants over coumadin derivates in patients with atrial fibrillation and stoke.

L’ictus isquèmic és una causa de mort i discapacitat majoritària al món. Una millor comprensió de la seva fisiopatologia és fonamental per millorar aquestes dades devastadores. Més enllà de les teràpies trombolítiques aprovades no hi ha cap tractament efectiu per mitigar-ne la progressió. A més, aquestes teràpies tenen una finestra terapèutica curta i efectes secundaris greus, reduint el nombre de pacients que se’n poden beneficiar. Per tant, hi ha una necessitat de trobar noves estratègies terapèutiques complementàries per atenuar la progressió de l’ictus. A més, identificar els pacients amb més risc de presentar mal pronòstic (discapacitat o mort) després d’un ictus és essencial per facilitar els processos de presa de decisions i optimitzar la gestió dels pacients. En aquest sentit, és necessària la identificació de biomarcadors sanguinis que ajudin a predir el pronòstic de l’ictus. Aquesta Tesi Doctoral pretén contribuir a una millor comprensió de la fisiopatologia de l’ictus identificant noves molècules clau que poden servir com a dianes terapèutiques i/o com a biomarcadors pronòstic de l’ictus. En primer lloc, hem descrit els canvis del proteoma i transcriptoma que es produeixen en el cervell humà després de la isquèmia cerebral mitjançant tècniques –òmiques. A més, hem integrat aquesta informació mitjançant eines bioestadístiques per destacar molècules clau en la fisiopatologia de l’ictus. Alguns dels candidats proposats mostren potencial com a biomarcadors i/o dianes terapèutiques per l’ictus isquèmic. A més, s’ha explorat la influència del sexe, l’edat i les comorbiditats en la fisiopatologia de l’ictus mitjançant eines bioestadístiques d’integració explorant similituds i diferències en el proteoma i el transcriptoma cerebral en un model d’isquèmia cerebral en ratolins (a) mascles joves, (b) femelles joves, (c) mascles joves diabètics i (d) mascles vells. Curiosament, hem trobat que la resposta a la isquèmia cerebral és diferent entre els grups estudiats, posant de manifest la importància d’incorporar animals amb fenotips diferents en futurs estudis pre-clínics. A més, s’han realitzat tres estudis per explorar el paper de candidats seleccionats com a biomarcadors pronòstics de l’ictus. Curiosament, hem trobat que el nivell circulant d’Aquaporin-4 mesurat de manera aguda després d’un ictus isquèmic prediu la millora neurològica a les 48 hores i a l’alta hospitalària. En la mateixa línia, el nivell circulant d’alfa-1 antitripsina (A1AT) mesurat en la fase hiperaguda de l’ictus prediu un mal pronòstic funcional a l’hospital i a mig termini. Cal destacar que l’A1AT es va trobar sobre-expressada al cervell després de la isquèmia cerebral en el primer estudi d’aquesta Tesi. A més, hem identificat que l’endostatina, el receptor del factor de necrosi tumoral-1 i la interleucina-6 són predictors independents de la mortalitat a llarg termini després d’un ictus en una cohort de gairebé 1000 pacients. En tots els casos, els biomarcadors afegien valor predictiu a les variables clíniques. Finalment, com que tots els agents neuroprotectors proposats fins ara han fracassat a les clínica, en aquesta Tesi hem identificat diverses combinacions de dos fàrmacs amb efectes neuroprotectors sinèrgics. Per fer-ho, hem utilitzat un enfocament basat en la biologia de sistemes per desenvolupar un model matemàtic que simula la patologia de l’ictus isquèmic in silico. Notablement, l’eficàcia de la combinació de fàrmacs formada per Ceruletide+A1AT s’ha demostrat en un model d’isquèmia cerebral en ratolí i s’han descartat les possibles interaccions amb l’activador tissular del plasminogen recombinant (rt-PA). En conjunt, els resultats d’aquesta Tesi Doctoral contribueixen a aprofundir en el coneixement de la fisiopatologia de l’ictus, revelant molècules clau amb possibles funcions com a dianes terapèutiques, biomarcadors pronòstics o ambdues. De fet, hem descrit com l’A1AT es podria utilitzar tant com a biomarcador de mal pronòstic com a diana terapèutica quan es combina amb Ceruletide. El ictus isquémico es una causa de muerte y discapacidad mayoritaria en el mundo. Una mejor comprensión de su fisiopatología es fundamental para mejorar estos datos devastadores. Más allá de las terapias trombolíticas aprobadas no existe ningún tratamiento efectivo para mitigar su progresión. Además, estas terapias tienen una ventana terapéutica corta y efectos secundarios graves, reduciendo el número de pacientes que pueden beneficiarse. Por tanto, hay una necesidad de encontrar nuevas estrategias terapéuticas complementarias para atenuar la progresión del ictus. Además, identificar a los pacientes con mayor riesgo de presentar mal pronóstico (discapacidad o muerte) después de un ictus es esencial para facilitar los procesos de toma de decisiones y optimizar la gestión de los pacientes. En este sentido, es necesaria la identificación de biomarcadores sanguíneos que ayuden a predecir el pronóstico del ictus. Esta Tesis Doctoral pretende contribuir a una mejor comprensión de la fisiopatología del ictus identificando nuevas moléculas clave que pueden servir como dianas terapéuticas y/o biomarcadores pronóstico del ictus. En primer lugar, hemos descrito los cambios del proteoma y transcriptoma que se producen en el cerebro humano después de la isquemia cerebral mediante técnicas –ómicas. Además, hemos integrado esta información mediante herramientas bioestadísticas para destacar moléculas clave en la fisiopatología del ictus. Algunos de los candidatos propuestos muestran potencial como biomarcadores y/o dianas terapéuticas para el ictus. Además, se ha explorado la influencia del sexo, la edad y las comorbilidades en la fisiopatología del ictus mediante herramientas bioestadísticas de integración explorando similitudes y diferencias en el proteoma y el transcriptoma cerebral en un modelo de isquemia cerebral en ratones (a) machos jóvenes, (b) hembras jóvenes, (c) machos jóvenes diabéticos y (d) machos viejos. Hemos encontrado que la respuesta a la isquemia cerebral es diferente entre los grupos estudiados, poniendo de manifiesto la importancia de incorporar animales con distintos fenotipos en futuros estudios pre-clínicos. Además, se han realizado tres estudios para explorar el papel como biomarcadores pronósticos del ictus de candidatos seleccionados. Hemos encontrado que el nivel circulante de Aquaporin-4 medido de forma aguda después de un ictus isquémico predice la mejora neurológica a las 48 horas y al alta hospitalaria. También, el nivel circulante de alfa-1 antitripsina (A1AT) medido en la fase hiperaguda del ictus predice un mal pronóstico funcional en el hospital y a medio plazo. Cabe destacar que A1AT se encontró sobre-expresada en el cerebro después de la isquemia cerebral en el primer estudio de esta Tesis. Además, hemos identificado que la endostatina, el receptor del factor de necrosis tumoral-1 y la interleucina-6 son predictores independientes de la mortalidad a largo plazo después de un ictus en una cohorte de casi 1000 pacientes. En todos los casos, los biomarcadores añadían valor predictivo a las variables clínicas. Por último, dado que todos los agentes neuroprotectores propuestos hasta ahora han fracasado en la clínica, en esta Tesis hemos identificado diversas combinaciones de dos fármacos con efectos neuroprotectores sinérgicos. Para ello, hemos utilizado un enfoque basado en la biología de sistemas para desarrollar un modelo matemático que simula la patología del ictus isquémico in silico. La eficacia de la combinación de fármacos formada por Ceruletide+A1AT se ha validado en un modelo de isquemia cerebral en ratón y se han descartado las posibles interacciones con el activador tisular del plasminógeno recombinante (rt-PA). En conjunto, los resultados de esta Tesis Doctoral contribuyen a profundizar en el conocimiento de la fisiopatología del ictus, revelando moléculas clave con posibles funciones como dianas terapéuticas, biomarcadores pronósticos o ambas. De hecho, hemos descrito cómo el A1AT se podría utilizar tanto como biomarcador de mal pronóstico como diana terapéutica cuando se combina con Ceruletide. Ischemic stroke is a leading cause of death and disability worldwide. A better comprehension of stroke pathophysiology is fundamental to improve its dramatic outcome. Beyond the approved thrombolytic therapies, there is no effective treatment to mitigate its progression. Besides, these reperfusion therapies have a short therapeutic window and severe side effects, reducing the number of patients that can benefit from them. Thus, there is an urgent need to find new complementary therapeutic strategies to attenuate or even reverse stroke progression. Moreover, identifying the patients at higher risk of presenting poor outcome (disability or death) after stroke is essential to facilitate decision-making processes, ultimately optimizing patients’ management. In this regard, the identification of blood biomarkers that aid in the prediction of stroke prognosis is highly needed. This Doctoral Thesis aims to contribute to the better understanding of stroke pathophysiology identifying new key molecules that can serve as therapeutic targets and/or as biomarkers of stroke prognosis. First, we have described proteomic and transcriptomic changes in the human brain triggered after cerebral ischemia using –omic techniques and integrating this information through biostatistical tools to highlight key molecular factors in the stroke pathophysiology. In this regard, some of the proposed candidates show potential as stroke biomarkers and/or therapeutic targets. Moreover, the influence of sex, age and comorbidities in stroke pathophysiology has been explored through integrative biostatistical tools by exploring similarities and differences in the brain proteome and transcriptome in a mice model of cerebral ischemia in (a) young males, (b) young females, (c) diabetic young males and (d) aged males. Interestingly, we found that the response to cerebral ischemia differed among the studied groups, highlighting the importance of incorporating animals with different phenotypes in future stroke research pre-clinical studies. Furthermore, three studies have been conducted to explore the role of selected candidates as blood biomarkers to predict stroke outcome. Interestingly, we found that Aquaporin-4 circulating level measured acutely after ischemic stroke predicts neurological improvement at 48 hours and at hospital discharge. In the same line, Alpha-1 antitrypsin (A1AT) circulating level measured in the hyperacute phase after stroke predicts poor functional outcome in-hospital and at mid-term. Of note, A1AT was a molecule found to be dysregulated in the brain after cerebral ischemia in the first study of this Doctoral Thesis. Moreover, we have identified that Endostatin, tumor necrosis factor receptor-1 and interleukin-6 are independent predictors of long-term mortality after stroke in a cohort of nearly 1000 patients. In all cases, the studied biomarkers added predictive value on top of clinical variables. Finally, since all neuroprotective agents proposed to date have systematically failed to succeed in clinics, in this Thesis we have identified various two-by-two combinations of drugs with theoretical synergistic neuroprotective effects. To do so, we have used a systems biology-based approach to develop a mathematical model that simulates in silico ischemic stroke pathology. Remarkably, the efficacy of the drug combination formed by Ceruletide + A1AT has been demonstrated in a mouse model of transient cerebral ischemia and its potential interactions with recombinant tissue-plasminogen activator (rt-PA) have been discarded. Overall, the results of this Doctoral Thesis contribute to advancing our knowledge of stroke pathophysiology, disclosing key molecules with plausible roles as therapeutic targets, prognostic biomarkers or both. In fact, we have described how A1AT, a serine proteinase inhibitor found to be upregulated in ischemic stroke, could be used both as a biomarker of in-hospital and mid-term poor functional outcome and as a therapeutic target when combined with Ceruletide. Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Neurociències

Introducció i objectius L’ictus és la principal causa de discapacitat al món occidental. L’estimulació magnètica transcranial és un instrument versàtil que permet estudiar la fisiologia i la fisiopatologia del cervell humà de forma no invasiva. L’objectiu d’aquest estudi és avaluar la correlació entre les característiques neurofisiològiques en pacients amb ictus agut mesurades en diferents moments i la discapacitat als 3 mesos, tant a les vies motores com a sensitives. Mètodes S’hi van incloure 78 pacients amb accident cerebrovascular isquèmic agut (64,5±9,4 anys; 62,8% homes). Es va realitzar una bateria de proves motores neurofisiològiques (rMT, MEP, cSP, CMCT) i sensitives (llindars sensitius i de dolor), així com una avaluació clínica extensa a l’ingrés i posteriorment el dia 7 o l’alta, correlacionant les dades amb l’estat funcional als 3 mesos segons l’escala de discapacitat funcional (mRS). Resultats Les característiques de MEP i l’estat de les vies sensitives es van correlacionar amb el resultat funcional al cap de 3 mesos de seguiment. La presència del MEP tant en múscul proximal com en distal es va associar independentment a una discapacitat menor (90,9% vs 13,6% p

L'ictus és una de les principals causes de mort i discapacitat a escala mundial. La fibril·lació auricular (FA) és una arrítmia cardíaca freqüent amb una prevalença de l'1-4% en la població general. Aquesta augmenta per 5 el risc a patir un ictus isquèmic i a més pot ser una de les causes subjacents rere un gran nombre d'ictus criptogènics/ESUS. En presència d'aquesta arrítmia la teràpia anticoagulant pot reduir el risc d'ictus. No obstant això, la FA sovint es presenta de forma asimptomàtica i paroxística, fet que en dificulta la seva detecció. A més, la FA també s'ha postulat com una causa d'infarts silents (IS), fins i tot en casos de FA considerada de baix risc embolic segons les escales clíniques CHADS2 i CHA2DS2VASc. La detecció d'IS es podria considerar una manifestació inicial de la malaltia cerebrovascular que requereix la implementació d'estratègies de prevenció en aquests pacients. Els biomarcadors sanguinis podrien ser eines útils en el diagnòstic i maneig de la FA gràcies a la "memòria biològica" que presenten. A més, els biomarcadors ens poden donar informació sobre la patofisiologia de la FA i la seva relació amb la patologia cerebrovascular. Malgrat que s'han proposat múltiples molècules candidates en aquest context, de moment cap d'aquestes s'utilitza en la pràctica clínica. Aquesta tesi doctoral té l'objectiu d'identificar biomarcadors sanguinis de FA i descriure la seva aplicació en contextos de prevenció primària i secundària de l'ictus. Amb aquest objectiu s'han utilitzat mostres de sang de pacients inclosos en tres cohorts, les quals són representatives de diferents indicacions com és el diagnòstic de FA en poblacions asimptomàtiques i en ictus criptogènics, o la detecció d'IS en pacients amb FA. Els estudis que integren aquesta tesi han avaluat l'ús de biomarcadors ja descrits en la bibliografia en aquestes indicacions clíniques. Com a resultat, hem evidenciat que per si sols els biomarcadors estudiats no són capaços de detectar casos de FA paroxística en pacients asimptomàtics, reduint-ne el potencial com a eines de cribratge poblacional. Tanmateix, la seva combinació amb dispositius de detecció ràpida com MyDiagnostick o WatchBP s'hauria d'explorar. En canvi, en prevenció secundària, tant BNP com NT-proBNP són predictors de FA detectada durant el primer mes després d'un ictus criptogènic, amb resultats lleugerament millors pel que fa a BNP. En ambdues situacions, pel que fa a la detecció de FA, els pèptids natriurètics són els candidats que han mostrat millors resultats. La seva combinació amb biomarcadors representatius d'altres vies com pot ser Ang-2, marcador de dany endotelial, podria augmentar-ne la capacitat diagnòstica. D'altra banda, Ang-2, juntament amb BMP-10 i FGF-23 presenten nivells més elevats en pacients amb FA de baix risc embolic i IS respecte a pacients sense infarts. Finalment, hem realitzat estudis de descobriment de nous biomarcadors que poguessin complementar els que ja estan descrits utilitzant una plataforma proteòmica basada en els aptàmers de DNA. Aquests estudis ens han permès identificar i explorar proteïnes i vies que podrien ser rellevants en la patofisiologia de la FA. D'aquests, cal destacar, DPP7 com a possible biomarcador d'etiologia de l'ictus. A més, hem proposat una nova aproximació per descobrir nous biomarcadors i vies en aquest context, tenint en compte el concepte de cardiomiopatia atrial i usant paràmetres ecocardiogràfics. En conjunt, els resultats d'aquesta tesi contribueixen en una visió aplicada de l'ús dels biomarcadors sanguinis en el maneig de la FA. En un futur, alguns d'aquests marcadors es podrien implementar en la pràctica clínica per tal de millorar les estratègies de prevenció de l'ictus. El ictus es una de las principales causas de muerte y discapacidad a nivel mundial. La fibrilación auricular (FA) es una arritmia cardíaca frecuente con una prevalencia del 1-4% en la población general. Ésta aumenta por 5 el riesgo de sufrir un ictus isquémico y además puede ser una de las causas subyacentes tras un gran número de ictus criptogénicos/ESUS. En presencia de esta arritmia la terapia anticoagulante puede reducir el riesgo de ictus. Sin embargo, la FA a menudo se presenta de forma asintomática y paroxística, lo que dificulta su detección. Además, la FA también se ha postulado como una causa de infartos silentes (IS), incluso en casos de FA considerada de bajo riesgo embolico según las escalas clínicas CHADS2 y CHA2DS2VASc. La detección de IS podría considerarse una manifestación inicial de la enfermedad cerebrovascular que requiere la implementación de estrategias de prevención en estos pacientes. Los biomarcadores sanguíneos podrían ser herramientas útiles en el diagnóstico y manejo de la FA gracias a la "memoria biológica" que presentan. Además, los biomarcadores pueden darnos información sobre la patofisiología de la FA y su relación con la patología cerebrovascular. A pesar de que se han propuesto múltiples moléculas candidatas en este contexto, de momento ninguna de ellas se utiliza en la práctica clínica. Esta tesis doctoral tiene como objetivo identificar biomarcadores sanguíneos de FA y describir su aplicación en contextos de prevención primaria y secundaria del ictus. Con este objetivo se han utilizado muestras de sangre de pacientes incluidos en tres cohortes, que son representativas de diferentes indicaciones como el diagnóstico de FA en poblaciones asintomáticas y en ictus criptogénicos, o la detección de IS en pacientes con FA. Los estudios que integran esta tesis han evaluado el uso de biomarcadores ya descritos en la bibliografía en estas indicaciones clínicas. Como resultado, hemos evidenciado que por sí solos los biomarcadores estudiados no son capaces de detectar casos de FA paroxística en pacientes asintomáticos, reduciendo su potencial como herramientas de cribado poblacional. Sin embargo, su combinación con dispositivos de detección rápida como MyDiagnostick o WatchBP debería explorarse. En cambio, en prevención secundaria, tanto BNP como NT-proBNP son predictores de FA detectada durante el primer mes después de un ictus criptogénico, con resultados ligeramente mejores por parte de BNP. En ambas situaciones, en cuanto a la detección de FA, los péptidos natriuréticos son los candidatos que han mostrado mejores resultados. Su combinación con biomarcadores representativos de otras vías como Ang-2, marcador de daño endotelial, podría aumentar su capacidad diagnóstica. Por otra parte, Ang-2, junto con BMP-10 y FGF-23 presentan niveles más elevados en pacientes con FA de bajo riesgo embolico e IS respecto a pacientes sin infartos. Por último, hemos realizado estudios de descubrimiento de nuevos biomarcadores que pudieran complementar los que ya están descritos utilizando una plataforma proteómica basada en los aptámeros de DNA. Estos estudios nos han permitido identificar y explorar proteínas y vías que podrían ser relevantes en la patofisiología de la FA. De éstos, cabe destacar, DPP7 como posible biomarcador de etiología del ictus. Además, hemos propuesto una nueva aproximación para descubrir nuevos biomarcadores y vías en este contexto, teniendo en cuenta el concepto de cardiomiopatía atrial y usando parámetros ecocardiográficos. En conjunto, los resultados de esta tesis contribuyen a una visión aplicada del uso de los biomarcadores sanguíneos en el manejo de la FA. En un futuro, algunos de estos marcadores podrían implementarse en la práctica clínica para mejorar las estrategias de prevención del ictus Stroke is one of the main causes of death and disability worldwide. Atrial fibrillation (AF) is a common cardiac arrhythmia with a prevalence of 1-4% in the general population. It increases the risk of ischemic stroke by 5 and may also be one of the underlying causes of many cryptogenic strokes/ESUS. In the presence of this arrhythmia, anticoagulant therapy may reduce the risk of stroke. However, AF is often asymptomatic and paroxysmal, difficulting its detection. In addition, AF has also been postulated as a cause of silent brain infarts (SBI), even in AF considered of low embolic risk according to the CHADS2 and CHA2DS2VASc clinical scores. Detection of SBI could be considered an initial manifestation of cerebrovascular disease, requiring the implementation of prevention strategies in these patients. Blood biomarkers could be useful tools in the diagnosis and management of AF thanks to their "biological memory". In addition, biomarkers can give us information about the pathophysiology of AF and its relationship to cerebrovascular pathology. Although multiple candidate molecules have been proposed in this context, none of them are currently used in clinical practice. This Doctoral Thesis aims to identify blood biomarkers of AF and describe its application in contexts of primary and secondary stroke prevention. For this purpose, we used blood samples from patients included in three cohorts representing different clinical indications, such as the diagnosis of AF in asymptomatic populations and cryptogenic strokes, or the detection of SBI in patients with AF. Therefore, the studies of this thesis have evaluated the use of biomarkers already described in the literature in these clinical indications. As a result, we have shown that the biomarkers studied were not able to detect cases of paroxysmal AF alone in asymptomatic patients, reducing their potential as population-based screening tools. However, its combination with rapid AF detection devices such as MyDiagnostick or WatchBP should be explored. In contrast, in secondary prevention, both BNP and NT-proBNP were predictors of AF detected during the first month after a cryptogenic stroke, with BNP showing slightly better results. In both cases, in terms of the detection of AF, natriuretic peptides were the candidates showing the best results. Its combination with biomarkers from other pathways such as Ang-2, marker of endothelial damage, could increase its diagnostic capacity. On the other hand, Ang-2 along with BMP-10 and FGF-23 showed higher levels in patients with low-risk AF and SBI in comparison to patients without SBI. Finally, we conducted discovery biomarker studies using a proteomic platform based on the technology of DNA aptamers in order to identify new biomarkers that could complement those already described. These studies have allowed us to identify and explore proteins and pathways that could be relevant in the pathophysiology of AF. Of these, DPP7 should be further explored as a possible biomarker of stroke etiology. In addition, we have proposed a new approach to discover new biomarkers and pathways in this context, taking into account the concept of atrial cardiomyopathy and using echocardiographic parameters. Overall, the results of this thesis contribute to an applied view of the use of blood biomarkers in the management of AF. In the future, some of these markers could be implemented in clinical practice in order to improve stroke prevention strategies

La contaminació de l’aire a les ciutats està formada per material particulat (PM), gasos, compostos orgànics i metalls. No obstant, es considera que la fracció de material particulat provinent de la combustió artificial de combustibles fòssils, anomenade partícules d’escapament de dièsel (DEP), és la més perjudicial per a la salut humana: com més petita és la partícula més capacitat de penetració té i més mal pot infligir. Dades recents indiquen que la mortalitat i la morbiditat global de les malalties cardiovasculars estan fortament influenciades per les accions perjudicials de la PM. De les malalties cardiovasculars, l’ictus és la segona causa de mort a nivell mundial sent el 85% causats per l’oclusió de vasos sanguinis que irriguen el cervell. Actualment es creu que la PM contribueix a la patologia de l’ictus isquèmic a través de mecanismes d’inflamació, pro-trombosi i/o impedint processos de recuperació. L’objectiu d’aquesta tesi és investigar la possible interacció de les DEP amb els mecanismes fisiopatològics de la isquèmia cerebral abans i durant la fase aguda de la malaltia emprant models experimentals que inclouen un model murí d’isquèmia cerebral in vivo, cultius de cèl·lules mare neurals in vitro (NSC) i un assaig turbidimètric ex vivo de formació de coàguls i lisi induïda per tPA amb mostres plasmàtiques humanes i murines. Les metal·loproteïnases de matriu (MMPs) són enzims clau relacionats amb les lesions i la inflamació agude per ictus, però també són essencials en la fase de reparació. Als pulmons de ratolins sans exposats a DEP durant 3 dies (exposició aguda) o 3 setmanes (crònica), els nivells de MMPs no es van alterar. No obstant, al cervell van disminuir després de l’exposició aguda i van augmentar després de la crònica. A més, l’exposició crònica va reduir les neurones corticals, mentre que les dues exposicions van disminuir les NSC a la via migratòria rostral coincidint amb resultats in vitro que van mostrar menor viabilitat de les NSC en presència de DEP. Després de l’exposició a DEP (aguda/crònica), els ratolins van ser sotmesos a una oclusió permanent de l’artèria cerebral mitjana (isquèmia). Només als pulmons del grup exposat crònicament, les MMPs es van veure alterades juntament amb una reducció dels macròfags alveolars i un augment dels macròfags intersticials i monòcits. Tot i això, la lesió cerebral produïda per la isquèmia no es va veure agreujada per la preexposició a DEP ni tampoc es van alterar els nivells de MMPs ni el recompte de diferents cèl·lules del sistema nerviós central (SNC). Els possibles efectes sistèmics de l’exposició a DEP es van estudiar analitzant les característiques trombogèniques/trombolítiques del plasma mitjançant turbidimetria. Al plasma de ratolí i humà es van produir canvis pro-trombogènics després de la isquèmia, que es van exacerbar en presència de DEP. La trombòlisi es va alentir en el grup crònic-isquèmic que va retornar als paràmetres basals en presència de DEP i es va veure accelerada als plasmes de persones residents en zones altament contaminades. Sintetitzant, les DEP poden regular l’expressió de proteases cerebrals en animals sans, així com reduir les poblacions de progenitors neurals i neurones madures, comprometent el balanç fisiològic del SNC. Tot i això, no s’ha observat una exacerbació de la lesió isquèmica cerebral després de l’exposició a DEP, encara que cal dilucidar la seva influència en la fase de reparació. A nivell sistèmic, l’exposició a DEP sí que va influir en el reclutament de leucòcits als pulmons després de la isquèmia i va induir característiques pro-trombòtiques al plasma, cosa que podria influir en el desenvolupament de coàguls cerebrals i en l’eficàcia de les teràpies trombolítiques amb tPA (únic fàrmac disponible per tractar l’ictus isquèmic en fase aguda). La contaminación del aire en las ciudades está compuesta por material particulado (PM), gases, compuestos orgánicos y metales. Sin embargo, se considera que la fracción de material particulado proveniente de la combustión artificial de combustibles fósiles, las llamadas partículas de escape de diésel (DEP), es la más dañina para la salud humana: cuanto más pequeña es la partícula mayor capacidad de penetración tiene y más daño puede infligir. Datos recientes indican que la mortalidad y la morbilidad global de las enfermedades cardiovasculares están fuertemente influenciadas por las acciones perjudiciales de la PM. De las enfermedades cardiovasculares, el ictus es la segunda causa de muerte a nivel mundial y el 85 % son causados por la oclusión de vasos sanguíneos que irrigan el cerebro. Actualmente se cree que la PM contribuye a la patología del ictus isquémico a través de mecanismos de inflamación, pro-trombosis y/o impidiendo procesos de recuperación. Esta tesis tiene como objetivo investigar la posible interacción de las DEP con los mecanismos fisiopatológicos de la isquemia cerebral antes y durante la fase aguda de la enfermedad empleando modelos experimentales que incluyen un modelo murino de isquemia cerebral in vivo, cultivos de células madre neurales (NSC) in vitro y un ensayo turbidimétrico ex vivo de formación de coágulos y lisis inducida por tPA con muestras plasmáticas humanas y murinas. Las metaloproteinasas de matriz (MMPs) son enzimas clave relacionadas con las lesiones y la inflamación aguda por ictus, pero también son esenciales en la fase de reparación. En los pulmones de ratones sanos expuestos a DEP durante 3 días (exposición aguda) o 3 semanas (crónica), los niveles de MMPs no se alteraron. Sin embargo, en el cerebro disminuyeron tras la exposición aguda y aumentaron tras la crónica. Además, la exposición crónica redujo las neuronas corticales, mientras que ambas exposiciones mostraron menos NSC en la vía migratoria rostral coincidiendo con resultados in vitro que mostraron menor viabilidad de las NSC en presencia de DEP. Tras la exposición a DEP (aguda/crónica), los ratones fueron sometidos a una oclusión permanente de la arteria cerebral media (isquemia). Sólo en los pulmones del grupo expuesto crónicamente, las MMPs se vieron alteradas junto con una reducción de los macrófagos alveolares y un aumento de los macrófagos intersticiales y monocitos. Sin embargo, la lesión cerebral producida por la isquemia no se vio agravada por la pre-exposición a DEP ni tampoco se alteraron los niveles de MMPs ni el recuento de diferentes células del sistema nervioso central (SNC). Los posibles efectos sistémicos de la exposición a DEP se estudiaron analizando las características trombogénicas/trombolíticas del plasma mediante turbidimetría. En el plasma de ratón y humano se produjeron cambios pro-trombogénicos tras la isquemia, que se exacerbaron en presencia de DEP. La trombólisis se ralentizó en el grupo crónico-isquémico que retornó a parámetros basales en presencia de DEP y se vio acelerada en los plasmas de personas residentes en zonas altamente contaminadas. Sintetizando, las DEP pueden regular la expresión de proteasas cerebrales en animales sanos, así como reducir las poblaciones de progenitores neurales y de neuronas maduras, comprometiendo el balance fisiológico del SNC. Sin embargo, no se ha observado una exacerbación de la lesión isquémica cerebral tras la exposición a DEP, aunque es necesario dilucidar su influencia en fases posteriores de reparación. A nivel sistémico, la exposición a DEP sí influyó en el reclutamiento de leucocitos en los pulmones tras la isquemia e indujo características pro-trombóticas en el plasma, lo que podría influir en el desarrollo de coágulos cerebrales y en la eficacia de las terapias trombolíticas con tPA (único fármaco disponible para tratar el ictus isquémico en fase aguda). Air pollution in cities is composed of particulate matter (PM), gases, organic compounds and metals. However, it is considered that the particulate matter fraction from the artificial combustion of fossil fuels, namely Diesel Exhaust Particles (DEP), is the most harmful for human health. As the particle becomes smaller in size, the more it can penetrate the organs and the more damaging actions it can inflict. Additionally, air pollution is ranked as an important risk factor for mortality and recent data indicates that global mortality and morbidity of cardiovascular disease are strongly influenced by PM damaging actions. Among cardiovascular diseases, stroke is the second leading cause of death globally and 85% of strokes are caused by the occlusion of blood vessels supplying the brain. In this context, PM is thought to contribute to the ischemic stroke pathology through mechanisms of inflammation, pro-thrombosis and/or impaired recovery. This thesis aims to investigate the possible interaction of DEP with the pathophysiological mechanisms of cerebral ischemia before and during the acute phase of the disease, by means of experimental models including an in vivo mouse model of cerebral ischemia, by in vitro Neural Stem Cells (NSC) cultures and by an ex vivo turbidimetric assay of clot formation and tPA-induced lysis with plasma samples from humans and mice. Matrix metalloproteinases (MMPs) are key enzymes related to injury and inflammation in acute stroke but are also essential in post-stroke tissue remodeling. In the lungs of healthy mice exposed to DEP for 3 days (acute) or 3 weeks (chronic), MMPs’ levels were not altered. However, in the brain they decreased after DEP acute exposure but raised after chronic exposure. Chronic exposure reduced the amounts of cortical neurons while both exposures showed fewer NSC in the rostral migratory stream matching with in vitro data where NSC viability was compromised. After acute or chronic DEP exposure, mice underwent permanent Middle Cerebral Artery occlusion (ischemia). In the lungs of the chronically exposed group, an altered MMP response was observed along with reduced alveolar macrophages and increased interstitial macrophages and monocytes. However, brain injury produced by brain ischemia was not exacerbated by the pre-exposure to DEP, and no changes in brain MMPs’ levels nor in the cell counts of different CNS cells were observed. The potential systemic effects of DEP exposure related to stroke were studied analyzing thrombogenic/thrombolytic plasmatic characteristics through turbidimetry. After ischemia, mouse and human plasma presented pro-thrombogenic features in the presence of DEP, while thrombolysis slowed in the ischemic chronic group returning to basal levels after DEP exposure. Additionally, humans living in high polluted areas presented accelerated thrombolysis compared to individuals living in less polluted areas. In conclusion, this thesis shows that diesel exhaust particulate matter can regulate the expression of brain proteases in healthy animals while reducing the progenitor and mature neuronal pools, compromising the CNS physiological balance. The expected detrimental role of DEP exposure in the context of cerebral ischemia by exacerbating the infarct lesion has not been observed in the tested conditions although the influence in post-stroke repair needs to be elucidated. Systemically, DEP exposure influenced the recruitment of inflammatory leukocyte populations in the lungs after ischemia and induced pro-thrombotic characteristics in plasma which could influence the brain clots in stroke disease and the outcome of thrombolytic therapies which nowadays are the only treatment for ischemic stroke in the acute phase of the disease. Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Neurociències

Introducció: El tractament endovascular ha esdevingut la teràpia estàndard en pacients amb ictus isquèmic amb oclusió de gran vas. Cada vegada hi ha més interès en estudiar l’eficàcia de la trombectomia mecànica en oclusions de vasos més distals, per això cal assegurar que aquestes oclusions s’identifiquen de forma precisa. Objectius: Analitzar la precisió en la detecció d’oclusions vasculars en les diferents modalitats d’imatge utilitzades de forma rutinària i analitzar si és possible la detecció d’oclusions vasculars en una tomografia computeritzada (TC) sense contrast a partir d’un algoritme d’intel·ligència artificial. Mètodes: Es va realitzar un anàlisi retrospectiu de pacients amb sospita d’ictus isquèmic valorats a centres terciaris, als que se’ls va realitzar un estudi basal d’imatge que constava de: TC sense contrast, angio-TC i, en alguns casos, TC de perfusió. Es va analitzar la sensibilitat de la lectura aïllada de l’angio-TC per part de dos neuroradiòlegs. En un segon lloc es va validar un algoritme d’intel·ligència artificial per a la detecció d’oclusions vasculars en la TC sense contrast. Resultats: La lectura aïllada de l’angio-TC per part dels radiòlegs va tenir una sensibilitat per a la detecció d’oclusions del 50.3% de forma global i del 69.9% entre els pacients que van rebre trombectomia mecànica. La sensibilitat va ser superior per oclusions més proximals (artèria caròtide interna: 91.7%, segment M1 d’artèria cerebral mitja: 84.4% i d’un 36.1% en la resta de localitzacions) i s’associava al volum d’hipoperfusió mesurat com a Tmax>6s (OR 1.03 (IC 95% 1.02-1.04, p6s (OR 1.03 (IC 95% 1.02-1.04, p6s hypoperfusion volume (OR 1.03 (CI 95% 1.02-1.04, p

INTRODUCCIÓ El tractament endovascular és la teràpia gold standard en pacients amb ictus isquèmic agut. En una metaanàlisi dels estudis clínics, la taxa de reperfusió amb èxit ronda un 70-85% dels pacients. Els factors que dificulten el tractament endovascular es classifiquen en anatomies vasculars desfavorables que dificulten la navegació fins a l'artèria obstruïda i en oclusions refractàries on la mobilització i extracció del trombe es complica atès al seu comportament biomecànic. En l'última dècada, s'han desenvolupat nombrosos dispositius de trombectomia per tal d'abordar el 30% dels casos on el tractament endovascular fracassa. Davant l'increment de la diversitat de catèters, es presenta la necessitat de conèixer les característiques i el rendiment de cada dispositiu per establir criteris de selecció objectius. OBJECTIUS Caracterització de la capacitat d'aspiració i la navegabilitat dels catèters d'accés distal de trombectomia cerebral per establir criteris objectius per a la selecció de dispositius pel tractament endovascular. Implantació de sistemes experimentals per avaluacions tècniques i estudi dels paràmetres que poden influir en el rendiment dels dispositius durant el tractament endovascular, incloent-hi factors de disseny dels catèters i les estratègies de navegació emprades habitualment en els procediments. MÈTODES Avaluació in vitro utilitzant models anatòmics que repliquen l'anatomia vascular humana i sensors-actuadors per simular les maniobres i la percepció sensorial de l'intervencionista. Les mètriques establertes per quantificar el rendiment dels catèters són la força d'aspiració que manté la interacció dispositiu-trombe, la força de navegació que hauria d'exercir l'operador per avançar el catèter per la vasculatura i els moviments involuntaris del sistema coaxial de catèters durant la navegació. RESULTATS Els catèters de major calibre no necessàriament exhibeixen forces d'aspiració més elevades i catèters amb diàmetres d'etiqueta idèntics poden presentar fins a un 13% de variabilitat en les forces d'aspiració empíriques. Durant la interacció catèter-trombe, la punta dels dispositius té la capacitat d'augmentar el seu diàmetre intern un 15-25% per generar forces d'aspiració 61-99% superior als valors teòrics. La navegabilitat dels catèters d'aspiració poden variar fins a un 63% en termes de força de navegació (≤1500 mN). L'anàlisi de regressió múltiple dels paràmetres de disseny indica que la configuració híbrida (combinació dels patrons espiral i teixit) de l'estructura de reforç i les parets distals fines dels catèters contribueixen significativament a la facilitat de navegació (R2 = 75,8%, p1000 mN), respectivament. Els moviments involuntaris com progressions abruptes del catèter d'accés distal i el retrocés del catèter guia es minimitzen significativament (p1000 mN), respectivamente. Los movimientos involuntarios como progresiones abruptas del catéter de acceso distal y el retroceso del catéter guía se minimizan significativamente (p

L’ictus isquèmic és una malaltia amb un gran impacte en la societat per la incidència i discapacitat que presenta, indicadors que continuaran augmentant en les pròximes dècades. En aquest context, és important conèixer tots els factors de risc implicats en l’aparició i la discapacitat associades a la malaltia. Més enllà dels factors de risc tradicionals de la malaltia, en els últims anys hi ha hagut una creixent evidència sobre l’impacte dels determinants mediambientals relacionats amb la vida urbana, com són l’exposició a la contaminació atmosfèrica, els espais verds i el soroll del trànsit, en el risc d’ictus. Malgrat aquesta evidència, actualment es desconeix quin és l’impacte que tindrien els determinants mediambientals al nostre entorn pel que fa al risc d’ictus. L’objectiu d’aquesta tesi doctoral és determinar en el nostre entorn 1) quin és l’impacte de l’exposició a contaminació atmosfèrica –principalment, contaminants relacionats amb el trànsit, com són les partícules fines (PM2.5), el diòxid de nitrogen (NO2) i el sutge (BC),– en el risc d’ictus isquèmic; 2) quin és l’impacte d’altres determinants mediambientals com els espais verds en la incidència de l’ictus isquèmic; 3) quin és el subgrup de la població susceptible als efectes d’aquests determinants de la malaltia; i 4) quin és l’efecte de l’exposició a contaminació atmosfèrica (PM2.5), els espais verds i el soroll del trànsit rodat i la gravetat inicial de la malaltia. Per respondre a aquests objectius es presenten els resultats de dos estudis. En el primer estudi avaluem l’efecte de l’exposició individual a contaminants atmosfèrics en la incidència d’ictus isquèmic en una cohort poblacional actual que inclou gran part de la població adulta de Catalunya i observem un augment del risc, sobretot relacionat amb l’exposició a NO2. Destaquem que aquesta associació es troba present fins i tot a nivells de contaminants per sota dels considerats com a segurs per la legislació actual a la Unió Europea. Per contra, l’exposició a espais verds al voltant de la residència dels individus de la cohort s’associa a un menor risc d’ictus isquèmic. A l’estudi no trobem cap modificació de l’efecte per variables individuals (edat i tabaquisme) ni pel nivell socioeconòmic individual. En el segon estudi, descrivim la relació entre l’exposició a contaminació atmosfèrica, l’exposició a espais verds i soroll del trànsit rodat i la gravetat de l’ictus en una cohort de pacients hospitalitzats amb ictus isquèmic a Barcelona. En aquest estudi trobem que els pacients exposats a majors nivells de verdor al voltant del domicili presenten un menor risc de patir un ictus greu en el moment agut, mentre que els individus exposats a un major nivell de soroll del trànsit tenen un major risc de presentar ictus greus. No hem trobat cap relació entre l’exposició a contaminació atmosfèrica (PM2.5) i la gravetat de la malaltia. L’associació entre l’exposició a espais verds i la gravetat de l’ictus es manté en considerar de manera conjunta els altres determinants ambientals. En conclusió, l’exposició crònica a contaminació atmosfèrica al nostre entorn té un impacte negatiu que es tradueix en un augment del risc de patir un ictus, mentre que l’exposició a espais verds exerceix un efecte beneficiós tant en el risc com en la gravetat inicial de l’ictus isquèmic. Tanmateix, l’exposició a soroll influeix negativament en la gravetat inicial de la malaltia. L’evidència generada amb aquests estudis permetrà prendre decisions tant individuals com poblacionals a diferents interessats i en diferents nivells (tant en polítiques de salut pública com pel que fa a decisions clíniques) i a diferents escales (local, regional, nacional i europea) per mitigar o potenciar els efectes d’aquests determinants ambientals i millorar la prevenció primària de l’ictus isquèmic a Catalunya. El ictus isquémico es una enfermedad con un gran impacto en la sociedad por su incidencia y discapacidad, indicadores que continuarán aumentando en las próximas décadas. En este contexto, es importante conocer todos los factores de riesgo implicados en la aparición y discapacidad asociadas a la enfermedad. Más allá de los factores de riesgo tradicionales de la enfermedad, en los últimos años ha habido una creciente evidencia sobre el impacto de los determinantes medioambientales relacionados con la vida urbana, como la exposición a la contaminación atmosférica, los espacios verdes y el ruido del tráfico, en el riesgo del ictus. A pesar de esta evidencia, actualmente se desconoce cuál es el impacto que tendrían los determinantes medioambientales en nuestro entorno en lo que respecta al riesgo de ictus. El objetivo de esta tesis doctoral es determinar en nuestro entorno 1) el impacto de la exposición a contaminación atmosférica –principalmente, contaminantes relacionados con el tráfico, como son las partículas finas (PM2.5), el dióxido de nitrógeno (NO2) y el black carbon (BC),– en el riesgo de ictus isquémico; 2) el impacto de los espacios verdes en la incidencia del ictus isquémico; 3) el subgrupo de la población susceptible a los efectos de estos determinantes de la enfermedad; y 4) el efecto de la exposición a contaminación atmosférica (PM2.5), los espacios verdes y el ruido del tráfico en la gravedad inicial de la enfermedad. Para responder a estos objetivos, se presentan los resultados de dos estudios. En el primer estudio evaluamos el efecto de la exposición individual a contaminantes atmosféricos en la incidencia de ictus isquémico en una cohorte poblacional actual que incluye a gran parte de la población adulta de Cataluña y observamos un aumento del riesgo de ictus isquémico, sobre todo relacionado con la exposición a NO2. Destacamos que esta asociación está presente incluso para niveles de contaminantes por debajo de los considerados como seguros por la legislación actual en la Unión Europea. Por el contrario, la exposición a espacios verdes en torno a la residencia de los individuos de la cohorte se asocia a un menor riesgo de ictus isquémico. En el estudio no encontramos ninguna modificación del efecto por variables individuales (edad y tabaquismo) ni por el nivel socioeconómico individual. En el segundo estudio, describimos la relación entre la exposición a contaminación atmosférica, la exposición a espacios verdes y ruido del tráfico y la gravedad del ictus en una cohorte de pacientes hospitalizados con ictus isquémico en Barcelona. En este estudio encontramos que los pacientes expuestos a mayores niveles de verdor en torno al domicilio presentan un menor riesgo de sufrir un ictus grave en el momento agudo, mientras que los individuos expuestos a un mayor nivel de ruido del tráfico tienen un mayor riesgo de presentar ictus graves. No hemos encontrado relación alguna entre la exposición a contaminación atmosférica (PM2.5) y la gravedad de la enfermedad. La asociación entre la exposición a espacios verdes y la gravedad del ictus se mantiene al considerar de forma conjunta a los otros determinantes ambientales. En conclusión, la exposición crónica a contaminación atmosférica en nuestro entorno tiene un impacto negativo que se traduce en un aumento del riesgo de sufrir un ictus isquémico, mientras que la exposición a espacios verdes ejerce un efecto beneficioso tanto en el riesgo como en la gravedad inicial del ictus isquémico. Sin embargo, la exposición a ruido influye negativamente en la gravedad inicial de la enfermedad. La evidencia generada con estos estudios permitirá tomar decisiones tanto individuales como poblacionales para mitigar o potenciar los efectos de estos determinantes ambientales y mejorar la prevención primaria del ictus isquémico en Cataluña. Ischemic stroke is a leading cause of death and disability in both high-income countries and worldwide, and the overall incidence and disability attributable to stroke is expected to increase over the next few decades. Therefore, there is a need to improve the understanding of risk factors (i.e., traditional and non-traditional risk factors) related to the burden of stroke. There is growing evidence about the association of environmental determinants related to urbanicity (i.e., air pollution, road traffic noise and green spaces) with stroke outcomes. However, there is a lack of knowledge about the influence of environmental determinants on stroke burden in our area (Catalonia). The aim of this doctoral thesis is 1) to determine the association between exposure to traffic-related air pollutants - fine particulate matter (PM2.5), nitrogen dioxide (NO2), and Black Carbon (BC) -, and the risk of ischemic stroke in Catalonia; 2) to assess the impact of other environmental determinants such as green spaces on ischemic stroke incidence; 3) to describe a subgroup of the population particularly sensitive to the effects of ischemic stroke environmental determinants; and 4) to assess the effect of exposure to air pollution (PM2.5), green spaces and road traffic noise on initial stroke severity. Two studies were conducted to address these objectives. First, the relationship between individual exposure to air pollutants and ischemic stroke incidence was assessed in a large population-based cohort study covering a great proportion of the adult population of Catalonia. An increased risk of ischemic stroke in relation to exposure to air pollutants was observed, especially for NO2, was observed. This association was present even at air pollutants levels below the safety standards set by the European Union. In contrast, exposure to green spaces around the participant’s residence was associated with a lower risk of ischemic stroke. There was no evidence of effect modification by individual (age and smoking) or socioeconomic characteristics of the population. Secondly, a cross-sectional analysis of the association between residential exposure environmental factors and initial ischemic stroke severity was assessed among a cohort of ischemic stroke patients admitted in a public hospital in Barcelona. Residential surrounding greenspace had a potential beneficial influence on initial stroke severity. This association persisted after adjusting for other environmental factors (PM2.5 and noise). Conversely, patients living in areas with higher exposure to road traffic noise had a higher risk of severe stroke, compared to those living in areas with lower noise exposure. No association was found between previous exposure to air pollution (PM2.5) and the initial stroke severity in our study. In conclusion, long-term exposure to air pollution in Catalonia is associated with a higher risk of ischemic stroke. Conversely, long-term exposure to green spaces has a beneficial effect on both ischemic stroke risk and severity. In addition, road traffic noise exposure is related to higher risk of severe stroke. This evidence can influence both individual and population-level policies addressed to mitigate or enhance the effects of these environmental determinants and improve the primary prevention of ischaemic stroke in Catalonia. Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Medicina

Un dels marcadors coneguts de malaltia de petit vas intracranial és la presència d’hiperintensitats en la substància blanca en ressonància magnètica. Es relaciona amb l’envelliment i amb factors de risc vascular i és més prevalent en pacients amb antecedent d’ictus. A més, és un factor predictor de nous esdeveniments isquèmics, així com de deteriorament cognitiu i funcional. El seu espectre de presentació topogràfica és variable i, avui dia, encara no hi ha suficient evidència de si aquesta variabilitat tradueix etiopatogènies diferents i justifica diferents presentacions clíniques. En aquest treball de tesi s’ha aprofundit en l’anàlisi de l’espectre d’aquestes hiperintensitats, des d’un entorn clínic, en dues cohorts de pacients amb antecedent d’ictus isquèmica partir de diferents abordatges d’anàlisis de la imatge, amb especial interès en els visuals. A través del mètode visual utilitzat s’han pogut avaluar determinats patrons de distribució menys estudiats. Els resultats obtinguts han trobat associacions significatives entre determinats patrons de distribució i perfils de risc vascular i de pronòstic funcional. En concret, les conclusions més rellevants han estat l’associació independent entre la hipertensió arterial amb les hiperintensitats periventriculars i de ganglis basals, la relació entre la dislipèmia amb les lesions en el tronc i, finalment, el pitjor pronòstic funcional dels pacients amb lesions en el tronc als tres mesos de l’esdeveniment. En conclusió, les evidències demostrades en aquesta tesi realcen la idea de la possible existència de vulnerabilitats topogràfiques específiques en la substància blanca, per la qual cosa sembla rellevant definir fenotips de distribució d’aquestes lesions per a continuar avançant en aquesta línia de recerca. Uno de los marcadores conocidos de enfermedad de pequeño vaso intracraneal es la presencia de hiperintensidades en la sustancia blanca en resonancia magnética. Se relaciona con el envejecimiento y con factores de riesgo vascular y es más prevalente en pacientes con antecedente de ictus. Además, es un factor predictor de nuevos eventos isquémicos, así como de deterioro cognitivo y funcional. Su espectro de presentación topográfica es variable y, a día de hoy, aún no hay suficiente evidencia de si esta variabilidad traduce etiopatogenias distintas y justifica diferentes presentaciones clínicas. En este trabajo de tesis se ha profundizado en el análisis del espectro de estas hiperintensidades, desde un entorno clínico, en dos cohortes de pacientes con antecedente de ictus isquémico a partir de diferentes abordajes de análisis de la imagen, con especial interés en los visuales. A través del método visual utilizado se han podido evaluar determinados patrones de distribución menos estudiados. Los resultados obtenidos han hallado asociaciones significativas entre determinados patrones de distribución y perfiles de riesgo vascular y de pronóstico funcional. En concreto, las conclusiones más relevantes han sido la asociación independiente entre la hipertensión arterial con las hiperintensidades periventriculares y de ganglios basales, la relación entre la dislipemia con las lesiones en el tronco y, finalmente, el peor pronóstico funcional de los pacientes con lesiones en el tronco a los tres meses del evento. En conclusión, las evidencias demostradas en esta tesis realzan la idea de la posible existencia de vulnerabilidades topográficas específicas en la sustancia blanca, por lo que parece relevante definir fenotipos de distribución de estas lesiones para seguir avanzando en esta línea de investigación. One of the known markers of intracranial small vessel disease is the presence of hyperintensities in the white matter on magnetic resonance imaging. It is related to aging and vascular risk factors and is more prevalent in patients with a history of stroke. It is also a predictor of new ischemic events as well as cognitive and functional deterioration. Its spectrum of topographic presentation is variable, and, to date, there is still not enough evidence as to whether this variability translates different etiopathogenesis and justifies different clinical presentations. This thesis work has deepened into the analysis of the spectrum of these hyperintensities, from a clinical setting, in two cohorts of patients with a history of ischemic stroke based on different image analysis approaches, with special interest in visuals. Through the visual method used, it has been possible to evaluate certain less studied distribution patterns. The results obtained have found significant associations between certain distribution patterns and profiles of vascular risk and functional prognosis. Specifically, the most relevan conclusions have been the independent association between arterial hypertension with periventricular and basal ganglia hyperintensities, the relationship between dyslipidaemia with lesions in the brainstem and, finally, the worse functional prognosis of patients with lesions in the brainstem three months after the event. In conclusion, the evidence demonstrated in this thesis enhances the idea of the possible existence of specific topographic vulnerabilities in the white matter, so it seems relevant to define distribution phenotypes of these lesions to continue advancing in this line of research. Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Medicina

L’ictus isquèmic segueix sent a dia d’avui una de les principals causes de mortalitat i discapacitat a nivell mundial. Així doncs, és essencial desenvolupar estratègies terapèutiques més enllà de la recanalització aguda. Tanmateix, la cerca de noves teràpies es veu limitada per l’elevada complexitat dels processos fisiopatològics derivats de l’ictus i pel repte que suposa l’arribada d’agents terapèutics al cervell. En aquest sentit, l’ús dels factors secretats per cèl·lules progenitores endotelials (secretoma d’EPCs) representa una estratègia prometedora per promoure la reparació neurovascular la qual estalviaria els riscos associats a les teràpies cel·lulars. Paral·lelament, la trombectomia mecànica per a la recanalització aguda després de l’ictus ha obert una nova possibilitat per administrar fàrmacs directament al cervell, i aquest abordatge podria millorar significativament gràcies a la nanomedicina. L’objectiu d’aquesta tesi doctoral ha estat augmentar l’arribada de fàrmacs al cervell per promoure la reparació neurovascular després de l’ictus isquèmic mitjançant l’administració intraarterial i el direccionament magnètic del secretoma d’EPCs en nanocàpsules polimèriques biocompatibles i biodegradables. Les nanocàpsules emprades per a aquest estudi han estat modificades per incorporar nanopartícules de ferro superparamagnètiques (SPIONs) i marcatges fluorescents per al seu direccionament magnètic i monitoratge mitjançant les tècniques d’imatge per ressonància magnètica i per fluorescència molecular, respectivament. L’estudi exhaustiu de la biodistribució d’aquestes nanocàpsules per mitjà de les tècniques esmentades ha demostrat, en un model d’ictus isquèmic en ratolins, que la ruta intraarterial en combinació amb el direccionament magnètic presenta un gran avantatge per augmentar de forma segura l’arribada al cervell. A més, s’ha observat l’acumulació de nanocàpsules a la regió cerebral infartada fins a una setmana després de l’administració, fet que afavoriria l’alliberament sostingut dels factors terapèutics encapsulats. Per altra banda, aquest treball ha demostrat, a través de l’estudi tant del contingut proteic total com de factors específics, la possibilitat d’encapsular aquest secretoma i preservar la seva funció pro-angiogènica un cop alliberat, tal com s’ha demostrat en models in vitro de cèl·lules endotelials. El present estudi demostra l’avantatge terapèutic de la implementació d’aquest abordatge nano-dirigit per a l’administració del secretoma d’EPCs, enfront de la teràpia lliure. Els resultats que es mostren aquí suggereixen que l’administració endovascular hiperaguda del secretoma d’EPCs, a la dosi testada, podria exacerbar el dany cerebral post-isquèmic, juntament amb una resposta neuro-inflamatòria incrementada i, per altra banda, promouria la formació de nous vasos sanguinis de manera ubiqua. En canvi, el tractament equivalent nano-dirigit permetria l’angiogènesi selectiva al teixit subjacent a l’infart sense els efectes nocius observats amb el tractament lliure. Com a pas previ cap a la translació de l’abordatge terapèutic proposat, s’han utilitzat porcs com a models d’animals grans amb cervells girencèfals (propers a l’humà) així com un model ex vivo de l’arbre vascular humà. Per una banda, s’ha pogut comprovar la seguretat de l’administració endovascular i la seva eficàcia per al nano-direccionament al cervell en porcs. Finalment, el direccionament de nanocàpsules administrades per via intraarterial i retenció amb camp magnètic també ha estat demostrat per l’ús en humans, en un model que simula l’anatomia i biodinàmica humanes. En conjunt, els resultats obtinguts en aquesta tesi doctoral posicionen l’ús de nanocàpsules magnètiques per via intraarterial com una estratègia prometedora per augmentar l’arribada de fàrmacs de forma específica al cervell, com per exemple el secretoma d’EPCs. Aquesta estratègia es podria implementar en el context clínic actual, amb l’ús de la trombectomia mecànica. El ictus isquémico sigue siendo a día de hoy una de las principales causas de mortalidad y discapacidad a nivel mundial. Por ello, es esencial desarrollar estrategias terapéuticas más allá de la recanalización aguda. Sin embargo, la búsqueda de nuevas terapias se ve dificultada por la gran complejidad de los procesos fisiopatológicos derivados del ictus, y por el reto que supone la llegada de factores terapéuticos al cerebro. En este sentido, el uso de factores secretados por células progenitoras endoteliales (secretoma de EPCs) representa una estrategia prometedora para promover la reparación neurovascular, la cual evitaría los riesgos asociados a las terapias celulares. Por otro lado, la trombectomía mecánica para la recanalización aguda tras el ictus ha abierto una nueva posibilidad para administrar fármacos directamente al cerebro, y este abordaje podría mejorar significativamente gracias a la nanomedicina. El objetivo de la presente tesis doctoral consiste en aumentar la llegada de fármacos al cerebro con tal de promover la reparación neurovascular tras el ictus isquémico, mediante la administración intraarterial y la retención magnética del secretoma de EPCs en nanocápsulas poliméricas biocompatibles y biodegradables. Las nanocápsulas diseñadas para este estudio han sido modificadas con la incorporación de nanopartículas de hierro superparamagnéticas (SPIONs) y marcajes fluorescentes para su retención magnética y monitorización mediante el uso de las técnicas de imagen por resonancia magnética y por fluorescencia molecular, respectivamente. El estudio exhaustivo de la biodistribución de dichas nanocápsulas, mediante las técnicas mencionadas ha demostrado, en un modelo de ictus isquémico en ratones, que la ruta intraarterial en combinación con el direccionamiento magnético presenta una gran ventaja para aumentar de forma segura la llegada al cerebro. Además, se ha observado la acumulación de nanocápsulas en la región cerebral infartada hasta una semana tras la administración, lo que favorecería la liberación sostenida de los factores terapéuticos encapsulados. Por otro lado, este trabajo ha demostrado, mediante el estudio tanto del contenido proteico total como de factores específicos, la posibilidad de encapsular este secretoma y preservar su función pro-angiogénica una vez liberado, tal y como se ha demostrado en modelos in vitro de células endoteliales. Este estudio demuestra la ventaja terapéutica de la implementación de este abordaje nano-dirigido para la administración del secretoma de EPCs frente a la terapia libre. Los resultados que se muestran aquí sugieren que la administración endovascular hiperaguda del secretoma de EPCs, a la dosis testada, podría exacerbar el daño cerebral post-isquémico, junto a una respuesta neuro-inflamatoria incrementada y, por otro lado, promovería la formación de nuevos vasos sanguíneos de forma ubicua. Por lo contrario, el tratamiento equivalente nano-dirigido permitiría la angiogénesis selectiva en el tejido subyacente al infarto en ausencia de los efectos nocivos observados con el tratamiento libre. Como paso previo hacia la traslación del abordaje terapéutico propuesto, se han utilizado cerdos como modelos de animales grandes con cerebros girencéfalos (cercanos al humano), así como un modelo ex vivo del árbol vascular humano. Por un lado, se ha podido comprobar la seguridad de la administración endovascular y su eficacia para el nano-direccionamiento al cerebro en cerdos. Finalmente, el direccionamiento magnético de nanocápsulas administradas por vía intraarterial ha sido demostrado para el uso en humanos, en un modelo que simula la anatomía y la biodinámica humanas. En conjunto, los resultados obtenidos en esta tesis doctoral posicionan el uso de nanocápsulas magnéticas por vía intraarterial como una estrategia prometedora para incrementar la llegada de fármacos de forma específica al cerebro, como por ejemplo el secretoma de EPCs. Dicha estrategia se podría implementar en el contexto clínico actual con el uso de la trombectomía mecánica. Stroke remains a leading cause of death and disability worldwide. Hence there is an urgent need to develop therapeutic strategies beyond acute recanalisation. However, this therapeutic development is hampered by a highly complex pathophysiology, added to the challenge of brain drug delivery. In this regard, endothelial progenitor cells (EPCs)-secretome represents a promising cell-free therapy for post-stroke neurovascular repair. Furthermore, mechanical thrombectomy for recanalisation has opened the window to brain drug delivery, which could be further improved by nanomedicine. This doctoral thesis aimed to enhance brain targeting and neurovascular repair in the context of cerebral ischaemia, through the endovascular delivery and magnetic retention of EPCs-secretome encapsulated in biocompatible and biodegradable polymeric nanocarriers. The proposed nanocarriers have been functionalised with superparamagnetic iron-oxide nanoparticles (SPIONs) and fluorescent tags for magnetic retention and magnetic resonance/fluorescent molecular imaging (MRI/FMI), respectively. An exhaustive study of their biodistribution by MRI/FMI has shown a great advantage of the intraarterial route combined with magnetic retention through focused magnet devices, to safely enhance brain targeting in a mouse model of cerebral ischaemia. And, importantly, it has been demonstrated that the nanocarriers remain in the target ischaemic brain up to one week, easing the sought-after sustained release of cargo therapeutic factors. Furthermore, the EPCs-secretome has been successfully encapsulated into the polymeric nanocarriers, as seen through both total and specific EPCs-secretome cargo proteins, and the pro-angiogenic therapeutic effects were preserved after the encapsulation-release process, as demonstrated in endothelial cell culture in vitro models. The present study demonstrates the advantage of the therapeutic application of EPCs-secretome through this selective nanotargeted approach against the equivalent free treatment at similar doses. The results presented herein suggest that hyperacute endovascular delivery of free EPCs-secretome, at the tested dose, might exacerbate the acute post-ischaemic brain damage along with an increased neuro-inflammatory response, while ubiquitously enhancing brain angiogenesis. In contrast, the nanotargeted treatment could selectively enhance brain angiogenesis in the target peri-infarct brain, in the absence of the aforementioned detrimental effects. As preliminary steps towards the translation of the proposed therapeutic approach to the clinical setting, large animals with gyrencephalic brains and an ex vivo humanised vascular model were also used. The present study demonstrates the safety and feasibility of endovascular delivery for brain nanotargeting in pigs, and the efficacy of endovascular delivery and magnetic retention in an ex vivo model adapted to the human vascular anatomy and biodynamics. In summary, this doctoral thesis places the use of polymeric magnetised nanocarriers through endovascular delivery as a promising approach to enhance specific brain targeting of multiple therapeutic agents, such as EPCs-secretome, which could be implemented in the context of mechanical thrombectomies in the clinical scenario. Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Neurociències

INTRODUCCIÓ: La fibril·lació auricular (FA) es una de les arítmies més freqüents a nivell mundial. Es imprescindible detectar FA de forma precoç; es disposa de poques escales de risc per detectar FA. OBJECTIUS: Desenvolupar una escala clínica per estratificar el risc de desenvolupar FA entre pacients diabètics i hipertensos, aplicant-la posteriorment a població general. També, avaluar aquesta escala de risc de FA i la seva relació amb la incidència d’ictus isquèmic y la prevalença de deteriorament cognitiu. MATERIALS I MÈTODES: Estudi observacional, comunitari i multicèntric a les Terres de l'Ebre, el primer de 8.237 pacients diabètics i hipertensos; el segon de 46.706 pacients ≥ 65 anys en la població general. Al primer estudi es va realitzar una regressió de Cox per identificar predictors de FA i amb aquests es va crear una escala de risc de FA per quartils. Aquesta fórmula posteriorment es va aplicar a la població del segon estudi. RESULTATS: Els predictors de risc de FA van ser CHA2DS2VASc, edat, pes, freqüència cardíaca i sexe femení. Amb aquests es va crear una escala de risc de FA. El grup de major risc de FA del primer article es va caracteritzar per major edat (85,95±6,03, p

Introducció: La disfàgia orofaríngia crònica posterior a un ictus (DOCPI) s'associa a una funció sensitiva / motora orofaríngia deteriorada. El nostre objectiu va ser avaluar l'efecte de l'estimulació elèctrica transcutània (EET) a intensitat sensorial (SES) i motora (NMES) sobre la seguretat de la deglució, residu orofaringi i els resultats clínics en pacients amb DOCPI en un assaig controlat aleatoritzat de seguiment de un any. Justificació científica: Durant molts anys la disfàgia orofaríngia adquirida post ictus, s'ha tractat mitjançant tractaments convencionals, que compensen la deglució, però no aconsegueixen una modificació de la resposta motora orofaríngea de la deglució Hipòtesi i Objectius: La disfàgia orofaríngia en la fase crònica de l'ictus (≥3 mesos d'evolució) secundària a una disfunció severa sensitiva i motora de la faringe causa una important alteració de la resposta motora orofaríngia i una alta prevalença d'aspiracions, penetracions i residu orofaríngeo. L'estimulació elèctrica transcutània tant a nivell sensorial (SES) com a motor (NMES), és un tractament efectiu en pacients amb disfàgia orofaríngia en la fase crònica de l'ictus. És una estratègia de tractament segura i tolerable sense efectes adversos que permet reduir l'ús de espessidors necessaris per mantenir una deglució segura. Les millores terapèutiques es mantenen a curt, mitjà i llarg termini. Mètodes: Estudi prospectiu, obert, aleatoritzat, controlat amb tres grups de tractament (Clinicaltrials.gov: NCT02379182). Noranta pacients amb DOCPI i alteració de la seguretat de la deglució van ser aleatoritzats per: a) tractament compensatori (TC), b) TC + SES, c) TC + NMES. Els pacients dels grups d'EET van ser tractats amb dos cicles de tractament (amb 6 mesos de diferència) amb 15 sessions d'EET d'1 hora durant dues setmanes i, el grup de TC va seguir recomanacions d'adaptació de dieta i viscositat de líquids. Es va realitzar un seguiment de 4-5 avaluacions clíniques i videofluoroscòpia (VFS) durant un any. Resultats clau: Pacients DOCPI en estat basal amb una mitjana de 74,1 ± 11,5 anys, puntuació de NIHSS 3,64 ± 4,07, puntuació de Rankin modificat 2,6 ± 1,68. L'escala de penetració-aspiració (PAS) basal va ser de 4,61 ± 1,75, el temps de retard fins al tancament de el vestíbul laringi (LVC) de 396,4 ± 108,7 ms, el temps de retard d'obertura de esfínter esofàgic superior (UESO) 280,4 ± 115,4 i els signes d'eficàcia alterats de el 92,4%. Els paràmetres de deglució dels grups EET van millorar significativament després del primer tractament i a l'any de seguiment: prevalença de pacients amb una deglució segura (p

La pneumònia associada a l'ictus (SAP, stroke-associated pneumonia) és una de les complicacions més freqüents després de l'ictus, amb una incidència del 12%, i augmenta el risc de mortalitat i discapacitat dels pacients amb ictus, així com la durada de la seva estada a l'hospital. Els factors que la causen són tant clínics (disfàgia, comorbiditats, alta exposició a microorganismes per hospitalització) com biològics, degut a la immunosupressió sistèmica que es dóna després de l'ictus i que fa als pacients més susceptibles a patir infeccions. Aquesta tesi pretén estudiar la SAP des de diferents punts de vista, buscant noves estratègies per a la seva predicció i prevenció. Consta de 4 objectius, cadascun dels quals s'ha intentat assolir amb un estudi independent. El primer objectiu és el d'avaluar biomarcadors descrits a la literatura prèvia en un estudi prospectiu multicèntric, i les proteïnes SAA, CRP i MR-proADM han estat els biomarcadors seleccionats que han format panells amb alta sensibilitat per a la predicció i diagnòstic de la SAP, i que han millorat el model de regressió logística amb les variables clíniques rellevants. Tot i així, el poder predictiu d'aquests panells no és òptim, i és per això que es necessita descobrir nous biomarcadors per a la SAP. En això s'han centrat el segon i tercer objectiu d'aquesta tesi. El segon objectiu consistia en el descobriment de nous biomarcadors predictors de la malaltia mitjançant l'ús de tècniques -òmiques per a l'estudi de les 3 subpoblacions leucocitàries majoritàries en pacients que desenvolupen SAP. S'han descrit els neutròfils com a la subpoblació amb més alteracions en la seva expressió gènica i proteica. A més, s'han seleccionat alguns candidats interessants, com S100A8 o S100A12, però és necessària la seva validació en nous pacients i per altres tècniques. El tercer objectiu s'ha basat en l'anàlisi retrospectiu de biomarcadors sanguinis per a la predicció de dues complicacions associades a l'ictus amb símptomes comuns com són la insuficiència cardíaca aguda descompensada (ADHF, acute decompensated heart failure) i les infeccions de tracte respiratori (que inclouen la SAP). S'han identificat dos panells diferents de 3 biomarcadors cadascun, que eren capaços de millorar de manera significativa el model de regressió logística corresponent amb les variables clíniques. Per últim, en el quart objectiu s'ha volgut avaluar l'afectació que pateix el pulmó després de la isquèmia cerebral. Per aquest motiu, s'ha realitzat un estudi experimental en un model d'isquèmia cerebral de ratolí, i s'ha observat un increment d'un marcador de dany pulmonar com és l'augment de concentració de proteïna al fluid del rentat broncoalveolar (BALF, bronchoalveolar lavage fluid), així com la identificació de 3 molècules alterades a nivell pulmonar per la isquèmia cerebral com són HGF, TGF-α i CCL2. La troballa de biomarcadors predictors de la SAP, així com el coneixement en profunditat dels processos moleculars que es donen a nivell sistèmic després de l'ictus isquèmic pot tenir implicacions clíniques molt importants com són el descobriment de noves dianes terapèutiques per a la prevenció de la SAP o la selecció d'un grup de pacients amb alt risc de desenvolupar-la, aconseguit així reduir les taxes de mortalitat i discapacitat dels pacients amb ictus. La neumonía asociada al ictus (SAP, stroke-associated pneumonia) es una de las complicaciones más frecuentes después del ictus, con una incidencia del 12%, y aumenta el riesgo de mortalidad y discapacidad de los pacientes con ictus, así como duración de su estancia en el hospital. Los factores que la causan son tanto clínicos (disfagia, comorbilidades, alta exposición a microorganismos por hospitalización) como biológicos, debido a la inmunosupresión sistémica que se da después del ictus y hace a los pacientes más susceptibles a sufrir infecciones. Esta tesis pretende estudiar la SAP desde diferentes puntos de vista, buscando nuevas estrategias para su predicción y prevención. Consta de 4 objetivos, cada uno de los cuales se ha intentado cumplir en un estudio independiente. El primer objetivo es evaluar biomarcadores descritos en la literatura previa en un estudi prospectivo multicentrico, y las proteínas SAA, CRP y MR-proADM han sido biomarcadores seleccionados que han formado paneles con alta sensibilidad para la predicción y diagnóstico de la SAP, y que han mejorado el modelo de regresión logística con las variables clínicas relevantes. Sin embargo, el poder predictivo de estos paneles no es óptimo, y es por eso que se necesita descubrir nuevos biomarcadores para la SAP. En eso se han centrado el segundo y tercer objetivo de esta tesis. El segundo objetivo consistía en el descubrimiento de nuevos biomarcadores predictores de la enfermedad mediante el uso de técnicas -ómicas para el estudio de las 3 subpoblaciones leucocitarias mayoritarias en pacientes que desarrollan SAP. Se han descrito los neutrófilos con más alteraciones en su expresión génica y proteica. Además, se han seleccionado algunos candidatos interesantes, como S100A8 o S100A12, pero es necesaria su validación en nuevos pacientes y por otras técnicas. El tercer objetivo se ha basado en el análisis retrospectivo de biomarcadores sanguíneos para la predicción de dos complicaciones asociadas al ictus con síntomas comunes como son la insuficiencia cardíaca aguda descompensada (ADHF, acute decompensated heart failure) y las infecciones de tracto respiratorio (que incluyen la SAP). Se han identificado dos paneles distintos de 3 biomarcadores cada uno, que eren capaces de mejorar de manera significativa el modelo de regresión logística correspondiente con las variables clínicas. Por último, en el cuarto objetivo se ha querido evaluar la afectación que sufre el pulmón después de la isquemia cerebral. Para eso, se ha realizado un estudio experimental en un modelo de isquemia cerebral de ratón, y se ha observado un incremento de un marcador de daño pulmonar como es el aumento de concentración de proteína en el fluido del lavado broncoalveolar (BALF, bronchoalveolar lavage fluid), así como la identificación de 3 moléculas alterades a nivel pulmonar para la isquèmia cerebral como son HGF, TGF-α y CCL2. El hallazgo de biomarcadores predictores de la SAP, así como el conocimiento en profundidad de los procesos moleculares que se dan a nivel sistémico después del ictus isquémico pueden tener implicaciones clínicas muy importantes como son el descubrimiento de nuevas dianas terapéuticas para la prevención de la SAP o la selección de un grupo de pacientes con alto riesgo de desarrollarla, consiguiendo así reducir las tasas de mortalidad y discapacidad de los pacientes con ictus. Stroke-associated pneumonia (SAP) is one of the most common complications after stroke, with a frequency of 12%. It increases the risk of mortality and disability of stroke patients, as well as the length of stay at the hospital. The factors that lead to SAP are both clinical (dysphagia, comorbidities, high exposure to microorganisms) and biological, due to the systemic immunosuppression that occurs after a stroke, making these patients more prone to suffer infections. This doctoral thesis intends to study SAP from different points of view, searching for novel strategies for its prediction and prevention. It comprises 4 objectives, and each of them has been explored in an independent study. The first objective aims to evaluate biomarkers previously described in the literature in a prospective multicentric study. The selected biomarkers have been SAA, MR-proADM, and CRP, which have formed panels with high sensitivity for the prediction and early diagnosis of SAP. They have improved the logistic regression models with the relevant clinical variables. However, the predictive value of these panels is not optimal, The second objective consisted in the discovery of new biomarkers for the prediction of SAP through the use of -omics for the study of 3 leukocyte subpopulations. Neutrophils are the subpopulation that suffers more alterations at gene and protein levels in SAP patients. Furthermore, some interesting candidates have been explored, as S100A8 or S100A12, but it is needed their validation in new patients and using different techniques. The third objective is based on a retrospective analysis of blood biomarkers for the prediction of two stroke-associated complications with common symptoms as acute decompensated heart failure (ADHF) and respiratory tract infections (which include SAP). Two different panels have been identified, with 3 biomarkers each, which were able to improve significantly the corresponding logistic regression models with clinical variables. Last but not least, the fourth objective has evaluated the alterations that cerebral ischemia causes to the lungs. For this reason, an experimental study has been performed, using a model of cerebral ischemia in mice. It has been observed an increase of a marker of lung damage (higher levels of protein concentration in bronchoalveolar lavage fluid). In addition, 3 molecules have been identified as altered at a pulmonary level after the cerebral ischemia: HGF, CCL2, and TGF-α The finding of predictive biomarkers for SAP, as well as the deeper knowledge of the molecular processes that occur systemically after an ischemic stroke, can have important clinical implications. These implications could be the discovery of new therapeutic targets for the prevention of SAP and the selection of those patients at higher risk of developing SAP. With this, it could be possible to reduce the mortality and disability rates of stroke patients.

L’ictus és la causa més freqüent d’epilèpsia a partir dels 60 anys. Amb els factors de risc descrits no podem identificar quins pacients desenvoluparan epilèpsia. Després d’un ictus poden aparèixer crisis simptomàtiques agudes resultants de les alteracions metabòliques transitòries secundàries al dany cerebral agut o crisis epilèptiques tardanes. Aquestes últimes succeeixen després d’un període de latència durant el que es produeixen canvis moleculars implicats en el procés d’epileptogènesis, responsable de convertir un teixit cerebral no epileptogen en un teixit capaç de generar crisis de manera espontània. Actualment, la funció d’aquests marcadors no ha estat estudiada. L’anàlisi dels factors clínics i biomarcadors ens permetria conèixer els mecanismes del desenvolupament de l’epilèpsia i identificar potencials marcadors moleculars predictius. També ens ajudaria a identificar dianes moleculars per a futures estratègies terapèutiques moduladores o preventives. L’objectiu d’aquest estudi es descriure quins factors clínics i marcadors moleculars s’associen a l’aparició d’epilèpsia postictus i proposar un model predictiu que combini aquests factors per a detectar els pacients amb més risc de desenvolupar epilèpsia després d’un ictus. Analitzem un panell de 14 biomarcadors en una cohort de 1115 pacients amb ictus agut (isquèmic i hemorràgic) prèviament inclosos a l’estudi Stroke-Chip, per a l’anàlisi de les crisis simptomàtiques agudes (n=964) i d’epilèpsia postictus (n=895). Es van avaluar tots els pacients i es va examinar el desenvolupament d’epilèpsia i els factors clínics i biomarcadors sanguinis associats. També vam evaluar retrospectivament l’aparició de crisis simptomàtiques agudes i els factors associats. Vam utilitzar el model de regressió de Cox per a identificar les variables i els biomarcadors independents associats amb les crisis simptomàtiques agudes i amb l’epilèpsia. En el nostre estudi cinquanta-un pacients (5,7%) van desenvolupar epilèpsia. Un valor a l’escala NIHSS > o = 8 (HR=4,013; 95% CI: 2,123-7,586; p 1,203 d’endostatina. Trenta-vuit pacients (3,9%) van presentar crisis simptomàtiques agudes. Un valor a l’escala NIHSS més alt (OR=1,046; 95% CI: 1,001 — 1,094; p=0,044) i l’ictus hemorràgic (OR = 2,133; 95% CI: 1,010 — 4,504; p=0,047) van ser els factors predictius independents. Els biomarcadors que es van associar a l’aparició de crisis simptomàtiques agudes van ser els nivells >0,326 de NCAM (OR= 2,625; 95% CI: 1,271 — 5,420; p=0,009) i els nivells o = 8 i la història de crisis simptomàtiques agudes, els nivells baixos de S100B, Hsc70 i els nivells elevats d’endostatina s’associen de manera independent a l’epilèpsia postictus. Un valor més elevat a l’escala NIHSS, l’ictus hemorràgic, els nivells baixos de TNF-R1 i els nivells alts de NCAM són predictors independents per a les crisis simptomàtiques agudes. La combinació de les variables clíniques amb els biomarcadors contribuiria a detectar els pacientsamb més probabilitat de presentar crisis simptomàtiques agudes i epilèpsia postictus. El ictus es la causa más frecuente de epilepsia a partir de los 60 años. Los factores de riesgo descritos no son suficientes para predecir que pacientes desarrollarán epilepsia. Después de un ictus agudo pueden aparecer crisis sintomáticas agudas como resultado de las alteraciones metabólicas transitorias secundarias al daño cerebral agudo o crisis epilépticas tardías. En este último caso, las crisis ocurren después de un periodo de latencia durante el que se producen múltiples cambios moleculares implicados en lo que se conoce como epileptogénesis, proceso responsable de convertir un tejido cerebral no epileptógeno en un tejido capaz de generar crisis epilépticas de manera espontánea. Actualmente, la función de los marcadores que intervienen en este proceso no ha sido muy estudiada. El análisis de los factores clínicos y biomarcadores permitiría conocer los mecanismos del desarrollo de la epilepsia e identificar potenciales marcadores moleculares predictivos. Además, ayudar a identificar potenciales dianas moleculares para futuras estrategias terapéuticas moduladoras o preventivas de la epilepsia postictus. El objetivo de este proyecto es describir que factores clínicos, y marcadores moleculares se asocian a la aparición de epilepsia postictus y proponer un modelo predictivo que combine dichos factores para detectar los pacientes con mayor riesgo de desarrollar epilepsia después del ictus. Para ello analizamos un panel de 14 biomarcadores en una cohorte de 1115 pacientes con ictus agudo (isquémico y hemorrágico) previamente incluidos en el estudio Stroke-Chip, para el análisis de las crisis sintomáticas agudas (n=964) y de epilepsia post ictus (n=895). Se reevaluaron todos los pacientes y se examinó el desarrollo de epilepsia y los factores clínicos y biomarcadores sanguíneos asociados. Además, evaluamos retrospectivamente la aparición de crisis sintomáticas agudas y los factores asociados. Utilizamos el modelo de regresión de Cox para identificar las variables y los biomarcadores independientes asociados con las crisis sintomáticas agudas y con la epilepsia. En nuestro estudio cincuenta y un pacientes (5,7%) desarrollaron epilepsia. El NIHSS > o = 8 (HR=4,013; 95% CI: 2,123-7,586; p 1,203 de endostatina. Treinta y ocho pacientes (3,9%) presentaron crisis sintomáticas agudas. Un valor de NIHSS más elevado (OR=1,046; 95% CI: 1,001 — 1,094; p=0,044) y el ictus hemorrágico (OR = 2,133; 95% CI: 1,010 — 4,504; p=0,047) fueron los factores predictivos independientes. Los biomarcadores que se asociaron independientemente a la aparición de crisis sintomáticas agudas fueron los niveles >0,326 de NCAM (OR= 2,625; 95% CI: 1,271 — 5,420; p=0,009) y los niveles o = 8 y la historia de crisis sintomáticas agudas, los niveles bajos de S100B, Hsc70 y los niveles elevados de endostatina se asocian de manera independiente a la epilepsia postictus. Un mayor valor en la escala de NIHSS, el ictus hemorrágico, los niveles bajos de TNF-R1 y los niveles altos de NCAM son predictores independientes para las crisis sintomáticas agudas. La combinación de las variables clínicas juntos con los biomarcadores ayudaría a detectar los pacientes con mayor probabilidad de presentar de crisis sintomáticas agudas o desarrollar epilepsia postictus. Stroke is the most frequent cause of epilepsy over 60 years. The present clinical risk factors are not enough to predict which patients are at greater risk of post-stroke epilepsy. Stroke related seizures can be triggered by acute metabolic disturbances secondary to brain damage (early-onset seizures) or appear spontaneously after a latent period of epileptogenesis (late-onset seizures or epilepsy). The epileptogenesis process involve multiple molecular changes that will make the brain tissue capable of generating spontaneous seizures. The role of these molecules after an acute stroke event has not been widely investigated. The study of clinical factors and blood biomarkers would let us deep into the mechanisms of the development of epilepsy and to identify some predictive biomarker. Thus, it will be helpful to investigate future modifying or preventive treatment strategies. We aimed to describe clinical factors and biomarkers present during acute stroke and analyze their association with stroke related seizures. In addition, we aimed to design a predictive model combining those factors to identify the patients who are at higher risk of developing post-stroke epilepsy and thus, to better understand the epileptogenesis mechanisms. From a cohort of 1115 acute stroke patients (ischemic and hemorrhagic) previously included in the Stroke-Chip study, a panel of 14 biomarkers was evaluated for the analysis of early-onset seizures (n=964) and post-stroke epilepsy (n=895). All the patients were reevaluated for the analysis of the development of epilepsy and the clinical factors and blood biomarkers associated. In addition, we retrospectively analyzed early-onset seizures and their related factors. Multiple Cox regression models were used to identify clinical variables and biomarkers independently associated with epilepsy. In our study fifty-one patients (5.7%) developed post-stroke epilepsy. NIHSS > or = 8 (HR=4.013; 95% CI: 2.123-7.586; p1.203 of endostatin. Thirty-eight patients (3.9%) had early-onset seizures. A greater NIHSS (OR=1.046; 95% CI: 1.001 — 1.094; p=0.044) and hemorrhagic stroke (OR = 2.133; 95% CI: 1.010 — 4.504; p=0.047) were the risk factors independently associated. Independent blood biomarkers predictive of early-onset seizures were levels >0.326 of NCAM (OR= 2.625; 95% CI: 1.271 — 5.420; p=0.009) and levels or = 8 and having early-onset seizures. A higher NIHSS and hemorrhagic stroke were independently associated with a greater risk of early-onset seizures. Regarding blood biomarkers, down-regulated levels of S100B and Hsc70 and up-regulated levels of endostatin were independently associated with the development of epilepsy. Lower levels of TNF-R1 and higher levels of NCAM were predictive of early-onset seizures. The combination of both clinical variables and biomarkers would be helpful to identify the patients who are more likely to have either early-onset seizures or post-stroke epilepsy. Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Medicina

Introducció: El tractament endovascular en l’ictus isquèmic agut ha demostrat la seva superioritat pel que fa a el tractament mèdic pel que fa a el pronòstic funcional als 3 mesos. El temps des de l’inici dels símptomes fins al tractament és un dels factors pronòstics més importants associats a aquest tractament. El desenvolupament d’estratègies d’optimització dels temps intrahospitalaris requereix de el coneixement de la probabilitat que un pacient requereixi de tractament endovascular abans de la realització de proves complementàries. Objectius: Estudi de la probabilitat de rebre tractament endovascular i de presentar un infart establert dels pacients derivats des del mig extrahospitalari o un centre primari d’ictus a un centre terciari d’ictus. Desenvolupament d’un protocol de trasllat directe a sala d’arteriografia (TDSA) i estudi comparatiu d’aquesta estratègia amb el model habitual. Disseny d’un assaig clínic en base als resultats. Mètodes: Estudi dels pacients admesos en un centre terciari d’ictus de manera primària o derivats d’un altre centre obtinguts d’un registre prospectiu i mandatorio amb recollida de dades centralitzada dels pacients de Catalunya (CICAT) entre els anys 2016 i 2018. Anàlisi de les variables que s’associen a el tractament endovascular en les dues poblacions ia la presència d’infart establert. D’altra banda, comparació dels temps associats a el tractament endovascular i de el pronòstic a curt i llarg termini entre els pacients que segueixen el protocol de trasllat directe a sala de arteriografia i els que segueixen el protocol habitual. Resultats: La probabilitat de presentar un infart extens establert (Aspects 16 (6% versus 21%, p 16 (6% versus 21%, p16 (21% versus 6%, p

El CADASIL és una arteriopatia sistèmica causada per mutacions en NOTCH3, que afecten el nombre de cisteïnes del domini extracel·lular del receptor, alterant els ponts disulfur i propiciant un mal plegament d'aquest, i la seva agregació juntament amb la d'altres proteïnes; mecanisme que actualment es considera responsable de la malaltia. Considerada una malaltia rara, és la causa més freqüent d'ictus i demència de causa hereditària. A causa de la variabilitat fenotípica del CADASIL, fins i tot dins d'una mateixa família, es veu dificultada la possibilitat d'establir un pronòstic precís en aquests pacients, es tracta d'una malaltia sense tractament. L'objectiu principal d'aquesta tesi és aprofundir en l'etiopatogènia de la malaltia a través del estudi de l'expressió diferencial en biòpsies de pell de pacients amb CADASIL respecte a controls sans, a través d'un Genome-Wide Transcriptomic Study (GWTS). Com a objectius secundaris es va voler estudiar si mutacions que no afectessin el nombre de cisteïnes podrien considerar-se patogèniques, mitjançant la revisió sistemàtica en la literatura d'aquest tipus de mutacions; i crear un model per predir el grau de discapacitat en pacients amb ictus isquèmic i testar-ho en pacients amb CADASIL. Com a resultat de la feina de la present tesi, s'ha trobat que hi ha mutacions que no afecten el nombre de cisteïnes, i que poden ser considerades patogèniques i causants de CADASIL (p.R61W, p.R75P, p.D80G i p.R213K) . Per tant, mecanismes diferents i / o addicionals a l'alteració produïda per l'aparició d'un nombre imparell de cisteïnes, podrien causar el CADASIL. D'altra banda, l'estudi transcriptòmic ha posat de manifest que E2F4 es troba sobreexpressat en pacients amb CADASIL, i que aquesta sobreexpressió es correlaciona de manera negativa amb el rendiment de les proves que valoren la funció executiva i l'atenció i velocitat de processament de la informació, dominis cognitius característicament afectats en pacients amb aquesta malaltia. Finalment, el Parsifal Score és un model que prediu l'estat funcional d'un pacient amb un ictus isquèmic, als tres mesos. Aquest model també és eficaç per predir la discapacitat, en el cas de pacients amb CADASIL i un ictus isquèmic. El CADASIL es una arteriopatía sistémica causada por mutaciones en NOTCH3, que afectan al número de cisteínas del dominio extracelular del receptor, alterando los puentes disulfuro y propiciando un mal plegamiento de este, y su agregación junto con la de otras proteínas; mecanismo que actualmente se considera responsable de la enfermedad. Considerada una enfermedad rara, es la causa más frecuente de ictus y demencia de causa hereditaria. Debido a la variabilidad fenotípica del CADASIL, incluso dentro de una misma familia, se ve dificultada la posibilidad de establecer un pronóstico certero en estos pacientes, en una enfermedad sin tratamiento. El objetivo principal de esta tesis es profundizar en la etiopatogenia de la enfermedad y así encontrar potenciales biomarcadores o dianas terapéuticas. Por una parte, a través del estudio de la patogenicidad de las mutaciones que no afectan a residuos cisteína de Notch3, cuestionando la hipótesis etiopatogénica actual del CADASIL; y por otra, a través del estudio transcriptómico, que permitirá encontrar moléculas relevantes en esta enfermedad. El objetivo secundario, es la creación de un modelo pronóstico que prediga la discapacidad a los tres meses de un paciente con un ictus isquémico y CADASIL. Como resultado del trabajo de la presente tesis, se ha encontrado que existen mutaciones que no afectan al número de cisteínas, y que pueden ser consideradas patogénicas y causantes de CADASIL (p.R61W, p.R75P, p.D80G y p.R213K). Por tanto, mecanismos diferentes y/o adicionales a la alteración producida por la aparición de un número impar de cisteínas, podrían causar el CADASIL. Por otra parte, el estudio transcriptómico ha puesto de manifiesto que E2F4 se encuentra sobreexpresado en pacientes con CADASIL, y que esta sobreexpresión se correlaciona de forma negativa con el rendimiento de las pruebas que valoran la función ejecutiva y la atención y velocidad de procesamiento de la información, dominios cognitivos característicamente afectados en pacientes con esta enfermedad. Por último, el Parsifal Score es un modelo que predice el estado funcional de un paciente con un ictus isquémico, a los tres meses. Este modelo también es eficaz para predecir la discapacidad, en el caso de pacientes con CADASIL y un ictus isquémico. CADASIL is a systemic artery disease caused by mutations in NOTCH3, which affect the number of cysteines in the extracellular domain of the receptor, altering the disulfide bridges and causing a missfolding of the receptor, and its aggregation along with other proteins; a mechanism currently considered responsible for the disease. Considered a rare disease, it is the most frequent cause of stroke and dementia of hereditary cause. Due to the phenotypic variability of CADASIL, even within the same family, the possibility of establishing an accurate prognosis in these patients, in a disease without treatment, is difficult. The main objective of this thesis is to deepen in the etiopathogenesis of the disease and thus, find potential biomarkers or therapeutic targets. On the one hand, through the study of the pathogenicity of mutations that do not affect Notch3 cysteine residues, questioning the current aetiopathogenic hypothesis of CADASIL; and on the other hand, through the transcriptomical study, which will allow finding relevant molecules in this disease. The secondary objective is the creation of a prognostic model that predicts the disability at three months, of a patient with an ischemic stroke and CADASIL. As a result of the work of this thesis, it has been found that there are mutations that do not affect the number of cysteines, and that can be considered pathogenic and cause CADASIL (p.R61W, p.R75P, p.D80G and p.R213K). Therefore, different and/or additional mechanisms to the alteration produced by the appearance of an odd number of cysteines, could cause CADASIL. On the other hand, the transcriptomic study has shown that E2F4 is over-expressed in patients with CADASIL, and that this over-expression is negatively correlated with the performance of tests that assess executive function and attention and speed of information processing, cognitive domains characteristically affected in patients with this disease. Finally, the Parsifal Score is a model that predicts the functional status of a patient with an ischemic stroke, at three months. This model is also effective in the case of CADASIL patients with ischemic stroke.

L’ateroesclerosi causa el 20% dels ictus isquèmics, essent les plaques d’ateroma de l’artèria caròtida interna les que més freqüentment es veuen implicades en la gènesi de l’ictus. L’elevat risc de recurrència d’aquest tipus d’ictus justifica valorar en cada cas la necessitat d’un tractament de revascularització de la caròtida, per eliminar o excloure aquestes plaques de la circulació. Actualment aquesta decisió es fa tenint en compte el grau d’estenosi de les plaques, que és l’únic marcador de risc de recurrència validat en assaigs clínics. No obstant, el grau d’estenosi per si sol no és suficient per prendre decisions en algunes situacions clíniques relativament freqüents. Per aquest motiu és necessari l’estudi de nous marcadors de vulnerabilitat de les plaques carotídies que ajudin a millorar la selecció de pacients que es beneficien dels tractaments de revascularització. En aquesta tesi presentem els resultats d’un estudi de cohorts prospectiu de pacients amb ictus isquèmic i ateroesclerosi carotídia en el que s’ha estudiat el valor pronòstic de dos potencials nous marcadors de vulnerabilitat: la Tomografia per Emissió de Positrons (PET) amb Fluorodesoxiglucosa 18F (18FDG), que permet mesurar la inflamació de les plaques d’ateroma, i el dúplex amb contrast, que permet la detecció de neovascularització a l’interior de les plaques. En aquest estudi hem inclòs 91 pacients i els hem seguit durant una mitjana de 12,7 mesos registrant un total de 16 recurrències durant el seguiment, a més de vuit pacients que havien presentat símptomes abans de l’ingrés (recurrències prèvies). Hem observat que tant la inflamació de les plaques mesurada mitjançant PET (HR de tenir una recurrència durant el seguiment per cada increment de 1g/ml de SUV=4,57 IC 95% 1,49-13,96, p=0,008) com la neovascularització detectada mitjançant dúplex amb contrast (HR de presentar una recurrència si la placa presenta neovascularització difusa=6,54 IC 95% 1,66-26,01, p=0,007), s’associen amb el risc de recurrència d’ictus isquèmic. Aquesta associació és independent del grau d’estenosi i d’altres factors de risc vascular coneguts. A més, en el cas de la PET, els resultats del nostre estudi s’han replicat en dues cohorts internacionals diferents i independents, i s’ha fet una anàlisi conjunta. Finalment, hem creat i validat una escala de risc de recurrència (SCAIL score) que per primera vegada integra la informació derivada del grau d’estenosi i de la inflamació mesurada amb PET. La puntuació d’aquesta escala varia entre el 0 i el 5 i hem observat que puntuacions de baix risc (0, 1) s’associen amb un risc de recurrència del 0% (IC 95% 0-18,5%), mentre que puntuacions d’alt risc (4, 5) s’associen amb un risc de recurrència del 51,9% (IC 95% 32,0-71,3%). En definitiva, els resultats d’aquesta tesi mostren nous marcadors de vulnerabilitat de l’ateroesclerosi carotídia que aporten informació complementària al grau d’estenosi, i que en un futur es podrien utilitzar a la pràctica clínica per seleccionar millor els pacients candidats a tractaments de revascularització de la caròtida. La aterosclerosis causa el 20% del total de ictus isquémicos, siendo las placas de ateroma de la arteria carótida interna las que más frecuentemente se ven implicadas en la génesis del ictus. El elevado riesgo de recurrencia de este tipo de ictus justifica valorar en cada caso la necesidad de un tratamiento de revascularización de la carótida, con el objetivo de eliminar o excluir estas placas de la circulación. Actualmente esta decisión se toma teniendo en cuenta el grado de estenosis de las placas, el único marcador de riesgo de recurrencia que ha sido validado en ensayos clínicos. No obstante, el grado de estenosis por sí solo no es suficiente para tomar decisiones en algunas situaciones clínicas relativamente frecuentes. Por este motivo es necesario el estudio de nuevos marcadores de vulnerabilidad de las placas de ateroma carotídeas que ayuden a mejorar la selección de pacientes que se pueden beneficiar de los tratamientos de revascularización. En esta tesis doctoral presentamos los resultados de un estudio de cohortes prospectivo de pacientes con ictus isquémico y aterosclerosis carotídea en el cual se ha estudiado el valor pronóstico de dos potenciales nuevos marcadores de vulnerabilidad: la Tomografía por Emisión de Positrones (PET) con Fluorodesoxiglucosa 18F (18FDG), que permite medir la inflamación de las placas de ateroma, y el dúplex con contraste, que permite la detección de neovascularización en el interior de las placas. En este estudio hemos incluído 91 pacientes y los hemos seguido durante una media de 12,7 meses registrando un total de 16 recurrencias durante el seguimiento, además de ocho pacientes que habían tenido síntomas antes del ingreso (recurrencias previas). Hemos observado que tanto la inflamación de las placas medida mediante PET (HR de tener una recurrencia durante el seguimiento por cada incremento de 1g/ml de SUV=4,57 IC 95% 1,49-13,96, p=0,008) como la neovascularización detectada mediante dúplex con contraste (HR de presentar una recurrencia si la placa presenta neovascularización difusa=6,54 IC 95% 1,66-26,01, p=0,007), se asocian con el riesgo de recurrencia de ictus isquémico. Esta asociación es independiente del grado de estenosis y de otros factores de riesgo vascular conocidos. Además, en el caso de la PET, los resultados de nuestro estudio se han replicado en dos cohortes internacionales diferentes e independientes, y se ha hecho un análisis conjunto. Finalmente, hemos creado y validado una escala de riesgo de recurrencia (SCAIL score) que por primera vez integra la información derivada del grado de estenosis y de la inflamación medida con PET. La puntuación de esta escala varía entre 0 y 5 y hemos observado que puntuaciones de bajo riesgo (0, 1) se asocian con un riesgo de recurrencia del 0% (IC 95% 0-18,5%), mientras que puntuaciones de alto riesgo (4, 5) se asocian con un riesgo de recurrencia del 51,9% (IC 95% 32,0-71,3%). En definitiva, los resultados de esta tesis doctoral muestran nuevos marcadores de vulnerabilidad de la aterosclerosis carotídea que aportan información complementaria al grado de estenosis y que en un futuro se podrían utilizar en la práctica clínica para seleccionar mejor los pacientes candidatos a tratamientos de revascularización de la carótida. Atherosclerosis is responsible for approximately 20% of all ischemic strokes, being plaques from the internal carotid artery (ICA) the most frequently involved in stroke pathogenesis. Atherosclerosis-related strokes present high risk of recurrence and thus, revascularization therapies of the ICA should be considered in the setting of this stroke subtype. Currently, the decision of performing a revascularization therapy depends solely on the degree of stenosis of the carotid plaque, which is the only marker of risk of recurrence validated on clinical trials. However, the degree of stenosis alone, is not sufficient to decide on the best treatment in some frequent clinical situations. Therefore, there is a need for new biomarkers of carotid plaque vulnerability, which may help identifying patients who benefit from carotid revascularization. In this doctoral thesis, we present the results of a propective cohort study of patients with a recent ischemic stroke and carotid atherosclerosis, in whom we tested the prognostic value of two new vulnerability biomarkers: inflammation of the plaques measured with 18F-Fluorodeoxyglucose Positron-Emission Tomography (18FDG-PET), and neovascularization detected with Contrast-Enhanced Ultrasound (CEUS). We included 91 patients and we followed them during a mean of 12,7 months. We registered 16 stroke recurrences during the follow-up and eight patients had presented symptoms before admission (pre-hospitalization recurrences). We observed that both markers, inflammation measured with 18FDG-PET (HR for stroke recurrence for 1g/ml increase in the SUV of the plaque=4,57 CI 95% 1,49-13,96, p=0,008) and neovascularization assessed with CEUS (HR for stroke recurrence if the plaque presents diffuse neovascularization=6,54 CI 95% 1,66-26,01, p=0,007), are associated with the early risk of stroke recurrence. This association is independent from the degree of stenosis and other known vascular risk factors. In addition, we replicated the prognostic value of the carotid PET in two international independent cohorts and we performed a pooled analysis of the three studies. Finally, we have created and validated the first stroke risk score (SCAIL score) that gathers the information derived from the PET and the degree of stenosis. This score ranges from 0 to 5 and we observed that low-risk scores (0, 1) were associated with a risk of stroke recurrence of 0% (CI 95% 0-18,5%), while high-risk scores predicted a risk of reccurrence of 51,9% (CI 95% 32,0-71,3%). In conclusion, the results presented in this doctoral thesis demonstrate new markers of carotid plaque vulnerability which add complementary information to the degree of stenosis. This information might be used in the near future to better select patients who can benefit from carotid revascularization. Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Medicina

Tesis doctoral. Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Medicina., [ES] El CADASIL es una arteriopatía sistémica causada por mutaciones en NOTCH3, que afectan al número de cisteínas del dominio extracelular del receptor, alterando los puentes disulfuro y propiciando un mal plegamiento de este, y su agregación junto con la de otras proteínas; mecanismo que actualmente se considera responsable de la enfermedad. Considerada una enfermedad rara, es la causa más frecuente de ictus y demencia de causa hereditaria. Debido a la variabilidad fenotípica del CADASIL, incluso dentro de una misma familia, se ve dificultada la posibilidad de establecer un pronóstico certero en estos pacientes, en una enfermedad sin tratamiento. El objetivo principal de esta tesis es profundizar en la etiopatogenia de la enfermedad y así encontrar potenciales biomarcadores o dianas terapéuticas. Por una parte, a través del estudio de la patogenicidad de las mutaciones que no afectan a residuos cisteína de Notch3, cuestionando la hipótesis etiopatogénica actual del CADASIL; y por otra, a través del estudio transcriptómico, que permitirá encontrar moléculas relevantes en esta enfermedad. El objetivo secundario, es la creación de un modelo pronóstico que prediga la discapacidad a los tres meses de un paciente con un ictus isquémico y CADASIL. Como resultado del trabajo de la presente tesis, se ha encontrado que existen mutaciones que no afectan al número de cisteínas, y que pueden ser consideradas patogénicas y causantes de CADASIL (p. R61W, p. R75P, p. D80G y p. R213K). Por tanto, mecanismos diferentes y/o adicionales a la alteración producida por la aparición de un número impar de cisteínas, podrían causar el CADASIL. Por otra parte, el estudio transcriptómico ha puesto de manifiesto que E2F4 se encuentra sobreexpresado en pacientes con CADASIL, y que esta sobreexpresión se correlaciona de forma negativa con el rendimiento de las pruebas que valoran la función ejecutiva y la atención y velocidad de procesamiento de la información, dominios cognitivos característicamente afectados en pacientes con esta enfermedad. Por último, el Parsifal Score es un modelo que predice el estado funcional de un paciente con un ictus isquémico, a los tres meses. Este modelo también es eficaz para predecir la discapacidad, en el caso de pacientes con CADASIL y un ictus isquémico., [EN] CADASIL is a systemic artery disease caused by mutations in NOTCH3, which affect the number of cysteines in the extracellular domain of the receptor, altering the disulfide bridges and causing a missfolding of the receptor, and its aggregation along with other proteins; a mechanism currently considered responsible for the disease. Considered a rare disease, it is the most frequent cause of stroke and dementia of hereditary cause. Due to the phenotypic variability of CADASIL, even within the same family, the possibility of establishing an accurate prognosis in these patients, in a disease without treatment, is difficult. The main objective of this thesis is to deepen in the etiopathogenesis of the disease and thus, find potential biomarkers or therapeutic targets. On the one hand, through the study of the pathogenicity of mutations that do not affect Notch3 cysteine residues, questioning the current aetiopathogenic hypothesis of CADASIL; and on the other hand, through the transcriptomical study, which will allow finding relevant molecules in this disease. The secondary objective is the creation of a prognostic model that predicts the disability at three months, of a patient with an ischemic stroke and CADASIL. As a result of the work of this thesis, it has been found that there are mutations that do not affect the number of cysteines, and that can be considered pathogenic and cause CADASIL (p. R61W, p. R75P, p. D80G and p. R213K). Therefore, different and/or additional mechanisms to the alteration produced by the appearance of an odd number of cysteines, could cause CADASIL. On the other hand, the transcriptomic study has shown that E2F4 is over-expressed in patients with CADASIL, and that this over-expression is negatively correlated with the performance of tests that assess executive function and attention and speed of information processing, cognitive domains characteristically affected in patients with this disease. Finally, the Parsifal Score is a model that predicts the functional status of a patient with an ischemic stroke, at three months. This model is also effective in the case of CADASIL patients with ischemic stroke., [CA] El CADASIL és una arteriopatia sistèmica causada per mutacions en NOTCH3, que afecten el nombre de cisteïnes del domini extracel·lular del receptor, alterant els ponts disulfur i propiciant un mal plegament d'aquest, i la seva agregació juntament amb la d'altres proteïnes; mecanisme que actualment es considera responsable de la malaltia. Considerada una malaltia rara, és la causa més freqüent d'ictus i demència de causa hereditària. A causa de la variabilitat fenotípica del CADASIL, fins i tot dins d'una mateixa família, es veu dificultada la possibilitat d'establir un pronòstic precís en aquests pacients, es tracta d'una malaltia sense tractament. L'objectiu principal d'aquesta tesi és aprofundir en l'etiopatogènia de la malaltia a través del estudi de l'expressió diferencial en biòpsies de pell de pacients amb CADASIL respecte a controls sans, a través d'un Genome-Wide Transcriptomic Study (GWTS). Com a objectius secundaris es va voler estudiar si mutacions que no afectessin el nombre de cisteïnes podrien considerar-se patogèniques, mitjançant la revisió sistemàtica en la literatura d'aquest tipus de mutacions; i crear un model per predir el grau de discapacitat en pacients amb ictus isquèmic i testar-ho en pacients amb CADASIL. Com a resultat de la feina de la present tesi, s'ha trobat que hi ha mutacions que no afecten el nombre de cisteïnes, i que poden ser considerades patogèniques i causants de CADASIL (p. R61W, p. R75P, p. D80G i p. R213K) . Per tant, mecanismes diferents i / o addicionals a l'alteració produïda per l'aparició d'un nombre imparell de cisteïnes, podrien causar el CADASIL. D'altra banda, l'estudi transcriptòmic ha posat de manifest que E2F4 es troba sobreexpressat en pacients amb CADASIL, i que aquesta sobreexpressió es correlaciona de manera negativa amb el rendiment de les proves que valoren la funció executiva i l'atenció i velocitat de processament de la informació, dominis cognitius característicament afectats en pacients amb aquesta malaltia. Finalment, el Parsifal Score és un model que prediu l'estat funcional d'un pacient amb un ictus isquèmic, als tres mesos. Aquest model també és eficaç per predir la discapacitat, en el cas de pacients amb CADASIL i un ictus isquèmic.

Premi Extraordinari de Doctorat concedit pels programes de doctorat de la UAB per curs acadèmic 2019-2020 Introducció: El tractament endovascular en l'ictus isquèmic agut ha demostrat la seva superioritat pel que fa a el tractament mèdic pel que fa a el pronòstic funcional als 3 mesos. El temps des de l'inici dels símptomes fins al tractament és un dels factors pronòstics més importants associats a aquest tractament. El desenvolupament d'estratègies d'optimització dels temps intrahospitalaris requereix de el coneixement de la probabilitat que un pacient requereixi de tractament endovascular abans de la realització de proves complementàries. Objectius: Estudi de la probabilitat de rebre tractament endovascular i de presentar un infart establert dels pacients derivats des del mig extrahospitalari o un centre primari d'ictus a un centre terciari d'ictus. Desenvolupament d'un protocol de trasllat directe a sala d'arteriografia (TDSA) i estudi comparatiu d'aquesta estratègia amb el model habitual. Disseny d'un assaig clínic en base als resultats. Mètodes: Estudi dels pacients admesos en un centre terciari d'ictus de manera primària o derivats d'un altre centre obtinguts d'un registre prospectiu i mandatorio amb recollida de dades centralitzada dels pacients de Catalunya (CICAT) entre els anys 2016 i 2018. Anàlisi de les variables que s'associen a el tractament endovascular en les dues poblacions ia la presència d'infart establert. D'altra banda, comparació dels temps associats a el tractament endovascular i de el pronòstic a curt i llarg termini entre els pacients que segueixen el protocol de trasllat directe a sala de arteriografia i els que segueixen el protocol habitual. Resultats: La probabilitat de presentar un infart extens establert (Aspects 16 (6% versus 21%, p 16 (6% versus 21%, p16 (21% versus 6%, p

Premi Extraordinari de Doctorat concedit pels programes de doctorat de la UAB per curs acadèmic 2019-2020 L'ateroesclerosi causa el 20% dels ictus isquèmics, essent les plaques d'ateroma de l'artèria caròtida interna les que més freqüentment es veuen implicades en la gènesi de l'ictus. L'elevat risc de recurrència d'aquest tipus d'ictus justifica valorar en cada cas la necessitat d'un tractament de revascularització de la caròtida, per eliminar o excloure aquestes plaques de la circulació. Actualment aquesta decisió es fa tenint en compte el grau d'estenosi de les plaques, que és l'únic marcador de risc de recurrència validat en assaigs clínics. No obstant, el grau d'estenosi per si sol no és suficient per prendre decisions en algunes situacions clíniques relativament freqüents. Per aquest motiu és necessari l'estudi de nous marcadors de vulnerabilitat de les plaques carotídies que ajudin a millorar la selecció de pacients que es beneficien dels tractaments de revascularització. En aquesta tesi presentem els resultats d'un estudi de cohorts prospectiu de pacients amb ictus isquèmic i ateroesclerosi carotídia en el que s'ha estudiat el valor pronòstic de dos potencials nous marcadors de vulnerabilitat: la Tomografia per Emissió de Positrons (PET) amb Fluorodesoxiglucosa 18F (18FDG), que permet mesurar la inflamació de les plaques d'ateroma, i el dúplex amb contrast, que permet la detecció de neovascularització a l'interior de les plaques. En aquest estudi hem inclòs 91 pacients i els hem seguit durant una mitjana de 12,7 mesos registrant un total de 16 recurrències durant el seguiment, a més de vuit pacients que havien presentat símptomes abans de l'ingrés (recurrències prèvies). Hem observat que tant la inflamació de les plaques mesurada mitjançant PET (HR de tenir una recurrència durant el seguiment per cada increment de 1g/ml de SUV=4,57 IC 95% 1,49-13,96, p=0,008) com la neovascularització detectada mitjançant dúplex amb contrast (HR de presentar una recurrència si la placa presenta neovascularització difusa=6,54 IC 95% 1,66-26,01, p=0,007), s'associen amb el risc de recurrència d'ictus isquèmic. Aquesta associació és independent del grau d'estenosi i d'altres factors de risc vascular coneguts. A més, en el cas de la PET, els resultats del nostre estudi s'han replicat en dues cohorts internacionals diferents i independents, i s'ha fet una anàlisi conjunta. Finalment, hem creat i validat una escala de risc de recurrència (SCAIL score) que per primera vegada integra la informació derivada del grau d'estenosi i de la inflamació mesurada amb PET. La puntuació d'aquesta escala varia entre el 0 i el 5 i hem observat que puntuacions de baix risc (0, 1) s'associen amb un risc de recurrència del 0% (IC 95% 0-18,5%), mentre que puntuacions d'alt risc (4, 5) s'associen amb un risc de recurrència del 51,9% (IC 95% 32,0-71,3%). En definitiva, els resultats d'aquesta tesi mostren nous marcadors de vulnerabilitat de l'ateroesclerosi carotídia que aporten informació complementària al grau d'estenosi, i que en un futur es podrien utilitzar a la pràctica clínica per seleccionar millor els pacients candidats a tractaments de revascularització de la caròtida. La aterosclerosis causa el 20% del total de ictus isquémicos, siendo las placas de ateroma de la arteria carótida interna las que más frecuentemente se ven implicadas en la génesis del ictus. El elevado riesgo de recurrencia de este tipo de ictus justifica valorar en cada caso la necesidad de un tratamiento de revascularización de la carótida, con el objetivo de eliminar o excluir estas placas de la circulación. Actualmente esta decisión se toma teniendo en cuenta el grado de estenosis de las placas, el único marcador de riesgo de recurrencia que ha sido validado en ensayos clínicos. No obstante, el grado de estenosis por sí solo no es suficiente para tomar decisiones en algunas situaciones clínicas relativamente frecuentes. Por este motivo es necesario el estudio de nuevos marcadores de vulnerabilidad de las placas de ateroma carotídeas que ayuden a mejorar la selección de pacientes que se pueden beneficiar de los tratamientos de revascularización. En esta tesis doctoral presentamos los resultados de un estudio de cohortes prospectivo de pacientes con ictus isquémico y aterosclerosis carotídea en el cual se ha estudiado el valor pronóstico de dos potenciales nuevos marcadores de vulnerabilidad: la Tomografía por Emisión de Positrones (PET) con Fluorodesoxiglucosa 18F (18FDG), que permite medir la inflamación de las placas de ateroma, y el dúplex con contraste, que permite la detección de neovascularización en el interior de las placas. En este estudio hemos incluído 91 pacientes y los hemos seguido durante una media de 12,7 meses registrando un total de 16 recurrencias durante el seguimiento, además de ocho pacientes que habían tenido síntomas antes del ingreso (recurrencias previas). Hemos observado que tanto la inflamación de las placas medida mediante PET (HR de tener una recurrencia durante el seguimiento por cada incremento de 1g/ml de SUV=4,57 IC 95% 1,49-13,96, p=0,008) como la neovascularización detectada mediante dúplex con contraste (HR de presentar una recurrencia si la placa presenta neovascularización difusa=6,54 IC 95% 1,66-26,01, p=0,007), se asocian con el riesgo de recurrencia de ictus isquémico. Esta asociación es independiente del grado de estenosis y de otros factores de riesgo vascular conocidos. Además, en el caso de la PET, los resultados de nuestro estudio se han replicado en dos cohortes internacionales diferentes e independientes, y se ha hecho un análisis conjunto. Finalmente, hemos creado y validado una escala de riesgo de recurrencia (SCAIL score) que por primera vez integra la información derivada del grado de estenosis y de la inflamación medida con PET. La puntuación de esta escala varía entre 0 y 5 y hemos observado que puntuaciones de bajo riesgo (0, 1) se asocian con un riesgo de recurrencia del 0% (IC 95% 0-18,5%), mientras que puntuaciones de alto riesgo (4, 5) se asocian con un riesgo de recurrencia del 51,9% (IC 95% 32,0-71,3%). En definitiva, los resultados de esta tesis doctoral muestran nuevos marcadores de vulnerabilidad de la aterosclerosis carotídea que aportan información complementaria al grado de estenosis y que en un futuro se podrían utilizar en la práctica clínica para seleccionar mejor los pacientes candidatos a tratamientos de revascularización de la carótida. Atherosclerosis is responsible for approximately 20% of all ischemic strokes, being plaques from the internal carotid artery (ICA) the most frequently involved in stroke pathogenesis. Atherosclerosis-related strokes present high risk of recurrence and thus, revascularization therapies of the ICA should be considered in the setting of this stroke subtype. Currently, the decision of performing a revascularization therapy depends solely on the degree of stenosis of the carotid plaque, which is the only marker of risk of recurrence validated on clinical trials. However, the degree of stenosis alone, is not sufficient to decide on the best treatment in some frequent clinical situations. Therefore, there is a need for new biomarkers of carotid plaque vulnerability, which may help identifying patients who benefit from carotid revascularization. In this doctoral thesis, we present the results of a propective cohort study of patients with a recent ischemic stroke and carotid atherosclerosis, in whom we tested the prognostic value of two new vulnerability biomarkers: inflammation of the plaques measured with 18F-Fluorodeoxyglucose Positron-Emission Tomography (18FDG-PET), and neovascularization detected with Contrast-Enhanced Ultrasound (CEUS). We included 91 patients and we followed them during a mean of 12,7 months. We registered 16 stroke recurrences during the follow-up and eight patients had presented symptoms before admission (pre-hospitalization recurrences). We observed that both markers, inflammation measured with 18FDG-PET (HR for stroke recurrence for 1g/ml increase in the SUV of the plaque=4,57 CI 95% 1,49-13,96, p=0,008) and neovascularization assessed with CEUS (HR for stroke recurrence if the plaque presents diffuse neovascularization=6,54 CI 95% 1,66-26,01, p=0,007), are associated with the early risk of stroke recurrence. This association is independent from the degree of stenosis and other known vascular risk factors. In addition, we replicated the prognostic value of the carotid PET in two international independent cohorts and we performed a pooled analysis of the three studies. Finally, we have created and validated the first stroke risk score (SCAIL score) that gathers the information derived from the PET and the degree of stenosis. This score ranges from 0 to 5 and we observed that low-risk scores (0, 1) were associated with a risk of stroke recurrence of 0% (CI 95% 0-18,5%), while high-risk scores predicted a risk of reccurrence of 51,9% (CI 95% 32,0-71,3%). In conclusion, the results presented in this doctoral thesis demonstrate new markers of carotid plaque vulnerability which add complementary information to the degree of stenosis. This information might be used in the near future to better select patients who can benefit from carotid revascularization.

Aquesta tesi doctoral és el fruit d’un projecte de recerca sobre la història natural del pacient sotmès a una EA carotídia. D’una banda, l’estudi de la supervivència a llarg termini del pacient intervingut en una població mediterrània caracteritzada per la baixa incidència de malaltia cardiovascular pot ajudar a determinar quins pacients tenen una esperança de vida major i influir en la presa de decisions terapèutiques, especialment en el pacient asimptomàtic. D’altra banda, l’anàlisi de la taxa de progressió de l’estenosi carotídia contralateral a una caròtida ja intervinguda proporcionarà una descripció més precisa d’aquestes lesions en el moment actual i podria determinar-ne nous esquemes de seguiment. Qualsevol estratègia terapèutica encaminada a millorar la història natural dels nostres pacients passa per un coneixement acurat d’aquesta, tant en el temps com en el lloc on hem de decidir . Esta tesis doctoral es fruto de un proyecto de investigación sobre la historia natural del paciente sometido a una endarterectomia carotídea. Por un lado, el estudio de la supervivencia a largo plazo del paciente intervenido en una población mediterránea caracterizada por la baja incidencia de enfermedad cardiovascular puede ayudar a determinar los pacientes con esperanza de vida mayor e influir en la toma de decisiones terapéuticas, especialmente en los pacientes asintomáticos.Por otro lado, el análisis de la tasa de progresión de la estenosis carotídea contralateral a una carótida ya intervenida proporcionará una descripción más precisa d'estas lesiones en el momento actual y podría determinar nuevos esquemas de seguimiento. Cualquier estrategia terapéutica encaminada a mejorar la historia natural de nuestros pacientes pasa por un conocimiento preciso de ésta, tanto en el tiempo como en el lugar donde decidir. This doctoral thesis is the result of a research project on the natural history of the patients submitted to a carotid endarterectomy. Firstly, the study of the long-term survival of patients intervened in a Mediterranean population characterized by a low incidence of cardiovascular disease can help to identify patients with longer life expectancy and influence therapeutic decision-making, especially in asymtomatic patients. On the other hand, determining the rate of disease progression in the contralateral carotid artery in patients already submitted to a carotid endarterecromy, will provide a more accurate description of these lesions at the present time and could determine new follow-up regimens. Any therapeutic strategy aimed to describe the natural history of our patients requires a precise knowledge of it, both at the time and in the place where to decide. Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Cirurgia i Ciències Morfològiques

L'hemorràgia remota (RPH) és una complicació infreqüent i poc coneguda secundària al tractament amb fibrinòlisi endovenosa en pacients amb ictus isquèmic. Les principals hipòtesis relacionen la RPH amb l'angiopatia amiloide cerebral, i l'associen amb un mal pronòstic funcional i vital. L'objectiu va ser determinar la freqüència, característiques radiològiques, factors de risc i pronòstic de la RPH. Considerant la infreqüència de l'hemorràgia remota es va dissenyar un estudi multicèntric de pacients consecutius amb ictus isquèmic que van ser tractats amb fibrinòlisi endovenosa. La majoria de variables es van recollir de forma prospectiva des de l'any 2011 a través d'una base de dades online d'ictus agut de resposta obligatòria a Catalunya (registre d'el Sistema Online d'Informació de l'Ictus Agut). Es van incloure un total de 992 pacients, dels quals 34 (3.4%) pacients tenien RPH. Els principals factors de risc de les RPH van ser els marcadors indirectes per ressonància magnètica cerebral d'angiopatia amiloide cerebral (presència, càrrega i localització lobular de microsagnats, i la siderosis superficial) i les lesions isquèmiques silents. Els factors de risc de la RPH van variar segons la localització del sagnat. Les RPH de localització lobular es van associar al número, càrrega i localització lobular dels microsagnats, major grau de leucoaraiosi i la siderosis superficial. Les RPH profundes es van associar a crisis hipertensives (> 185 / 105mmHg) durant les 24 hores següents al tractament fibrinolític endovenós. En comparació a pacients sense transformació hemorràgica parenquimatosa, els pacients amb RPH van tenir major proporció de dependència funcional i major mortalitat als 90 dies de seguiment. En conclusió, el nostre estudi suggereix que les troballes de la ressonància magnètica cerebral poden ajudar a identificar aquells pacients amb ictus isquèmic agut i amb alt risc de RPH després de rebre fibrinòlisi endovenosa. El nostre estudi pot ajudar a una millor selecció de pacients candidats a rebre tractament amb fibrinòlisi endovenosa i pot obrir futures línies d'investigació amb la finalitat d'augmentar la seguretat del tractament fibrinolític. La hemorragia remota (rPH) es una complicación infrecuente y poco conocida secundaria al tratamiento con fibrinólisis endovenosa en pacientes con ictus isquémico. Las principales hipótesis relacionan la rPH con la angiopatía amiloide cerebral, y la asocian con un mal pronóstico funcional y vital. El objetivo fue determinar la frecuencia, características radiológicas, factores de riesgo y pronóstico de la rPH. Debido a la infrecuencia de la hemorragia remota se diseñó un estudio multicéntrico de pacientes consecutivos con ictus isquémico que fueron tratados con fibrinólisis endovenosa. La mayoría de variables se recogieron de forma prospectiva desde el año 2011 a través de una base de datos online de ictus agudo de cumplimentación obligatoria en Cataluña (registre del Sistema Online d'Informació de l'Ictus Agut). En el estudio se incluyeron un total de 992 pacientes. En total encontramos 34 (3.4%) pacientes con rPH. Los principales factores de riesgo de las rPH fueron los marcadores indirectos por resonancia magnética cerebral de angiopatía amiloide cerebral (presencia, carga y localización lobular de microsangrados; y la siderosis superficial) y las lesiones isquémicas silentes. Los factores de riesgo de la rPH variaron según la localización del sangrado. Las rPH de localización lobular se asociaron al número, carga y localización lobular de los microsangrados, mayor grado de leucoaraiosis y la siderosis superficial. Las rPH profundas se asociaron a crisis hipertensivas (>185/105mmHg) durante las 24 horas siguientes al tratamiento fibrinolítico endovenoso. En comparación a pacientes sin transformación hemorrágica parenquimatosa, los pacientes con rPH tuvieron mayor proporción de dependencia funcional y mayor mortalidad a los 90 días de seguimiento. En conclusión, nuestro estudio sugiere que los hallazgos de la resonancia magnética cerebral pueden ayudar a identificar aquellos pacientes con ictus isquémico agudo y con alto riesgo de rPH tras recibir fibrinólisis endovenosa. Nuestro estudio poadría ayudar a una mejor selección de pacientes candidatos a recibir tratamiento con fibrinólisis endovenosa y abre futuras líneas de investigación con la finalidad de aumentar la seguridad del tratamiento fibrinolítico. Remote hemorrhage (rPH) is an uncommon complication of intravenous thrombolysis in patients with acute ischemic stroke. Risk factors and outcome of rPH are unknown. Some authors suggest that rPH is associated with cerebral amyloid angiopathy, poor functional outcome and death. We aimed to investigate the frequency, radiological features, risk factors and outcome of rPH. Considering the low frequency of rPH, we designed a multicenter study of consecutive patients with acute ischemic stroke who were treated with intravenous thrombolysis. Most variables were collected prospectively from 2011 in a mandatory online database in Catalonia (registre del Sistema Online d'Informació de l'Ictus Agut). We included 992 patients and 34 of them (3.4%) had a rPH. The main risk factors for rPH were magnetic resonance imaging markers of cerebral amyloid angiopathy (presence, number and lobar localization of cerebral microbleeds; and superficial siderosis) and silent ischemic lesions. Risk factors of rPH were different according to the bleeding localization. Lobar rPH were associated with presence, number and lobar localization of cerebral microbleeds, superficial siderosis and higher degree of white matter disease. Deep rPH were associated with hypertensive episodes (>185/105mmHg) within the following 24 hours after intravenous thrombolysis. Compared to patients without any parenchymal hemorrhage, patients with rPH had worse functional outcome and higher mortality at 90 days of follow-up. In conclusion, our study suggests that magnetic resonance imaging findings may help to identify those patients with acute ischemic stroke and high risk of rPH after intravenous thrombolysis. In addition, our results can be useful for selecting patients for further studies to improve the safety of this therapy.

La malaltia de l’ictus té una elevada incidència, deixant a moltes de les persones afectades amb seqüeles físiques i motores permanents. Actualment, l’únic tractament disponible en la fase aguda, per intentar disminuir el dany cerebral, són les teràpies trombolítiques mitjançant fàrmacs com el t-PA (, The high incidence of stroke leaves many people affected by physical and motor impairments. Currently, the only treatments available in the acute phase of stroke, which aims to minimize brain damage, are the thrombolitic therapies using drugs such as t-PA (

La negligencia visuoespacial es un síndrome incapacitante, que suele ocurrir tras lesiones hemisféricas derechas y que supone una afectación en la vida diaria de los pacientes. No siendo sólo un déficit en los aspectos atencionales, sino que puede ir acompañado de déficit en otros procesos cognitivos, conductuales y emocionales. Observándose que no es un proceso unitario y que no afecta por igual a todos los pacientes. Se aplicó a una muestra de 38 participantes (media edad: 48,69 De: 8,70) que sufrían de negligencia visuoespacial tras un ictus hemisférico derecho una batería de exploración visuoespacial, dividiéndolos en tres perfiles de afectación (leve, moderado y grave) mediante clustering jerárquico. Aplicándose un paradigma experimental denominado Paradigma de Atenciones Múltiples en conjunción a un eye-tracker tanto a los participantes del grupo experimental, como a un grupo normativo formado por 21 sujetos (media edad: 45,57 De:10,17) sin afectación cognitiva. La aplicación de este set experimental de paradigma y eye-tracker se realizaba antes y después del tratamiento neurorehabilitador realizado en el Institut Guttmann. El paradigma experimental consistía en la respuesta manual ante un estímulo (una X de color negro) de aparición repentina en diferentes posiciones en el espacio (a lo largo de 5 columnas). Con este paradigma experimental y la tecnología de eye-tracking se buscaba estudiar la capacidad de captura atencional, así como la velocidad de captura y respuesta que se muestra afectada tras un ictus hemisférico derecho. En el análisis pre-tratamiento los tres perfiles muestran respuesta diferentes, siendo el perfil grave el que tiene una peor captura atencional y menor velocidad de respuesta ante estímulos en el hemicampo izquierdo. Sin cambios en la velocidad de captura y en la rectitud de búsqueda de un estímulo. Mostrando estos participantes diagnosticados de negligencia espacial una capacidad de captura atencional en el hemicampo izquierdo, pero diferente en función de su grado de afectación atencional. Tras el tratamiento neurorehabilitador intensivo se observa una mejora de la captura atencional en el hemicampo izquierdo de todos los perfiles, con un incremento de la captura y mejora de la velocidad de repuesta del perfil grave en el hemicampo izquierdo. Los resultados de este estudio indican la importancia de la clasificación del grado de afectación de la negligencia espacial, ya que no todos los pacientes diagnosticados de negligencia espacial se comportan de similar manera. Así mismo estos sujetos muestran una diferente capacidad de captura atencional y velocidad de captura y respuesta que no es observada en las pruebas de exploración neuropsicológica. Siendo necesaria una valoración de estos aspectos debido a su influencia en el síndrome de negligencia y en su rehabilitación. Pudiendo aplicarse tareas informatizadas de captura atencional con aparición repentina de los estímulos de cara a mejorar la captura en el hemicampo negligido tras una lesión hemisférica derecha., Visuo-spatial neglect is a disabling syndrome, which usually occurs after right hemispheric injuries and involves an affectation in the daily life of the patients. Not only being a deficit in attentional aspects, it can be accompanied by a deficit in cognitive, behavioral and emotional processes. Observing that it is not a unitary process and it does not affect all patients equally. It was applied to a sample of 38 participants (average age: 48.69 De: 8.70) who suffered visuospatial neglect after a right hemispheric stroke a visuospatial examination battery, dividing them into three profiles of visuospatial neglect (mild, moderate and severe) through hierarchical clustering. An experimental paradigm called the Multiple Attention Paradigm was applied in conjunction with an eye-tracker, both to the participants of the experimental group and to a normative group made up of 21 subjects (average age: 45.57 De: 10.17) without cognitive impairment. The application of this experimental set of paradigm and eye-tracker was performed before and after the neurorehabilitation treatment implemented at the Institut Guttmann. The experimental paradigm consisted of the manual response to a stimulus (a black X) of sudden appearance in different positions in space (along 5 columns). With this experimental paradigm and eye-tracking technology, the aim was to study the ability to capture attention, as well as the speed of capture and response that is affected after a right hemispheric stroke. In the pre-treatment analysis, the three profiles show different responses, with the severe profile having the worst attentional capture and the lowest response speed to stimuli in the left hemifield. No changes in the speed of capture and in the search straightness of a stimulus. These participants, diagnosed with spatial negligence, showed an attentional capture capacity in the left hemifield, but different depending on their degree of attentional involvement. After the intensive neurorehabilitation treatment, an improvement in the attentional capture in the left hemifield of all the profiles was observed, with an increase in the attentional capture and improvement in the speed of response of the severe profile in the left hemifield. The results of this study indicate the importance of classifying the degree of spatial negligence, since not all patients diagnosed behave in a similar way. Likewise, these subjects show a different capacity of attention capture and speed of capture and response that is not observed in the neuropsychological examination tests. An assessment of these aspects is necessary due to its influence on the negligence syndrome and its rehabilitation. Being able, to apply computerized tasks of attention capture with sudden appearance of the stimuli, in order to improve the capture in the neglected hemifield after a right hemispheric lesion.

El ictus es una emergencia médica, igual que otras patologías tiempo dependiente. Hasta el estudio NINDS, el único tratamiento era el de soporte, pero éste y posteriores estudios (ECASS-III), mostraron que el tratamiento con activador tisular del plasminógeno recombinante (rt-PA) es beneficioso en pacientes con un ictus isquémico agudo en las primeras 4,5h desde el inicio de los síntomas. Hasta el estudio SITS-MOST, este tratamiento sólo se administraba en grandes centros experimentados con unidades de ictus. En nuestro centro, sin experiencia previa en el tratamiento de esta patología, planteamos el tratamiento con rt-PA en la fase hiperaguda de un ictus isquémico, en el ámbito del Servicio de Medicina Intensiva, mediante un protocolo a través de una trayectoria clínica, previamente elaborada con la colaboración de todos los servicios implicados. OBJETIVO: 1) Describir la población afecta de un ictus isquémico tratada con rt-PA en las primeras 3-4.5 horas del inicio de los síntomas. 2) Analizar los factores que influyen en los tiempos de latencia y las variables de eficacia y seguridad.3) Describir y comparar las poblaciones tratadas con rtPA en los periodos pre y post ECAS III 4) Comparar la población de nuestro centro tratada en las primeras 4.5 horas y las variables de eficacia y seguridad con las del registro SITS-MOST. MÉTODO: Se incluyeron todos los pacientes entre Marzo-2006 y Diciembre-2015 que tratados con rt-PA. Se recogieron características demográficas, comorbilidades, situación basal, intensidad del déficit neurológico pre-tratamiento, clasificación clínica de los ictus, medios de traslado, forma de activación del código ictus, tiempos de latencia y variables de eficacia y seguridad. RESULTADOS: Se realizó tratamiento fibrinolítico a un total de 493 pacientes con ictus isquémico; 52,1% hombres, edad media: 75 años; el 95,5% eran independientes previamente. La puntuación NIHSS era 10,86 (DE 6,55). El 48% de los pacientes accedieron al hospital mediante medios propios, y la activación fue intrahospitalaria en el 52.3%. Los tiempos de latencia fueron: inicio-puerta 81,56 min, puerta-TC 25,11 min, puerta-aguja 48,28 min y el tiempo inicio-aguja 129,22 min. El tiempo puerta-aguja descendió a partir del año 2010 (p, Stroke is a real medical emergency, as they are other time-dependent pathologies. NINDS and subsequent studies (ECASS-III), showed that treatment with recombinant plasminogen activator (rt-PA) within the first 4.5 hours from the onset of the symptoms is beneficial in patients affected by an acute ischemic stroke. Until the development of the SITS-MOST study, this treatment was only given in large centers with experienced and specialized stroke units. In our center, with no previous experience in the treatment of this pathology, we propose the treatment of intravenous cerebral reperfusion in the hyperacute phase of ischemic stroke, in the scope of the Intensive Care Unit, through a protocol based on a clinical pathway done with the collaboration of all the departments involved. OBJECTIVE: 1) To describe the population affected by an ischemic stroke and treated with intravenous fibrinolysis within the first 3-4.5 hours of the onset of the symptoms. 2) To analyze the factors that influence the latency times and the variables of efficacy and safety. 3) To describe and compare the populations affected by ischemic stroke treated with rtPA i.v. in the pre and post periods ECAS III 4) To compare the population treated in our center in the first 4.5 hours with those of the SITS-MOST registry. METHOD: All patients between March 2006 and December 2015 who had received fibrinolytic treatment were included. Demographic data, basal characteristics, comorbidities, baseline status, intensity of pre-treatment neurological deficit, clinical classification of stroke, times of transfer and activation of stroke code, latency times, efficacy and safety variables were collected. RESULTS: Fibrinolysis was performed in 493 patients; 52.1% were male, mean age 75 years old; 95.5% were independent prior to the stroke episode. They presented NIHSS score of 10.86 (SD 6.55). The 48% of patients arrived to the hospital by their own means and the activation was intrahospitalary in the 52.3%. Latency times were as follows: start-ED 81.56 min, ED-CT 25.11 min, ED-needle 48.28 min and start-needle time 129.22 min. The ED-needle time decreased from the year 2010 (p

La disfagia orofaríngea (DO) es un trastorno digestivo descrito por la Organización Mundial de la Salud altamente prevalente en pacientes con antecedente de ictus. La DO se caracteriza por la presencia de alteraciones en la eficacia de la deglución con incapacidad de transporte del bolo y/o con la alteración de la seguridad de la deglución con el paso de parte o de la totalidad del bolo a la vía respiratoria asociándose a graves complicaciones respiratorias y nutricionales con una elevada morbi-mortalidad. En la presente Tesis hemos abordado el diagnóstico de la DO asociada al ictus mediante métodos clínicos (método de exploración clínica volumen-viscosidad, MECV-V) que nos han permitido describir una elevada prevalencia de paciente post-ictus con afectaciones de la seguridad y de la eficacia de la deglución asociadas a factores demográficos (edad avanzada) y clínicos relacionados con la severidad del ictus y con un peor estado funcional. Además de conocer la historia natural de recuperación o empeoramiento clínico de la función deglutoria durante la fase crónica confirmándose que la DO asociada al ictus es una condición dinámica que requiere evaluación continuada. El seguimiento realizado a los pacientes nos ha permitido describir incidencias más elevadas de complicaciones (infecciones respiratorias, institucionalización y mortalidad) en pacientes con DO y alteraciones de la seguridad asociadas al ictus, en comparación con aquellos pacientes sin afectación de la función deglutoria. Mediante estudio videofluoroscópico pudimos identificar el retraso en la protección de la vía respiratoria (tiempo de cierre del vestíbulo laríngeo) y una menor fuerza de propulsión lingual del bolo como los principales factores fisiopatológicos asociados a la DO post-ictus; además de cuantificar un tiempo de cierre del vestíbulo laríngeo superior a 340 ms como un parámetro crítico en la identificación de pacientes con riesgo de alteraciones de la seguridad de la deglución, penetraciones y/o aspiraciones. En el manejo de la DO se han confirmado los efectos terapéuticos de las estrategias compensadoras basadas en la utilización de agentes espesantes con reducción de las prevalencias de penetración y aspiración sin observarse cambios significativos en la respuesta motora orofaríngea ni en la cinética del bolo. Y se han descrito los efectos de nuevas dianas terapéuticas centradas en la neurorehabilitación de la afectación de la función deglutoria mediante estimulación eléctrica intrafaríngea con resultados favorables de mejora en la respuesta motora orofaríngea con reducción del tiempo de protección de la vía respiratoria y reducción de la severidad de las penetraciones y/o aspiraciones; a la expectativa de que estos resultados iniciales se confirmen en ensayos clínicos aleatorizados y que las estrategias de neurorehabilitación pasen a implementarse, más pronto que tarde, en la práctica clínica habitual de manejo y tratamiento de la DO asociada al ictus., Oropharyngeal dysphagia (OD) is a disease described by the World Health Organization highly prevalent in post-stroke patients. OD is characterized by impairments on efficacy of swallowing affecting the capacity of bolus transport and/or by impaired safety of swallowing where part or the whole bolus enters through the airways predisposing increased respiratory and nutritional complications with high morbi-mortality rates. In this Thesis we reported the prevalence of post-stroke OD by means of clinical tests such as the volume-viscosity swallow test (V-VST) highlighting those demographical (advanced age) and clinical factors (related with stroke severity and poorer functional status) significantly associated with impaired safety and efficacy of swallowing. Moreover, we could describe the natural history of post-stroke OD detecting an important percentage of patients who spontaneously recovered from deglutition impairments, as well as, new cases of swallowing function’s worsening during the chronic stage emphasizing the need of continuous monitoring of swallowing. During the follow-up we could describe increased incidence of clinical complications such as respiratory infections, institutionalization and mortality in those post-stroke patients with OD and impaired safety of swallowing in comparison with those post-stroke patients with normal swallow. By means of videofluoroscopy we could identify a delay on the airways (delayed laryngeal vestibule closure time) and a reduced tongue bolus propulsion such as those main pathophysiological factors associated with post-stroke OD. In addition, we quantified with good accuracy the delay on the laryngeal vestibule closure time. In that sense, a laryngeal vestibule closure time greater than 340 ms such a critical parameter should be considered in the identification of post-stroke patients with increased risk of penetrations and/or aspirations. In the management of post-stroke patients with OD we confirmed the therapeutic effects of compensatory strategies based on the use of thickeners reducing the prevalence of penetrations and aspirations without changes on the physiology of swallowing nor on the bolus kinetics. Going beyond, we described the effect of new treatment strategies based on the neurorehabilitation of the impaired function by means of intrapharyngeal electrical stimulation obtaining positive results. The main swallowing improvements were a reduction on the timing of airways protection and a decrease on the score of severity of penetrations and aspirations. Expecting that these pilot results confirmed in randomized controlled trials, neurorehabilitation strategies will be implemented, sooner than later, in the normal clinical practice and treatment of post-stroke OD.

La práctica habitual de actividad física (AcF) aporta beneficios en la salud, en especial en la prevención de enfermedades cardio y cerebrovasculares. La AcF parece tener un efecto más allá de la disminución de la incidencia y recurrencia del ictus, existiendo algunos estudios que la asocian a menor gravedad inicial del ictus y a mejor pronóstico funcional, aunque los estudios clínicos publicados son escasos y metodológicamente heterogéneos. Sólo estudios experimentales han relacionado la AcF con un menor volumen de la lesión isquémica, y ningún estudio experimental o clínico ha estudiado su relación con la recanalización arterial en el ictus agudo. Se cree que la práctica de AcF se comporta como un precondicionante de la isquemia, favoreciendo la tolerancia a la misma una vez que se produce, gracias a mecanismos de neuroprotección y neurorreparación. Aunque las vías exactas de señalización molecular y celular a través de las cuales la AcF aporta dichos beneficios son desconocidas, existen una serie de intermediaros implicados en procesos de vasculogénesis, angiogénesis, arteriogénesis y neurogénesis que aparecen de forma constante en la literatura en relación, por un lado, a la práctica de AcF y, por otro lado, en respuesta a la isquemia cerebral, como son las EPCs circulantes y algunos factores de crecimiento neuronal y vascular tales como los VEGF, G-CSF y BDNF. Sin embargo, no existen hasta el momento estudios clínicos en pacientes con ictus isquémico que analicen simultáneamente el papel de la AcF previa y de los citados intermediarios moleculares en el pronóstico clínico y radiológico del ictus. En este estudio prospectivo de pacientes con ictus agudo (, Regular physical activity (PhA) is beneficial for health, it is especially associated with the prevention of heart and brain vascular diseases. However PhA seems to have an effect beyond the decrease of stroke risk and recurrence, some studies suggest prestroke PhA is associated with lower stroke severity and better functional outcome, though there are only a few published clinical studies with heterogeneous methodology. Only experimental studies have related prestroke PhA with smaller infarct volume, though no studies in animal models or humans have evaluated its effect on arterial recanalization in acute stroke. Prestroke PhA seems to have a preconditioning effect on ischemia, favouring its tolerance once it is initiated, through neuroprotection and neurorepair mechanisms. Though it is unknown the exact molecular and cellular paths that take place in the prestroke PhA beneficial effects, there are a series of intermediaries involved in neovascularization and neurogenesis that constantly come out related with regular PhA practice or brain ischemia, as EPCs and some endothelial and neuronal growth factors like VEGF, G-CSF and BDNF. However, at the moment there are no clinical studies in humans with ischemic stroke that evaluate simultaneously the effect of prestroke PhA and the aforementioned intermediaries on the stroke clinical and radiological prognosis. This prospective study performed in acute stroke patients (

Antecedents. La incidència i la història natural de la Disfàgia Orofaríngea (DO) post-ictus no es coneixen atès que hi ha molta variabilitat entre els estudis pel que fa als criteris de selecció de pacients, els mètodes diagnòstics de la disfàgia i la fase de la malaltia que s’estudia. Tot i la gravetat de les complicacions a què s’associa, la DO post-ictus és un trastorn infradiagnosticat i molt poc tractat. Objectius. Determinar la incidència, els factors de risc i les complicacions associats a la DO en pacients que han patit un ictus. Mètodes. Estudi prospectiu observacional en el que hem inclòs 403 pacients consecutius amb ictus agut admesos en un hospital general. Hem utilitzat un test clínic validat, el Test Volum- Viscositat (V-VST), per diagnosticar la DO post-ictus. Hem recopilat dades sociodemogràfiques, escales de valoració de l’estat funcional i variables clíniques sobre l’ictus per tal d’avaluar els factors de risc per presentar DO. També hem avaluat a l’alta i als tres mesos diverses escales funcionals i nutricionals, la mortalitat, les complicacions, l’estada hospitalària i els reingressos per tal d’analitzar la influència de la DO en aquestes variables. Finalment, hem realitzat una anàlisi multivariant de regressió logística per determinar els factors de risc per DO a l’ingrés i per cada variable pronòstica. Resultats. La incidència de DO a l’ingrés ha estat del 45,06 %. Els resultats de l’anàlisi multivariant mostren que els factors de risc independents per presentar DO són els següents: l’edat, el valor NIHSS > 6, el volum de la lesió i l’antecedent d’haver presentat un ictus prèviament. Pel que fa a les variables pronòstiques, a l’alta hem observat que la DO és factor de risc independent per no retornar a domicili a l’alta, de mortalitat intrahospitalària i augmenta significativament l’estada mitjana. També hem vist que està clarament associada a complicacions sistèmiques (especialment infeccions respiratòries) i a complicacions neurològiques durant l’ingrés, però està gairebé sempre associada a d’altres factors pronòstics (com la gravetat de l‘ictus i el volum de la lesió). Durant el primer trimestre hem demostrat que la DO és factor de risc independent de mortalitat amb una HR de 4,7, i de pitjor estat funcional als 3 mesos. Les infeccions respiratòries també són un factor de risc independent de mortalitat durant el primer trimestre amb una HR de 3,8. En canvi, tot i que assoleixen una significació estadística com a factors independents de mortalitat als 3 mesos, el risc de mort associat a l’mRs (0,2) i al volum de la lesió (1,005) són molt més baixos que el risc de mort associat a DO o a infecció respiratòria. La DO està clarament associada a complicacions infeccioses respiratòries i a institucionalització durant el primer trimestre, però gairebé sempre està associada a d’altres factors que prenen significació a l’anàlisi multivariant en contra de la DO. Conclusions. La incidència de DO post-ictus és elevada, s’associa a l’edat, a la gravetat de l’ictus i a diverses característiques clíniques. A més, té un important impacte en l’estada, en les complicacions intrahospitalàries, en el pronòstic a l’alta, en l’estat funcional i en la mortalitat durant el primer trimestre. Els nostres resultats suggereixen que l’aplicació de programes de cribratge sistemàtic i tractament precoç de la DO podria millorar significativament el pronòstic dels pacients amb ictus., Background. The incidence and the natural history of post-stroke oropharyngeal dysphagia (OD) are not fully understood nowadays. This is partly due to variability between studies regarding the selection criteria of patients, diagnostic methods of dysphagia and time over which the patient is evaluated. Despite the severity of associated complications, post-stroke OD is underdiagnosed and undertreated. Objectives. To determine the incidence, risk factors and complications associated with poststroke OD. Methods. We performed a prospective observational study on 403 consecutive patients with acute stroke admitted to a general hospital. We used a validated clinical test, the Volume-Viscosity Test (V-VST), to diagnose post-stroke OD. We collected demographic data, functional status and clinical variables of stroke in order to assess risk factors for presenting OD. Then, on discharge and at three months, we evaluated functional scores and nutritional status, mortality, respiratory infection, the length of hospital stay and readmissions to analyse the influence of OD on these variables. We conducted a multivariate logistic regression analysis to determine the risk factors for OD on admission and for each outcome variable. Results. The incidence of OD on admission was 45.06%. The results of the multivariate analysis showed that independent risk factors for OD were age, Nationale Institute Stroke Scale (NIHSS) >6, the volume of the lesion and prior stroke. As outcome variables, we observed that, on discharge, OD was an independent risk factor for not returning home, for high mortality risk and significantly increased hospital stay. We also found that it was clearly associated with systemic complications (especially respiratory infections) and neurological complications during hospitalization but usually associated with other prognostic factors (such as the severity of the stroke and the volume of the injury). During the first three months post-stroke, we demonstrated that OD was an independent risk factor of mortality with a Hazard Ratio (HR) of 4.7 and of worse functional status. Respiratory infections were also an independent risk factor of mortality during the first three months with an HR of 3.8. However, risk of death associated with the modified Rankin Scale (mRS) (0.2) and the volume of the lesion (1,005) were also statistically significant independent factors of mortality at 3 months, but at much lower rates than the risk of death associated with OD or respiratory infection. Conclusions. The incidence of OD post-stroke is high and is associated with age, stroke severity and various clinical variables, and has a significant impact on length of stay, in-hospital complications and outcome at discharge and on functional status and mortality during the first three months. Our results suggest that the implementation of systematic screening programs and early management of OD could significantly improve the outcome of post-stroke patients with OD.

El ictus representa uno de los trastornos neurológicos más severos. En nuestro entorno, esta patología cerebrovascular revela una elevada prevalencia y se sitúa como segunda causa de muerte y primera causa de invalidez y discapacidad, lo que se traduce en un extraordinario impacto a nivel económico, sanitario y social. El diagnóstico del ictus se basa en la evaluación del paciente a través de técnicas de neuroimagen, identificando si la lesión cerebral es de naturaleza isquémica, hemorrágica o se trata de una patología mimetizante. El tratamiento específico del ictus isquémico agudo incluye la trombolisis o los tratamientos recanalizadores intraarteriales, ambos dirigidos a lograr la recanalización de la arteria ocluida. En cambio, en el ictus hemorrágico, las estrategias de reducción de la presión arterial presentan resultados prometedores pero actualmente se encuentran aún bajo evaluación. Para asegurar la administración del tratamiento agudo adecuado resulta esencial la diferenciación entre los distintos subtipos de ictus así como su distinción de otras patologías mimetizantes de forma rápida y precisa. El uso de biomarcadores para el diagnóstico del ictus representa una herramienta alternativa especialmente aplicable en entornos donde la accesibilidad a la neuroimagen resulta limitada, como el escenario pre-hospitalario, centros sanitarios de primer y segundo nivel, zonas con baja densidad de población o países en vías de desarrollo; y que permitiría agilizar la evaluación del paciente en la fase hiperaguda tras el evento vascular. Actualmente, ningún biomarcador está siendo aplicado en el manejo de los pacientes que han sufrido un ictus, pero algunos candidatos ya han evidenciado su potencial en estudios multicéntricos y diversos meta-análisis. Buenos ejemplos de ello son el péptido natriurétio de tipo B (BNP) para identificar la etiología cardioembólica del ictus isquémico, o la medición de copeptina en la predicción del pronóstico de los pacientes. El objetivo que persiguen los trabajos incluidos en esta tesis doctoral es identificar nuevos biomarcadores candidatos para el diagnóstico del ictus a través de técnicas proteómicas aplicadas en modelos in-vivo e in-vitro, así como en muestras humanas. Por un lado, mediante técnicas de cuantificación SILAC y label-free, junto con el empleo de MALDI imaging, hemos podido identificar proteínas involucradas en la isquemia cerebral para su evaluación como biomarcadores específicos de esta patología. Por otro lado, hemos logrado describir distintas proteínas capaces de discriminar los ictus isquémicos de aquellos de naturaleza hemorrágica mediante su cuantificación en plasma. Además, hemos sido capaces de evaluar el valor añadido de algunos de los candidatos identificados aportando información sobre su capacidad predictiva y de discriminación. Los resultados de esta tesis doctoral han permitido avanzar un paso más en el conocimiento de la fisiopatología de la isquemia cerebral y suponen la apertura de nuevas vías de investigación en futuros estudios. Además hemos podido examinar nuevos candidatos para la diferenciación de los subtipos isquémico y hemorrágico. Explorar el valor real de los candidatos descritos como biomarcadores diagnósticos en cohortes multicéntricas representa el siguiente paso derivado de los resultados presentados en esta tesis doctoral. La implementación del uso de biomarcadores diagnósticos de ictus en la práctica clínica diaria parece un excelente escenario de futuro que podría traducirse en una clara mejoría en el manejo de los pacientes en fase aguda y en una mejor administración de los recursos socio-sanitarios., Stroke is one of the most severe neurological disorders. In our society, this cerebrovascular disease reveals a high prevalence and represents the second cause of dead and the first cause of disability, with a dramatic impact at the economic, social and health systems. The evaluation of patients for stroke diagnostic is based on neuroimaging, classifying the lesions of ischemic and hemorrhagic nature or identifying mimicking pathologies. The specific treatment for acute ischemic stroke includes thrombolysis or intraarterial recanalization, aiming to achieve the opening of the occluded artery. In contrast, in hemorrhagic stroke, blood-pressure lowering strategies are currently under evaluation, although promising results have been reported. In order to ensure the most suitable acute treatment, it is absolutely essential an accurate differentiation of ischemic and hemorrhagic stroke and the identification of stroke mimicking conditions. The use of biomarkers for stroke diagnosis represents an alternative tool especially applicable in those contexts with limited neuroimaging availability, such as pre-hospital settings, primary health centers, low population density areas or developing countries. Currently, although no biomarker is still being clinically applied in the management of stoke patients, some candidates have evidenced a great potential in multi-centric studies and different meta-analyses. Some examples are B-type natriuretic peptide (BNP) for the identification of cardioembolic strokes, or copeptin for the prediction of patients’ prognosis. The main aim of the studies included in this doctoral dissertation is the identification of new putative biomarkers for stroke diagnosis using diverse proteomic approaches in in-vivo and in-vitro models, as well as in human samples. On the one hand, we describe different proteins involved in cerebral ischemia for their evaluation as specific biomarkers. On the other hand, we identified different bloodstream proteins with discerning ability between acute ischemic and hemorrhagic strokes. The added value of some of these markers has been statistically evaluated, raising new information about their predictive and discriminative capability. The results of this doctoral dissertation represent an additional step in the knowledge of cerebral ischemia pathophysiology and opens new paths for future research. Besides, we could examine new candidates for the differentiation of the ischemic and hemorrhagic stroke subtypes. The evaluation of the described biomarker candidates and their real diagnostic value will be assessed in future multi-centric analyses as a next step derived from the results reported. The daily clinical implementation of diagnostic biomarkers of stroke might be translated in a dramatic improvement in the management of acute stroke patients and in a better administration of the social and healthcare resources.

L’ictus és una de les principals causes de discapacitat física en adults. Aquest pot induir dèficits motors severs, generant una disminució progressiva de la condició física que augmenta la discapacitat i el risc cardiovascular. Aquesta discapacitat causa limitacions en la capacitat de caminar, en la realització de les activitats bàsiques de la vida diària (ABVD) i en la qualitat de vida (QdV) de les persones afectades. La capacitat de caminar es veu afectada pels canvis en el control neuromotor, la disminució de la condició física càrdio-respiratòria i l’augment de les demandes energètiques de la marxa hemiplègica. Tot plegat, disminueix la reserva fisiològica de condició física causant una limitació de la capacitat de caminar i la funcionalitat en les ABVD. La velocitat de la marxa es relaciona amb la severitat de la discapacitat i s’ha considerat com a mesura per diferenciar la capacitat de caminar per exteriors o per interiors. També pot predir el destí a l’alta i les necessitats d’assistència de terceres persones. La capacitat de caminar és una de les prioritats en la rehabilitació de les persones amb ictus. Hi ha evidència de que els programes de rehabilitació amb exercicis aeròbics milloren la mobilitat i la QdV. Les recomanacions sobre activitat física per població amb risc cardiovascular elevat, gent gran i supervivents d’ictus proposen alternar l’exercici aeròbic amb el treball muscular de força-resistència, conjuntament amb exercicis d’equilibri i flexibilitat. L’objectiu d’aquesta tesi és avaluar l’efectivitat d’un programa de rehabilitació basat en l’exercici aeròbic, activitats orientades a tasques, exercicis d’equilibri i propiocepció i estiraments en la millora de la velocitat de la marxa, la condició física, la funcionalitat en les ABVD i la QdV. El programa s’ha aplicat a 31 persones ingressades a l’Hospital de Terrassa amb diagnòstic d’ictus isquèmic o hemorràgic, una vegada finalitzat el seu programa de rehabilitació convencional. La periodització del programa consistia en 12 setmanes, amb una freqüència de dues sessions setmanals a dies alterns, d’una hora de duració. Paral·lelament, els participants realitzaven un programa de deambulació progressiva al domicili. Els participants es van valorar a l’inici de la intervenció, al finalitzar i als sis mesos d’haver-la finalitzat. Les variables de l’estudi són la velocitat de deambulació, valorada amb el 10 Meter Walking Test (10MWT), la condició física càrdio-respiratòria amb el 6 minute Walking Test (6MWT), la capacitat de deambulació amb la Functional Ambulation Classification (FAC), la funcionalitat en les ABVD amb l’Índex de Barthel i la QdV amb la SIP30-AI i l’EQ-5D-5L. Finalitzen la intervenció 25 participants. No es va produir cap efecte advers. Per l’anàlisi estadístic s’ha utilitzat l’estadística descriptiva i per la comparació de mitjanes s’han utilitzat les proves no paramètriques de Friedman i Q. de Cochran. La mesura de l’efecte s’ha calculat amb la d de Cohen i la V de Cramer. Es van observar millores significatives en totes les variables analitzades al final i al seguiment als sis mesos (*p≤0,0001): 10MWT* 0,83±0,24 vs 1,06±0,23. 6MWT* 305,75±64,40 vs 359,25±91,31. Tots els participants al finalitzar la intervenció assoleixen una deambulació autònoma en tot tipus de terrenys. En quant a l’Índex de Barthel* 40% independents a l’inici vs 64% independents al seguiment als sis mesos. La millora en la QdV fou significativa en les dues escales utilitzades. A l’inici els participants identifiquen limitacions importants que afecten la seva QdV i al finalitzar la intervenció, els canvis en la funció permeten una millora de la QdV significativa en la SIP30-AI*53,36±18,95 vs 31,94±21,93. En l’EQ-5D-5L* passen d’una percepció inicial de problemes lleus-moderats a una percepció final de cap problema-problemes lleus: 12,2±4,4 vs 8,9±3,4. En l’EVA QdV* obtenen un 15% de millora: 63,25±23,52 vs 72,0±18,31. Els resultats obtinguts demostren que, a partir d’un programa de rehabilitació basat en l’exercici aeròbic, millora la velocitat i l’autonomia en la deambulació, la condició física, la funcionalitat en les ABVD i la QdV de les persones afectades per un ictus., Stroke is a leading cause of disability in adults. This can lead to severe motor deficits generating a progressive decrease of physical fitness which increases disability and cardiovascular risk. This disability causes limitations in the ability to walk, to carry out basic daily living activities (ADLs) and in the quality of life (QOL) of stroke survivors. Ability to walk is impaired due to the neuromotor control changes, decreasing cardiorespiratory fitness and increasing energy needed for hemiparetic gait. All this, diminishes the physiologic reserve of fitness and limits the ability of walking and performing ADLs. Walking speed is related with the severity of the disability and it has been considered as a measure to differentiate between indoor and outdoor ambulating. It also can predict destination after hospital discharge and support needs. Walking ability is one of the main priorities of stroke survivors. There’s evidence that rehabilitation programs that include aerobic exercise improve mobility and QOL. Physical activity is recommended for persons with high cardiovascular risk, the elderly and stroke survivors suggesting alternating aerobic with strengthening exercises and also balance and stretching exercises. The aim of this thesis is to evaluate the effectiveness of a rehabilitation program based on aerobic exercise, task-based training, balance, proprioception and stretching exercises on improving walking speed, ADLs and QOL. The program has been applied to 31 patients admitted at Hospital de Terrassa diagnose of ischemic or hemorrhagic stroke, once they have finished the conventional rehabilitation program. It consisted on a 12 week intervention, two alternate days a week of one hour duration. In parallel, participants had a progressive ambulation program at home. Participants were evaluated before the intervention, post-intervention and six month later. The outcome measures were, walking speed, evaluated with the Ten Meter Walking Test (10MWT), physical fitness with the Six Minute Walking Test (6MWT), walking ability with the Functional Ambulation Classifications (FAC), ADLs with the Barthel Index and QOL with the SIP30-AI and the EQ-5D-5L. 25 participants finished the intervention. There weren’t any adverse events. A statistical analysis was carried out, along with descriptive and repeated statistical measures, using Friedman’s and Cochran’s Q non-parametric tests. Size effectiveness was calculated using Cohen’s D and Cramer’s V. Improvements were significant in all the outcomes from baseline, post-interventions and six month later (*p≤0,0001): 10MWT* 0,83±0,24 vs 1,06±0,23. 6MWT* 305,75±64,40 vs 359,25±91,31. At the end of the intervention, all the participants achieved independent ambulation both indoors and outdoors. Barthel Index 40% independents before interventions vs. 64% independents six month after. QOL improvements were significant in both scales. Before intervention, participants identified important limitations that affected their QOL and after intervention, the changes in their ADLs function allowed them to improve their QOL significantly. In SIP30-AI*53,36±18,95 vs 31,94±21,93. In EQ-5D-5L* they went from an initial perception of mild/moderate problems to a final perception of mild/no problems 12,2±4,4 vs 8,9±3,4. In the Visual Analogic Scale of QOL* they got a 15% of improvement: 63,25±23,52 vs 72,0±18,31. These results demonstrate that a rehabilitation program based on aerobic exercise, improves walking speed, walking independence, physical fitness, ADLs and QOL of stroke survivors.

El ictus es una de las principales causas de mortalidad y discapacidad en nuestro medio. El pronóstico del ictus depende en gran parte de factores basales no modificables como la edad o la gravedad inicial del mismo, pero también de circunstancias que ocurren durante la historia natural del mismo y conllevan un mal desenlace. En la presente tesis doctoral nos focalizamos en éstas últimas, las complicaciones del ictus. Así, nuestros objetivos en el presente trabajo son, en primer lugar, establecer cuáles de las complicaciones del ictus presentan un mayor impacto sobre el pronóstico del mismo en nuestro medio. En segundo lugar, evaluar en qué indicaciones el uso de biomarcadores sanguíneos constituye una necesidad asistencial. En tercer lugar, evaluar la asociación de los biomarcadores sanguíneos al pronóstico del ictus y las complicaciones del mismo en la literatura y, finalmente testar el valor predictivo de biomarcadores candidatos para las indicaciones identificadas en los puntos anteriores. Para esto hemos realizado un análisis del registro de ictus de la Sociedad Española de Neurología (RENISEN), en el que identificamos que el edema cerebral con hipertensión intracraneal y las infecciones respiratorias son las complicaciones con un mayor impacto sobre la mortalidad del ictus, encontrándose en un segundo escalón las complicaciones cardiológicas. Un interesante hallazgo de este análisis es que el impacto de esas complicaciones depende de la gravedad del ictus. Por otra parte, hemos realizado una encuesta a neurólogos vasculares europeos en los que vemos que la indicación más demandada para el uso de biomarcadores en el ictus es el manejo de las terapias de reperfusión. A través de revisiones sistemáticas y metaanálisis, hemos detectado que el uso de biomarcadores para el manejo de las complicaciones del ictus ha sido poco estudiado. De entre los marcadores metaanalizados, la proteína C-reactiva constituye un candidato para el manejo de las infecciones asociadas al ictus. Respecto a los estudios experimentales, hemos identificado dos candidatos nuevos para guiar las terapias de reperfusión, la proteasa activadora del factor VII (FSAP) y la proteasa de clivaje del factor de Von Willebrand (ADAMTS13), relacionadas con la recanalización arterial, y hemos descrito la utilidad de la medición de troponina I ultrasensible en la fase aguda del ictus, identificando a los pacientes con mayor riesgo de desarrollar complicaciones cardiológicas. Si nuestros resultados se confirmasen en estudios prospectivos, podríamos llegar a implementar el uso de biomarcadores sanguíneos en pacientes con ictus isquémico para el manejo de las complicaciones del mismo., Stroke represents one of the main causes of mortality and disability. Stroke outcome depends mainly on baseline, non-modifiable factors, such as age or stroke severity, but also on several conditions that may occur across the natural history of stroke and leads to a poor outcome. In the present doctoral thesis we focus on these conditions, namely post-stroke complications. Therefore, our objectives in the present project are: first, to assess which post-stroke complications have the highest impact on stroke prognosis; second, to evaluate in which indications the use of blood biomarkers is more demanded by physicians; third, to evaluate across the literature whether the association between blood biomarkers and stroke outcome and complications has been assessed; and fourth, to test the predictive value of some candidates for the previously identified indications. To assess these objectives, we performed a comprehensive analysis of the stroke registry of the Spanish Neurological Society (RENISEN), finding that brain edema with increased intracranial pressure and respiratory tract infections were the complications with the highest impact on in-hospital mortality, followed by cardiologic complications in a second step. An interesting finding of the analysis is that the impact of these complications depends on stroke severity. Moreover, we performed a survey across European stroke neurologists, finding that the indication in which the use of biomarkers is more requested is the management of reperfusion therapies. By applying systematic reviews and meta-analysis, we have found that the use of biomarkers for the management of post-stroke complications has been poorly studied. From the meta-analyzed biomarkers, C-reactive protein appears as a surrogate biomarker for the management of post-stroke infections. Regarding experimental studies, factor seven activating protease (FSAP) and ADAMTS13 (A Disintegrin And Metalloproteinase with a ThromboSpondin type 1 motif, member 13), both associated with arterial recanalization, have emerged as candidates to guide reperfusion therapies. Moreover, we have described a role for high-sensitive troponin-I determination in acute stroke, in identifying those patients at the highest risk of suffering cardiologic complications. If our results are confirmed in future prospective studies evaluating the prognostic implications of the use of these biomarkers, such biomarkers could be translated into clinical practice for the management of post-stroke complications.

Els transtorns de la deglució afecten un 29-67% dels pacients post-Ictus. L’aspiració silent, aspiració sense expressió clínica, afecta del 15-39% dels ictus aguts. La disfàgia pot comportar malnutrició, deshidratació, pneumònia broncoaspirativa i mort, i té impacte sobre els costos sanitaris. L’evidència científica suggereix que la detecció de la disfàgia en estadis precoços de l’ictus redueix el risc de broncoaspiració i és útil per determinar l’estratègia terapèutica. Aquesta tesi avalua la capacitat de dos tests clínics de cribatge, el Mètode d’exploració Clínica de Volum Viscositat (MECV-V) i Test de la tos amb àcid cítric (CCT), per la detecció de l’aspiració i l’aspiració silent, respectivament. El MECV-V consisteix en l’administració de líquid a diferents viscositats i volums sota control de pulsioximetria. Canvis en els signes de seguretat com són el to de veu, la tos durant o després del bolus administrat, la desaturació >3% de la saturació basal, és consideren com a test alterat i al pacient com a possible aspirador. EL CCT registra el número de pics de tos durant el minut d’ inhalació oral d’una solució nebulitzada d’àcid cítric a 1M. Es considera > 5 pics de tos normal, mentre que ≤4 es considera disminuït i al pacient com a baix responedor o possible aspirador silent. En compració ala Videofluoroscòpia (VFSS), el gold estàndard, el MECVV detecta aspiració amb una sensibilitat del 88.2% i una especificitat del 71.4% , mentre que el CCT, detecta aspiració silent amb una sensibilitat i especificitat del 19% i 71%, respectivament. En conclusió el MECVV és un test de baix cost i fàcilment aplicable que compleix els criteris de test de cribatge en població afecte d’ictus; mentre que el CCT, a concentració 1M, no sembla un test útil aplicat individualment per la detecció dels potencials aspiradors silents. S’aporten dades recents sobre un assaig clínic dissenyat per valorar l’efectivitat de dues noves tècniques terapèutiques, l’estimulació elèctrica neuromuscular (NMES) i l’entrenament de la musculatura respiratòria, inspiratòria i espiratòria (IEMT) . Els pacients van ser randomitzats a la logopèdia clàssica (SST) , a NMES i SST o al IEMT i SST. La disfàgia es va avaluar amb el MECV-V i la VFSS, i la força de la musculatura respiratòria també es va recollir. La combinació del NMES o IEMT al SST millora significament els resultats en força respiratòria i els signes de seguretat de la deglució al final de la intervenció. Aquest estudi aporta noves evidències sobre teràpies emergents en el tractament de la disfàgia., Swallowing disorders affect up to 29-67% of patients with stroke. Silent aspiration, aspiration without clinical signs expression, is present in 15-39% of acute stroke samples. Dysphagia can lead to malnutrition, dehydration, bronchoaspirative pneumonia and death, and have impact on health care costs. Available evidence suggests that screening dysphagia in the early stages of stroke onset reduces the risk of bronchoaspiration and is useful to determine the best therapeutic strategy. This thesis project is aimed to evaluate two different screening techniques, the Volume Viscosity Swallow Test (V-VST) and the Citric Cough Test (CCT), for detecting aspiration and silent aspiration, respectively. The V-VST consists of the administration of different liquid viscosities and food consistencies under pulse oximetry control. Changes in security signs as tone of voice, coughing during or after eating, or desaturation of more than 3% compared to baseline oxygen saturation, are considered as a failed test and classifies the patient as potential aspirator or no aspirator. The CCT records the number of cough peaks in the minute to the oral inhalation of a 1M mixture of saline and citric acid through an ultrasonic nebulizer. More than 5 cough peaks are considered as normal responders, whereas those with ≤4 are considered as reduced or absent responders. In comparison with the videofluoroscopic swallow study (VFSS), the gold standard, the V-VST detects aspiration with a sensitivity of 88.2% and specificity of 71.4%, whilst the CCT detects silent aspiration with sensitivity and specificity indexes of 19% and 71%, respectively. In conclusion, the V-VST is low in cost, easy to use and very sensitive, meeting the requirements of oropharyngeal dysphagia and aspiration screening test in subacute stroke; whilst the low sensitivity of the CCT using 1.0% (weight by volume) does not support its use as standalone tool to screen for silent aspiration in stroke patients. In addition, breaking results of a clinical trial aimed to determine effectiveness of two new therapeutic techniques, neuromuscular electrical stimulation (NMES) and inspiratory and expiratory muscle training (IEMT), are discussed. Patients were randomly assigned to standard swallow therapy (SST), IEMT and SST, NMES and SST. Dysphagia was assessed with the V-VST and VFSS, and respiratory muscle strength parameters were also recorded. The combination of IEMT or NMES to the SST was associated with significantly improved respiratory strength and better pharyngeal security. This study provides new evidences on emerging strategies to manage dysphagia

Introducción: El infarto cerebral es una de las primeras causas de morbi-mortalidad en nuestra sociedad. Aunque la fibrinólisis intravenosa es el tratamiento de elección en las primeras 4.5 horas del inicio de los síntomas, recientemente se ha confirmado la utilidad de la trombectomía mecánica como terapia en algunos tipos de pacientes. Las técnicas multimodales de imagen permiten establecer el mejor tratamiento basándose en la presencia de tejido salvable y la persistencia de la oclusión, más allá utilizar una selección basada únicamente en una clasificación temporal. Clásicamente el sistema venoso se ha considerado someramente en el estudio del ictus isquémico. Sin embargo, parte de los fenómenos de la alteración del flujo e intercambio de oxígeno suceden en la región post-capilar. Pese a una escasa literatura en el tema, existe un interés creciente en el estudio del papel del sistema venoso en el ictus isquémico. Desde el punto de vista de la neurorradiología se han descrito varios marcadores de imagen venosa avanzada que, en la fase aguda del ictus, detectarían la alteración de la perfusión cerebral, tanto a nivel dinámico como la secundaria a los mecanismos de optimización del consumo de oxígeno (perfusión de miseria). Objetivos: Los objetivos primarios de la tesis son: 1) Correlacionar la presencia de marcadores de imagen venosa avanzada: ratio de Vena Hipodensa en TC (rVHd), Vena Hipointensa en T2* (VHt) y asimetría del drenaje en angioRM dinámica (VA), con el tejido en hipoperfusión en el territorio en isquemia, en pacientes afectos de ictus isquémico agudo. 2) Evaluar si los marcadores de imagen venosa avanzada se relacionan con el pronóstico clínico. Material y métodos: Se estudian dos grupos de pacientes con infarto isquémico agudo del territorio anterior (ACI y ACM) inferior a 12 horas de evolución. Grupo TC: Pacientes tratados con rTPA por ictus agudo. Se realiza estudio basal incluyendo angioTC y TC perfusión. El marcador venoso fue el ratio de UH entre la VCI patológica y la normal (rVHd) Grupo RM: Pacientes candidatos a trombectomía mecánica por ictus agudo. Se realiza estudio basal incluyendo secuencias DWI, T2*, SWI, y angioRM dinámica. Los marcadores venosos evaluados fueron la presencia de venas hipointensas (VHt) y la asimetría del drenaje en la secuencia dinámica (VAd). Se evaluaron datos demográficos, etiología del ictus, escala de severidad clínica aguda (NIHSS) y a largo plazo (mRS), así como volumen de tejido infartado y de penumbra, y grado recanalización arterial (TIMI). Resultados: Grupo TC: Se incluyeron 123 pacientes (45 mujeres, edad media 78 años). Un 54% de los ictus de origen cardioembólico con un NIHSS inicial de 18. Se observó una relación lineal inversa entre el rVHd y el volumen de penumbra isquémica. Un valor de rVHd de 0,83 fue marcador de buen pronóstico clínico a los 90 días (p, Introduction: Stroke is one of the leading causes of morbidity and mortality in our society. Although intravenous thrombolysis with tissue plasminogen activator is the treatment of choice in the first 4.5 hours of onset of symptoms, it has recently confirmed the usefulness of mechanical thrombectomy therapy for some types of patients. To select the best therapy in each patient, categorization parameters should be used. In this stroke therapy classification, neuroimaging plays a decisive role. Multimodal imaging techniques allow us to establish a treatment based on the presence of salvageable tissue and persistent occlusion, beyond using a selection based only on a temporary classification. Moreover, the venous system has been considered briefly in the study of ischemic stroke. However, part of the altered flow and exchange of oxygen occur in the post-capillary region. Despite brief literature on the subject, there is growing interest in studying the role of the venous system in ischemic stroke. Recently, neurorradiology described several venous advanced biomarkers in acute stroke. Those imaging-based markers would detect the alteration of brain perfusion, from the dynamic point of view or secondary to optimization of consumption oxygen mechanisms (misery perfusion). Objectives: The primary objectives of the thesis are: 1) To correlate the presence of advanced venous image biomarkers: Hypodense internal cerebral vein ratio (VHd), hypointense vein on T2* (VHt) and assymetrical venous drainage (VAd), with hypo-perfusion of the ischemic territory in patients with acute ischemic stroke. 2) To assess a relationship between advanced venous image biomarkers and clinical prognosis. Material and methods: Two groups of patients with acute ischemic stroke were analyzed. The type of stroke was anterior (MCA) and the onset inferior than 12 hours. TC Group: Patients were treated with endovenous fibrinolysis. Baseline study included CT perfusion and CT angiography. Venous score (rVHd) was the ratio between pathological and contrallateral internal cerebral vein. RM Group: Patients were candidates to mechanical thrombectomy. Baseline study included sequences DWI, T2 *, SWI, and dynamic MRA. Venous markers were hypointense veins (VHt) and asymmetry of the transverse sinus drainage in the dynamic angiographic sequence (VAD). We analyzed demographics, etiology of stroke, acute clinical severity scale (NIHSS) and long term clinical scale (mRS), ischemic tissue volume and arterial recanalization (TIMI). Results: TC Group: 123 patients (45 women, mean age 78 years) were included. 54% of cardioembolic stroke with initial NIHSS 18. We observed an inverse linear relationship between rVHd and the of ischemic penumbra (r=0,42). A rVHd value of 0,83 predict good clinical outcome at 90 days (p

Las complicaciones neurológicas de la endocarditis infecciosa (EI) constituyen un problema clínico mayor puesto que producen una elevada morbimortalidad. Sin embargo, aún no se conoce en profundidad cómo se pueden prevenir o detectar precozmente y cómo se han de tratar para mejorar el pronóstico de estos pacientes. En la presente tesis se planteó si la presencia activa de un neurólogo en el equipo multidisciplinar de la EI pudiera repercutir positivamente en la atención integral de los pacientes con EI y complicaciones neurológicas al favorecer la detección y diagnóstico precoz de las complicaciones neurológicas y optimizar su tratamiento y el momento para la cirugía cardiaca si se precisara. Los objetivos fueron analizar las complicaciones neurológicas en un centro de referencia de la EI en la actualidad: epidemiología, tipo de complicaciones, morbimortalidad e impacto en el pronóstico, prestando especial atención a las complicaciones cerebrovasculares, que son las más frecuentes y que más morbimortalidad generan. Así mismo, se compararon las características clínicas y el pronóstico en los pacientes con EI y complicaciones neurológicas antes y después de la incorporación reglada de Neurología en el equipo multidisciplinar y se evaluó el impacto de dicha colaboración en el diagnóstico y tratamiento de las complicaciones neurológicas y la influencia en la toma de decisiones de planificación de cirugía cardiaca cuando se precisó. Se analizaron las complicaciones neurológicas desde que existe el registro prospectivo del comité de Endocarditis Infecciosa del Hospital Universitari Vall d’Hebron, enero del año 2000, hasta el final de 2015 y se valoró la repercusión de la presencia de Neurología en el comité, que dio comienzo en el año 2013. Del total de 793 pacientes con EI, 161(20,3%) tuvieron complicaciones neurológicas y éstas se dieron más en los pacientes con EI sobre válvulas nativas izquierdas, con comorbilidad elevada y/o cuyo agente etiológico es S.aureus. Ocurrieron en los primeros días de la enfermedad o fueron el debut de la misma, casi la mitad de los pacientes precisaron cirugía cardiaca y originaron una elevada mortalidad. Las más frecuentes fueron las vasculares, sobre todo las isquémicas. A partir de 2013, los pacientes presentaron más comorbilidad y las complicaciones neurológicas ocurrieron más frecuentemente sobre válvulas protésicas biológicas. Desde la incorporación de Neurología al equipo multidisciplinar, hubo un mayor uso de resonancia magnética, una mayor detección de complicaciones no vasculares y un mayor número de pacientes con varias complicaciones neurológicas. Se implementó el uso de escalas neurológicas de gravedad y funcionalidad y de nuevos tratamientos en fase aguda del ictus. La mortalidad en el periodo 2013-2015 fue menor de forma estadísticamente significativa tras ajustar por los factores asociados a la misma, lo que apoya la relevancia de la presencia de Neurología en el equipo de EI. Como limitaciones más relevantes del estudio, destacaron que se trata de un análisis realizado en un centro de referencia para cirugía cardiaca y EI, con lo que los resultados pueden no ser extrapolables a la población general con EI, que existieron datos que no es posible contrastar con el periodo anterior a la entrada del neurólogo porque no se registraban previamente, y que el menor tamaño muestral desde la incorporación de Neurología, pudo conllevar una pérdida de la capacidad para detectar diferencias significativas en los subanálisis. En resumen, la integración de un especialista en Neurología en el equipo multidisciplinar de EI favoreció una mejor calidad de asistencia a los pacientes con EI y complicaciones neurológicas que revirtió en un mejor pronóstico., Neurological complications in Infective Endocarditis (IE) are a major clinical problem as they cause high morbidity and mortality rates. However, it is still unknown how they can be prevented or early detected or how they should be managed to improve patients’ prognosis. In this thesis we wondered whether the active presence of a neurologist in the IE multidisciplinary team could result in better comprehensive care of patients with IE and neurological complications, as early detection and diagnosis of these neurological complications and their treatment, including appropriate time to cardiac surgery, if needed, is improved. The aim was to analyze neurological complications in a referral IE center at present, taking into account epidemiology, type of neurological complication, morbidity, mortality and prognosis impact, and paying especial attention to neurovascular complications, as they are the most frequent and have worse morbidity and mortality rates. Furthermore, clinical characteristics and prognosis of patients with IE and neurological complications before and after the active participation of the neurologist in the IE team were compared. Impact of this participation in diagnosis and treatment of neurological complications and influence in decision making for cardiac surgery when it was necessary were also evaluated. Data were collected from the prospective register of the Hospital Universitari Vall d’Hebron IE team that was begun in 2000, until December 2015. Impact of neurologist’s participation from January 2013 was evaluated. Of the 793 patients with IE, 161 (20.3%) had neurological complications. Native left side IE, high comorbidity and IE caused by S.aureus were risk factors for having these complications and they occurred in the first days of the disease or even were the first symptom. Nearly half of the patients underwent cardiac surgery and mortality among patients was high. The most frequent neurologic complications were strokes, most of them ischemic. From 2013 until 2015, patients had higher comorbidity and there were more patients with biological prosthetic valve IE. Since the neurologist’s involvement in the IE team, more Magnetic Resonance scans were performed, and more non vascular neurological complications detected. They were also more diagnoses of patients with several neurological complications. Neurologic stroke severity and functional scales and new treatments for acute stroke were introduced. Mortality in 2013-2105 period was significantly lower after adjusting for other mortality associated factors, what supports the relevance of the neurologist in the IE multidisciplinary team. The most important limitations of the study were that the series was from a referral center of cardiac surgery and IE, so results perhaps are not representative for IE general population; there were some variables that were not possible to contrast as they were not collected in the previous period without neurologist, and also, small sample size in the period whit neurologist could result in less power to detect differences in subanalysis. To summarize, neurologist’s participation in the IE multidisciplinary team helped to have better quality of comprehensive care for patients with IE and neurological complications that resulted in better prognosis.

L’arteriosclerosi és la principal causa de mortalitat avui en dia a nivell mundial. Dintre de les seves manifestacions clíniques, aquesta tesi s’ha centrat en l’estudi dels ictus per arteriosclerosi carotídia (AC) , una causa molt freqüent d’ictus a la nostra població. Una de les principals característiques dels ictus per AC és el seu elevat risc de recurrència que disminueix de forma notable amb el tractament de revascularització si es du a terme dintre de les dues primeres setmanes. Malgrat això, un tractament molt precoç també comporta un risc d’ictus i mort periprocediment elevat i no està clar quin és el moment més òptim per a la revascularització. Als darrers anys, els tractaments mèdics de prevenció secundària han millorat significativament, aconsenguint una reducció del risc de recurrència en alguns assajos clínics. Per tant, el primer objectiu d’aquesta tesi ha estat descriure la taxa de recurrència en pacients amb AC simptomàtica (estenosi 50-99%), mentre esperen el tractament de revascularització. Hem trobat que, malgrat la millora dels tractaments, el risc de recurrència continua essent molt alt (d’un 6,6% i un 11,5% als 3 i 14 dies respectivament). L’edat i el tipus de símptoma inicial (cerebral vs. ocular) són els principals factors associats a la recurrència. En segon lloc, hem volgut analitzar quina és la severitat i el risc de deteriorament neurològic precoç (DNP) d’aquest subtipus d’ictus. Així, hem trobat que el 75% d’aquests ictus tenen una severitat inicial lleu (NIHSS ≤7). No obstant això, un 23% presenten un DNP durant les primeres 72 hores d’evolució. El grau d’estenosi és el principal factor associat a una major severitat i un major risc de recurrència. Altres factors relacionats són l’antecedent d’accident isquèmic transitori durant els tres mesos previs, que s’associa a una menor severitat però a un major risc de DNP, i la tensió arterial mitja a l’arribada del pacient a urgències, que s’associa també a un major risc de DNP. Finalment, el tercer objectiu d’aquesta tesi ha estat estudiar l’existència d’un biomarcador de risc de recurrència i DNP en aquest subtipus d’ictus. Per a això hem analitzat una sèrie de biomarcadors relacionats amb la fisiopatologia de l’arteriosclerosi com són les cèl·lules endotelials progenitores (CEP), les cèl·lules endotelials circulants (CEC), l’LDL-oxidada (LDL-ox) i la microalbuminúria (MA). Hem objectivat que un recompte baix de CEP dintre de les primeres 24 hores s’associa a un risc més elevat de nous esdeveniments vasculars dintre dels primers sis mesos, mentre que els valors d’LDL-ox i MA s’associen a un risc més elevat de DNP. Amb els resultats d’aquesta tesi podem concloure que els ictus deguts a AC continuen tenint un risc de recurrència abans de la cirurgia molt alt. Per intentar reduir-lo, semblaria recomanable iniciar un tractament mèdic agressiu i ingressar els pacients durant les primeres 72 hores. La utilització de biomarcadors pot ajudar a la selecció d’aquells pacients amb un risc més alt, que es podrien beneficiar de noves teràpies o procediments de revascularització urgents, si fos possible, dintre d’un assaig clínic., Atherosclerosis is the leading cause of death worldwide. This thesis focuses on one of its clinical manifestations, the strokes due to carotid atherosclerosis (CA). This is one of the most frequent sources of stroke in our population and carries a high risk of recurrence. However, this risk decreases dramatically if a revascularization procedure (either surgical or endovascular) is performed within the first two weeks. Nonetheless, a very early procedure also confers an increased risk of periprocedural stroke or death. Hence, the optimal time for revascularization remains unknown. In the last decades, medical treatment has improved noticeably, and a reduction in the recurrence risk has been found in some clinical trials Therefore the first aim of this thesis was to describe the rate of recurrence in patients with symptomatic CA (stenosis 50-99%) awaiting revascularization. We found a high recurrence risk (6.6% and 11.5% at 3 and 14 days respectively) in spite of better treatment. Age and initial symptoms (cerebral vs. ocular) were the main factors associated with recurrence. The second objective of the thesis was to analyze the initial severity and the risk of early neurological deterioration (END) of this stroke subtype. Moreover we wanted to investigate the role of the stenosis degree and thus we included patients presenting with total carotid occlusion. We observed that 75% of the strokes had a low initial severity (NIHSS ≤7). However 23% suffered END within the first 72h. Stenosis degree was the main factor associated with a higher initial severity and END risk. Those patients presenting total carotid occlusions carried the highest risk of recurrence (in our cohort). Other related factors were previous transient ischemic attacks, which were associated with a lower severity and a higher risk of END, and initial mean arterial pressure that was associated with an increased risk of END. Finally, the third objective was to study the existence of a biomarker of recurrence for this stroke subtype. For this reason we studied the role of endothelial progenitor cells (EPC), circulating endothelial cells (CEC), plasmatic oxidized-LDL (Ox-LDL), and albuminuria. We found that a low count of basal EPC was associated with a higher risk of new vascular events (i.e. new stroke, myocardial infarction, vascular death or hospitalization due to a vascular disease) within the first 6 months of follow-up. In addition, we found that Ox-LDL and albuminuria were associated with a higher risk of END. Finally, we described that CEC levels were not associated with increased risk of recurrence. Collectively the results presented as part of this thesis conclude that strokes due to CA, and awaiting revascularization, still bear a high risk of recurrence. Early intensive medical treatment and admission in Stroke Units during the first 72h seems advisable. The use of biomarkers could help to select those patients at higher risk of recurrence in order to test new therapies or urgent revascularization procedures, ideally as part of a clinical trial.

Introducció: El gener del 2007 es va instal·lar un sistema de Telemedicina entre un hospital comarcal carent de neuròleg de guàrdia i el centre referència per a l’atenció dels pacients amb ictus agut, permetent l’avaluació especialitzada urgent a distància, l’administració supervisada de t-PA in situ i la selecció dels pacients candidats a trasllat urgent per a tractament endovascular. Objectius: 1.) Estudiar l’impacte de la implantació d’un sistema de Telemedicina per a l’atenció dels pacients en la fase aguda de l’ictus isquèmic en un hospital comarcal. 2.) Estudiar l’eficàcia i seguretat de l’administració del tractament fibrinolític endovenós a distància. 3.) Avaluar l’impacte del Tele-ictus per la selecció de pacients amb ictus candidats a tractament endovascular. Mètodes: Durant el primer any del sistema Tele-ictus es van estudiar els pacients amb ictus de l’hospital comarcal i es van comparar amb els de l’any anterior (previ a la implantació del Tele-ictus). Posteriorment es va realitzar un estudi prospectiu dels ictus isquèmics atesos a l’hospital comarcal els primers 3 anys del sistema. Finalment es van comparar els casos d’ictus atesos al centre de referència als quals se’ls va realitzar algun procediment endovascular durant dos anys, amb diferents procedències: els valorats directament al centre de referència (IP:ingrés primari), els procedents d’un comarcal amb Tele-ictus, (STI:sistema Tele-ictus) o els procedents d’un comarcal sense Tele-ictus (no-STI:no sistema Tele-ictus). Resultats: L’any 2007 van augmentar els pacients valorats per un neuròleg especialista (17% vs. 38%; p=0,001) i els trasllats es van reduïr (17% vs. 6%; p=0,004). Es van doblar el nombre de trombòlisis (4,6% vs. 9,6%; p=0,073), reduïnt el temps des de l’inici dels símptomes (210 vs. 162 min; p=0,05), i augmentant el nombre de tractaments dins les primeres 3 hores (40% vs. 63%; p=0,09). Durant els primers 3 anys, es van realitzar 133 “teleconsultes” i 46 pacients van rebre t-PA a distància (temps mig porta-agulla de 53,4 ± 38,2 min). El 60,9% es va tractar dins les primeres 3 hores i el 100% dins les 4,5. El 71,7% va presentar millora neurològica a les 24 hores i el 8,4% transformació hemorràgica (4,3% simptomàtica). Més de la meitat presentaven un mRS, Introduction: In January 2007, a telestroke system was established between a community hospital lacking a neurologist on call and a stroke centre. The telestroke system allowed urgent remote evaluation of the patient by a specialized neurologist, supervised thrombolytic treatment and a decision for urgent transfer to the stroke centre for endovascular treatment. Objectives: We aimed to: 1.) study the impact of the implementation of a telemedicine system for the acute ischemic stroke care in a community hospital; 2.) study the efficacy and safety of thrombolysis at a distance; 3.) assess the benefits of telemedicine in selecting stroke patients for endovascular treatments. Methods: During the first year of operation of the telestroke system, we studied all acute ischaemic stroke patients admitted to the community hospital and compared the results with the previous year. Subsequently we conducted a prospective study of ischemic stroke patients treated at the local hospital the first three years of the system. Finally we studied all the acute stroke patients treated at referral center to perform any endovascular procedure during two years, according to the patients’ initial admission: primarily admitted (PA) or referred from community hospitals with telemedicine (TMHs) or without telemedicine (nonTMHs). Results: In 2007, the number of stroke patients evaluated by a specialized neurologist increased (17% vs. 38%, p=0.001), interhospital transfers were reduced (17% vs. 6%, p

El ictus afecta abruptamente muchos aspectos de la vida del paciente superviviente y de sus familiares más cercanos. Su incidencia y el coste económico relacionado con la discapacidad secundaria van en aumento en la mayoría de países occidentales y en todo el mundo. El desarrollo de iniciativas que proporcionen de forma adecuada información sobre el ictus y su prevención, así como la formación necesaria para la adquisición de habilidades de auto-cuidado o manejo de estos pacientes, es clave para que una organización con recursos sanitarios limitados de respuesta a una sociedad que cada vez precisa con mayor nitidez una red socio-sanitaria integrada. La información precisa convierte a los pacientes y cuidadores en agentes activos con una mayor implicación en su proceso terapéutico, al mismo tiempo que reduce la incertidumbre y el miedo característicos después de un ictus. La formación del paciente y su cuidador en técnicas de auto-cuidado garantiza la máxima autonomía posible del paciente en su vida diaria, objetivo primordial del programa rehabilitador. A su vez, el soporte que desde las unidades de rehabilitación se proporcione al paciente con ictus y su familia es clave para reducir la soledad y aumentar los niveles de confianza y participación en la vida familiar o social de ambos. La satisfacción del paciente y cuidador con según qué aspectos del programa rehabilitador nos da información sobre si estamos respondiendo adecuadamente a sus necesidades más inmediatas después del ictus, y puede orientar al proveedor del servicio en cuanto a la organización del mismo. El aumento del nivel de conocimiento sobre el ictus del paciente y el cuidador, por otra parte, indica también que la medida educacional implantada está siendo eficaz. En este trabajo se evalúa la eficacia de una medida específica dirigida a proporcionar información, formación y soporte al paciente y su cuidador después del ictus. El aumento de la satisfacción de ambos, así como su nivel de conocimientos sobre esta afección demuestra que estas medidas son factibles y pueden ayudar en la adaptación de los pacientes y sus cuidadores en la nueva situación. Por otra parte, constatamos la necesidad de desarrollar en nuestro medio herramientas válidas que nos permitan evaluar los resultados de las intervenciones, ya sea en términos de satisfacción, conocimientos u otras variables de resultado. Por ello, se ha validado la versión en castellano de la Escala de Satisfacción de Pound, una herramienta específica, y con una gran aceptación internacional, para medir el grado de satisfacción del paciente con el programa rehabilitador seguido después del ictus. En base a nuestros resultados concluimos que la implantación sistemática de medidas dirigidas a la educación, formación y soporte de pacientes y cuidadores en el programa de rehabilitación seguido tras el ictus es factible y efectiva, y que la Escala de Satisfacción de Pound es una herramienta válida también en nuestro medio para medir la satisfacción con el programa rehabilitador seguido tras el ictus., Stroke abruptly affects many aspects of life of the surviving patients and their closest relatives. Incidence and the economic cost associated with secondary disability are increasing in most western countries and around the world. The development of initiatives that adequately provide information on stroke and its prevention, as well as the necessary training to acquire skills for self-care or management of these patients, is a key aspect for a care organization with limited health resources to respond to a society that increasingly needs, with greater clarity, an integrated socio-health network. Accurate information makes patients and caregivers in active agents with a greater involvement in their therapeutic process, while reduces uncertainty and fear, both characteristics after stroke. Patient education and caregiver training in self-care techniques ensures the maximum possible patient autonomy in their life, which is a primary objective in the rehabilitation program. Also support provided from stroke rehabilitation units for patients and their families is key to reduce their feelings of loneliness and increase levels of confidence and participation in family and social life. Patient and caregiver satisfaction with some aspect of the rehabilitation program gives us information about whether we are properly responding to their immediate needs after stroke, and can guide the service provider in terms of organization. The improvement in patients and caregivers´ knowledge about stroke also may indicate that the educational measure is being implemented effectively. In this work we evaluate the efficacy of a specific measure to provide education, training and support for patients and caregivers after stroke. Increased levels of satisfaction, as well as the improvement of their knowledge about this condition shows this kind of measures are feasible and can help patients and caregivers adapt to the new situation. On the other hand, we note the need to develop valid tools that allow us to evaluate the results of new interventions, in terms of satisfaction, knowledge or other outcome variables. Therefore, we validate the spanish version of The Satisfaction Pound Scale, a specific tool and with a great international acceptance, to measure patient´s satisfaction with the rehabilitation program after stroke. With this work we conclude that implementation of systematic measures for education, training and support for patients and caregivers in the rehabilitation program after stroke is feasible and effective, and that de Satisfaction Pound Scale is a valid tool also in our environment to evaluate patient satisfaction with the rehabilitation program after stroke.

La heminegligencia visuo-espacial izquierda es un trastorno neurológico grave que afecta a dos tercios de los pacientes que han sufrido un ictus en la arteria cerebral media o posterior del hemisferio derecho. Es un déficit que interfiere de forma significativa en las actividades de vida diaria de los pacientes (vestido, higiene personal, alimentación, movilidad, entre otros); también se ha asociado con estancias hospitalarias más prolongadas y períodos de rehabilitación más largos. Frente a esta problemática, se han propuesto múltiples técnicas para aliviar, reducir o rehabilitar la heminegligencia visuo-espacial, no obstante, a día de hoy aún no se ha identificado un tratamiento plenamente eficaz. Los objetivos del presente trabajo fueron: 1) analizar si la administración de intervenciones combinadas, en pacientes que presentaban heminegligencia visuo-espacial izquierda, era más eficaz que la aplicación aislada de un único tratamiento; 2) estudiar la relación entre el tiempo de evolución post-ictus y la respuesta a dos tipos de tratamiento, único y combinado. El tratamiento único consistió en realizar ejercicios de rehabilitación cognitiva informatizada mediante la plataforma de telerehabilitación Guttmann, NeuroPersonalTrainer®; el tratamiento combinado estuvo compuesto por la realización de los mismos ejercicios junto con un dispositivo visual que llevaba el hemicampo derecho de cada ojo ocluido (técnica del right hemifield eye patching). El protocolo de exploración neuropsicológico para los tres estudios estuvo formado por: Bells Test, Figure Copying of Ogden, Line Bisection, Baking Tray Task y Reading Task. La repercusión funcional del tratamiento se valoró mediante The Catherine Bergego Scale. En el primer estudio 12 pacientes fueron distribuidos aleatoriamente en dos grupos de tratamiento: tratamiento único (n=7) y tratamiento combinado (n=5). En ambos casos, el tratamiento comprendió una media de 15 sesiones de 1 hora de duración. Los resultados mostraron diferencias intergrupales estadísticamente significativas en la comparación de las diferencias post-pre tratamiento en la prueba Reading Task. No se obtuvieron diferencias funcionales en The Catherine Bergego Scale. En el segundo estudio se mantuvo la estructura y la metodología del anterior con la finalidad de comprobar si el efecto obtenido, en el primer estudio, se mantenía o aumentaba con un tamaño muestral mayor. Se realizó un ensayo clínico aleatorizado realizado con 28 pacientes compuesto por dos grupos experimentales: el grupo que recibió el tratamiento único (n=15) y, el grupo que recibió el tratamiento combinado (n=13). Todos ellos también realizaron también 15 sesiones de 1 hora de duración de rehabilitación cognitiva informatizada. Tras el tratamiento, los dos grupos mostraron cambios significativos a nivel intragrupal en el protocolo de exploración neuropsicológico aunque no se obtuvieron diferencias intergrupales, ni en el protocolo de exploración ni en la escala funcional. En el tercer estudio 31 pacientes fueron aleatorizados en dos grupos de tratamiento: tratamiento único (n=18) y, tratamiento combinado (n=13). En esta ocasión, cada grupo de tratamiento fue dividido en función del tiempo que había transcurrido entre el ictus y el inicio del tratamiento (≤ 12 semanas vs. > 12 semanas). Los resultados indicaron cambios a nivel intragrupal en los cuatro grupos, sin embargo, no se obtuvieron diferencias intergrupales. Ni el tiempo transcurrido entre el ictus y el inicio del tratamiento, ni el tipo de tratamiento recibido, parecieron ser variables que influyan en la mejora de estos pacientes., Visuo-spatial neglect is a serious neurological disorder that affects two thirds of patients who have suffered a stroke in the middle or posterior cerebral artery of the right hemisphere. It is a deficit that can significantly interfere with patient´s activities of daily living (dressing, personal hygiene, feeding, mobility, etc.). It has also been associated with larger hospital stays and longer periods of rehabilitation. For this reason, many techniques have been proposed to alleviate, reduce or rehabilitate visuo-spatial neglect, however, nowadays effective treatment has not yet been identified. The aims of this work were 1) to analyze whether the administration of combination treatment in patients with visuo-spatial neglect, was more efficacious than single treatment; 2) to study the relation between post-stroke time evolution and to analyze the patient´s response to two treatments, single treatment vs. combination treatment. The single treatment groups followed a cognitive rehabilitation program using the computer-based platform Guttman, NeuroPersonalTrainer®; the combination treatment group received the same cognitive rehabilitation program but in combination with a visual device incorporated into the right hemifield eye patching, in which the right hemifield of each lens was completely opaque. Visuo-spatial neglect was assessed using a specific exploration protocol (Bell Cancellation Test, Figure Copying of Odgen, Line Bisection, Baking Tray Task, and Reading Task). The functional effects of the treatment were assessed using the Catherine Bergego Scale. In the first study, 12 patients were randomized into two treatment groups: a single treatment group (n= 7) and a combination treatment group (n= 5). In both cases, the treatment consisted of a mean number of 15 sessions each lasting 1 hour. Significant between-group differences were observed when comparing the pre- and post-treatment scores for the Reading Task. No differences were observed in either group in the Catherine Bergego Scale administered at baseline and at the final intervention. In the second study the structure and methodology was maintained from the previous study in order to check whether the effect obtained was maintained or increased with increasing sample size. A randomized clinical trial with 28 patients composed of two experimental groups was performed: single treatment group (n= 15) and combination treatment group (n= 13). In both cases, the treatment consisted of a mean number of 15 sessions each lasting 1 hour. After treatment, both groups showed significant changes intragroup, but did not show differences between-group in the exploration protocol or the functional scale. 31 patients were randomized into two treatment groups: a single treatment group (n=18) and a combination treatment group (n=13). In both cases, the treatment consisted of a mean number of 15 sessions each lasting 1 hour. Each treatment group was divided according to the period that elapsed between the stroke and the start of treatment (≤ 12 weeks vs. > 12 weeks). The results obtained after applying these treatments indicated changes at intragroup level in the four groups analyzed. However, no between-group differences were found. No differences in either group were observed in the Catherine Bergego Scale. Neither the time elapsed between the stroke and the beginning of treatment nor the type of treatment received appear to be variables that influence the improvement of these patients.

Malgrat tots els esforços realitzats, la realitat és que l’ictus continua sent una de les principals causes de mortalitat i d’incapacitat arreu del món. Actualment, l’únic tractament aprovat per la FDA en la fase aguda de l’ictus isquèmic és el trombolític rt-PA, que tot i haver quedat àmpliament demostrada la seva eficàcia, també se li atribueixen una sèrie d’inconvenients tals com la impossibilitat d’administrar-lo més enllà de les 4.5 hores des de l’inici dels símptomes o complicacions secundàries tan importants com les transformacions hemorràgiques. Amb tot això, doncs, la cerca d’altres fàrmacs amb poder neuroprotector ha esdevingut una necessitat. En aquest sentit, les estatines han mostrat tenir efectes pleiotròpics (efectes independents de la seva capacitat hipocolesterolèmica), clarament beneficiosos en la prevenció secundària de l’ictus. I ja s’ha demostrat que el fet d’estar en tractament amb estatines comporta una millor evolució neurològica després de patir un ictus. Així, doncs, la hipòtesi d’aquesta tesi és que l’administració de simvastatina durant la fase aguda de la isquèmia cerebral, juntament amb el trombolític rt-PA, podria resultar beneficiosa. Per això, l’objectiu principal que ens vam plantejar va ser comprovar en models d’isquèmia cerebral en rata, no només l’eficàcia de la simvastatina, sinó també la seva seguretat (en termes de transformacions hemorràgiques i infeccions pulmonars). Mitjançant cerca bibliogràfica hem pogut determinar que, en models animals, la simvastatina és, d’entre totes les estatines, la que exerceix un major efecte neuroprotector. També hem pogut demostrar, emprant un model embòlic d’isquèmia cerebral , que una única dosi de simvastatina administrada després de la isquèmia, és capaç d’induir a les rates una millora del dèficit neurològic així com una reducció del volum de l’infart. A més, els estudis de proteòmica ens han permès proposar fenòmens moleculars pels quals la simvastatina exerceix aquest efecte neuroprotector observat en el nostre model: reparació cel·lular, disminució de l’estrès oxidatiu i atenuació de la permeabilitat de la barrera-hemato-encefàlica. Per altra banda, hem pogut demostrar que la simvastatina és segura quan s’administra en combinació amb rt-PA ja que l’administració conjunta no s’ha relacionat amb un increment en la incidència de transformacions hemorràgiques. Malgrat no hem arribat a determinar la implicació de l’administració de simvastatina sobre l’aparició d’infeccions pulmonars secundàries a la isquèmia, sí hem pogut comprovar la importància que té la consideració de factors com l’espècie, la soca i el model animal, així com l’efecte de l’anestèsia o de l’estrès induït per la cirurgia a l’hora d’extrapolar els resultats obtinguts a la pràctica clínica. Finalment, hem pogut caracteritzar uns liposomes capaços de transportar simvastatina i d’alliberar-la a la zona isquèmica del cervell. Malgrat la realització de més estudis experimentals és necessària, els resultats d’aquest últim podrien ser prometedors ja que la bibliograf¡a mostra que l’encapsulació en liposomes podria incrementar la biodisponibilitat del fàrmac així com reduir-ne els possibles efectes adversos., Despite all the past clinical efforts , stroke remains a major cause of death and disability worldwide. Currently, the only treatment approved by the FDA during the acute phase of ischemic stroke is the thrombolytic rt-PA, which despite its great effectiveness has been widely demostrated, it has also a number of drawbacks such as the impossibility of administrating it beyond 4.5 hours after symptom onset or important secondary complications such as hemorrhagic transformations. Therefore, the search of effective neuroprotectants has become an urgent necessity. On the other hand, statins have been shown to have pleiotropic effects (independent effects of their hypocholesterolemic capacity) clearly beneficial in secondary prevention of stroke. It has been demonstrated that being under statin treatment leads to a better neurological outcome when stroke occurs. Thus, the hypothesis of this thesis was that the administration of simvastatin together with thrombolytic rt-PA , at the acute phase of cerebral ischemia, could also exert beneficial effects. Our main goal was to explore both the simvastatin efficacy and safety (in terms of hemorrhagic transformations and lung infections) in rat models of cerebral ischemia. Through literature search we have determined that, in animal models, simvastatin is, among all statins, the one which induces a better neuroprotective effect. We have also demonstrated, using an embolic model in rats, that a single dose of simvastatin administered after ischemia, is able to induce and improvement in neurological deficit as well as a reduction in infarct volume. In addition, proteomic studies have disclosed some of the phenomena by which simvastatin exerts the neuroprotective effect observed in our model: cell repair, reduction in oxidative stress and attenuation of blood-brain-barrier permeability. Furthermore, we have shown that simvastatin is safe when administered together with rt-PA as the combined administration was not associated with an increased incidence of hemorrhagic transformation. Although we could not determine simvastatin administration involvement on stroke-induced secondary lung infections, we did corroborate the importance of considering factors such as species, strain and animal model, as well as the effect of anesthesia and stress induced by surgery when extrapolating the results to the clinical practice. Finally, we have characterized a liposomal system able to transport simvastatin and deliver it in the ischemic area of the brain. Despite more experimental studies are needed, the results of this latest study could be promising if we consider published articles which show that encapsulation into liposomes might increase drug bioavailability and reduce its possible adverse effects.

INTRODUCCIÓN: El ictus es una enfermedad con una elevada morbimortalidad, siendo en España la primera causa de mortalidad en la mujer y la segunda en el hombre, además de ser la primera causa médica de discapacidad permanente en la edad adulta, y la segunda de demencia. El ictus isquémico representa el 80-85% de los ictus. Actualmente, el único tratamiento aprobado es la trombolisis intravenosa. Predecir el pronóstico y evolución de los pacientes en la fase aguda del ictus resulta complicado, dadas las numerosas variables que intervienen tanto previas al tratamiento como durante y tras el mismo. La detección precoz de aquellos pacientes con menos probabilidades de respuesta favorable al rt- PA endovenoso podría permitir una estratificación precoz del paciente y el establecimiento temprano de medidas más agresivas que pudieran ayudar a una mejor evolución. OBJETIVOS: 1) Investigar el impacto del tiempo-a-tratamiento trombolítico endovenoso sobre el pronóstico funcional en función de la gravedad inicial del ictus. 2) Evaluar el impacto del tiempo-a-tratamiento sobre la probabilidad de recanalización en pacientes con ictus isquémico agudo y oclusión arterial. METODOLOGÍA: Realizamos un análisis retrospectivo de una cohorte prospectiva y consecutiva de pacientes que consultaron por ictus isquémico agudo y recibieron tratamiento con rt- PA endovenoso. Los pacientes fueron categorizados en el primer trabajo en función de la gravedad inicial del ictus en ictus minor (NIHSS ≤8), ictus moderado (NIHSS 9-15) e ictus severo (NIHSS ≥16) y en el segundo según la localización de la oclusión en proximales y distales. En ambos se evaluó el impacto del tiempo sobre la variable clínica independencia funcional en el primer trabajo y sobre la variable hemodinámica recanalización en el segundo. RESULTADOS: 1) Emergieron como predictores independientes de buen pronóstico funcional en el análisis multivariante la edad menor (OR 0,95; IC 95% 0,93-0,96; p, BACKGROUND: Stroke is a disease with high morbidity and mortality. In Spain, it is one of the leading causes of death (first one in women and second one in men). Furthermore, it constitutes the first medical cause of permanent disability in adulthood, and the second cause of dementia. Ischemic stroke accounts for 80-85% of strokes. Currently, the only approved treatment is intravenous thrombolysis. Predicting the prognosis and outcome of patients in the acute phase of stroke is difficult, because of the many variables involved before, during and after treatment. Early detection of less-likely responder patients to intravenous rt-PA could allow early patient stratification and establishment of more aggressive therapies that may improve outcomes. OBJECTIVES: 1) To investigate the impact of time-to-treatment according to stroke severity on functional outcome in patients with acute ischemic stroke treated with rt- PA. 2) To assess the impact of time-to-treatment on rt- PA related recanalization in patients with acute ischemic stroke and arterial occlusion. METHODS: We performed a retrospective analysis of a prospective and consecutive cohort of patients presenting with acute ischemic stroke and treated with intravenous rt-PA. Patients were categorized depending on the initial stroke severity in minor stroke (NIHSS ≤ 8), moderate (NIHSS 9-15) and severe stroke (NIHSS ≥ 16) in the first study. In the second study, classification was done according to location of the intracranial occlusion in proximal and distal occlusions. In both studies, the impact of time-to-treatment was evaluated. In the first study, the main clinical variable was functional independency and the hemodynamic variable recanalization was evaluated in the second one. RESULTS: 1) The variables emerged as independent predictors of functional outcome in the multivariate analysis were younger age (OR 0.95, 95% CI 0.93-0.96, p

El desenvolupament econòmic, sociocultural i sanitari d’un país permet millorar les condicions de vida de la població, el que repercuteix en el benestar general i la longevitat dels seus ciutadans. Això comporta un canvi en el patró de la morbiditat en el que destaca el predomini de malalties cròniques, com les cardiovasculars. L’ictus forma part d’aquestes i constitueix la primera causa de mort en les dones, essent la tercera en homes (2010); també és una de les principals causes de morbiditat. Davant una població envellida amb un predomini de malalties cròniques i amb la possibilitat de realitzar teràpies preventives i curatives de patologies com l’ictus, és fonamental plantejar una anàlisi de necessitats de recursos sanitaris en els pacients afectats. Aquest ha estat l’objectiu del present estudi, centrat en pacients afectats per ictus a Barcelona. S’ha realitzat un estudi observacional en la població de Barcelona durant el període 2000-2011 i amb projeccions per als anys 2015 i 2020. Mitjançant les bases de dades del Conjunt Mínim Bàsic de Dades (CMBD) de centres d’Aguts i Sociosanitaris (SS), desprès de seleccionar els codis corresponents a pacients afectats per ictus, s’ha analitzat l’evolució de les hospitalitzacions produïdes segons sexe, edat, estada mitjana, tipologia d’ictus i destinació a l’alta. S’ha emprat el padró i el registre central d’assegurats (RCA), com a denominador per al càlcul de les taxes d’incidència hospitalària, les dades del registre de mortalitat per valorar l’evolució dels èxitus i també dades de l’Institut d’Estadística de Catalunya (IDESCAT) per la realització de projeccions poblacionals. S’ha analitzat el comportament temporal de les taxes de morbiditat i mortalitat, mitjançant models de regressió lineal i correlació. S’han dissenyat tres models de regressió de Poisson, per determinar el comportament a 5 i 10 anys de la taxa d’hospitalització, del destí a l’alta a domicili i a centres sociosanitaris (dependència), en funció del moviment demogràfic estimat. Els resultats obtinguts han mostrat un increment significatiu de la taxa d’incidència d’hospitalitzacions per ictus, amb una creixent demanda en centres d’aguts, la qual cosa comportarà un increment de les necessitats de llits en un 14% (7-25%) i un 77% (40-115%), (2015 i 2020). També s’ha observat que la destinació dels pacients a domicili augmenta significativament en detriment de la destinació cap a centres SS, el que comportarà una disminució de les necessitats de llits en aquests centres d’un 6,9% i un 15,5% els anys 2015 i 2020. Aquests valors es complementen amb la valoració dels costos sanitaris, que van ser de 15.773.062 € (hospitalitzacions d’aguts, SS i activitat ambulatòria SS) i les previsions per als propers anys, amb un increment d’un 12,6% (8,3-18,6%) per al 2015 i d’un 72% (45-98%) per al 2020, bàsicament a expenses dels costos en centres d’aguts. Aquests resultats els considerem consistents i plausibles segons les dades publicades en la literatura, bàsicament per la favorable resposta dels pacients desprès d’aplicar les noves teràpies fibrinolítiques en la fase aguda de la malaltia. De tota manera, s’ha de tenir present que les projeccions a llarg termini (2020) presenten un ampli interval de confiança, fet que comporta una certa imprecisió en els resultats. La disponibilitat d’informació sobre necessitats de recursos és una eina fonamental per a gestors i planificadors sanitaris, ja que ha de permetre dissenyar plans estratègics basats en projeccions realitzades amb metodologia científica. La previsió dels canvis en les necessitats assistencials és bàsica per a la planificació sanitària, per tal de facilitar que pacients amb ictus puguin gaudir d’una atenció eficient, equitativa i de qualitat tant en centres d’aguts com en sociosanitaris, i per garantir una assistència sanitària integral que ajudi a millorar l’estat de salut dels afectats., The economic, sociocultural and health development of a country allows for the improvement of the population’s living conditions, which reverberates in the welfare and in the population longevity. This situation leads to a change in the type of morbidity with predominance in chronic diseases, such as those of the cardiovascular system. Stroke belongs to this category and it is the leading cause of death in spanish women, and the third main cause in men (2010). We have an aged population with predominance of chronic diseases and we have the possibility of realizing preventive and curative therapies of pathologies such as the stroke. It is important to analyse of the health needs in patients affected by stroke. This is the main objective of this study, focusing on patients affected by stroke in Barcelona. We conducted an observational study on a Barcelona population, from the year 2000 to 2011 and also conducted future predictions for the years 2015 and 2020. We analyzed the codes corresponding to patients who are affected by stroke, using the database of the Minimal Basic Set of Information from general hospitals and health-social centres (SC). We studied the evolution of the hospitalization of stroke according to sex, age, average occupancy, typology of stroke and discharge destination. To calculate the denominator of the incident hospitalization rates we used two registers: Census (2000-2002) and Central Registry of Inhabitants from 2003-2011. The Mortality Heath Department Register was used to study the changes in deaths during the study period and we used the Institut d'Estadística of Catalonia register for the estimate of the population. We analysed the tendency of morbidity and mortality rates with lineal regression and correlation models. We included several models of Poisson's regression to estimate the tendency of hospitalization rate in the folowing 5 and 10 years. Also, the destination of the patients discharged: the home residence or SC (dependency), in function of the demographic changes estimated. The obtained results show a significant increase in the stroke hospitalization incidence rate, with an increasing demand for general hospitals. It leads to an increase in the needs for beds in 14% (7-25%) and 77% (40-115%), (2015 and 2020). Also, the home residence as a destination of the patients discharged will increase, while SC as a destination will decrease; then we anticipate a decrease in the need for beds by 6,9 % and 15,5 % for the years 2015 and 2020 in these SC. This analysis was complemented with the evaluation of the sanitary cost that of 15.773.062 € (general and social hospitalizations and ambulatory activity in SC) and the estimation for the next years, with an increase of 12,6% (8,3-18,6%) for 2015 and of 72% (45-98%) for 2020, basically for the expense of general hospitals. The results were considered plausible with the information published in the literature, especially because of the positive responses of the patients after the application of the new therapies in the early phase of the disease. However, it is important to remember that the long-term projections (2020) present a wide IC, which could result in certain vagueness in the obtained results. To have information about the needs and resources is a fundamental tool for managers and sanitary planners, and has to allow designing strategic plans according to scientific methodology. To reflect the changes of health and social-health needs is important, and can facilitate that the patients with stroke will be able to have an efficient, equitable and good quality care in general hospitals and in SC. In this way, a sanitary integral assistance that helps to improve the health state of the affected patients can be guarantee.

Introducción: El ictus supone una de las principales causas de mortalidad y morbilidad en los países desarrollados. En el caso del ictus isquémico, las diversas etiologías y mecanismos fisiopatológicos se asocian a diferencias en su pronóstico y tasa de recurrencia, lo que determina que las estrategias para la prevención secundaria sean diferentes. Uno de los sistemas más aceptados para definir el mecanismo del ictus es la clasificación aplicada en el Trial of Org 10172 in Acute Ischemic Stroke (TOAST). Empleando datos clínicos y paraclínicos, clasifica el mecanismo del ictus en patología ateroesclerótica de gran vaso, embolismo cardiaco, patología de vasos pequeños, etiologías indeterminadas, y otras causas. La clasificación no emplea marcadores bioquímicos y los datos que pueden sugerir una relación entre éstos y el mecanismo del ictus son escasos. Por ello, el objetivo principal del presente estudio fue determinar los niveles plasmáticos de marcadores de trombosis (D-dímero, fibrinógeno, cociente D-dímero/fibrinógeno), e inflamación (proteína C reactiva -PCR- y velocidad de sedimentación globular -VSG-), durante la fase aguda del ictus isquémico para estudiar diferencias entre pacientes y controles, y entre los diferentes subtipos de ictus. Secundariamente, se estudió la relación entre estos parámetros y otras variables analíticas y clínicas adicionales. Pacientes y métodos: Estudio clínico, prospectivo y controlado, que incluyó 200 pacientes ingresados consecutivamente en la Unidad de Ictus del Hospital Pêro da Covilhã con diagnóstico de ictus isquémico (50 de cada subgrupo TOAST, excluyendo la categoría de otras causas) de volución inferior a 24 horas, y 50 controles. Se registraron las variables demográficas, antecedentes patológicos, factores de riesgo vascular, gravedad clínica (National Institutes of Health Stroke Scale, NIHSS), y clasificación clínica del ictus (Oxfordshire Community Stroke Project). Las variables bioquímicas principales (D-dímero, fibrinógeno, VSG, PCR, y cociente D-dímero/fibrinógeno) y secundarias (hemograma, glucemia, perfil lipídico, proteinograma) fueron analizadas en dos muestras diferentes de sangre venosa durante las primeras 48 horas. Se registraron las complicaciones neurológicas y sistémicas, la situación funcional al alta (escala modificada de Rankin, definiendo dependencia como su valor superior a 2), y el probable mecanismo del ictus (criterios TOAST). Resultados: Cincuenta y cinco pacientes presentaron un síndrome TACI, 56 PACI, 71 LACI, y 18 POCI. El síndrome TACI se asoció a valores superiores de D-dímero y del cociente D-dímero/fibrinógeno. Considerando los mecanismos, la mediana de VSG fue mayor en los pacientes con ictus aterotrombótico y lacunar. Los pacientes con ictus cardioembólico y los controles presentaron los menores valores, sin que se observaran diferencias entre subtipos. La mediana de fibrinógeno fue significativamente superior en todos los subtipos de ictus comparados con los controles. El nivel fue superior en el subtipo cardioembólico, pero las diferencias entre subgrupos no fueron significativas. Las medianas de D-dímero y del cociente D-dímero/fibrinógeno fueron superiores en los pacientes con ictus cardioembólico (p, Introduction: Stroke is one of the main causes of mortality and disability in developed countries. Considering ischemic stroke, its different aetiologies and mechanisms are related to differences in prognosis and risk of recurrence. This determines capital differences in strategies of secondary prevention. The classification applied in the Trial of Org 10172 in Acute Ischemic Stroke (TOAST) is one of the more used systems to define the mechanism of stroke. Using clinical and paraclinical data, it classifies subtypes of stroke in large vessel atherosclerotic disease, cardiac embolism, small vessel disease, undetermined aetiology, and other causes. The classification does not use biochemical markers and there are few data to support an association between the biomarkers and the mechanism of stroke. Then, the main aim of the present study was to determine plasmatic levels of thrombosis markers (D-dimer, fibrinogen, D-dimer/fibrinogen rate), and inflammation (C reactive protein -CRP- and erythrocyte sedimentation rate -ESR-), during acute phase of ischemic stroke, to assess the differences between patients and controls, and among subtypes of stroke. Secondarily, the relationship between these variables and additional analytic and clinical parameters was assessed. Patients and methods: This was a clinical study, prospective and controlled, including 200 patients consecutively admitted to Stroke Unit of Hospital Pêro da Covilhã with diagnosis of less than 24 hours ischemic stroke (50 of each TOAST subtype excluding the category of other aetiologies), and 50 controls. Demographic variables, pathological antecedents, vascular risk factors, clinical severity (National Institutes of Health Stroke Scale, NIHSS), and clinical classification of stroke (Oxfordshire Community Stroke Project) were recorded. The main (D-dimer, fibrinogen, ESR, CRP, and D-dimer/fibrinogen rate) and secondary (haemogram, glycaemia, lipid profile, proteinogram) biochemical variables were analysed in two separate samples of venous blood during first 48 hours. Neurological and systemic complications, functional status on discharge (modified Rankin scale, defining dependence as a value greater than 2), and the probable mechanism of stroke (TOAST criteria) were recorded. Results: Fifty five patients had a TACI syndrome, 56 PACI, 71 LACI, and 18 POCI. The TACI syndrome was associated with higher values of D-dimer and D-dimer/fibrinogen rate. Considering the mechanisms, median of ESR was greater in patients with atherothrombotic or lacunar stroke. The patients with cardioembolic stroke and the controls showed the smallest values and differences among subtypes were not significant. The median of fibrinogen was significantly higher in all subtypes of stroke compared with controls. The level was greater in the cardioembolic subtype, but differences among subgroups were not significant. The medians of D-dimer and D-dimer/fibrinogen rate were higher in patients with cardioembolic stroke (p

En aquesta tesi doctoral es descriuen els resultats de l'estudi farmacogenètic Geno-tPA, en el qual es va analitzar el paper de centenars de polimorfismes (SNPs) en la resposta al tractament trombolític de l'ictus isquèmic: recanalització arterial una hora després de la infusió, reoclusión arterial després d'haver recanalitzar, aparició de transformació hemorràgica iatrogènica i mortalitat intrahospitalària. Els resultats van ser confirmats en una altra cohort independent, sempre que la variable d'estudi pogués ser determinada. Es van generar models predictius amb les dades genètiques i clínics, que van ser validats en sèries clíniques independents. A més, es van realitzar estudis funcionals amb els polimorfismes associats per determinar el mecanisme mitjançant el qual s'associaven amb la variable clínica d'estudi. Aquests assaigs van incloure RT-qPCR, western blot, ELISA, nefelometria, proves de coagulació o arrays de proteïnes Searchlight. Finalment, es va seqüenciar la regió en desequilibri de lligament amb els millors marcadors per determinar si hi havia una altra variant funcional encara més associada al fenotip clínic que la inclosa en l'anàlisi inicial. Paral.lelament, es van implementar protocols de diagnòstic genètic per a les malalties monogèniques causants d'ictus CADASIL i CARASIL. Aquestes patologies es caracteritzen per presentar infarts llacunars repetitius d'inici tardà que condueixen a la demència vascular i la mort. Així, descrivim 2 noves mutacions causants de CADASIL a la nostra població, situades a l'exó 7 i 23 de NOTCH3, localitzacions infreqüents en l'espectre de la malaltia. Paral·lelament, describim el primer cas de CARASIL en població caucàsica per mutació a l’exó 4 del gen HTRA1, éssent recomanable la seva inclusió en el diagnòstic diferencial de les malalties de petit vas si el pacient presenta danys cerebrals, calvície primerenca i lesions a l’esquena., This thesis describes the results of the Geno-tPA pharmacogenetic study, which analyzed the role of hundreds of polymorphisms (SNPs) in the response to thrombolytic treatmentof ischemic stroke: recanalization one hour after t-PA infusion, arterial reocclusion of the recanalized artery, presence of iatrogenic hemorrhagic transformation and in-hospital mortality. The results were confirmed in an independent cohort, provided the study variable could be determined. Predictive models generated with genetic and clinical data, which were validated in independent clinical series. In addition, we performed functional studies with the associated polymorphisms to determine the mechanism by which they are linked with the clinical variable. These trials included RT-qPCR, western blot, ELISA, nephelometry, coagulation or protein arrays Searchlight. Finally, we sequenced the region in linkage disequilibrium with the best SNP markers to determine whether there was another functional variant even more associated with clinical phenotype that those included in the initial analysis. In parallel, I implemented genetic testing protocols for monogenic diseases causing stroke (CARASIL and CADASIL). These diseases are characterized by repetitive lacunar infarcts leading to late-onset vascular dementia and death. Thus, we describe 2 new CADASIL-causing mutations in our population, located in exon7 and 23 of NOTCH3 gene, rare locations in the spectrum of the disease. In parallel, we describe the first case of CARASIL in Caucasian population by mutation in exon 4 of HTRA1 gene, being recommended its inclusion in the differential diagnosis of small vessel diseases if the patient suffers brain damage, early baldness and back injuries.

L'ictus o infart cerebral es produeix com a resultat d'una alteració del flux sanguini cerebral que pot ser transitori, si es restableix espontàniament o mitjançant accions terapèutiques, o permanent. Aquesta malaltia suposa una de les primeres causes de mortalitat, juntament amb les malalties cardíaques i el càncer, en el món occidental. Actualment l'únic tractament disponible per a l'ictus isquèmic és l'administració de l'activador recombinant del plasminogen tissular (rt-PA) dintre de les 4,5h primeres hores des de l'inici dels símptomes. Tot i la seva eficàcia, evitant una mort/dependència de cada set pacients tractats menys del 5% del pacients amb ictus isquèmic es poden beneficiar d'aquesta teràpia. Per tant, són importants nous estudis dirigits a identificar noves dianes terapèutiques que ens permetin aplicar nous tractaments més efectius i segurs. La neuroreparació, és una estratègia terapèutica que permet recuperar tant la zona de penombra com formar nous circuits neuronals per restablir les funcions sensorials i motores perdudes. Processos com l'angiogènesi i la vasculogènesi tenen un paper clau en aquesta recuperació. És per aquest motiu, que l'objectiu d'aquesta tesi és estudiar el paper que juguen les cèl·lules endotelials progenitores (EPCs) i els nivells plasmàtics de diferents promotors i inhibidors angiogènics en el pronòstic clínic dels pacients que han patit un ictus isquèmic comparat amb controls sans. Es van fer extraccions sanguinies a pacients que havien patit un ictus isquèmic i havien rebut tractament trombolítico a diferents temps després de l'ictus i es van determinar els nivells en plasma mitjançant ELISA de PDGF-BB, HGF, FGF, VEGF, HB-EFG, PDGF-AA, KGF, TPO , VEGF-R1, VEGF-R2, TSP-1, TSP-2, endostatina, angiostatina, SDF- 1a i GM-CSF. Aquests valors es van correlacionar amb diferents parametres clínics (milloria, risc de TH) i escales neurològiques (NIHSS, rankin). Les EPCs es van aïllar a partir de la fracció mononuclear de pacients (en fase subaguda i fase aguda) i controls i la seva quantificació es va realitzar mitjançant el cultiu cel·lular i la citometria de flux. Es van fenotipar els diferents tipus de EPCs i es va determinar la seva funcionalitat mitjançant assajos de tubulogènesi en Matrigel . També es va analitzar la capacitat de secreció de factors angiogènics d'aquestes cèl·lules, així com la seva expressió gènica. Els resultats d'aquesta tesi mostren els nivells circulants d'EPCs determinats mitjançant citometria de flux es troben elevats en pacients amb ictus isquèmic comparat amb controls. De la mateixa manera, trobem una major capacitat de diferenciació a cèl·lula endotelial en els cultius cel·lulars de pacients amb ictus. Les EPCs obtingudes de pacients en la fase subaguda de l'ictus mostren una major funcionalitat in vitro que les obtingudes durant la fase aguda, i podrien se més eficients en teràpies de neuroreparació. Diferents promotors i inhibidors angiogènics es troben modulats després de l'ictus isquèmic. El nivells en plasma de PDGF-BB, d'endostatina i de TSP-2 i GM-CSF es troben augmentats en la fase hiperaguda de l'ictus comparat amb una població control.Una major angiogènesi endògena determinada pels nivells de VEGF, VEGF/endostatina o PDGF-BB/angiostatina s'associen a un menor dèficit neurològic a curt termini, sense incrementar el risc de TH. En canvi, nivells elevats de l'inhibidor angiogènic endostatina s'associen a un pitjor pronòstic funcional dels pacients al tercer mes., Stroke is the third leading cause of death and the most common cause of permanent disability in adults worldwide. In the acute phase of stroke an energy loss caused by reduction of cerebral blood flow triggers multiple brain-cell death pathways. Currently, the only available treatment for stroke is the use of thrombolytic drugs to restore brain perfusion during the hyperacute phase. The National Institutes of Neurological Disorders Study (NINDS) and the European Cooperative Acute Stroke Study (ECASS) have described the beneficial effects of intravenous tissue plasminogen activator (tPA) administered up to 3–4.5 h after symptom onset of ischemic stroke. However, despite its proven efficacy, tPA is only given to less than 5% of stroke patients due to its narrow therapeutic window and the fact that it carries an increased risk of intracranial hemorrhage. Therefore, there is an urgent need for new stroke therapies applicable beyond the hyperacute phase. One promising therapeutic strategy is to induce neovascularization in the brain. Our aim was study the role of endothelial progenitor cells (EPCs) and the association between plasma levels of different angiogenic promoters and inhibitors and clinical outcome of ischemic stroke patients. Blood samples were drawn from tPA-stroke patients and controls at different time-points after ischemic event and plasma level of PDGF-BB, HGF, FGF, VEGF, HB-EFG, PDGF-AA, KGF, TPO , VEGF-R1, VEGF-R2, TSP-1, TSP-2, endostatina, angiostatina, SDF-1a and GM-CSF was determined. Angiogenic promoters and inhibitors levels were associated with different clinical parameters (TH, NIHSS and mRS scales). EPCs levels in each group were quantified by flow cytometry and cell culture assays. Immunophenotyping was performed using multiple markers (UEA-lectin, CD133, vWF and KDR) and tubulogenic function was assessed with the Matrigel® assay. The produced angiogenic factors were quantified by multiple ELISA and RT-PCR. Fluorescence activated cell sorting (FACS) revealed higher levels of circulating CD133+/CD34+/KDR+/CD45+ cells in the acute strokes as compared to the control subjects (p=0.02). On the other hand, more EPCs grew in cell culture from subacute strokes (p=0.016) than from controls. The endothelial and progenitor lineages of the EPCs were confirmed by immunophenotyping. Interestingly, the appearance of outgrowth EPCs (OECs) correlated positively to stroke severity (p=0.013). Finally, greater capacity to induce vasculogenesis in vitro was found in EPCs from subacute strokes (p=0.03), which we attribute to a higher expression and secretion of angiogenic factors. Baseline PDGF-BB, endostatin and thrombospondin-2 levels were higher in stroke patients than in controls (p

Introducción y objetivos: La sobrecarga de hierro se ha asociado a un incremento del estrés oxidativo y del daño cerebral en modelos experimentales de isquemia y reperfusión cerebral. Este estudio investiga como objetivo primario si las concentraciones elevadas de ferritina en suero, como indicador de los depósitos corporales de hierro, se asocian a un peor pronóstico funcional, a la transformación hemorrágica (TH) del infarto y al edema cerebral después del tratamiento con activador recombinante tisular del plasminógeno (r-tPA) en pacientes con ictus isquémico agudo, y como objetivo secundario, mediante la determinación de biomarcadores de excitotoxicidad, inflamación y rotura de la barrera hematoencefálica, los mecanismos potencialmente asociados con el daño cerebral relacionado con el hierro en estos pacientes. Métodos: Un total de 134 pacientes consecutivos tratados con r-tPA intravenoso fueron incluidos de forma prospectiva en 4 centros hospitalarios. Las concentraciones en suero de ferritina (como indicador de los depósitos celulares de hierro), glutamato (como indicador de excitotoxicidad), interleucina-6 (como indicador de inflamación) y metaloproteasa-9 y fibronectina celular (como indicadores de rotura de la barrera hematoencefálica) fueron determinadas al ingreso, a las 24 y 72 horas después de la administración del tratamiento trombolítico. Se realizó una TC craneal al ingreso y a las 24-36 horas de la infusión del r-tPA. La gravedad neurológica y la situación funcional fueron evaluadas mediante las escalas National Institute of Health Stroke Scale (NIHSS) y la modified Rankin Scale (mRS). Resultados: La TC craneal mostró TH en 27 pacientes (infarto hemorrágico en15 y hematoma parenquimatoso (HP) en 12; sintomático en 4) y edema cerebral con desplazamiento de la línea media en15. Un 54,5% de pacientes presentó una evolución funcional desfavorable (mRS>2) a los 90 días. Las concentraciones basales de ferritina fueron significativamente más elevadas en los pacientes con mal pronóstico a los 90 días (mediana [cuartiles], 165 [98,307] frente 17 [12,37] ng/mL; p 79 ng/mL fueron 4.2 [95%CI, 0.8-22] y 6.4 [95%CI, 1.3-32]. Las concentraciones basales en suero de ferritina antes de la infusión del r-tPA mostraron una correlación con las concentraciones basales de glutamato (r= 0.59, p2) at 90 days was observed in 54.5% of patients. Ferritin levels at baseline were higher in patients with poor outcome at 90 days (median [quartiles], 165 [98,307] versus 17 [12,37] ng/mL; p 79 ng/mL were 4.2 [95%CI, 0.8-22] and 6.4 [95%CI, 1.3-32]. Serum ferritin levels before t-PA infusion correlated to glutamate (r= 0.59, p

L'ictus o infart cerebral es produeix com a conseqüència d'una alteració del flux dels vasos sanguinis cerebrals. Actualment l'única opció terapèutica aprovada pel tractament de l'ictus isquèmic en la fase aguda és l'administració de l'activador recombinant del plasminogen tissular, el rt-PA. El rt-PA és un fibrinolític que junt amb el plasminogen endogen, forma un complex que s'uneix a la fibrina i la degrada dissolent l'èmbol i produint la recanalització de l'artèria. Desgraciadament, el rt-PA apart de dissoldre el coàgul també té efectes adversos com és l'increment del risc de patir transformacions hemorràgiques (TH) i efectes neurotòxics.Les Metal·loproteïnases de Matriu (MMPs) són una família d'endopeptidases que poden degradar diferents substrats que formen part de la matriu extracel·lular. Les MMPs juguen un paper fonamental tant a la fase aguda com a la fase crònica de l'ictus. Les MMPs poden contribuir al dany neuronal i vascular, al creixement de l'infart i a l'aparició d'hemorràgies durant la fase hiperaguda. Quines MMPs participen en cada un d'aquests processos i si tenen diferents funcions en els diferents temps després d'un esdeveniment isquèmic és quelcom que encara es desconeix.Així en aqustea Tesi Doctoral el nostre objectiu era respondre algunes d'aquestes qüestions i després dels diversos estudis presentats en aquesta tesi, varem concloure que:i. La Microdissecció Làser (LMD) és una tècnica pràctica i fiable que permet aïllar poblacions cel·lulars específiques del parènquima cerebral i que permet obtenir-ne petites quantitats de proteïna exclusives d'aquests tipus cel·lulars que poden ser analitzades per tècniques de proteòmica, com són la zimografia en gelatina, el western blot o els ELISA múltiples.ii. La infiltració de neutròfils a les zones infartades i hemorràgiques i els nivells locals elevats de MMP-9 es relacionen amb la degradació del col·lagen IV de la làmina basal i el trencament de la barrera hematoencefàlica. La MMP-9 vascular i de les cèl·lules inflamatòries està directament implicada en les complicacions hemorràgiques que segueixen a un ictus isquèmic.iii. El tractament amb rt-PA promou la degranulació dels neutròfils ex vivo i l'alliberació per part d'aquests de MMP-9, a més de MMP-8 i TIMP-2.iv. L'activació de les MMPs amb activitat gelatinasa/col·lagenasa es produeix en els primers instants després de la isquèmia, tan aviat com 30 minuts en el model d'isquèmia cerebral focal en rata. Aquesta actitivitat es localitza inicialment en el nucli de les cèl·lules i en temps més tardans també al citoplasma.v. La MMP-13 és activada al parènquima cerebral humà i de rata després d'una isquèmia cerebral i es troba fonamentalment en neurones però també en oligodendròcits i astròcits. Aquesta MMP-13, a més, es localitza majoritàriament en el nucli d'aquestes cèl·lules a la zona de l'infart. Així mateix, el tractament de deprivació d'oxigen i glucosa promou la seva localització nuclear en cultius neuronals.vi. MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-8, MMP-9, MMP-10, MMP-13 i TIMP-1 es troben augmentades al cervell humà després d'un ictus isquèmic. En el cervell isquèmic, la MMP-9 i el TIMP-2 són produïts fonamentalment pel component vascular, mentre que la MMP-10 es produeix bàsicament en neurones.En conjunt, els resultats incrementen el coneixement tant de la patologia cerebrovascular isquèmica en si mateixa com del paper que juguen les MMPs en els diferents processos de la patofisiologia de la malaltia. Tot plegat els resultats identifiquen noves proteases implicades en els diferents tipus de dany que segueixen al fenòmen isquèmic, i a més, aporten un millor coneixement en la localització subcel·lular i de les cèl·lules productores d'aquestes MMPs tant en el parènquima cerebral com en la unitat neurovascular., Stroke or cerebral ischemia appears as a consequence of a blood flow alteration in brain blood vessels. Nowadays, the only therapy for ischemic stroke treatment during the acute phase is the administration of the recombinant tissue plasminogen activator, rt-PA. This drug is a fibrinolytic that, together with the endogen plasminogen, makes a complex that binds fibrin and degrades this last one, dissolving as a consequence the blood clot producing the artery recanalization. Unfortunately, rt-PA, in addition to the therapeutical effect, presents as well dangerous sides effects such as the increment of hemorrhagic transformations (HT) and neurotoxic effects.Matrix Metalloproteinases (MMPs) are a family of endopeptidases that degrade different substrates of the extracellular matrix. MMPs play an important role in both acute and subacute phase of stroke. MMP may contribute to neuronal and vascular damage, infarct growth and hemorrhagic transformations during the acute phase. Which MMPs participate in each of these processes and their function in different periods after and ischemic event is something that remains to be elucidated.Thus, in the Doctoral Thesis we aimed to address some of these questions and after all the studies presented we concluded that:1. Laser Microdissection (LMD) is a reliable technique that allows us to isolate different cellular populations in the brain parenchyma and that permits to obtain enough protein amounts of these different cell types to be used in proteomic techniques such us gelatin zymography, western blot or multiple ELISA.2. Neutrophil infiltration in infarcted and hemorrhagic areas, and local levels of MMP-9 are related to type IV collagen degradation in the basal lamina and blood brain barrier disruption. Inflammatory and vascular MMP-9 is directly involved in hemorrhagic transformations that follow ischemic stroke.3. rt-PA treatment promotes neutrophil degranulation ex vivo and the release of MMP-9, but also MMP-8 and TIMP-2.4. MMPs' Gelatinase/Collagenase activity appears in the very early moments after cerebral ischemia, as soon as 30 minutes after artery occlusion in a rat model of focal ischemia. This activity is localized first in the nucleus of cells and after long periods of ischemia the activity spreads to cytoplasm. 5. MMP-13 is activated in human and rat brain parenchyma after cerebral ischemia and is found basically in neurons but also in oligodendrocytes and astrocytes. MMP-13 is localized mostly in the nucleus of these cells in the infarct core. Moreover, oxygen and glucose deprivation (OGD) promotes its nuclear localization in primary neuronal cell cultures.6. MMP-1, MMP-2, MMP-3, MMP-8, MMP-9, MMP-10, MMP-13 and TIMP-1 are found increased in human brain samples after an ischemic stroke. In the ischemic brain, MMP-9 and TIMP-2 are basically produced in blood vessels and MMP-10 is mainly produced by neurons.Altogether, these results improve the knowledge on the cerebrovascular pathology itself but also on the role of MMPs in the pathophysiology of the disease. We identify new proteases involved in the different types of damage that follow cerebral ischemia and, more importantly, we clarify the cellular and subcellular origin and localization of these MMPs both in the brain parenchyma and in the neurovascular unit.

Introducción: El ictus isquémico representa una importante causa de mortalidad y discapacidad en todo el mundo. La trombolisis intravenosa con activador del plasminógeno tisular recombinante (rt-PA) ha demostrado su eficacia en el tratamiento del ictus isquémico agudo, aunque sólo la mitad de los pacientes logran una respuesta clínica favorable. El conocimiento sobre los factores que influyen en la respuesta terapéutica son limitados. Esta Tesis se centra en dos procesos con potencial impacto pronóstico en el ictus isquémico tras la trombolisis: el perfil dinámico de la recanalización arterial y el curso precoz de la presión arterial (PA). Objetivos: 1) Evaluar el impacto de la velocidad de recanalización (VR) tras la trombolisis sobre el crecimiento de la lesión isquémica en difusión (DWI) por resonancia magnética (RM) y sobre la evolución clínica precoz y el pronóstico funcional. 2) Conocer la influencia de los cambios de la PA durante la fase aguda sobre la evolución de la lesión isquémica en DWI y sobre el pronóstico clínico.Métodos: Estudiamos prospectivamente pacientes con un ictus por oclusión aguda de arteria cerebral media tratados con rt-PA. Se realizó una RM con DWI dentro de las primeras 6 horas y a las 36-48 horas desde el inicio de los síntomas. El crecimiento de la lesión isquémica en DWI (crecDWI) se definió como volumen DWI final - inicial. En el primer trabajo se incluyeron 113 pacientes en los que se realizó una monitorización continua por Doppler transcraneal (DTC) durante 2 horas tras el bolus de rt-PA para determinar la VR, clasificándose en súbita (Resultados:1) Del total, 63 (55,7%) pacientes recanalizaron durante las primeras 2 horas tras la trombolisis. La VR fue súbita en 20,6%, escalonada en 50,8% y lenta en 28,6%. La VR se correlacionó con el crecDWI (r=0.52; p2) La variabilidad de la PA (desviación estándar de la media de 24 horas) se correlacionó con el crecDWI (r=0.46; p=0.0003 para sistólica; r=0.26; p=0.02 para diastólica), la evolución clínica precoz (p=0.06 para sistólica; p=0.01 para diastólica) y el pronóstico funcional (p=0.002 para sistólica; p=0.07 para diastólica). Sin embargo, el significado pronóstico de la variabilidad de PA varió en función de la presencia de recanalización. El aumento de la variabilidad de PA sistólica fue predictor independiente de mayor crecDWI (beta: 6.9; IC 95%: 3.2-10.7; p=0.003) y de peor pronóstico funcional (OR: 11; IC 95%: 2.2-56.1; p=0.004) en pacientes sin recanalización. En cambio, la PA no se relacionó con la evolución clínico-radiológica en pacientes con recanalización.Conclusiones: 1) La identificación de la VR tras la trombolisis intravenosa ayuda a predecir precozmente la evolución de la lesión isquémica y el pronóstico a corto y largo plazo tras el ictus en pacientes tratados con trombolisis intravenosa. 2) La variabilidad de PA durante la fase aguda del ictus se asocia al grado de crecimiento de la lesión isquémica y el curso clínico. Sin embargo, su impacto pronóstico depende de la ausencia de recanalización tras la trombolisis., Background: Ischemic stroke is one of the leading causes of death and disability worldwide. There is evidence that intravenous (IV) thrombolysis with recombinant tisular plasminogen activator (rt-PA) is an effective treatment in acute ischemic stroke. However, only half of rt-PA treated patients achieve a good clinical outcome. Information on factors influencing the response to intravenous rt-PA is limited. This Thesis focuses on two processes that may have a relevant prognostic impact on ischemic stroke after thrombolysis: the dynamic profile of arterial recanalization and the early blood pressure (BP) course. Objectives: 1) To evaluate the impact of the speed of recanalization (SR) on the acute ischemic lesion evolution using diffusion-weighted imaging (DWI) and on outcome in stroke patients treated with intravenous rt-PA). 2) To investigate the influence of early BP changes on DWI lesion evolution and clinical outcome after thrombolysis.Methods: Consecutive IV rt-PA-treated stroke patients with middle cerebral artery occlusion were studied. All patients underwent magnetic resonance imaging studies including DWI within the first 6 hours and at 36-48 hours after symptom onset. DWI lesion evolution was assessed as the difference between final and initial DWI. In the first study, we evaluated 113 patients who were continuously monitored with transcranial Doppler (TCD) during the first 2 hours after tPA administration. The SR was defined as sudden (Results: 1) Sixty-three (55,7%) patients recanalized during TCD monitoring. Of them, 20,6% recanalized suddenly, 50,8% in a stepwise manner, and 28,6% recanalized slowly. SR was significantly correlated with DWI lesion growth at 36-48 hours (r=0.52; p2) BP variability, estimated as the SD of the 24h-mean, was associated with DWI lesion growth (r=0.46, p=0.0003 for systolic BP and r=0.26, p=0.02 for diastolic BP), early clinical course (p=0.06 for systolic BP and p=0.01 for diastolic BP), and functional outcome (p=0.002 for systolic BP and p=0.07 for diastolic BP). However, the prognostic significance of BP changes differed depending on the presence of recanalization: systolic BP variability emerged as an independent predictor of DWI lesion growth (beta: 6.9; 95% CI, 3.2 to 10.7, p=0.003) and worse stroke outcome (OR: 11;95%; CI: 2.2 to 56.1; p=0.004) in patients without recanalization, but not in recanalized patients.Conclusions:1) The identification of the SR allows the early prediction of DWI lesion evolution and clinical outcome in acute stroke patients treated with intravenous thrombolysis. 2) The degree of BP variability is associated with DWI lesion growth and clinical course in patients with stroke treated with IV rt-PA. However, its impact varies depending on the occurrence of early recanalization after thrombolysis.

[Introducción]: La heparina no fraccionada (HNF) se utiliza en el tratamiento del ictus desde varias décadas como fármaco anticoagulante. Los ensayos clínicos aleatorizados no han demostrado eficacia de este tratamiento, por lo que se desaconseja su uso. Sin embargo estos estudios tienen numerosas limitaciones como un excesivo retraso en el inicio del tratamiento, la vía de administración del fármaco y la falta de monitorización. En los últimos años se han descrito numerosas propiedades antiinflamatorias de la HNF que podrían ser beneficiosas en la isquemia cerebral aguda. [Objetivos]: Establecer un modelo animal de tratamiento continuo con HNF que permita mantener una heparinemia dentro de los márgenes terapéuticos deseados y determinar si la HNF administrada de la manera adecuada es neuroprotectora en un modelo de isquemia-reperfusión cerebral focal en rata. Estudiar si hay mecanismos antiinflamatorios involucrados en este efecto neuroprotector. Analizar marcadores séricos de inflamación en pacientes con ictus para determinar si existe un efecto antiinflamatorio al usar HNF. Desarrollar un ensayo clínico aleatorizado comparando la HNF con la aspirina en el tratamiento del ictus isquémico agudo para evaluar la superioridad de este tratamiento. [Métodos y Resultados]: Evaluamos la farmacocinética de la HNF en diferentes grupos de rata mediante reactivos cromógenos y encontramos que la dosis que mantenía una heparinemia constante de 0.3 a 0.6 U/mL fue un bolus de 200 U/kg seguido de una perfusión intraperitoneal de 70 U/kg/h. Mediante la técnica de oclusión endoluminal de la arteria cerebral media determinamos que la HNF iniciada a las 3 horas de la isquemia reducía el volumen de infarto cerebral en un 46% respecto al grupo control. Este efecto neuroprotector se acompañó de una elevación de los niveles plasmáticos de IL-10, de una mayor expresión de hemooxigenasa-1, y de una menor expresión de VCAM-1. En pacientes con isquemia cerebral agudo, encontramos una mayor respuesta de fase aguda (leucocitos totales, porcentaje de polimorfonucleares y velocidad de sedimentación globular) en los tratados con aspirina que en los que recibieron HNF. La reacción de fase aguda fue menor que presentaban una recuperación completa al alta. Además se demostró una asociación positiva entre el uso de HNF y la recuperación completa, sobre todo en el ictus no lacunar. En otro estudio el aumento de VCAM-1 sérica a las 48 horas se asoció de forma independiente con una peor recuperación a los 6 meses. Los niveles de VCAM-1 sérica fueron 1.24 veces mayores en los pacientes tratados con aspirina. Por último, realizamos un ensayo aleatorizado, el estudio RAPID, comparando la eficacia de la aspirina y de la HNF en el ictus isquémico no lacunar de menos de 12 horas de evolución. El estudio se cerró prematuramente con 67 pacientes incluidos. La HNF demostró un perfil de seguridad igual al de la aspirina., [Conclusiones]: La HNF administrado de forma adecuada es neuroprotectora en el modelo de isquemia-reperfusión cerebral focal de rata, ya que reduce en un 46% el volumen de infarto. La acción neuroprotectora de la HNF está mediada por mecanismos antiinflamatorios, como el incremento de la IL-10 plasmática, el aumento de la expresión de la hemooxigenasa-1 y la inhibición de la inducción de la VCAM-1. En pacientes con ictus tratados con HNF se observa una menor respuesta de fase aguda y niveles séricos más bajos de VCAM-1. Esta disminución de marcadores inflamatorios se asoció con una mejor recuperación funcional. La medicina basada en la evidencia no tiene, en estos momentos, datos suficientes para evaluar la eficacia y segundad del tratamiento con HNF en las primeras 12 horas tras un ictus isquémico no lacunar. No obstante, el estudio RAPID aporta que el perfil de seguridad de la HNF puede ser similar al de la aspirina y una mayor eficacia en la prevención de recurrencias tempranas.