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Although chemotherapeutic drugs are widely used in order to improve the cancer outcome, drug resistance remain the most unpredictable factor affecting chemotherapy and a major impediment to successful patient’s treatment. Understanding the cellular mechanisms leading to chemoresistance may dramatically impact on the way chemotherapeutic drugs are used. Then, it would allow selecting the most suitable personalized therapy. It has become increasingly clear that many chemotherapeutic agents kill susceptible cells through the induction of the physiological cell death program. Accordingly, deregulation of any gene involved in the activation or execution of the death processes may be a major mechanism of chemoresistance. Tumor suppressor and DNA repair genes were classified as important mediators of chemotherapeutic respons. While inactivation of tumor suppressor genes could lead to drug resistance, inactivation of DNA repair genes, drug metabolisms, and detoxification genes might lead to drug sensitivity. This can be due to different mechanisms like regional hypermethylation and/or global hypomethylation. The possibility that some genes conferring chemoresistance are reversibly switched on/off by DNA methylation is particularly important and may have relevant clinical implications. A very potent specific inhibitor of DNA methylation, 5-AZA, has been widely used as a demethylating agent in vitro, and is used clinically in the treatment of acute leukemia and myelodysplasia. The present Doctoral Thesis has been devoted to provide further knowledge about the cross-talk between genes promoters DNA methylation status and tumors chemosensitivity, on a more detailed understanding of the influence of its changes in resistance to dacarbazine and to platinum agents, such oxaliplatin and cisplatin. We also pretend to explore alternative therapies as an attempt for reverse tumors chemoresistance the main cause of patients dead. In order to address these goals, we studied two cancer models, colorectal and testicular germ cell tumors. 1º Study: 68 patients were enrolled in this study and treated with dacarbazine. Overall, 2% achieved partial response and 12% had stable disease. Better outcome was significantly associated with MGMT promoter hypermethylation. 2º Study: We found that oxaliplatin resistance in colon cancer cells depends on the DNA methylation-associated inactivation of SRBC gene. SRBC over-expression or depletion gives rise to sensitivity or resistance to oxaliplatin, respectively. SRBC epigenetic inactivation occurred in primary tumors from a discovery cohort of colorectal cancer patients, predicting shorter progression free survival, particularly in oxaliplatin­treated cases for which metastasis surgery was not indicated. 3º Study: We report the perpetuation of serially cisplatin-refractory orthotopic transplantable patient-derived nonseminomatous tumor grafts in mice, named orthoxenografts, as a system to investigate cisplatin refractoriness from a genetic perspective and for the preclinical development of novel targeted therapies based on overcoming cisplatin-resistance. Here we found UGCG implicated in cisplatin resistance. By quimical inactivation we were able to revert cisplatin resistance in ortoxenograt tumors. 4º Study: To explore if MGMT promoter methylation changes have a role in cisplatin chemoresistance, we study it methylation status in cisplatin sensitive and paired resistant human non-seminoma cancer cell lines, xenograft tumors and in clinical samples from metastasic patients treated with cisplatin-based chemotherapy. We found that cisplatin sensitive samples are related with MGMT promoter hypermethylation associated with its loss of expression. Clinically, the presence of MGMT promoter methylation is related with better overall survival in metastasic patients with testicular germ cell cancer. Inhibition of MGMT with O6-benzylguanine in vitro or in vivo increases the sensitivity to cisplatin and temozolomide, being this a possible chemotherapeutic approach to re-sensibilize human non-seminoma refractory tumors. We conclude that the methylation status of the gene promoters influences tumor sensitivity to different chemotherapeutic agents. We demonstrated that inhibition of MGMT and UGCG can be therapeutic ways for rescue patient’s refractory to cisplatin., La quimioresistencia es el principal limitante para el tratamiento del paciente oncológico. La comprensión de los mecanismos celulares que conducen a la quimioresistencia puede tener un impacto drástico en la utilización de los fármacos. Estos agentes destruyen las células sensibles por inducción de programas de muerte celular. La desregulación de genes implicados en estos mecanismos puede ser una manera de quimioresistencia. Genes supresores tumorales y de reparación del ADN son importantes en estos procesos. Mientras que la inactivación de los primeros lleva a la quimioresistencia, la inactivación de los segundos puede conducir a quimosensibilidad. Mecanismos como la epigenética puede ser responsables por la alteración de estos genes. Por ejemplo, la hipermetilación del ADN en los promotores puede causar el silenciamiento de genes, y/o la hipometilación global producir la activación de otros genes. Pretendemos determinar si los cambios del perfil de metilación del ADN son importantes en la adquisición de resistencia a la quimioterapia. 1º estudio: 68 pacientes con cáncer colorectal (CCR) metastásico recibieron tratamiento con dacarbazina. 3% alcanzó una respuesta parcial y 12% la estabilización de la enfermedad. El mejor resultado se asoció a la hipermetilación del gen MGMT. 2º estudio: La resistencia al oxaliplatino depende en parte de la hipermetilación del gen SRBC. Este hecho predice una supervivencia libre de progresión más corta en pacientes tratados con oxaliplatino para los que no estaba indicada la cirugía de las metástasis. 3º Estudio: Descubrimos que el gen UGCG tiene un papel en resistencia de tumores testiculares germinales al cisplatino (CDDP). Sugerimos un agente químico que podría ser utilizado re-sensibilizar este tipo de tumores refractarios al CDDP. 4º estudio: MGMT se presenta hipermetilado en los modelos de cáncer testicular sensibles al cisplatino. En pacientes la hipermetilación de este gen encontrase asociada a una mayor supervivencia global. Se demostró que la inactivación de esto gen en tumores resistentes podría re-sensibilizarlos al CDDP. El estado de metilación de los promotores génicos influye en la sensibilidad tumoral a diferentes agentes quimioterapéuticos. Ponemos en evidencia que la inhibición de MGMT y UGCG pueden ser opciones terapéuticas para la rescatar pacientes refractarios al CDDP.

El riesgo de infección en cualquier ser humano depende, por un lado, de la intensidad de la exposición a microorganismos potencialmente patógenos y, por el otro, de la integridad de los mecanismos de defensa del huésped, incluidas las barreras anatómicas, la inmunidad humoral y la mediada por células. El estado de salud y la condición premórbida del paciente representan factores de riesgo adicionales al generar defectos cualitativos o cuantitativos en el funcionamiento de la respuesta inmune que pueden aumentar el riesgo de padecer diferentes tipos de infecciones. Ejemplo de ello son la diabetes mellitus o las enfermedades hepática, cardíaca o renal crónicas. Los pacientes con neoplasias son un ejemplo paradigmático, pues tienen un riesgo aumentado de infección debido a diferentes motivos: el daño a las barreras anatómicas es común después de la quimio o radioterapia o luego de procedimientos invasivos como son, por ejemplo, catéteres endovenosos o cirugías; además, la propia malignidad subyacente o las intervenciones terapéuticas inmunosupresoras (quimioterapia, corticosteroides y la radioterapia) son responsables de defectos inmunes. Por todo lo expuesto esta población de pacientes puede englobarse en el término inmunodeprimido. Los inmunodeprimidos son un problema relevante de salud, debido al aumento de su prevalencia, y también por el alto consumo de recursos que suponen. Los pacientes inmunodeprimidos tienen mayor riesgo de enfermar y, consecuentemente, de requerir ingreso en las Unidades de Cuidados Intensivos (UCI). Dos de esas poblaciones, especialmente relevantes por el aumento de su incidencia y por sus potenciales complicaciones son los pacientes hemato-oncológicos y los pacientes con infección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH). Cada vez con mayor frecuencia observamos en nuestra actividad diaria en UCI la necesidad de asistir a estos pacientes. Los pacientes hospitalizados tienen riesgo de desarrollar infecciones nosocomiales. Estas infecciones son relevantes por su potencial gravedad y el elevado coste que generan, sobre todo en el ámbito de la UCI. Una particularidad de estas infecciones es que, con frecuencia, son debidas a microorganismos multirresistentes (MMR), ya que el ingreso a estas unidades condiciona un cambio de la microflora endógena de los pacientes, provocando colonización por gérmenes del ámbito hospitalario, con una sensibilidad a antibióticos diferente. Existe la sensación que los pacientes inmunodeprimidos críticos tienen un riesgo aumentado de presentar infecciones nosocomiales por MMR, así como de una peor evolución cuando las presentan. Sin embargo, hay pocos estudios que hayan analizado esta circunstancia. Esto resulta de interés pues serviría para elaborar guías y protocolos con la intención de determinar la mejor estrategia de uso de antibióticos, y establecer los factores potencialmente modificables para mejorar el pronóstico. Por este motivo se planteó el desarrollo de esta Tesis Doctoral. En ella se incluyen dos trabajos que tienen como principales objetivos evaluar y comparar pacientes críticos con neoplasias malignas (hematológicas y nohematológicas) con aquellos sin neoplasia en términos de adquisición de MMR, infecciones y mortalidad (Artículo 1); y evaluar y comparar pacientes críticos infectados por el VIH con aquellos sin esta infección en los mismos términos (Artículo 2). Para ello se realizó un estudio observacional, prospectivo de cohortes de pacientes ingresados en una UCI médica de ocho camas para adultos en un hospital universitario de 700 camas durante un período de 35 meses. Se obtuvieron frotis de fosas nasales, de faringe y de recto, y se recogieron cultivos de secreciones respiratorias dentro de las 48 h del ingreso y tres veces por semana a partir de entonces. Además se obtuvieron otros cultivos según se considerara necesario por el médico tratante. Se recogieron también variables clínicas cuantitativas y cualitativas que se consideraron de importancia, como factores de riesgo o pronóstico, además de las escalas de gravedad al ingreso y durante la estancia en UCI. Se utilizó un análisis de regresión logística multivariante para evaluar la mortalidad en la UCI. El protocolo del estudio fue aprobado por el Comité de Ética en Investigación Clínica del Hospital Clínic de Barcelona. Los principales resultados de ambos estudios demuestran que ambas poblaciones de pacientes críticos inmunodeprimidos (hemato-oncológicos o infectados por VIH) no parecen tener un mayor riesgo de adquisición de microorganismos resistentes o infecciones durante su estancia en UCI. Además, el pronóstico de su estancia en UCI no se relaciona con la adquisición de estos agentes patógenos o las infecciones adquiridas intra-UCI, ni tampoco con tener o no infección por VIH, sino a la gravedad de la enfermedad al ingreso y a la condición de tener una neoplasia hematológica.

PURPOSE: To identify tissue microRNAs predictive of sunitinib activity in patients with metastatic renal-cell-carcinoma (MRCC) and to evaluate in vitro their mechanism of action in sunitinib resistance. METHODS: We screened 673 microRNAs using TaqMan Low-density-Arrays (TLDAs) in tumors from MRCC patients with extreme phenotypes of marked efficacy and resistance to sunitinib, selected from an identification cohort (n = 41). The most relevant differentially expressed microRNAs were selected using bioinformatics-based target prediction analysis and quantified by qRT-PCR in tumors from patients presenting similar phenotypes selected from an independent cohort (n = 101). In vitro experiments were conducted to study the role of miR-942 in sunitinib resistance. RESULTS: TLDAs identified 64 microRNAs differentially expressed in the identification cohort. Seven candidates were quantified by qRT-PCR in the independent series. MiR-942 was the most accurate predictor of sunitinib efficacy (p = 0.0074). High expression of miR-942, miR-628-5p, miR-133a, and miR-484 was significantly associated with decreased time to progression and overall survival. These microRNAs were also overexpressed in the sunitinib resistant cell line Caki-2 in comparison with the sensitive cell line. MiR-942 overexpression in Caki-2 up-regulates MMP-9 and VEGF secretion which, in turn, promote HBMEC endothelial migration and sunitinib resistance. CONCLUSIONS: We identified differentially expressed microRNAs in MRCC patients presenting marked sensitivity or resistance to sunitinib. MiR-942 was the best predictor of efficacy. We describe a novel paracrine mechanism through which high miR-942 levels in MRCC cells up-regulates MMP-9 and VEGF secretion to enhance endothelial migration and sunitinib resistance. Our results support further validation of these miRNA in clinical confirmatory studies.

Alba Gomà,1,* Roser Mir,1–3,* Fina Martínez-Soler,1,4 Avelina Tortosa,4 August Vidal,5,6 Enric Condom,5,6 Ricardo Pérez–Tomás,6 Pepita Giménez-Bonafé1 1Departament de Ciències Fisiològiques II, Faculty of Medicine, Campus of Health Sciences of Bellvitge, Universitat de Barcelona, IDIBELL, Barcelona, Spain; 2División de Investigación Básica, Instituto Nacional de Cancerología, México DF, Mexico; 3Instituto de Física, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), México DF, Mexico; 4Department of Basic Nursing, School of Nursing of the Health Campus of Bellvitge, Universitat de Barcelona, 5Department of Pathology, Hospital Universitari de Bellvitge, 6Department of Pathology and Experimental Therapeutics, Universitat de Barcelona, IDIBELL, Barcelona, Spain*These authors contributed equally to this work Background: One of the problems in prostate cancer (CaP) treatment is the appearance of the multidrug resistance phenotype, in which ATP-binding cassette transporters such as multidrug resistance protein 1 (MRP1) play a role. Different localizations of the transporter have been reported, some of them related to the chemoresistant phenotype.Aim: This study aimed to compare the localization of MRP1 in three prostate cell lines (normal, androgen-sensitive, and androgen-independent) in order to understand its possible role in CaP chemoresistance.Methods: MRP1 and caveolae protein markers were detected using confocal microscopy, performing colocalization techniques. Lipid raft isolation made it possible to detect these proteins by Western blot analysis. Caveolae and prostasomes were identified by electron microscopy.Results: We show that MRP1 is found in lipid raft fractions of tumor cells and that the number of caveolae increases with malignancy acquisition. MRP1 is found not only in the plasma membrane associated with lipid rafts but also in cytoplasmic accumulations colocalizing with the prostasome markers Caveolin-1 and CD59, suggesting that in CaP cells, MRP1 is localized in prostasomes.Conclusion: We hypothesize that the presence of MRP1 in prostasomes could serve as a reservoir of MRP1; thus, taking advantage of the release of their content, MRP1 could be translocated to the plasma membrane contributing to the chemoresistant phenotype. The presence of MRP1 in prostasomes could serve as a predictor of malignancy in CaP.Keywords: prostate cancer, MRP1, Caveolin-1, lipid rafts, caveolae, prostasomes

[cat] La diarrea és la segona causa de mortalitat infantil a nivell mundial, essent també una de les afectacions més freqüent en viatgers després d’un viatge a zones tropicals. Els patògens implicats de manera més freqüent són d'origen bacterià, destacant per la seva rellevància soques diarreogèniques d'Escherichia coli i Shigella spp. Aquesta patologia usualment sol ser de caràcter autolimitant, però a vegades requereix de l'ús d'antimicrobians, ja sigui per la seva durada o severitat. Lamentablement al llarg dels últims anys els nivells de resistència a antimicrobians no han fet més que incrementar, dificultant els tractaments i fent precís la introducció de noves alternatives de tractament. En la present tesi s'analitzen tant els nivells com els mecanismes de resistència a antimicrobians en soques bacterianes causants de diarrea infantil en zones periurbanes de Lima (Perú), així com de mostres causants de diarrea en viatgers. Els resultats mostren elevats nivells de resistència als antimicrobians que s’usen actualment en el tractament d’aquesta patologia, especialment a ampicil·lina, cotrimoxazol i les quinolones. En aquest últim cas, el resultats obtinguts en analitzar les mostres d'origen infantil van mostrar uns nivells inusualment elevats de resistència, donat el fet que les quinolones no s'usen en aquest segment d'edat. Aquest fet indica que les soques han estat en contacte amb formes residuals, el que fa suposar que l'adquisició de la resistència s’ha produït de manera exògena, potser com a conseqüència d’un ús elevat de quinolones en altres ambients. Així en aquestes soques es constatà una elevada proporció de mutacions als gens gyrA i parC, així com la presència d'elements de resistència transferibles: qnrB o aac (6 ') Ib-cr. Es determina l’us potencial de la rifaximina com una alternativa als tractaments actuals, tant les dades obtingudes in vitro, com la seva baixa capacitat de desenvolupar mutants in vitro resistents als antimicrobians van mostrar la seva potencial utilitat en el tractament de la diarrea d’origen bacterià. A més a més es va observar que les soques que esdevenien resistents, aquesta selecció perdurava en el temps, essent de caràcter estable. No obstant els resultats obtinguts en analitzar les soques comensals i diarreogèniques d'E coli aïllades de nens menors de 2 anys de la zona de Chorrillos (Lima) es va veure que presentaven elevades proporcions de resistència a antimicrobians, associats sobretot a sobreexpressió de bombes d’expulsió inhibibles per Phenyl-Argynil-beta- Naphtylamyda (un inhibidor de bombes), fet que suggereix la presència de factors ambientals que afavoreixin la desregulació d'aquestes bombes fent que els bacteris esdevinguin resistents., [eng] Diarrhea is the second leading cause of child mortality worldwide, being also the most common of the effects on travelers after trip to the tropics. The most frequent pathogen isolated are bacteria, and among these diarrheogenic Escherichia coli and Shigella spp are relevant. Usually diarrhoea is a self-limiting disease, but sometimes depending of the duration or severity, the use of antimicrobials is required. Unfortunately, over in the last years, the levels of antimicrobial resistance have been increased and the introduction of alternatives of treatment are necessary. In this thesis both the levels and mechanisms of antimicrobial resistance in bacterial strains causing childhood diarrhea in peri-urban areas of Lima (Peru) are analyzed, as well as samples causing diarrhea in travelers. The results show high levels of antimicrobial resistance in use, especially ampicillin, co-trimoxazole and quinolones. In the latter case, the obtained results showed unusual high levels of resistance because quinolones are not used in this age, which suggests the acquisition of resistant strains was exogenously, perhaps due to the high use of quinolones is done in other environments. In these strains the high frequency of mutations in genes gyrA and parC as well as the presence of transferable mechanisms as qnrB or aac (6 ') Ib-cr was verified. The potential of rifaximin as an alternative to current treatments are evaluated. The data from in vitro development of antimicrobial resistant mutants showed its potential usefulness, although the selected strains the resistance was stable. However the results obtained by analyzing diarrheogenic and commensal strains of E. coli isolated from children under 2 years in the area of Chorrillos (Lima) showed elevated levels of antimicrobial resistance associated with efflux pumps overexpression (inhibitable by Argynil-Phenyl-beta- Naphtylamyda). This fact suggests the presence of environmental factors such as toxic, that favoring deregulation of these efflux pumps.

[cat] Actualment al mon hi ha un greu problema derivat de dos factors relacionats, el primer factor es el increment de la resistència, especialment del bacteris del grup ESKAPE. El segon factor es la disminució dràstica en el nombre d’antibiòtics aprovats per la FDA. Aquests dos problemes fan que hi hagi una urgència per trobar nous antimicrobians efectius en front d’aquestes soques resistents. En aquesta tesi hem abordat dos temes diferents però que estan relacionats a la hora de trobar nous antibiòtics. El primer tema abordat es el de conèixer a fons els mecanismes de resistència de certs antibiòtics, en aquest cas peptídics, en front diferents tipus de soques tant Gram-positives (S. mitis) com Gram-negatives (A. nosocomialis). Els dos antibiòtics peptídics pels que s’ha estudiat la resistència son daptomicina i colistina, en front de S. mitis i A. nosocomialis respectivament. Ambdós pèptids actuen a nivell de membrana, per tant ens centrarem en veure les modificacions produïdes en els soques resistents. Per part de S. mitis resistent a daptomicina, es pot veure una sobreexpressió de dues proteïnes que tenen dominis homòlegs amb altres proteïnes involucrades en la resistència a daptomicina en altres bacteris. En la resistència a colistina es pot apreciar com les soques resistents d’A. nosocomialis presenten una deficiència del LPS. També hem proposat diferents alternatives com a nous antibiòtics, en aquest cas en front de soques A. baumannii. Dos tipus d’aproximacions van ser utilitzades, la primera, i mes clàssica es la de trobar nous antimicrobians, vàrem trobar mastoparan i va diferents paràmetres van ser optimitzat però sense obtindré bons resultats in vivo. També es van provar diferents pèptids provinents de les secrecions de les granotes, presentant bona activitat en front soques d’Acinetobacter, i per últim, les ceragenines, anàlegs del àcid cólic, que tenen bona activitat en front de totes les soques tant colistina sensibles com colistina resistents en Gram-negatius. La segona aproximació es buscant pèptids capaços d’inhibir l’adherència entre el bacteri i la cèl•lula del hoste bloquejant l’acció de la proteïna OmpA. S’ha trobat un pèptid amb bona activitat fins i tot in vivo., [eng] Nowadays in the world there is a very big problem associated with two factors related to each other. The first factor is the increase in the resistant of certain bacteria, especially the bacteria from the ESKPAE group. The second factor is the dramatically decrease of new antibiotics approved by the FDA. These two problems show that there is an urgent need to find new antibiotics active against these resistant bacteria. In this thesis, we have tackled two different topics closely related in the race to find new antimicrobials. The first topic tackled was the knowledge of the mechanism of resistance of Gram-negative (A. nosocomialis) and Gram-positive (S. mitis) bacteria. The two antibiotics studied were peptides, colistin and daptomicin, these two peptides are resistant to A. nosocomialis and S. mitis, respectively. Both peptides had a similar mechanism of action related to the membrane of bacteria, therefore we are going to focus just in the modifications in the membrane of the strains resistant to the antibiotic peptides. In S. mitis it was observed, using proteomic techniques, that two proteins related with the membrane were observed. These two proteins has some homologue domains to several proteins involved in daptomycin resistant in S. aureus and Enterococci. In A. nosocomialis, the bacteria showed a high tolerance to colistin, and at 8 mg/L an inflexion point is observed. In this inflexion point, the MIC of colistin, against bacteria increase from

Over the past three decades, penicillin-resistant pneumococci have emerged worldwide. In addition, penicillin-resistant strains have also decreased susceptibility to other beta-lactams (including cephalosporins) and these strains are often resistant to other antibiotic groups, making the treatment options much more difficult. Nevertheless, the present in vitro definitions of resistance to penicillin and cephalosporins in pneumococci could not be appropriated for all types of pneumococcal infections. Thus, current levels of resistance to penicillin and cephalosporin seem to have little, if any, clinical relevance in nonmeningeal infections (e.g., pneumonia or bacteremia). On the contrary, numerous clinical failures have been reported in patients with pneumococcal meningitis caused by strains with MICs > or = 0.12 microg/ml, and penicillin should never be used in pneumococcal meningitis except when the strain is known to be fully susceptible to this drug. Today, therapy for pneumococcal meningitis should mainly be selected on the basis of susceptibility to cephalosporins, and most patients may currently be treated with high-dose cefotaxime (+/-) vancomycin, depending on the levels of resistance in the patient's geographic area. In this review, we present a practical approach, based on current levels of antibiotic resistance, for treating the most prevalent pneumococcal infections. However, it should be emphasized that the most appropriate antibiotic therapy for infections caused by resistant pneumococci remains controversial, and comparative, randomized studies are urgently needed to clarify the best antibiotic therapy for these infections.

Cellular drug resistance, which involves several mechanisms such as P‐glycoprotein (P‐gp) overexpression, kinetic and metabolic quiescence, or the increase in the intracellular levels of glutathione, limits the effectiveness of cancer treatment. It has been reported that functional assessment of the cationic dye rhodamine 123 (Rho123) efflux reveals accurately the drug‐resistant phenotype. To study cellular drug resistance, we have obtained a CHO‐K1 derived cell line resistant to vinblastine by means of multistep selection. This cell line (CHOVBR) displays high reactivity with a monoclonal antibody (MAb) (C219) directed against an internal domain of P‐gp, and an active Rho123 efflux, as shown by parallel flow cytometric and fluorometric assays. However, under similar experimental conditions, the drug‐sensitive parental cell line CHO‐K1 (as well as the myeloblastic KG1 and KG1a cell lines), was also able to pump Rho123 out. These parental CHO‐K1 cells had a very low reactivity against the C219 Mab, as confirmed by Western blot analysis. Both vinblastine and verapamil inhibited Rho123 efflux in CHO‐K1 cells, but had no effect on CHOVBR cultures. Also, deprivation of vinblastine for one month did not affect Rho123 efflux in these cells. Our results suggest that the activity of P‐gp appears to be essential, but not sufficient to confer drug resistance, and that Rho123‐based functional assays of drug resistance should be evaluated for each cellular experimental model.

1. Generation and characterization of a radioresistant cell line In the first part of this project of Thesis, we subjected culture cells to fractionated radiation and clonal selection, to obtain a modified cohort of cells. The aim of this study was to develop an isogenic resistant cell line which could be used to identify molecular changes associated with acquired resistance to radiation and tumour aggressiveness in cancer. We developed the stable isogenic resistant A431-R cell line from parental A431 cells presented a diminution of the radiosensitivity (decreases in SF2 and α-component of LQ model). These changes were associated with an increased efficiency in DNA repair. We demonstrated that A431-R cells acquired higher cloning efficiency and faster growth and migration ability; these properties were observed to be associated with remarkable baseline levels of relevant oncoproteins and elevated angiogenic capabilities. 2. Development of a technique to irradiate mice bearing xenografts In the second part of this project of Thesis, we have reached four objectives during the design procedure described to administer fractionated radiotherapy to immunodeficient mice in the Radiotherapy Department of a Hospital. First, we have minimized irradiation of healthy tissues around the tumour. Second, we have fulfilled the standard irradiation principles for human treatments. Third, we reduced time and increase efficiency by irradiating several mice at a time. Finally, our procedure was easy to reproduce and repeat on a daily basis by only two people. We demonstrated the feasibility of fractionated irradiation using immunodeficient mice to evaluate the role of radiotherapy on experimental tumours simulating a clinical setting. 3. Simvastatin sensitizes to radiotherapy plus cetuximab In the third part of this project of Thesis, we pre-clinically explored whether a treatment regime involving the addition of simvastatin to XRT and C225 merits further research. We have shown that the addition of simvastatin significantly decreased proliferation and clonogenic survival of cells treated with XRT and C225. Moreover, we used an experimental model with tumor cells derived from squamous cell carcinoma of that suggests that simvastatin may increase the antitumor effect of XRT plus C225— at doses and fractions of XRT that mimic doses administered in the clinical setting. The addition of simvastatin was associated with an increase in apoptosis and a decrease in the levels of activated ERK1/2, AKT, and STAT3 oncoproteins, a set of observations that provide support to the higher anti-tumor effects produced by the triple treatment. An important consideration is that when we combined simvastatin with XRT + C225 in the treatment of the radioresistant generated A431-R, we observed that the initial resistance of these cells to the treatment is in part reverted. In fact, cell migration, cell proliferation and cell survival were decreased when simvastatin was combined to the treatment with XRT+C225. In addition, tumour growth was slowed down when simvastatin was added to XRT+C225 treatment. The model A431-WT/A431-R we have generated can be a useful tool to examine new treatments directed to revert radioresistance produced from a prior treatment with radiotherapy. Treatment effects can be studied in both cell sublines and comparison with the parental cells could give important informatio, 1. Generación de una línea celular con fenotipo radiorresitente Para el estudio de los posibles mecanismos implicados en la resistencia a radioterapia, se generó una línea celular resistente a radioterapia y se caracterizó: 1) Los tumores originados de las células resistentes mostraban un tamaño mayor al finalizar la radioterapia, mayor retraso del crecimiento y menor tasa de recrecimiento. 2) Aumento de la capacidad de migrar y reparar la herida. 3) Aumento de EGFR fosforilado basal y de AKT y ERK1/2. 4) Disminución de pERK1/2 tras irradiación (adquisición de una autosuficiencia de señales prosupervivencia). 5) Aumento de la secreción de VEGF en respuesta a radiación en las células radioresistentes (mayor angiogénesis asociada a tumor para resistir in vivo a la radioterapia. En conjunto, las cambios fenotípicos adquiridos son compatibles con la ganancia de un fenotipo agresivo asociados a la aparición de radiorresistencia. 2. Descripción de la metodología utilizada para irradiar ratones Debido a la falta de literatura existente sobre métodos para la irradiación de xenoimplantes tumorales, se diseñó un protocolo técnico adaptado a los recursos, sobre el que puede destacarse que: 1) Minimiza la irradiación de tejidos sanos. 2) Permite la irradiación según dosis y fraccionamientos estándar para el tratamiento humano. 3) Reduce el tiempo y aumenta la eficiencia de los experimentos irradiando varios ratones simultáneamente. 4) Es fácilmente reproducible. 5) Se puede exportar a otros centros para investigación en oncología radioterápica que dispongan de un acelerador lineal. 3. Estudio de la combinación de simvastatina con cetuximab y radioterapia En este estudio se ha explorado preclínicamente si un régimen de tratamiento que implique la adición de simvastatina al tratamiento de cetuximab y radioterapia merecería mayor atención. Los hallazgos experimentales sugieren que la simvastatina podría potenciar la respuesta antitumoral de la combinación concomitante de cetuximab y radioterapia. 1) Disminución de la proliferación. 2) Reducción de la tasa de migración celular. 3) Reduccuión de la supervivencia celular clonogénica. 4) Los tumores crecieron más despacio. La tasa de crecimiento de los tumores tratados con la estatina fue significativamente menor. 5) Incremento del número de células células apoptóticas in vitro e in vivo 6) Reducción de los niveles las proteínas ERK1/2, AKT y STAT3 en su forma activa fosforilada sin alterar los niveles totales.

La hiperactividad del EGFR (epidermal growth factor receptor) confiere mal pronóstico. El EGFR se encuentra sobreexpresado en distintos tipos de tumores, entre ellos el cáncer de colon, pulmón, páncreas y cabeza y cuello (HNSCC). Además la cooperación con otros miembros de la familia del EGFR podría ampliar esta lista a otras neoplasias. La inhibición del EGFR es una de las vías de investigación más activa contra el cáncer. La radioterapia consigue, en un elevado porcentaje de casos, una buena respuesta. Sin embargo, la existencia de células resistentes a la radiación reduce el control tumoral. Una de las causas de la radioresistencia es la hiperactividad del EGFR. En cáncer de cabeza y cuello, el bloqueo del EGFR con el anticuerpo monoclonal anti- EGFR cetuximab aumenta el control local y la supervivencia en pacientes tratados simultáneamente con radioterapia. Sin embargo, no todos los pacientes tratados con cetuximab y radiación se benefician del tratamiento, lo que sugiere que, independientemente de la expresión del EGFR, existen mecanismos de resistencia a la combinación. La ramificación de las vías de señalización que dependen del EGFR sugiere que la topografía de la resistencia puede ser variada y múltiple. Cuanto más arriba de la vía de transmisión de señales se sitúe el by-pass, mayor debería ser la resistencia debido a que un mayor número de funciones citoprotectoras se verían liberadas. Se han descrito distintas posibilidades de by-pass al bloqueo del EGFR. Una de las oncoproteínas que podría ejercer un by-pass proximal es SRC, cuya actividad se relaciona con la progresión tumoral tanto en fases avanzadas como en lesiones premalignas. Además, SRC y EGFR comparten vías de señalización que promueven la progresión de la célula tumoral. En conjunto estos hechos sugieren que la inhibición de SRC podría aumentar la potencia antitumoral de la combinación de radioterapia y cetuximab. En este proyecto se han evaluado los efectos del tratamiento concomitante con radioterapia, cetuximab y dasatinib, y mejorado los conocimientos de los mecanismos biológicos involucrados. También se ha determinado si el uso de inhibidores de SRC podía potenciar el efecto antitumoral de la combinación de radioterapia y cetuximab en tumores dependientes del EGFR. La adición de DST al cetuximab o al cetuximab y radioterapia tuvo un efecto contrario al esperado: produjo un mayor crecimiento de los tumores, un incremento de la angiogénesis y de la síntesis de ADN, un aumento de la fosforilación de las oncoproteínas RAS, ERK1/2, AKT y STAT3; una elevación de la secreción de VEGF, y una hiperactividad del metabolismo glucolítico. El tratamiento combinado con dasatinib e inhibidores de las quinasas JAK, HER2 y MET no inhibió el exceso de fosforilación de ERK inducido por dasatinib, una respuesta reactiva similar a la descrita con C225 y que sugiere la implicación de mecanismos de acción, comunes e independientes de JAK, HER2 y MET. Por el contrario el bloqueo de EGFR por el inhibidor tirosina quinasa AG1478 dio lugar a una inhibición completa de la fosforilación de ERK y AKT a pesar de la presencia de DST, indicando que la quinasa del EGFR está implicada en el efecto antagónico inducido por dasatinib. Por último, este trabajo contribuye a la idea que la combinación de terapias moleculares puede dar lugar a antagonismos, que pueden ponerse de manifiesto durante una investigación preclínica antes de ser evaluados en ensayos clínicos., Aberrant epidermal growth factor receptor (EGFR) signalling drives oncogenesis in many carcinomas, including head and neck squamous cell cancer (HNSCC). Irrespective of the mechanism of activation, EGFR overexpression is a major origin of resistance to cancer cell death—and a relevant cause of local failures after radiotherapy. The blockage of EGFR by the monoclonal antibody cetuximab in combination with radiotherapy has been shown to improve survival and local control in head and neck cancers. However, major responses are limited in part due to the robustness of signalling networking, which grants alternative routes to avoid blockage of EGFR. SRC-family kinases occupy a central position within the cell signal networking, which makes SRC a potential target in cancer treatment. In this project we evaluated the effects of the concomitant treatment with radiotherapy, cetuximab and dasatinib, and improved the knowledge of the biological mechanisms involved; to determine whether SRC inhibitors could potentiate the antitumor effects of radiotherapy and cetuximab combination in EGFR-dependent tumours. Unexpectedly, the addition of dasatinib to cetuximab or cetuximab and radiotherapy resulted in an antagonistic effect which was characterized by increased tumour growth; an increase in the angiogenesis and DNA synthesis; association with the inhibition of SRC; an increase in cell signalling involving phosphorylation of RAS, ERK1/2, AKT and STAT3 oncoproteins; elevation of VEGF secretion and hyperactivity of glycolytic metabolism. Also, the simultaneous blockade of SRC and JAK kinases, HER2 or MET, induced a similar reaction to that described with cetuximab suggesting the involvement of mechanisms of action, common and independent, of JAK, HER2 and MET. Conversely, blocking EGFR with the tyrosine kinase inhibitor AG1478 resulted in a complete inhibition of ERK and AKT phosphorylation, despite the presence of dasatinib, indicating that the EGFR kinase is involved in the induced antagonistic effect of dasatinib. Finally, this project contributes to the idea that the combination of molecular therapies can result in antagonism, which may become perceptible during a preclinical research before being evaluated in clinical trials.

[eng] Tuberculosis (TB) remains a global threat worldwide with nearly nine million incident cases of TB. The emergence of M. tuberculosis resistance to antituberculous drugs has led to the need for careful TB surveillance and control. Further knowledge of drug-resistant M. tuberculosis plays an important role in avoiding TB transmission as well as designing more efficient schedules of treatment. The objectives were: 1) to analyse of clinical isolates of Mycobacterium tuberculosis resistant to antituberculous drugs to penetrate and grow within murine macrophages compared with drug-susceptible isolates; 2) to determine the in vitro synergistic activity of the following combinations against clinical isolates of M. tuberculosis resistant to isoniazid (INH) compared with drug-susceptible isolates: a) INH-rifampicin (RIF)-ethambutol (EMB), b) ofloxacin (OFL)-RIF-EMB; 3) to determine the in vitro synergistic activity of the following combinations against clinical isolates of multi-drug resistant M. tuberculosis compared with drug-susceptible isolates: a) levofloxacin (LEV)-linezolid(LNZ)-amikacin(AMK), b) LEV-LNZ-EMB, c) LEV-AMK-EMB; 4) to determine the antimicrobial and the synergistic activity of drug combinations of objective 3 against multidrug-resistant (MDR) and drug-susceptible clinical isolates of M. tuberculosis in a cell culture model of human macrophages from the THP-1 cell line. In the study of murine macrophages, we found that INH-resistant and MDR isolates with mutations in the katG gene showed decreased multiplication inside murine macrophages, suggesting a lower fitness of M. tuberculosis with these resistance patterns. With the results of this thesis, the reliability of the method of the three-drug chequerboard assay has been showed. The combination including INH, RIF and EMB could be efficient to treat TB cases with low level INH resistance (MICs ≤ 0.8µg/ml) due to the synergistic effect of the combination showed. The combination including OFL, RIF and EMB shows better efficacy than that of INH, RIF and EMB, being of potential use in drug-susceptible and in INH-resistant isolates. The combinations including second-choice drugs (LEV-AMK-EMB; LEV-AMK-LNZ; LEV-EMB-LNZ) are equally effective to the combination of INH, RIF and EMB with the checkerboard assay. On the other hand, these drug combinations including second-choice drugs tested against M. tuberculosis-infected macrophages show antimicrobial activity, with the combinations including LNZ and LEV displaying an antagonistic effect., [cat] La Tuberculosi (TB) continua sent una de les malalties més important en salut pública arreu del món. La preocupació sobre el control de la TB ha augmentat a conseqüència de l’aparició de soques resistents als fàrmacs disponibles actualment. Un millor coneixement de les soques de M. tuberculosis resistents a fàrmacs és clau per evitar la transmissió així com per dissenyar pautes de tractament més efectives contra la TB. Els objectius d’aquesta tesi van ser: 1) analitzar l’habilitat de soques clíniques de M. tuberculosis resistents a fàrmacs de penetrar i créixer dintre dels macròfags murins comparat amb soques sensibles; 2) determinar l’activitat sinèrgica in vitro de les següents combinacions davant de soques clíniques de M. tuberculosis resistents a isoniazida (INH) comparant amb soques sensibles: a) INH-rifampicina(RIF)–etambutol (EMB) i b) ofloxacin (OFL)–RIF-EMB; 3) determinar l’activitat sinèrgica in vitro de les següents combinacions davant de soques clíniques de M. tuberculosis multiresistents comparant amb soques sensibles; a) levofloxacin(LEV)-linezolid(LNZ)-amikacin(AMK), b)LEV-LNZ-EMB, c)LEV-AMK-EMB; 4) determinar l’activitat microbiana i sinèrgica de les combinacions descrites al objectiu 3 davant de soques clíniques de M. tuberculosis multiresistents i sensibles en un model de macròfags humans de la línia cel•lular THP-1. En l’estudi en macròfags murins, es va trobar que les soques resistents a INH i les multiresistents amb mutació en el gen katG van mostrar una multiplicació en l’interior dels macròfags disminuïda, suggerint una fitness disminuïda de les soques amb aquests patrons de resistència de M. tuberculosis. En aquesta tesi s’ha vist com l’adaptació del mètode de tauler d’escacs, és una tècnica fiable per l’estudi in vitro de combinacions de tres fàrmacs. La combinació incloent INH, RIF i EMB podria ser eficaç per tractar casos de TB amb una baixa resistència a INH (CIMs ≤ 0.8µg/ml) degut al efecte sinergístic de la combinació mostrat. Les combinacions de INH-RIF-EMB i la de OFL-EMB-RIF poden ser útils pel tractament tot i que la combinació que conté OFL presenta una eficàcia major, sent d’us potencial per tractar casos de soques resistents com de sensibles. In vitro, les combinacions que inclouen fàrmacs de segona línia (LEV-AMK-EMB; LEV-AMK-LNZ; LEV-EMB-LNZ) són igual de eficaces que la combinació de INH-RIF-EMB utilitzant el mètode de tauler d’escacs. En canvi, aquestes combinacions que inclouen fàrmacs de segona línia davant de macròfags humans THP-1 infectats amb M. tuberculosis mostren una activitat antimicrobiana, i un efecte antagonista de les combinacions que inclouen LEV i LNZ.

BACKGROUND: Methotrexate is a chemotherapeutic agent used to treat a variety of cancers. However, the occurrence of resistance limits its effectiveness. Cytochrome c in its reduced state is less capable of triggering the apoptotic cascade. Thus, we set up to study the relationship among redox state of cytochrome c, apoptosis and the development of resistance to methotrexate in MCF7 human breast cancer cells.\n\nRESULTS: Cell incubation with cytochrome c-reducing agents, such as tetramethylphenylenediamine, ascorbate or reduced glutathione, decreased the mortality and apoptosis triggered by methotrexate. Conversely, depletion of glutathione increased the apoptotic action of methotrexate, showing an involvement of cytochrome c redox state in methotrexate-induced apoptosis. Methotrexate-resistant MCF7 cells showed increased levels of endogenous reduced glutathione and a higher capability to reduce exogenous cytochrome c. Using functional genomics we detected the overexpression of GSTM1 and GSTM4 in methotrexate-resistant MCF7 breast cancer cells, and determined that methotrexate was susceptible of glutathionylation by GSTs. The inhibition of these GSTM isoforms caused an increase in methotrexate cytotoxicity in sensitive and resistant cells.\n\n CONCLUSIONS: We conclude that overexpression of specific GSTMs, GSTM1 and GSTM4, together with increased endogenous reduced glutathione levels help to maintain a more reduced state of cytochrome c which, in turn, would decrease apoptosis, thus contributing to methotrexate resistance in human MCF7 breast cancer cells. We thank Meryem Gonzalez and Pau Castel for their contribution to the initial phase of this work. published

Introduction The emergence of multidrug resistant (MDR) Gram-negative bacteria (GNB), including carbapenemase-producing strains, has become a major therapeutic challenge. These MDR isolates are often involved in complicated urinary tract infection (cUTI), and are associated with poor clinical outcomes. The study has been designed to gain insight into the epidemiology, clinical management, outcome and healthcare cost of patients with cUTI, especially in countries with high prevalence of MDR GNB. Methods and analysis This multinational and multicentre observational, retrospective study will identify cases from 1 January 2013 to 31 December 2014 in order to collect data on patients with cUTI as a cause of hospital admission, and patients who develop cUTI during their hospital stay. The primary end point will be treatment failure defined as the presence of any of the following criteria: (1) signs or symptoms of cUTI present at diagnosis that have not improved by days 5–7 with appropriate antibiotic therapy, (2) new cUTI-related symptoms that have developed within 30 days of diagnosis, (3) urine culture taken within 30 days of diagnosis, either during or after completion of therapy, that grows ≥104 colony-forming unit/mL of the original pathogen and (4) death irrespective of cause within 30 days of the cUTI diagnosis. Sample size 1000 patients afford a power of 0.83 (α=0.05) to detect an absolute difference of 10% in the treatment failure rate between MDR bacteria and other pathogens. This should allow for the introduction of about 20 independent risk factors (or their interaction) in a logistic regression model looking at risk factors for failure. Ethics and dissemination Approval will be sought from all relevant Research Ethics Committees. Publication of this study will be considered as a joint publication by the participating investigator leads, and will follow the recommendations of the International Committee of Medical Journal Editors (ICMJE). Trial registration number NCT02641015; Pre-results.

[eng] Resistance to antimicrobials is a well-known phenomenon leading to difficulties in the treatment of infectious diseases. The genetic determinants of such resistance are in general well understood: plasmids, transposons, insertion sequences and integrons are the most frequently related genetic elements. The word epigenetics refers to changes in the phenotype or in the gene expression caused by mechanisms other than underlying DNA sequence. In some cases these changes can remain for generations. Serratia marcescens is an enterobacterium characterized by its natural (intrinsic) resistance to most antibiotics. It is also a relevant opportunistic pathogen which has been involved in several pathologies such as urinary tract infections, prostheses infections, cellulitis, bacteremia and others. P. aeruginosa is a Gram-negative bacterium considered one of the major nosocomial pathogens worldwide. It causes several infections such as wound and burn infections as well as respiratory tract infections mostly affecting cystic fibrosis patients. An increasing prevalence of infections caused by multidrug-resistant (MDR) isolates has been reported in many countries and is actually a cause of concern. Both, P. aeruginosa and S. marcescens are relevant nosocomial pathogens. Some of the classic antimicrobials used to treat these pathogens are out-of-date and several of the new drugs available have already become targets for bacterial mechanism of resistance. Environmental conditions exert high pressure not only in the selection of genes encoding resistance to antibiotics or integron fixation in bacterial genomes or plasmids and other mobile elements transmission, but also in the expression of these potentialities that leads to resistance. Thus the role of epigenetics remains to be investigated. In addition it is well known that bacteria causing infections are naturally forming part of biofilms instead the planktonic way of life normally assumed to be in laboratory conditions. The aim of this thesis was the study of unconventional mechanisms of antimicrobial resistance contributing to MDR phenotypes in both S.marcescens and P. aeruginosa. Also the exploration of changes in antimicrobial susceptibilities of Serratia marcescens in the last 50 years by comparing isolates collected between 1945 and 1950, and current isolates. ¬The main conclusions obtained from this study are: 1. The resistome of Serratia marcescens did not change significantly during the antibiotic era. 2. Antibiotic withdrawing tends to restore original susceptible phenotypes, irrespective to the molecular mechanism involved in resistance. 3. None of Serratia strains studied presented integrons, any extended spectrum ß-lactamases. 4. Phenotypically determination of susceptibilities of old strains inactive during the last 60 years have confirmed results obtained by metagenomics i.e. the genes of resistance already existed before antibiotics discovery and use. 5. Multiresistant Pseudomonas aeruginosa harbored class 1 integrons containing a cassette encoding aminoglycoside adenylyltransferase (aadB). 6. Multiresistant Pseudomonas aeruginosa overexpressed MexAB-OprM and MexXY efflux machinery. 7. CCCP use should be avoided in experiments performed with P. aeruginosa and probably in other aerobic bacteria. 8. Meropenem induces the formation of aberrant long rods which can survive, accumulate less antibiotic than normal bacteria, and can revert to normal forma when antibiotic pressure disappears. 9. Colistin, the last therapeutic option to fight against Pseudomonas infections in cystic fibrosis patients, is normally active although cases of resistance have arisen recently. 10. Resistance to colistin seems to be mediated by lipopolysaccharide singular properties. 11. Colistin induces injuries in lipid bilayers, which can be studied by means of planar black lipid bilayer techniques. Preliminary results showed the ability of colistin to induce transient channels in the bilayers, with some dependence to voltage. 12. Recovery of susceptibility to imipenem is slower than acquision of resistance, since the selective advantage conferred by imipenem resistance in the presence of the antimicrobial is strong whereas OprD expression is likely evolutionarily advantageous only under certain and unknown environmental conditions., [cat] Es van explorar els mecanismes no convencionals de resistència als agents antimicrobians que contribueixen a l’aparició de fenotips multiresistents en els bacteris Gram-negatius Serratia marcescens i Pseudomonas aeruginosa. Es van examinar també els canvis en la susceptibilitat als agents antimicrobians en S. marcescens durant els darrers 50 anys, comparant soques aïllades entre els anys 1945-1950 y soques actuals. ¬Les principals conclusions obtingudes d’aquest estudi són les següents: 1. El resistoma de Serratia marcescens no ha canviat significativament des de l’era pre-antibiòtica fins l’actualitat. 2. La retirada dels antibiòtics tendeix a recuperar els fenotips de susceptibilitat originals, independentment del mecanisme molecular implicat en la resistència. 3. Cap de las soques de Serratia estudiades va presentar integrons ni tampoc ß-lactamases d’espectre estès. 4. La determinació fenotípica de les susceptibilitats de las soques “antigues” de Serratia inactives durant 60 anys ha confirmat els resultats obtinguts mitjançant metagenòmica, és a dir, els gens de resistència als antibiòtics ja existien amb anterioritat al descobriment i ús dels antibiòtics. 5. En les soques clíniques de P. aeruginosa multiresistents es va detectar un integró de classe 1 que contenia el cassette gènic aadB, que codifica l’enzim aminoglicòsid 2’-O- adeniltransferasa, que confereix resistència a gentamicina, tobramicina i kanamicina. 6. Les soques multiresistents de P. aeruginosa van sobreexpressar els sistemes de reflux MexAB-OprM i MexXY-OprM. 7. L’ús de l’inhibidor de bombes de reflux CCCP s’hauria d’evitar als experiments realitzats amb P. aeruginosa i probablement amb altres bacteris de metabolisme aeròbic. 8. El meropenem indueix la formació de llargs bacils aberrants capaços de sobreviure en presència de l’antibiòtic. Aquests bacils acumulen menys antibiòtic que els bacteris normals, i poden revertir a la forma normal quan s’elimina la pressió selectiva. 9. La colistina, la última alternativa terapèutica per lluitar contra P. aeruginosa en pacients amb fibrosis quística, és normalment efectiva, encara que recentment han sorgit casos de resistència a aquest agent antimicrobià. 10. La resistència a colistina sembla estar causada per propietats singulars del lipopolisacàrid. 11. La colistina produeix danys en les membranes lipídiques que poden ser estudiats mitjançant tècniques de Black lipid bilayer. Estudis preliminars van mostrar la capacitat de la colistina para induir canals transitoris en les bicapes lipídiques, amb certa dependència de voltatge. 12. La recuperació de la susceptibilitat a l’imipenem en P. aeruginosa és més lenta que l’adquisició de resistència, donat que l’avantatge selectiva conferida per la resistència a l’imipenem en presència de l’agent antimicrobià és forta, mentre que l’expressió d’ OprD és probablement avantatjosa solament sota certes i desconegudes condicions ambientals., [spa] Se exploraron los mecanismos no convencionales de resistencia a agentes antimicrobianos que contribuyen a la aparición de fenotipos multiresistentes en las bacterias Gram-negativas Serratia marcescens y Pseudomonas aeruginosa. Se examinaron también los cambios en la susceptibilidad a los agentes antimicrobianos en S. marcescens en los últimos 50 años, comparando cepas aisladas entre los años 1945-1950 y cepas actuales. ¬Las principales conclusiones obtenidas de este estudio son las siguientes: 1. El resistoma de Serratia marcescens no ha cambiado significativamente desde la era pre-antibiótica hasta la actualidad. 2. La retirada de los antibióticos tiende a recuperar los fenotipos de susceptibilidad originales, independientemente del mecanismo molecular implicado en la resistencia. 3. Ninguna de las cepas de Serratia estudiadas presentó integrones ni tampoco ß-lactamasas de espectro extendido. 4. La determinación fenotípica de las susceptibilidades de las cepas “antiguas” de Serratia inactivas durante 60 años ha confirmado los resultados obtenidos mediante metagenómica, es decir, los genes de resistencia a los antibióticos ya existían con anterioridad al descubrimiento y uso de los antibióticos. 5. En las cepas clínicas de P. aeruginosa multiresistentes se detectó un integrón de clase 1 que contenía el cassette génico aadB, que codifica la enzima aminoglicósido 2’-O- adeniltransferasa, que confiere resistencia a gentamicina, tobramicina y kanamicina. 6. Las cepas multiresistentes de P. aeruginosa sobreexpresaron los sistemas de reflujo MexAB-OprM y MexXY-OprM. 7. El uso del inhibidor de bombas de reflujo CCCP se debería evitar en los experimentos realizados con P. aeruginosa y probablemente con otras bacterias de metabolismo aeróbico. 8. El meropenem induce la formación de largos bacilos aberrantes capaces de sobrevivir en presencia del antibiótico. Estos bacilos acumulan menos antibiótico que las bacterias normales, y pueden revertir a la forma normal cuando se elimina la presión selectiva. 9. La colistina, la última alternativa terapéutica para luchar contra P. aeruginosa en pacientes con fibrosis quística, es normalmente efectiva, aunque recientemente han surgido casos de resistencia a este agente antimicrobiano. 10. La resistencia a colistina parece estar mediada por propiedades singulares del lipopolisacárido. 11. La colistina produce daños en las membranas lipídicas que pueden ser estudiados mediante técnicas de Black lipid bilayer. Estudios preliminares mostraron la capacidad de la colistina para inducir canales transitorios en las bicapas lipídicas, con cierta dependencia de voltaje. 12. La recuperación de la susceptibilidad al imipenem en P. aeruginosa es más lenta que la adquisición de resistencia, dado que la ventaja selectiva conferida por la resistencia al imipenem en presencia del agente antimicrobiano es fuerte, mientras que la expresión de OprD es probablemente ventajosa sólo bajo ciertas y desconocidas condiciones ambientales.

Streptococcus pneumoniae is the leading cause of vaccine-preventable deaths globally. The objective of this study was to determine the distribution and clonal type variability of three potential vaccine antigens: Pneumococcal serine-rich repeat protein (PsrP), Pilus-1, and Pneumococcal choline binding protein A (PcpA) among pneumococcal isolates from children with invasive pneumococcal disease and healthy nasopharyngeal carriers. We studied by Real-Time PCR a total of 458 invasive pneumococcal isolates and 89 nasopharyngeal pneumococcal isolates among children (total = 547 strains) collected in Barcelona, Spain, from January 2004 to July 2010. pcpA, psrP and pilus-1 were detected in 92.8%, 51.7% and 14.4% of invasive isolates and in 92.1%, 48.3% and 18% of carrier isolates, respectively. Within individual serotypes the prevalence of psrP and pilus-1 was highly dependent on the clonal type. pcpA was highly prevalent in all strains with the exception of those belonging to serotype 3 (33.3% in serotype 3 isolates vs. 95.1% in other serotypes; P

[cat] La sintasa d’àcids grassos (FASN), enzim que realitza la síntesi de novo dels àcids grassos, es sobreexpressa en alguns càncers, sobretot en càncer de mama, i s’associa a un mal pronòstic. La seva regulació està relacionada amb la via de senyalització d’HER2, receptor cel.lular de membrana que pertany a la família dels receptors de creixement epidèrmic (HER), tot i que encara es desconeixen els mecanismes moleculars d’aquesta relació. El coneixement de la implicació del paper del metabolisme dels àcids grassos en la iniciació i la progressió del càncer de mama i el desenvolupament d’inhibidors farmacològics de l’activitat de FASN té un gran interès científico-mèdic. L’ús clínic d’inhibidors de FASN, com la cerulenina o el C75, presenten una baixa estabilitat i efectes col.laterals com l’anorèxia i la pèrdua de pes, ja que activen la Carnitina Palmitoil Transferasa 1 (CPT1), enzim regulador de la β-oxidació dels àcids grassos. Anteriorment el nostre grup va demostrar que el (-)-3-galat d’epigalocatequina (EGCG), un polifenol present en el té verd, inhibeix FASN, té efectes antitumorals i és més selectiu que la cerulenina i el C75 perquè no afecta la CPT1, i en conseqüència no produeix pèrdua de pes in vivo. L’ús terapèutic de l’EGCG com agent antitumoral es veu limitat per l’elevat valor de la IC50 (~ 150 >M) i també per la inestabilitat en condicions fisiològiques. En base a aquests resultats, en aquest treball es presenta el disseny d’una família de compostos polifenòlics relacionats estructuralment amb l’EGCG per millorar-ne la seva activitat antitumoral, la biodistribució i l’estabilitat. In vitro s’ha realitzat l’avaluació de l’activitat biològica i molecular d’aquests compostos per tal de valorar-ne l’especificitat, la capacitat inhibidora específica de FASN i l’activitat citotòxica en diferents models de càncer de mama. S’ha determinat que el compost G28UCM presenta una inhibició de l’activitat de FASN d’un 90% i una elevada citotoxicitat en cèl.lules de càncer de mama (IC50= 30 >M). Per altra banda, s’han analitzat les interaccions cel.lulars i moleculars del composta G28UCM en combinació amb les teràpies anti-HER existents (trastuzumab, lapatinib, erlotinib i cetuximab) en un model cel.lular de càncer de mama FASN/HER2 positiu. El G28UCM mostra un clar sinergisme farmacològic amb els fàrmacs anti-HER, trastuzumab, lapatinib i erlotinib, a diferència de l’EGCG que tant sols mostra additivisme amb el trastuzumab. A més al laboratori s’han desenvolupat models cel.lulars de càncer de mama resistents als fàrmacs anti-HER2, trastuzumab i lapatinib, i s’ha avaluat si el G28UCM té activitat antitumoral en aquests models cel.lulars. Els resultats obtinguts ens mostren que el G28UCM segueix mostrant activitat citotòxica amb les cèl.lules resistents als fàrmacs anti-HER2. In vivo, primer es va desenvolupar el millor model murí de carcinoma de mama FASN i HER2+ utilitzant els compostos inhibidors de FASN de referència EGCG i C75. Un cop establert el model animal es va caracteritzar l’activitat antitumoral i el perfil de toxicitat del compost seleccionat G28UCM. Es va obtenir una inhibició del creixement tumoral en un terç dels ratolins tractats amb el G28UCM, els quals no varen mostrar cap tipus de toxicitat (renal, hepàtica, cardíaca) ni pèrdua de pes. Aquests resultats proporcionen el fonament pel desenvolupament preclínic del G28UCM, ja sigui sol o en combinació amb les teràpies anti-HER existents en els tumors de mama que sobreexpressen HER2 i els que han progressat al tractament., [eng] Fatty Acid Synthase (FASN), an enzyme responsible for the de novo synthesis of fatty acids is overly manifested in certain types of cancer, especially in breast cancer, and it is associated with a poor diagnosis. Its regulation is associated with the signalling of HER2, a cellular receptor belonging to the human epidermal growth receptors family. However, the molecular mechanisms associated with this relationship are not well understood. FASN inhibitors, such as cerulenin or C75, offers low levels of stability and present side effects, like anorexia and weight loss, since they activate Carnitina Palmitoil Transferasa 1 (CPT1), a regulator enzyme of fatty acids’ β-oxidation. Previously our research group has proven that epigallocatechin 3-gallate (EGCG), a polyphenol present in green tea, inhibits FASN, has anti-tumoral effects and since it does not affect CPT1, is more selective than both cerulenin and C75. The therapeutic use of EGCG as an anti-tumoral agent is limited by its high IC50 value, as well as by its instability in physiological conditions. Following these results, a family of polyphenol compounds structurally related to EGCG has been designed with the goal of enhancing its anti-tumoral activity, its biodistribution and its stability. In vitro, we evaluated the biological and molecular activity of these compounds to assessing their specificity, their FASN-specific inhibiting capacity and their cytotoxic activity in different models of breast cancer. G28UCM shows a 90% inhibition of FASN activity and a high cytotoxicity levels in breast cancer cells (IC50= 30 9M). Also, G28UCM were analyzed in combination with already existing anti-HER therapies (trastuzumab, lapatinib, erlotinib, and cetuximab) in a cellular model of FASN/HER2- positive breast cancer. G28UCM shows synergysm with trastuzumab, lapatinib, and erlotinib, as opposed to EGCG, which only shows additivism with trastuzumab. Further, we also developed cellular models of breast cancer, which were resistant to trastuzumab, and lapatinib, and assessed whether G28UCM presents anti-tumoral activity in said cellular models. G28UCM presents cytotoxic activity with anti-HER2 drug resistant cells. In vivo, the tumoral activity and the toxicity profile of G28UCM were characterized in the murine model of FASN and HER2+ breast carcinoma. The results showed an inhibition of tumor growth in mice treated with a third G28UCM and any toxicity or weight loss. In summary, our findings provide the basis for the pre-clinical development of G28UCM.

L’augment de soques de Mycobacerium tuberculosis multiresistents i l’aparició de soques extremadament resistents, ha posat de manifest la necessitat de disposar de nous mètodes de detecció precoç de M.tuberculosis i les seves resistències als principals fàrmacs antituberculosos, així com l’estudi eficaç dels brots, per a poder dur a terme un control eficient de la malaltia. L’objectiu de l’estudi va ser determinar la capacitat de la piroseqüenciació per a detectar i identificar micobacteris a partir d’aïllats clínics i mostra directa, determinar el seu patró de resistència a Rifampicina, Isoniacida, Etambutol, Fluoroquinolones, Canamicina i Capreomicina i explorar la seva potencialitat per a ser emprada en el tipatge molecular de les soques. Mitjançant la optimització de la tecnologia de la piroseqüenciació pels gens analitzats, i el disseny de primers específics, hem verificat la utilitat de la piroseqüenciació per al maneig de la tuberculosi. S’ha pogut estudiar la presència de mutacions relacionades amb resistències a fàrmacs de primera línia en el 96.5% de les posicions analitzades en soca clínica i en el 70.4% en mostra directa. Van concordar amb el resultats obtinguts per altres mètodes fenotípics i/o fenotípics el 97.1% i el 98.2% del resultats obtinguts en soca clínica i mostra directa respectivament. La piroseqüenciació ens ha permet analitzar la presència de mutacions relacionades amb resistències a antituberculosos de segona línia, servint com a mètode de confirmació en l’anàlisi d’altres mètodes genotípics. La tècnica ens ha permès també identificar els principals micobacteris no tuberculosos implicats en la infecció humana, sòls o en coinfecció. Resultats preliminars mostren que l’anàlisi amb piroseqüenciació pot ser d’utilitat per l’estudi clonal de les soques de M.tuberculosis. Les nostres observacions mostren la piroseqüenciació com una eina valuosa en l’àmbit clínic, ja que permet una reducció de la demora del diagnòstic, estudi filogenètic i detecció de resistències M.tuberculosis, i per tant una millora de l’aplicació del tractament adequat, ajudant al control de la malaltia. The outcome of Mycobacterium tuberculosis resistant strains and the emergence of extremely resistant strains, has evidenced the need of new methods for early detection of M.tuberculosis and its resistance to the main antituberculous drugs, as well as effective study outbreaks, in order to carry out efficient control of the disease. The aim of this study was to determine the ability of pyrosequencing to detect and identify mycobacteria from clinical isolates and direct specimens, as well as to determine their pattern of resistance to rifampin, isoniazid, Ethambutol, fluoroquinolones, and Canamicin Capreomicin and to explore its capability to be used in molecular typing of M.tuberculosis. The optimization of pyrosequencing technology for each gene analyzed, and the design of specific primers, allowed us to verify the usefulness of pyrosequencing for the anagement of TB. We were able to study the presence of mutations associated with resistance to first line drugs in 96.5% of the positions analyzed in clinical strains and in 70.4% of direct samples. Results that matched with those obtained by other genotypical and genotypical methods were 97.1% for strains and 98.2% for direct sample. Pyrosequencing allowed us to analyze the presence of mutations associated with resistance second line TB drugs, as a method confirmation method in the analysis of other genotypic methods. The assay also allowed us to identify the main non-tuberculous mycobacteria involved in human infection, alone or in co-infection. Preliminary results showed that pyrosequencing, will allow us to perform the clonal analysis of M.tuberculosis. Our observations show pyrosequencing as a usefull tool in the clinical practice, allowing the reduction of the diagnosis delay, the phylogenetic study and the detection of M.tuberculosis resistance, early improving the anti-TB treatment, in order to help in the disease control.

During the past few decades Acinetobacter baumannii has evolved from being a commensal dweller of health-care facilities to constitute one of the most annoying pathogens responsible for hospitalary outbreaks and it is currently considered one of the most important nosocomial pathogens. In a prevalence study of infections in intensive care units conducted among 75 countries of the five continents, this microorganism was found to be the fifth most common pathogen. Two main features contribute to the success of A. baumannii: (i) A. baumannii exhibits an outstanding ability to accumulate a great variety of resistance mechanisms acquired by different mechanisms, either mutations or acquisition of genetic elements such as plasmids, integrons, transposons, or resistant islands, making this microorganism multi- or pan-drug-resistant and (ii) The ability to survive in the environment during prolonged periods of time which, combined with its innate resistance to desiccation and disinfectants, makes A. baumannii almost impossible to eradicate from the clinical setting. In addition, its ability to produce biofilm greatly contributes to both persistence and resistance. In this review, the pathogenesis of the infections caused by this microorganism as well as the molecular bases of antibacterial resistance and clinical aspects such as treatment and potential future therapeutic strategies are discussed in depth.

Resistència antimicrobiana; Eficàcia terapèutica; Consum d'antibiòtics Antimicrobial resistance; Therapeutic efficacy; Antibiotic consumption Resistencia antimicrobiana; Eficacia terapéutica; Consumo de antibióticos Lʼobjectiu dʼaquest article és ampliar el seguiment de l'ús d'antibiòtics amb les dades de consum per al període comprès entre els anys 2007 i 2011. Aquest treball també pretén situar el consum dʼantibiòtics a Catalunya dins del context europeu i espanyol. The aim of this article is to extend monitoring of the use of antibiotic consumption for the period between 2007 and 2011. This work also seeks to place antibiotic consumption in Catalonia in the European and Spanish context. El objetivo de este artículo es ampliar el seguimiento del uso de antibióticos con los datos de consumo para el periodo comprendido entre los años 2007 y 2011. Este trabajo también pretende situar el consumo de antibióticos en Cataluña dentro del contexto europeo y español.

VKORC1 (vitamin K epoxide reductase complex subunit 1, 16p11.2) is the main genetic determinant of human response to oral anticoagulants of antivitamin K type (AVK). This gene was recently suggested to be a putative target of positive selection in East Asian populations. In this study, we genotyped the HGDP-CEPH Panel for six VKORC1 SNPs and downloaded chromosome 16 genotypes from the HGDP-CEPH database in order to characterize the geographic distribution of footprints of positive selection within and around this locus. A unique VKORC1 haplotype carrying the promoter mutation associated with AVK sensitivity showed especially high frequencies in all the 17 HGDP-CEPH East Asian population samples. VKORC1 and 24 neighboring genes were found to lie in a 505 kb region of strong linkage disequilibrium in these populations. Patterns of allele frequency differentiation and haplotype structure suggest that this genomic region has been submitted to a near complete selective sweep in all East Asian populations and only in this geographic area. The most extreme scores of the different selection tests are found within a smaller 45 kb region that contains VKORC1 and three other genes (BCKDK, MYST1 (KAT8), and PRSS8) with different functions. Because of the strong linkage disequilibrium, it is not possible to determine if VKORC1 or one of the three other genes is the target of this strong positive selection that could explain present-day differences among human populations in AVK dose requirement. Our results show that the extended region surrounding a presumable single target of positive selection should be analyzed for genetic variation in a wide range of genetically diverse populations in order to account for other neighboring and confounding selective events and the hitchhiking effect. © 2012 Patillon et al., This work was supported by the Spanish National Institute for Bioinformatics (www.inab.org). PL is supported by a PhD fellowship from “Acción Estratégica de Salud, en el Marco del Plan Nacional de Investigación Científica, Desarrollo e Innovación Tecnológica 2008–2011” from Instituto de Salud Carlos III. BP is supported by a PhD fellowship from the doctoral program in Public Health (ED420: www.ed-sante-publique.u-psud.fr) from Paris Sud University.

[spa] El progresivo y alarmante incremento de las resistencias a los antibióticos actualmente disponibles hace necesaria la investigación de nuevos compuestos, tanto de agentes pertenecientes a grupos químicos conocidos pero con propiedades mejoradas, como de antibióticos con nuevo mecanismo de acción. Las infecciones de la piel y estructuras relacionadas, siguen representando una parte importante de las enfermedades infecciosas y son responsables, aproximadamente, del 10% de todas las admisiones hospitalarias. La familia de antibióticos con estructura química quinolónica se conoce desde hace más de 30 años. Más de 10 compuestos pertenecientes a ella se encuentran hoy en día en uso clínico, sin embargo, sólo uno de ellos se ha utilizado en el tratamiento tópico de las infecciones de piel y estructuras relacionadas (SSSIs). Ozenoxacino es una nueva quinolona no fluorada en desarrollo, que mejora las características de las de la cuarta generación. La hipótesis de trabajo es que el perfil de actividad de ozenoxacino resulta idóneo para proponer a este compuesto como quinolona de uso tópico en el tratamiento de las infecciones de piel y estructuras relacionadas (SSSIs). Los objetivos específicos de la tesis son: - La evaluación de la actividad in vitro de ozenoxacino y estudio de su espectro de acción entre diferentes grupos de bacterias. - Evaluación de la actividad de ozenoxacino frente a cepas de especies bacterianas que normalmente son responsables de las infecciones de piel y tejidos asociados, incluyendo cepas resistentes a otros antibióticos (especialmente de uso dérmico). - Estudio de la actividad bactericida de ozenoxacino y de su perfil en las curvas de letalidad. - Aproximación al estudio del mecanismo de acción de ozenoxacino - Evaluación de la eficacia de ozenoxacino en el modelo de infección dérmica por S.aureus en roedores, y - Absorción transdèrmica de ozenoxacino Las conclusiones fueron que: - Ozenoxacino presenta una excelente actividad frente a bacterias Gram-positivas, especialmente S.aureus, S.epidermidis y estreptococos, con distintos perfiles de sensibilidad y resistencia a antibióticos, siendo, además, más activo que ciprofloxacino, levofloxacino y moxifloxacino. - Ozenoxacino presenta una excelente actividad frente a las cepas MRSA sensibles a ciprofloxacino, incluso multiresistentes a otros antibióticos, mientras que, mantiene una buena actividad frente a las cepas MRSA resistentes a ciprofloxacino. - Ozenoxacino posee una potente actividad frente a enterobacterias, ligeramente inferior a ciprofloxacino y similar a moxifloxacino y levofloxacino. Esta actividad no se conserva en el caso de cepas resistentes a ciprofloxacino. - Ozenoxacino presenta una buena actividad frente a bacterias Gram-negativas exigentes tales como Hemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, Neisseria gonorrheae, Neisseria meningitidis y Helicobacter pylori; actividad ligeramente superior a ciprofloxacino, levofloxacino y moxifloxacino. - Ozenoxacino presenta una excelente actividad frente a bacterias anaeróbicas tales como B.fragilis, y Cl.perfringens, y una moderada actividad frente a las cepas de C.difficile, siempre mejor que las quinolonas evaluadas conjuntamente. - Ozenoxacino posee una excelente actividad frente a especies de patógenos atípicos como Chlamydia spp, Mycoplasma spp, Ureaplasma spp, Legionella spp, siempre superior a levofloxacino; y una buena actividad frente a Mycobacterium tuberculosis, similar a levofloxacino y mejor que rifampicina. - Ozenoxacino presenta mejor actividad que mupirocina y ác. Fusídico frente a los patógenos, incluso multiresistentes, implicados en infecciones de piel y estructuras relacionadas (SSSI). - Ozenoxacino posee, a las concentraciones testadas en este estudio, una excelente actividad bactericida frente a S.aureus y S.pneumoniae, y, una actividad bactericida más lenta frente a S.pyogenes. - Ozenoxacino es muy activo frente a cepas de S.aureus con mutaciones en los genes gyrA y grlA, y mantiene una potente actividad frente a cepas con una mutación doble en grlA y una simple en gyrA. - Ozenoxacino no es sustrato de los sistemas de transporte que se inhiben por reserpina, y que afectan a otras quinolonas en bacterias Gram-positivas. - Ozenoxacino no favorece la selección de mutantes resistentes en S.aureus, mediante ensayos en un solo paso, o en múltiples pasos. - Ozenoxacino es eficaz en el modelo de infección dérmica por S.aureus en ratón, siendo superior a las formulaciones de mupirocina y retapamulina. - Ozenoxacino no se absorbe en humanos tras aplicaciones dérmicas de pomada al 1% y crema al 2% (hasta 7 días, tres veces al día), administrando 5-10 mg en 90cm2. - Las formulaciones dérmicas de ozenoxacino, en pomada y crema, han demostrado una tolerabilidad local excelente en los estudios realizados en voluntarios sanos., [eng] The progressive and alarming increase in antibiotic resistance makes it necessary to investigate new compounds, belonging to known chemical groups but with improved properties, or antibiotics with a new mechanism of action. Ozenoxacin is a new non-fluorinated quinolone under development, which improves the characteristics of the fourth generation of quinolones. Ozenoxacin: - has excellent activity against Gram-positive bacteria, especially S.aureus, S.epidermidis and streptococci, with different profiles of sensitivity and resistance to antibiotics, being also more active than ciprofloxacin, levofloxacin and moxifloxacin. - exhibits excellent activity against ciprofloxacin-sensitive MRSA strains, even multi-resistant to other antibiotics, while maintaining good activity against ciprofloxacin-resistant MRSA strains. - has a potent activity against enterobacteria, slightly lower than ciprofloxacin and similar to moxifloxacin and levofloxacin. This activity is not conserved in the case of strains resistant to ciprofloxacin. - shows good activity against demanding Gram-negative bacteria such as Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis, Neisseria gonorrheae, Neisseria meningitidis and Helicobacter pylori; activity slightly higher than ciprofloxacin, levofloxacin and moxifloxacin. - has excellent activity against anaerobic bacteria such as B.fragilis, and Cl.perfringens, and a moderate activity against C.difficile strains, always better than the quinolones evaluated together. - has an excellent activity against species of atypical pathogens such as Chlamydia spp, Mycoplasma spp, Ureaplasma spp, Legionella spp, always superior to levofloxacin; and a good activity against Mycobacterium tuberculosis, similar to levofloxacin and better than rifampicin. - has better activity than mupirocin and ac. fusidic to pathogens, even multiresistant, involved in SSSIs. - possesses, at the concentrations tested in this study, an excellent bactericidal activity against S.aureus and S.pneumoniae, and, a slower bactericidal activity against S.pyogenes. - is highly active against strains of S.aureus with mutations in the gyrA and grlA genes and maintains potent activity against strains with a double mutation in grlA and a single mutation in gyrA. - is not a substrate for transport systems that are inhibited by reserpine, and which affect other quinolones in Gram-positive bacteria. - does not favor the selection of resistant mutants in S. aureus, by means of single-step or multiple-step assays. - is effective in the model of dermal infection by S. aureus in mice, being superior to the formulations of mupirocin and retapamulin. - is not absorbed in humans following dermal applications of 1% ointment and 2% cream (up to 7 days, three times daily), administering 5-10 mg in 90cm2. - Dermal formulations of ozenoxacin, ointment and cream, have demonstrated excellent local tolerability in studies of healthy volunteers.

Métodos: Estudio descriptivo en 134 pacientes en tratamiento para VIH/SIDA en Pereira y Manizales entre el 1 de julio de 2008 y el 30 de junio de 2009. Se evaluó la carga viral, conteo de linfocitos CD4, esquemas antirretrovirales, dosis diaria prescrita, tiempo evolución de enfermedad, duración de terapia, antecedentes de enfermedades oportunistas, costos de medicamentos. Resultados: Predominio masculino (91 hombres vs 43 mujeres), promedio de edad de 39 años y 59 meses de evolución de la enfermedad. Todos recibían esquemas a Dosis Diarias Definidas recomendadas. La terapia era efectiva en el 74,5% de los pacientes (carga viral & 400 copias/ml). Se pudo establecer que la falta de adherencia al tratamiento y el antecedente de haber tenido otras 2 infecciones de transmisión sexual se asociaban con mayor riesgo de no controlar la infección por VIH. El valor promedio de los medicamentos por año por paciente fue de € 2.865. Conclusiones. La falta de adherencia al tratamiento sigue siendo uno de los problemas más importantes para garantizar la efectividad, por lo cual los programas de control del VIH/SIDA deben asegurarla.

[spa] OBJETIVO: Establecer la contribución de los integrones de clase 1 a la resistencia antibiótica en aislados clínicos de enterobacterias de dos contextos epidemiológicos: zoonosis por Salmonella enterica e infección por Klebsiella pneumoniae resistente a amoxicilina/clavulánico (ACL) adquirida en un centro sociosanitario. AISLADOS: Se estudiaron (a) 92 aislados humanos de Salmonella enterica serotipo Typhimurium (ST) recuperados entre 2004 y 2006 en el laboratorio de microbiología del Hospital Verge de la Cinta de Tortosa (35 aislados adicionales de una colección de 2000-2001 para estudios de epidemiología molecular) y 382 aislados de S. enterica de otros serotipos (SNT) recuperados en ese laboratorio en 2001 y entre 2004 y 2009 (b) 45 aislados de K. pneumoniae resistentes a ACL y sensibles a cefazolina y dos resistentes a ACL con fenotipo sugestivo de AmpC plasmídica y resistencia transferible a quinolonas recuperados entre 2006 y 2008 de muestras clínicas de pacientes de un centro sociosanitario de la región sanitaria Terres de l’Ebre. RESULTADOS: (a) Salmonella enterica: El 77,2% de los aislados de ST y el 16,5% de los de SNT fueron resistentes a más de dos familias de antibióticos (MDR). El 3,3% de los aislados de ST y el 41% de los de SNT fueron resistentes a ácido nalidíxico y sólo se constató resistencia a ciprofloxacino en tres aislados de S. Kentucky. Las β-lactamasas presentes en los aislados de ST resistentes a amoxicilina (60,9%) fueron OXA-1 (52%), TEM-1 (32%) y PSE-1 (18,7%) y en los aislados resistentes de SNT (24,3%) TEM-1 (90,3%), CTX-M-9 (1 aislado de S. Virchow y 1 aislado de S. Grumpensis qnrA1 positivo), CTX-M-15 (1 aislado de S. Kapemba) y DHA-1 (1 aislado de S. Newport qnrB4 positivo); ésta es la primera descripción de β-lactamasas de espectro extendido en S. Kapemba y S. Grumpensis. 56 aislados de ST y 35 de SNT, todos excepto uno MDR, poseían integrones de clase 1. En ST los aislados predominantes fueron los que albergaban el integrón de región variable (RV) blaOXA-1-aadA1, cuya frecuencia superaba la registrada para el conjunto de España, seguidos de los aislados con el perfil de integrones aadA2 + blaPSE-1 típico de la presencia de SGI1; la mayoría de aislados con uno u otro perfil de integrones estaban relacionados clonalmente. En SNT se identificaron 11 tipos de integrones en 15 serotipos distintos (incluidos S. Kapemba, S. Mikawasima y S. ser [9,12:Iv:i:-] en los que no se habían descrito previamente), siendo los de RV dfrA1-aadA1, dfrA17-aadA5 y dfrA12-orf-aadA2 los presentes en mayor número de serotipos; en los dos aislados blaCTX-M-9 positivos, este gen estaba ubicado en un integrón complejo cuya RV 1 fue dfrA16-aadA2 en S. Virchow y aadB-aadA2 en S. Grumpnesis. Se detectaron dos variantes de integrones atípicos asociados a sul3: dfrA12-orF-aadA2-cmlA-aad1 (5 aislados de ST y 4 de S. Enteritidis) y estX-psp (2 S. Grumpensis). Este último integrón y el de RV aadA13-sat, también identificado en S. Grumpensis, no se habían descrito anteriormente en S. enterica. (b) Klebsiella pneumoniae centro socio-sanitario: Todos los aislados resistentes a ACL y sensibles a cefazolina producían una penicilinasa resistente a inhibidores, IRT-11 (n=19) u OXA-1 (n=26). Los aislados productores de IRT-11 se agrupaban en tres clones y sólo uno portaba un integrón de clase 1 (RV dfrA12-orf-aadA2); este es el segundo caso comunicado de brote nosocomial por producción de un enzima IRT. Todos los aislados productores de OXA-1 eran MDR y 23 de ellos acarreaban un integrón de clase 1, transferible por conjugación y asociado a qnrS2, de RV [aac (6’)-1b-cr- blaOXA1-catB3-arr3], que en tres aislados era defectivo en 3’. Los aislados se agrupaban en tres clones diferentes según poseyesen integrones de clase 1 convencionales, defectivos o no presentaran integrones. Un integrón de idéntica RV y vinculado a blaDHA-1 y qnrB4 en un integrón complejo de nueva estructura (Genbank GU906294) muy semejante a In37 y del que se diferenciaba por haber sufrido la deleción, por la inserción de IS26, de la región comprendida entre la primera copia de 3’CS y qnrB4, se detectó en otros dos aislados MDR de K. pneumoniae, indistinguibles genéticamente y qnrS2 positivos., [eng] The aim of this work was to assess the contribution of class 1 integrons to antimicrobial resistance in clinical isolates of Enterobacteriaceae of human origin from two epidemiological settings: zoonosis caused by Salmonella enterica and infection due to amoxicillin-clavulanate(ACL)-resistant Klebsiella pneumoniae acquired in a chronic care center. RESULTS: (a) S. Typhimurium: 71 of the 92 isolates recovered from 2004 to 2006 at the microbiology laboratory of Hospital Verge de la Cinta (Tortosa. Catalonia. Spain) were multidrug-resistant (MDR), of which 56 carried class 1 integrons. Isolates bearing the blaOXA-1-aadA1 variable region integron were the commonest among this serovar, showing a higher frequency than that reported in other areas of Spain, followed by isolates exhibiting the integron profile typical of SGI1 (aadA2 + blaPSE-1); most isolates displaying any of these two integron profiles shared identical genotype. Five isolates possessed a sul3-associated class 1 integron whose structure was 5’CS–dfrA12–orfF–aadA2–cmlA1–aadA1–qacH–IS440–sul3. (b) Non-Typhimurium S. enterica: 16.5% of the 382 isolates recovered in 2001 and from 2004-2009 at the same laboratory were MDR and 35 carried class 1 integrons. Overall, 11 different class 1 integrons were identified in 15 distinct serotypes (including S. Kapemba, S. Mikawasima and S. ser [9,12:Iv:i:-], where they had not been previously described), being those with dfrA1-aadA1, dfrA17-aadA5 and dfrA12-orf-aadA2 variable regions the most widely distributed. Two isolates (one qnrA1 positive S. Grumpensis and one S. Virchow) bore a complex class 1 integron linked to blaCTX-M-9 and 4 S. Enteritidis and 2 S. Rissen carried atypical sul3-type integrons (5’CS–dfrA12–orfF–aadA2–cmlA1–aadA1–qacH–IS440–sul3 and 5’CS–estX-psp-IS440–sul3, respectively). The former integron and the aadA13-sat one, detected in S. Grumpensis, had never been reported before in S. enterica. (c) Klebsiella pneumoniae: 47 ACL-resistant (45 cefazolin-susceptible and 2 broad-spectrum-cephalosporin-resistant) isolates, recovered between 2006 and 2008 from patients attending a chronic care center, were investigated. All cefazolin-susceptible isolates produced an inhibitor-resistant penicillinase, IRT 11 (n= 19) or OXA-1 (n=26); 23 OXA-1-producing isolates harboured a class 1 integron, associated with qnrS2, with the aac(6’)- Ib-cr, blaOXA-1, catB3, arr3 cassette arrangement (in 3 cases the integron was defective in 3’ end). An integron with identical structure, linked to blaDHA-1 and qnrB4 within an In37-like complex class 1 integron of novel structure (Genbank GU906294), was found in two epidemiologically closely related qnrS2 positive isolates.

Podeu consultar el llibre complet a: http://hdl.handle.net/2445/32392, Influenza is a highly contagious, major respiratory tract disease affecting millions of people each year. At present, two classes of antivirals are available: the neuraminidase inhibitors and the M2 proton channel blockers amantadine and rimantadine. However, rapid emergence of M2 blockers resistance makes imperative the development of new anti-influenza drugs. In the last few years several groups have synthesized and evaluated several analogs of amantadine. While several of them are active against wild-type M2 channel only a few are able to inhibit the mutant ion channels that lead to amantadine-resistance.

El treball presentat en aquesta memòria es centra en l'estudi dels mecanismes pels quals el quimioteràpic metotrexat (MTX) desenvolupa resistència en cèl·lules canceroses. Dins d'aquest objectiu es creen dues línies d'estudi que són, trobar nous mecanismes d'inhibició de la dihidrofolat reductasa (DHFR), principal causant de la resistència al MTX, i la troballa de nous gens que puguin estar implicats en aquest procés de resistència.En el present estudi, hem analitzat la resistència al MTX en cèl·lules de càncer de mama. S'han realitzat microarrays d'expressió amb dues línies cel·lulars sensibles i resistents al MTX, els quals han originat com a únic gen en comú entre les cèl·lules resistents d'ambdues línies la família de les UDP-glucuronosil transferases (UGT1A). Hem estudiat aquesta família de gens, i s'ha identificat la UGT1A6 com la principal responsable de la sobrexpressió de les UGTs a les cèl·lules resistents. En aquest treball s'ha analitzat la implicació de la UGT1A6 en la resistència al MTX. També hem analitzat la inducció transcripcional del MTX sobre la UGT1A6, així com els factors transcripcionals involucrats en aquest procés. A més, s'han estudiat les repercussions terapèutiques que pot tenir la sobrexpressió de la UGT1A6 quan es dóna MTX en combinació amb altres fàrmacs glucuronidables.Dins de la recerca de nous mètodes per inhibir la DHFR diferents als quimioteràpics clàssics com el MTX, trobem els basats en teràpia gènica. En treballs anteriors del nostre grup s'havien desenvolupat diversos tipus de molècules per disminuir l'expressió de la dhfr, tal com oligonucleòtids antisentit (aODNs), siRNAs i Triplex forming oligonucleotides (TFOs).En aquest treball hem desenvolupat Template-PPRHs i Coding-PPRHs, hairpins destinats a unir-se a la cadena motlle o codificant del DNA i mRNA, respectivament. Hem estudiat la capacitat citotòxica que tenen els PPRHs en cèl·lules de càncer de mama utilitzant com a model el gen dhfr humà, així com el mecanisme d'acció pel qual aquestes molècules inhibeixen la DHFR. També hem analitzat la capacitat in vitro dels hairpins d'unir-se a la seva seqüència diana i la influència que té la presència d'interrupcions de purines en la cadena de polipirimidines i la forma de minimitzar els seus efectes. Així mateix, hem estudiat l'estabilitat d'aquestes molècules, la seva especificitat i l'activació de la resposta immune. S'ha analitzat l'aplicació terapèutica a partir de l'utilització de PPRHs contra la dhfr en cèl·lules de càncer de mama resistents al MTX, així com el disseny de diferents PPRHs dirigits contra gens amb importància terapèutica en càncer., The main objective of this work is the study of the mechanisms that lead to resistance to the chemotherapeutic methotrexate (MTX) in cancerous cells. To study this phenomenon there have been two approaches: the search of new strategies to inhibit the expression of the dihydrofolate reductase (DHFR), the main responsible for MTX resistance; and the study of new genes that could be involved in MTX resistance.A microarrays analysis between two breast cancer cell lines sensitive and methotrexate resistant pointed out the UDP-glucuronosyltransferase 1A (UGT1A) family as a common deregulated node in both cell lines. UGT1A6 was the main isoform responsible for UGT1A family overexpression in these cells and this overexpression was not due to gene amplification. The importance of UGT1A6 overexppression in MTX resistance was studied as well as the induction of UGT1A6 mRNA levels and enzymatic activity carried out by MTX through the transcription factors ARNT (HIF-1) and AhR/ARNT. Cells incubated with anticancer drugs susceptible to glucuronidation together with MTX, showed a lesser degree of cytotoxicity, due to UGT1A6 induction. The pharmacological effect of this induction should be taken into account when combining MTX with other drugs that are glucuronidated.Polypurine Reverse-Hoogsteen hairpins, PPRHs, are dsDNA molecules formed by two polypurine stretches linked by a pentathymidine loop. These two polypurine domains are bound by intramolecular Reverse-Hoogsteen bonds, allowing the formation of a hairpin structure. PPRHs bind to their targets by Watson-Crick, forming triplex structures. We designed two types of PPRHS: Template-PPRHs and Coding-PPRHs. Template-PPRHs are designed to bind the template DNA strand, whereas Coding-PPRHs target the mRNA and the coding DNA strand. The dhfr gene was selected as a target in breast cancer therapy. Both PPRHs caused a high degree of cytotoxicity and a decrease in DHFR mRNA and protein levels, but through different mechanisms of action. Template-PPRHs decrease mRNA levels since they interfere with the transcription process. Coding-PPRHs interfere with the splicing process by competing with U2AF65 for binding to the polypyrimidine target sequence, leading to a lower amount of mature mRNA. PPRHs can be considered as new molecules to decrease gene expression.

INTRODUCTION Quinolones are potent and broad spectrum antibacterial agents and, among them, several fluoroquinolones, such as ciprofloxacin, are the treatment of choice against several human infections. Resistance to quinolones is steadily increasing and can be explained by different mechanisms: i) mutations in the target genes, ii) mutations leading to decreased intracellular accumulation of the antibiotic (either by overexpression of efflux pumps or diminished production of porins, the entrance channels for quinolones), and iii) aquisition of plasmid-encoded genes. Acquisition of quinolone resistance is a stepwise process. The first mutation usually leads to nalidixic acid resistance whereas further mutations trigger resistance to fluoroquinolones such as ciprofloxacin. WORK JUSTIFICATION Nalidixic acid resistance is an increasing trend among Escherichia coli, Salmonella Typhimurium and Yersinia enterocolitica clinical isolates thereby compromising the success of antimicrobial therapies. However, ciprofloxacin resistance is not increasing to the same extent in S. Typhimuium and Y. Enterocolitica strains. These results suggest that ciprofloxacin resistance acquisition can somehow impair the bacterial ability in causing disease. Moreover, an in depth study of the mechanisms of fluoroquinolone resistance may lead to the development of new strategies for either combating or reducing the emergence or potential emergence of fluoroquinolone resistance or limiting this effect. OBJECTIVES The main objective of this thesis was to study the molecular mechanisms leading to fluoroquinolone resistance in several pathogens of clinical importance: uropathogenic E. coli and enteric S. Typhimurium and Y. enterocolitica isoaltes. Futhermore, in parallel, the effect of fluoroquinolone resistance acquisition on the expression of several virulence factors (e.g., those leading to invasion and biofilm production) in the two enteric pathogens was evaluated. RESULTS The results obtained in this thesis have led to the publication of four original articles, two manuscripts pending of acceptance in scientific journals and two blocks of additional results. • E. coli: The mechanisms of resistance to fluoroquinolones were studied in two strains: PS5, a susceptible clinical isolate, and NorE5, a fluoroquinolone resistant mutant obtained in vitro (norfloxacin MIC of 32 microg/mL). NorE5 was shown to overexpress the efflux pump AcrAB-TolC attributable to increased SoxS expression likely associated to a mutation within SoxR. Additionally, the mdtG and ompN genes were reported to belong to the soxS regulon. Particularly, the ompN gene is cotranscribed with the upstream gene ydbK. • S. Typhimurium: The prevalence of quinolone resistance mechanisms was evaluated in a collection of Salmonella spp clinical isolates. Almost half of the strains (41.5%) were resistant to nalidixic acid due to a mutation in the target gene gyrA and efflux pump overexpression. Moreover, two S. Typhimurium clinical isolates susceptible to nalidixic acid were selected to obtain in vitro ciprofloxacin resistant mutants (50-64, ciprofloxacin MIC of 64 microg/mL, and 59-64, ciprofloxacin MIC of 256 microg/mL). Strain 50-64 acquired three target gene mutations, overexpressed AcrAB-TolC but showed a reduced fitness as well as invasion on cell culture. Strain 59-64 acquired five target gene mutations, overexpressed the regulator ramA leading to increased efflux independently of AcrAB, which was inactivated in both the clinical and the resistant strain. • Y. enterocolitica: A nalidixic acid-susceptible Y. enterocolitica clinical isolate was selected to obtain in vitro a ciprofloxacin resistant mutant (Y.83-64, ciprofloxacin MIC of 64 microg/mL). The resistant strain acquired four target gene mutations, overexpressed AcrAB-TolC attributable to a mutation in the promoter of the marA homolog (marAYe) present in Yersinia. Moreover, strain Y.83-64 showed reduced invasion. In parallel, the heterogeneity in the selection of target gene mutations was assessed in an intermediate mutant (ciprofloxacin MIC of 4 microg/mL)., INTRODUCCIÓ Les quinolones són antibiòtics d’ampli espectre i gran potència d’entre els quals, algunes fluoroquinolones com la ciprofloxacina, representen el tractament d’elecció per moltes infeccions. La resistència a aquests compostos és deguda a: i) mutacions en els gens diana, ii) mutacions que redueixen l’acumulació interna de l’antibiòtic (sobreexpressió de bombes d’expulsió i descens en la producció de porines), iii) adquisició de gens plasmídics. L’adquisició de resistència a les quinolones és un procés gradual. La primera mutació generalment confereix resistència a l’àcid nalidíxic, mentre que noves mutacions deriven en resistència a la ciprofloxacina. JUSTIFICACIÓ I OBJECTIUS L’increment de resistència a l’àcid nalidíxic en soques d’Escherichia coli, Salmonella Typhimurium i Yersinia enterocolitica és cada vegada més important, tot i que la resistència a la ciprofloxacina en els dos últims patògens no augmenta de manera significativa. Els resultats suggereixen que l’adquisició de resistència podria comprometre la virulència del bacteri. A més a més, un millor coneixement dels mecanismes de resistència pot afavorir l’emergència de noves estràtegies terapèutiques. L’objectiu principal d’aquesta memòria ha estat estudiar els mecanismes moleculars de resistència a les fluoroquinolones en aquests patògens així com el seu efecte en la virulència. RESULTATS • E. coli: Es van estudiar els mecanismes de resistència a les fluoroquinolones en dues soques: PS5, un aïllat clínic sensible, i NorE5, un mutant resistent a la norfloxacina. Es va identificar la sobreexpressió de la bomba AcrAB-TolC en NorE5 atribuïble a la sobreproducció de SoxS, originada per una mutació en el regulador SoxR. A més a més es van caracteritzar dos gens nous que pertanyen al reguló de SoxS: mdtG, que codifica per un sistema transportador, i ompN, que codifica per una porina i es coexpressa amb ydbK. • S. Typhimurium: Es va avaluar la prevalença dels mecanismes de resistència a l’àcid nalidíxic en un grup de soques clíniques de Salmonella spp. El 41.5% de les soques eren resistents amb una mutació en el gen gyrA i la sobreexpressió de bombes d’expulsió. Alternativament, es van seleccionar dues soques clíniques de S. Typhimurium (50-wt i 59-wt) sensibles a l’àcid nalidíxic per obtenir en el laboratori els corresponents mutants resistents a la ciprofloxacina (50-64 and 59-64). La soca 50-64 va adquirir 3 mutacions en el gens diana, sobreexpressava AcrAB-TolC, tenia una capacitat invasiva molt reduïda així com un creixement inferior a l’habitual. La soca 59-64 va adquirir 5 mutacions en els gens diana, sobreexpressava el regulador ramA associat a la sobreexpressió d’una bomba desconeguda, doncs tenia AcrAB inactivat per una mutació interna ja en la soca clínica original. • Y. enterocolitica: Es va seleccionar un aïllat clínic sensible a l’àcid nalidíxic per obtenir un mutant resistent a la ciprofloxacina (Y.83-64). La soca resistent va adquirir 4 mutacions en els gens diana, sobreexpressava AcrAB-TolC, atribuïble a la sobreexpressió de marAYe degut a una mutació en el promotor, i va mostrar un descens en la capacitat invasiva. Alternativament, es va avaluar l’heterogeneïtat en la selecció de mutacions en els gens diana en un mutant amb menor resistència a la ciprofloxacina.

Four new genotypes appeared in 2006 after childhood vaccination was begun., Among 4,215 Streptococcus pneumoniae isolates obtained in Spain during 2006, 98 (2.3%) were ciprofloxacin resistant (3.6% from adults and 0.14% from children). In comparison with findings from a 2002 study, global resistance remained stable. Low-level resistance (30 isolates with MIC 4–8 μg/mL) was caused by a reserpine-sensitive efflux phenotype (n = 4) or single topoisomerase IV (parC [n = 24] or parE [n = 1]) changes. One isolate did not show reserpine-sensitive efflux or mutations. High-level resistance (68 isolates with MIC ≥16 μg/mL) was caused by changes in gyrase (gyrA) and parC or parE. New changes in parC (S80P) and gyrA (S81V, E85G) were shown to be involved in resistance by genetic transformation. Although 49 genotypes were observed, clones Spain9V-ST156 and Sweden15A-ST63 accounted for 34.7% of drug-resistant isolates. In comparison with findings from the 2002 study, clones Spain14-ST17, Spain23F-ST81, and ST8819F decreased and 4 new genotypes (ST9710A, ST57016, ST43322, and ST71733) appeared in 2006.

El treball realitzat en aquesta tesi doctoral constitueix un estudi farmacogenòmic de la resistència al metotrexat (MTX) en cèl·lules de càncer humà, mitjançant experiments amb microarrays per tal de comparar l'expressió gènica diferencial entre cèl·lules sensibles i resistents al MTX.En un primer estudi, vam utilizar com a model la línia cel·lular HT29 de càncer de colon, i vam identificar AKR1C1 com un gen sobreexpressat a les cèl·lules resistents al quimioteràpic. Vam analizar la regulació transcripcional d'aquest gen, mitjançada principalment per Sp1, vam determinar la seva relació amb el cicle cel·lular i amb l'apoptosi i vam establir un paper per AKR1C1 en la resistència al MTX.En un estudi posterior amb microarrays representatius del genoma humà complet, vam identificar un conjunt de gens sobreexpressats i amplificats a les cèl·lules HT29 resistents, amb una localització cromosòmica propera al gen dihidrofolat reductasa.L'anàlisi detallada dels gens diferencialment expressats CAV1, E-Cadherina, PKCi ENO2, ens va permetre determinar per a tots ells un paper en la resistència al MTX, essent els dos primers dianes potencials per al disseny d'una teràpia coadjuvant amb MTX.També vam estudiar la resposta gènica associada a la resistència al MTX en altres línies cel·lulars, representatives de càncer de colon, càncer de mama, càncer de pàncrees, leucèmia eritroblàstica i osteosacoma. Vam realitzar experiments de microarrays per a totes elles i vam obtenir llistes de gens diferencialment expressats. A partir d'aquestes dades, vam construir xarxes d'associació biològica de gens comuns diferencialment expressats en càncer de colon, en càncer de mama o entre les altres tres línies cel·lulars estudiades. Així, vam identificar gens que representaven un node de la xarxa (DKK1), o una xarxa sencera (formada per alguns membres de la família gènica UGT1A) o un gen comú deregulat en càncer de pàncrees, leucèmia eritroblàstica i osteosarcoma (EEF1A1). Validacions funcionals d'aquests gens van mostrar una sensibilització de les cèl·lules vers el MTX., This thesis represents a pharmacogenomic study on methotrexate (MTX) resistance in human cancer cells. Whole human genome microarrays allowed us to compare the gene expression patterns between cell lines sensitive or resistant to MTX.In a first approach, we used HT29 colon cancer cells as a model, and we identified AKR1C1 as a gene overexpressed in the resistant cells. We analyzed its transcriptional regulation, mainly mediated by Sp1, we determined its relationship with cell cycle and with apoptosis, and established a role for AKR1C1 on MTX resistance.In a second study, we identified a set of genes, located flanking the "dhfr locus", which were overexpressed and amplified in the resistant HT29 cells. Detailed analyses on CAV1, E-Cadherin, PKCand ENO2, four differentially expressed genes, allowed us to establish a role for all of them in MTX resistance, and to hypothesize that CAV1 and E-Cadherin may constitute potential targets for coadjuvant therapy.We also studied the gene expression profiles of MTX resistance in other cell lines, representative of colon cancer, breast cancer, pancreatic cancer, erythroblastic leukemia and osteosarcoma. We performed microarray experiments for all of them and obtained lists of genes differentially expressed. We generated biological association networks with genes in common between both colon cancer cell lines, between both breast cancer cell lines or among the other three cell lines studied. We identified a highly interconnected node in a network (DKK1), a network formed by some members of UGT1A family, and a gene deregulated in pancreatic cancer, erythroblastic leukemia and osteosarcoma (EEF1A1). Functional validations of these three genes showed a sensitization toward MTX.

DE LA TESIS:Desde la aparición de las quinolonas, las resistencias bacterianas a las mismas han evolucionado de forma paralela. Conforme han ido apareciendo nuevas moléculas con mayor capacidad bactericida y mejores parámetros farmacodinámicos y farmacocinéticos, también se han ido identificando nuevos y más sofisticados mecanismos de resistencia, que se han ido adaptando a las necesidades de cada momento. Es por ello que se hace necesaria una nueva metodología para el diseño y la síntesis de nuevos agentes antibacterianos con el objetivo de aumentar su potencia antibacteriana y, al mismo tiempo, disminuir la probabilidad de generar a corto plazo nuevos mecanismos de resistencia. Con este fin, es fundamental conocer todos los mecanismos de resistencia y cuál es, en detalle, su mecanismo de acción, para poder diseñar nuevas moléculas capaces de, manteniendo su capacidad bactericida, eludir dichos mecanismos.En esta tesis nos propusimos como objetivos fundamentales, en primer lugar, investigar las bases moleculares de los mecanismos de resistencia a quinolonas en bacterias Gram-negativas. En concreto, en Escherichia coli, Yersinia enterocolitica y Citrobacter freundii. Por otro lado, se llevaron a cabo cálculos de acoplamiento o "docking" mediante la utilización de programas informáticos con el fin de incrementar nuestros conocimientos respecto al modelo de interacción entra ADN-ADN girasa-quinolona, para de esta manera mejorar nuestra comprensión de los mecanismos de resistencia a fluoroquinolonas asociados a las mutaciones más comúnmente encontradas en el gen gyrA. Finalmente, el último de los objetivos que nos propusimos fue el de diseñar, sintetizar y evaluar diferentes derivados de ciprofloxacino y norfloxacino con el fin de encontrar entre ellos alguno que tuviera la capacidad de interaccionar con la enzima ADN girasa, poseyendo ésta uno o dos cambios aminoacídicos en su subunidad A.

INTRODUCCIÓN:Tanto en países desarrollados como en vías de desarrollo las Salmonellas son responsables de un alto nivel de morbilidad y mortalidad. Este problema es especialmente relevante en áreas en vías de desarrollo donde la carencia de fuentes económicas no permite disponer de un amplio potencial antibacteriano. Además, en algunas de estas áreas tanto la situación social como la presencia de otras enfermedades favorecen la infección por estos microorganismos. El género Salmonella está compuesto por 2501 serotipos con diferentes características fenotípicas y genotípicas y aunque usualmente produce una infección autolimitada, la duración o la severidad de los síntomas pueden requerir tratamiento antibiótico.Las especies de Salmonella disponen de altos niveles de resistencia natural a los agentes antimicrobianos más usados, sin embargo la aparición de cepas de Salmonella mostrando resistencia a uno o más agentes antibacterianos ha aumentado considerablemente probablemente debido a la continua presión antibiótica, lo cual constituye un importante problema para la salud pública. La resistencia a algunos antibióticos, tales como β-lactámicos, tetraciclina, cloranfenicol, o trimetoprim-sulfametoxazol está siendo reportada con alta frecuencia. Además se ha descrito el desarrollo de resistencia a quinolonas. Una eficiente ruta de adquisición de esta resistencia es a través de elementos genéticos tales como, plámidos, transposones e integrones.El principal objetivo de este estudio fue analizar la evolución de la resistencia en aislamientos de Salmonella de origen clínico, caracterizar los mecanismos de resistencia a diferentes agentes antimicrobianos y analizar el potencial de diseminación de clones resistentes.MATERIALES Y MÉTODOS:En este estudio se analizaron cepas (n=62) aisladas de muestras de heces procedentes de viajeros que padecían diarrea del viajero y cepas (n=34) aisladas de muestras de heces de pacientes con gastroenteritis aguda de diferentes regiones de Cuba. El estudio se llevó a cabo en el Laboratorio de Microbiología Clínica del Hospital Clínic de Barcelona. Los patógenos diarreagénicos encontrados fueron identificados por métodos convencionales. El serotipo se determinó utilizando antisueros somáticos y flagelares. La fase flagelar fue determinada por el método de inversión de fase descrito por Kauffman y White y siguiendo las recomendaciones de Edward y Ewing. También se identificaron los fagotipos de los serotipos Enteritidis, Typhimurium, Hadar y Virchow. Se determinó la susceptibilidad antimicrobiana por el método de Kirby-Bauer a diferentes agentes antimicrobianos: ampicilina, amoxicilina-ácido clavulánico, ácido nalidíxico, tetraciclina, trimetoprim-sulfametoxazol, cloranfenicol, gentamicina, amikacina, espectinomicina, imipenem, norfloxacino, ciprofloxacino y ceftazidima. La interpretación de los resultados se llevó a cabo según las normas del CLSI. Staphylococcus aureus ATCC 29213, Escherichia coli ATCC 25922 y Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 se utilizaron como cepas controles.Para determinar los mecanismos moleculares de resistencia a quinolonas se detectaron las mutaciones en los genes gyrA y parC mediante la técnica de PCR con iniciadores específicos. La presencia de los genes cmlA y floR asociados con la resistencia a cloranfenicol se determinó por PCR. La actividad cloranfenicol acetiltransferasa se determinó mediante un ensayo colorimétrico. La detección de los genes que codifican para beta-lactamasas (tipo tem, carb, shv, y oxa) así como la determinación de los mecanismos de resistencia a tetraciclina relacionados con la presencia de los genes tetA, tetB y tetG también fue determinada por PCR. Para determinar el mecanismo de resistencia a trimetoprim-sulfametoxazol la presencia de dihidrofolato reductasas fue determinada con primers genéricos y análisis del polimorfismo de los fragmentos de restricción. La detección de integrones Clase 1 también se determinó utilizando primes específicos ya descritos.Los productos de las diferentes PCR fueron visualizados en un gel de agarosa al 2%. El producto de la PCR visualizado en el gel fue secuenciado y analizado en un secuenciador automático usando el kit de secuenciación Big Dye3.1.La clonalidad de los aislamientos se determinó mediante análisis del ADN cromosómico digerido con XbaI y separación en electroforesis en campo pulsante.RESULTADOS:Los serotipos más frecuentes fueron Salmonella enteritidis y Salmonella typhimurium. La mayoría de las cepas mostraron resistencia al menos a uno de los agentes antimicrobianos utilizados, encontrándose un alto porcentaje de multirresistencia. Los antibióticos frente a los cuales se observó mayor resistencia fueron: tetraciclina, ampicilina, cloranfenicol, ácido nalidíxico y trimetoprim-sulfametoxazol. Una simple sustitución de aminoácidos en las posiciones 83 y 87 del gen gyrA ha sido descrita con anterioridad como causa de resistencia frente al ácido nalidíxico, mientras que sustituciones en ambas posiciones más sustituciones en el gen parC confieren elevada resistencia a fluoroquinolonas. En nuestro estudio se encontró resistencia al ácido nalidíxico y sensibilidad disminuida a ciprofloxacino y norfloxacino. Destacándose como principal causa de esta resistencia mutaciones en el gen gyrA. No se encontraron mutaciones en el gen parC. Ocho aislamientos mostraron resistencia a ampicilina provocada por la presencia de beta-lactamasas tipo CARB, TEM y OXA. Es algunas cepas productoras de beta-lactamasas tipo TEM también se encontraron niveles intermedios de sensibilidad a amoxicilina-ácido clavulánico. Está demostrado que la sobreexpresión de estas enzimas provoca sensibilidad disminuida o resistencia frente a este antibiótico.El principal mecanismo de resistencia involucrado en la resistencia al trimetoprim-sulfametoxazol fue la presencia de dihidrofolato reductasas presentes en cuatro aislamientos, específicamente dfrA1, dfrA12, dfrA14 y dfrA17. La resistencia al cloranfenicol estuvo determinada por la presencia de los genes cmlA, floR y la actividad cloranfenicol acetil transferasa (CAT). De los aislamientos resistentes a tetraciclina, el gen tetA fue el principal responsable de la resistencia. Los genes de resistencia localizados en integrones fueron asociados con resistencia a aminoglucosidos, beta-lactamasas, trimetoprim y cloranfenicol. El campo pulsante reveló la existencia y diseminación de un clon resistente de Salmonella typhimurium en diferentes regiones de Cuba.CONCLUSIONES:Nuestros resultados muestran niveles importantes de resistencia en cepas de Salmonella, principalmente frente al ácido nalidíxico, además de una gran heterogeneidad de mecanismos moleculares de resistencia frente a antibióticos de primera línea. A nuestro parecer con nuestro estudio contribuimos a mantener la vigilancia de esos microorganismos y así tener información de los niveles de resistencia para mejorar el tratamiento y desarrollar estrategias en la prevención de la diseminación de la resistencia.

La capacidad de Acinetobacter baumannii para causar infecciones nosocomiales se relaciona con su habilidad para desarrollar rápidamente resistencia a los antibióticos, junto con la capacidad que tiene este organismo para sobrevivir durante largos períodos de tiempo en el hábitat hospitalario.A pesar de ser un problema emergente en la UCIs, falta mucha información sobre los mecanismos de virulencia y resistencia a los antimicrobianos, a la desecación y a la desinfección. Los objetivos principales de este trabajo fueron estudiar los mecanismos de resistencia a diferentes agentes antimicrobianos en cepas clínicas de la especie Acinetobacter, haciendo énfasis en la identificación de nuevas bombas de expulsión y porinas, junto con un estudio del efecto que produce la formación de biopelícula en el éxito de A. baumannii como patógeno.Con A. baumannii, se ha estudiado la prevalencia de bombas de expulsión específicas para tetraciclinas (TetA y TetB) y β-lactamasas en una colección de cepas clínicas españolas. Adicionalmente, se ha estudiado el efecto de la secuencia de inserción ISAba1 como promotor de estas β-lactamasas y se ha concluido que este elemento móvil, que puede ser adquirido o perdido en el ámbito hospitalario, se está convirtiendo en un activador importante de estos genes de resistencia. Paralelamente, se ha analizado la actividad de ceftobiprole y doripenem, dos nuevos β-lactámicos, frente a cepas clínicas de este microorganismo que únicamente ofrecen una pequeña mejoría frente a las antiguas carbapenemas y cefalosporinas. También se ha detectado y secuenciado un gen homológo a mdfA en Escherichia coli que codifica una bomba de expulsión en una cepa clínica de A. baumannii.Aproximaciones genómicas y proteómicas han demostrado ser metodologías importantes para la identificación y caracterización de nuevos mecanismos de resistencia. Se ha hecho un análisis proteómico de una fracción enriquecida en proteínas de membrana en una cepa clínica y un estudio proteómico entre una cepa clínica sensible a quinolonas y un mutante isogénico resistente a quinolonas con la obtención de diversas proteínas de membrana que se sobre-expresaban en el mutante resistente; estas porinas podrían hacer la membrana bacteriana más impermeable a los agentes antimicrobianos. Un análisis de la membrana en mutantes resistentes a colistina demuestran que esta resistencia puede estar asociada a cambios a nivel proteico y a un incremento en la producción de lipopolisacáridos.Finalmente se ha analizado la formación de biopelícula en una colección de cepas clínicas de A. baumannii, estudiando la relación entre la formación de biopelícula y otras características clínicas o microbiológicas. Se ha demostrado que hay una clara asociación entre formación de biopelícula y sensibilidad a imipenem y ciprofloxacino; las cepas resistentes a quinolonas son menos propensas a formar biopelícula que sus equivalentes sensible debido a una expresión reducida de una fimbria de tipo 1, el primer paso en la formación de biopelícula. Además, pacientes tratados previamente con aminoglucósidos tienen un riesgo de ser colonizados o infectados con cepas de A. baumannii formadoras de biopelícula.En este trabajo también se han considerado otras genospecies y se han estudiado los mecanismos de resistencia a quinolonas y colistina, concretamente en cepas de la Genospecie 3 y 13. Cepas clínicas no pertenecientes al grupo A. baumannii están probablemente siendo subestimadas como agentes patogénicos porque las cepas resistentes pueden ser clasificadas como A. baumannii por equivocación. A pesar de que estas cepas son generalmente más sensibles a los antibióticos, están adquiriendo nuevos mecanismos de resistencia.

La meningitis neumocócica es una enfermedad grave con elevada morbimortalidad y su tratamiento constituye un problema no completamente resuelto desde la aparición en todo el mundo de resistencias a penicilina y cefalosporinas. Meropenem es un carbapenémico que tiene una buena actividad in vitro frente a los principales patógenos que causan meningitis. El clásico modelo de meningitis en el conejo puede no ser adecuado para estudiar meropenem por la facilidad en hidrolizar la Dehidropeptidasa I.El objetivo del estudio es evaluar la eficacia terapéutica de meropenem y rifampicina solos y combinados, frente a dos cepas con diferente sensibilidad a betaláctámicos, utilizando los modelos de meningitis en conejo y en cobaya, y determinar si el modelo de meningitis en conejo puede utilizarse para estudiar meropenem.DISEÑO DEL ESTUDIO. Estudio in vitro mediante curvas de letalidad. Estudio in vivo en el modelo de meningitis en el conejo y en la cobaya. En ambos estudios se ensayan varias pautas antibióticas frente a dos cepas de neumococo, una sensible y otra resistente a penicilina y cefalosporinas. Previamente se hacen estudios de farmacocinética de los antibióticos en ambos modelos animales, para establecer las dosis y el intervalo entre las mismas. RESULTADOS. En las curvas de letalidad meropenem es bactericida y rifampicina bacteriostático. La combinación de ambos fármacos es sinérgica o indiferente. En el modelo de la cobaya todos los tratamientos, excepto rifampicina son bactericidas desde las 6 horas. En el modelo del conejo, meropenem es bactericida a las 6 horas frente a la cepa sensible, pero con la cepa resistente se observan fracasos terapéuticos a las 6 horas, siendo bactericida a las 24 horas. La combinación de meropenem más rifampicina mejora significativamente la eficacia de meropenem en solitario en la cepa resistente.CONCLUSIONES. La combinación de meropenem y rifampicina in vitro es sinérgica o indiferente. Meropenem ha demostrado su eficacia en el tratamiento de la meningitis neumocócica en la cobaya, frente a dos cepas con diferente sensibilidad a betalactámicos. La combinación de meropenem más rifampicina no aumenta la eficacia del meropenem en solitario.No hay congruencia entre el modelo del conejo y de la cobaya. El retardo en la eficacia de meropenem frente a la cepa resistente en la meningitis en el conejo sugiere que este modelo no es adecuado para estudiar este antibiótico y pone de manifiesto la importancia de la correcta elección del modelo animal en el desarrollo de estudios de eficacia antibiótica.Meropenem y la combinación de meropenem y rifampicina pueden ser considerados como una alternativa en el tratamiento de la meningitis bacteriana, y constituyen un tratamiento adecuado para las meningitis producidas por neumococos resistentes a cefalosporinas., "Experimental study efficacy of meropenem and rifampin in the therapy of β-lactams-susceptible and -resistant pneumococcal meningitis"TEXT:The increasing spread of cephalosporin- resistant strains has reduced the therapeutic options for pneumococcal meningitis. Meropenem is a broad-spectrum carbapenem antibiotic which is highly active against the major bacterial pathogens causing meningitis, and penetrates well into the cerebrospinal fluid. Results with meropenem in the experimental rabbit model of penumococcal meningitis have been controversial and the possible role of renal dehydropeptidase I in meropenem efficacy has been suggested.The aim of this study was to determine the in vitro and in vivo efficacies of meropenem alone and combined with rifampin against two Streptococcus pneumoniae strains with different susceptibility to β-lactams using the rabbit and the guinea pig meningitis models, and the possible influence of the animal model over results. Two strains of Streptococcus pneumoniae with different susceptibility to beta-lactams have been used in a guinea pig model and the classical rabbit meningitis model. In vitro killing curves meropenem was bactericidal and rifampin was bacteriostatic. Combinations of meropenem plus rifampin were synergic or indifferent. All treatments were bactericidal from 6 h in the guinea pig model. In the rabbit model meropenem was bactericidal at 6 h against the susceptible strain but against the resistant therapeutical failures were recorded at 6 h being bactericidal at 24 h. In the resistant strain the addition of rifampin improves the activity of meropenem alone. In conclusion, meropenem have shown bactericidal activity in both experimental models and might be a good option in the management of pneumococcal meningitis. This work emphasises the importance of an adequate election of the animal model for the appropriate development of studies of antimicrobial efficacy.

Introduction: The Mycobacteriology Spanish Working Group (MSWG) has conducted an epidemiological, descriptive and retrospective study to try to know the level of first line drug resistances in Mycobacterium tuberculosis strains in Spain. Material and methods: Data were obtained from a total of 1083 strains isolated between October and November 2006 in 120 microbiology laboratories from 16 autonomous communities and Melilla. Results: A primary resistance rate of 8.3% and 4.9% was obtained for isoniazid (INH). The probability of suffering resistant tuberculosis was major in the immigrant population with a resistance rate of 12%. Repeating these surveillance studies in later years is recommended.

[spa] DE LA TESIS: El cáncer primario de mama es un problema de salud de gran magnitud con una incidencia estimada de 1 de cada 10 mujeres. De entre los tratamientos sistémicos, el tratamiento hormonal cuenta con un papel más establecido como complementario a la cirugía y con un perfil de toxicidad/eficacia más favorable. Los tratamientos hormonales considerados actualmente como de primera línea pertenecen a dos grupos. Un primero grupo es el formado por los fármacos con selectividad por el receptor de estrógeno y con actividad moduladora sobre el mismo (SERMs) de los cuales el más utilizado es el tamoxifeno o con actividad "destructora" el fulvestrant. El otro gran grupo, con actividad exclusiva en la mujer postmenopáusica y en el que se centra la presente tesis es el de los inhibidores de la aromatasa (letrozol, anastrozol o exemestano). Este último grupo basa su actividad en la deprivación de sustrato al receptor de estrógeno al impedir la producción de estradiol en los diversos tejidos. Aunque estos fármacos producen una mejoría de las tasas de curación cuando se aplican como tratamiento complementario, la resistencia a dichos tratamientos en, sin embargo, un hecho frecuente. Dicha resistencia puede responder a dos supuestos: la denominada resistencia inicial o de novo y tardía o adquirida. La resistencia de novo es lo habitual en tumores que no expresan el receptor de estrógeno (RE), mientras que la resistencia adquirida no suele ir habitualmente acompañada de la negativización del RE. Dado este escenario, dos grandes áreas se abren para la investigación con los fármacos actuales: la búsqueda de mejores valores predictivos que la simple positividad de RE y la descripción de nuevos indicadores de beneficio tras tratamiento hormonal más allá de la mera reducción tumoral. Este último aspecto en concreto va cobrando cada vez más importancia conforme se van conociendo los cambios que se producen en la biología tumoral tras la aplicación de tratamientos endocrinos y se va generando la convicción de que ni la falta de reducción tumoral significa siempre resistencia ni la existencia de la misma es el parámetro que mejor permite distinguir a aquellas pacientes con menos posibilidades de generar resistencia ulteriormente. Una de las áreas de mayor interés en el ámbito de la predicción de respuesta al tratamiento es el estudio de los llamados biomarcadores dinámicos, es decir, en los que el valor predictivo no se basa en la determinación basal del estatus del marcador en cuestión sino en la observación del cambio biológico que este marcador experimenta de modo precoz tras iniciar el tratamiento. En este sentido el marcador más estudiado es Ki-67, una proteína nucleolar universalmente asociada a proliferación. El decremento en la expresión de KI-67 medido con técnicas de inmunohistoquímica en dos biopsias consecutivas obtenidas respectivamente antes y 10-15 días después de iniciar un tratamiento hormonal con inhibidores de la aromatasa ha demostrado, si bien no estando significativamente relacionado con la reducción del volumen tumoral, tener un valor potencial de discriminar comparativamente a aquellos tratamientos que asocian mayor beneficio a largo plazo. Este valor, en los primeros estudios, parece superar el de la respuesta tumoral es sí. El decremento de Ki-67 presenta, sin embargo, limitaciones tanto es su valor como en la técnica necesaria para su determinación. Por todo lo anteriormente expuesto, el objetivo principal del presente trabajo de tesis doctoral es la descripción y validación preclínica de nuevos biomarcadores dinámicos que mejoren la utilidad de ki-67.

Background Methotrexate is one of the earliest cytotoxic drugs used in cancer therapy, and despite the isolation of multiple other folate antagonists, methotrexate maintains its significant role as a treatment for different types of cancer and other disorders. The usefulness of treatment with methotrexate is limited by the development of drug resistance, which may be acquired through different ways. To get insights into the mechanisms associated with drug resistance and sensitization we performed a functional analysis of genes deregulated in methotrexate resistant cells, either due to its co-amplification with the dhfr gene or as a result of a transcriptome screening using microarrays. Methods Gene expression levels were compared between triplicate samples from either HT29 sensitive cells and resistant to 10-5 M MTX by hybridization to the GeneChip® HG U133 PLUS 2.0 from Affymetrix. After normalization, a list of 3-fold differentially expressed genes with a p-value < 0.05 including multiple testing correction (Benjamini and Hochberg false discovery rate) was generated. RT-Real-time PCR was used to validate the expression levels of selected genes and copy-number was determined by qPCR. Functional validations were performed either by siRNAs or by transfection of an expression plasmid. Results Genes adjacent to the dhfr locus and included in the 5q14 amplicon were overexpressed in HT29 MTX-resistant cells. Treatment with siRNAs against those genes caused a slight reduction in cell viability in both HT29 sensitive and resistant cells. On the other hand, microarray analysis of HT29 and HT29 MTX resistant cells unveiled overexpression of caveolin 1, enolase 2 and PKCα genes in resistant cells without concomitant copy number gain. siRNAs against these three genes effectively reduced cell viability and caused a decreased MTX resistance capacity. Moreover, overexpression of E-cadherin, which was found underexpressed in MTX-resistant cells, also sensitized the cells toward the chemotherapeutic agent. Combined treatments targeting siRNA inhibition of caveolin 1 and overexpression of E-cadherin markedly reduced cell viability in both sensitive and MTX-resistant HT29 cells. Conclusion We provide functional evidences indicating that caveolin 1 and E-cadherin, deregulated in MTX resistant cells, may play a critical role in cell survival and may constitute potential targets for coadjuvant therapy.

Aggregatibacter actinomycetemcomitans es una bacteria Gramnegativa anaerobia facultativa, de morfología bacilar o coco-bacilar, frecuentemente asociada a procesos patológicos de la cavidad bucal como la gingivitis, la periodontitis juvenil o la periodontitis progresiva aguda. El papel de su membrana externa en la resistencia a los antibióticos de uso común en odontología se conoce poco.En nuestro trabajo hemos procedido al aislamiento e identificación de una serie de cepas de A. actinomycetemcomitans procedentes de muestras clínicas de casos especialmente graves de periodontitis agresivas y menos agresivas, que hemos comparado con dos cepas referencia de laboratorio. Hemos comprobado como tanto los patrones de susceptibilidad antibiótica frente a antibióticos de uso común en odontología, como los perfiles de proteínas de membrana externa estudiados mediante electroforesis en geles desnaturalizantes de acrilamida (SDS-PAGE), no varían significativamente entre unas cepas y otras, no presentando la variabilidad esperada. Además, una de las proteínas de membrana externa presente en todas las cepas, la denominada según su peso molecular como Omp 39, cumple la mayoría de las condiciones que presentan las porinas, habiéndose puesto de manifiesto su actividad formadora de poro mediante experimentos en Planar Lipid Bilayer, en los que muestra una conductancia de 0.75nS en KCl 1M y un tamaño de poro de alrededor de 0.73nm.Además, se ha demostrado la presencia funcional de una bomba de reflujo tipo acrAB, inhibible por CCCP, habiéndose detectado por amplificación la presencia de los genes que la codifican.La presencia de una única pequeña porina en la pared celular de Aggregatibacter actinomycetemcomitans, unido a la ausencia de otros mecanismos de resistencia comunes como la existencia de integrones con genes de resistencia, podría condicionar su demostrada resistencia a ciertos tipos de antibióticos.

En los últimos años ha habido un incremento en la aparición de nuevas enfermedades infecciosas y en la reemergencia de otras que se consideraban ya controladas. La situación actual es preocupante porque muchos de estos nuevos agentes patógenos causan enfermedades graves. En muchas de estas infecciones, la resistencia a los fármacos se está convirtiendo en uno de los obstáculos principales para su control, con la aparición de cepas multiresistentes a los antibióticos normalmente utilizados. ¿Cuales son las claves para el éxito de estas bacterias patógenas? Para responder esta pregunta, se realizan estudios sobre los mecanismos por los cuales los microorganismos causan la enfermedad, es decir, la patogénesis. Pero también existen cuestiones importantes sobre la evolución de la patogénesis de estos microorganismos que continúan siendo una incógnita: ¿cuales son los factores que determinan la emergencia de un nuevo patógeno?, ¿cuando se desarrollan determinados clones patógenos?, ¿porqué cepas no patógenas presentan genes asociados a la virulencia? Los estudios de genética de poblaciones contribuyen a este conocimiento, proporcionando información sobre la estructura poblacional y la naturaleza de la variación genética que existe en las poblaciones naturales ya que la cantidad de variación genética de una población es un parámetro fundamental, debido a que determina el potencial evolutivo de ésta. Los cortos períodos de generación de la mayoría de las bacterias y el enorme tamaño de sus poblaciones, hace que los cambios evolutivos sean muy rápidos. La dinámica de aparición y selección de mutantes o la importancia relativa de la mutación y de la recombinación en estas poblaciones, son efectos esenciales para comprender los cambios epidemiológicos que se producen en ellas. Estudiar las poblaciones bacterianas también nos permite caracterizar las cepas de las especies patógenas; pero también es importante comprender las relaciones genéticas existentes entre cepas patógenas, causantes de la enfermedad, y cepas no patógenas de una misma especie bacteriana. La comparación entre ambas poblaciones puede ayudarnos a explicar los orígenes de las cepas patógenas e identificar las diferencias genéticas entre las dos. Se ha observado que, generalmente, se da una asociación aparente entre determinados clones de la bacteria, que se encuentran en pequeña proporción, y el desarrollo de una enfermedad; por tanto, esto sugiere que hay una menor diversidad en las cepas patógenas que en las de vida "libre". Estas observaciones han sugerido que la mayoría de las bacterias presentan una estructura poblacional clonal. Más recientemente, el aumento del número de bacterias estudiadas y la aplicación de técnicas moleculares, han dado lugar a la observación de que la estructura clonal de las poblaciones se puede "romper" por acción de la recombinación genética, aunque su papel no es igual en todas las especies bacterianas. La transferencia horizontal de genes tiene una gran relevancia en la epidemiología de las enfermedades causadas por bacterias patógenas. Se ha observado una marcada diferencia en el grado de recombinación entre cepas patógenas y cepas no patógenas, aunque no se conocen las causas. La adquisición de material extracromosómico tiene consecuencias importantes en la evolución de las bacterias, tanto a corto plazo, por la distribución horizontal de genes de resistencia, como a largo plazo, por la adquisición de nuevos determinantes de virulencia o propiedades metabólicas que puedan producir un cambio significativo en la patogenicidad o que afecten al hábitat ecológico donde residen. Por tanto, la variación genotípica en las poblaciones de los microorganismos patógenos, plantea importantes dificultades en el control de les enfermedades infecciosas (emergencia de nuevas cepas patógenas, aparición de poblaciones de bacterias resistentes a los antibióticos, dificultades asociadas a la obtención de vacunas contra microorganismos antigénicamente diversos o variantes).P. aeruginosa es una bacteria Gram negativa y cosmopolita, y es una de las principales causas de infecciones en cáncer, transplantes, quemados y en pacientes con fibrosis cística. Estas infecciones son muy difíciles de erradicar ya que este microorganismo presenta una elevada resistencia intrínseca a múltiples antibióticos, lo que lo hace responsable de infecciones nosocomiales de difícil tratamiento y de elevada morbi-mortalidad. En los últimos años se ha observado un incremento progresivo en la incidencia de cepas resistentes a diversos antibióticos de última generación como por ejemplo el imipenem y de cepas que presentan una sensibilidad disminuida simultáneamente a diversos grupos de antibióticos como penicilinas, cefalosporinas con actividad anti-pseudomónica, quinolonas y aminoglicósidos, situación que ha agravado notablemente la dificultad terapéutica que habitualmente comportan las infecciones causadas por este patógeno. ¿Tienen las cepas patógenas que viven en el interior de los hospitales alguna relación genética con las cepas que viven libremente en el entorno de éstos? ¿Qué mecanismos de resistencia han utilizado estas cepas patógenas para "evadir" la acción de los antimicrobianos utilizados contra ellas? En este trabajo hemos tratado de hacer una aproximación a la respuesta de estas preguntas, centrándonos en las poblaciones de Pseudomonas aeruginosa del hospital de Bellvitge y su entorno.La línea principal de investigación de nuestro grupo de trabajo se centra en los mecanismos moleculares de extensión de los caracteres de resistencia de las bacterias Gram negativas a los agentes antimicrobianos. La presente tesis se inscribe en el núcleo de la actividad del grupo. Se ha pretendido explorar las relaciones existentes entre aislamientos clínicos y ambientales de Pseudomonas aeruginosa en relación a la susceptibilidad a los agentes antimicrobianos.Este objetivo de carácter general se puede subdividir en los siguientes apartados: 1. Aislar cepas ambientales y seleccionar cepas clínicas aisladas en el Servicio de Microbiología del Hospital Universitario de Bellvitge.2. Determinar la susceptibilidad a los antimicrobianos de los distintos aislamientos y comparar las posibles diferencias de susceptibilidad entre los grupos.3. Explorar la contribución de las propiedades de la membrana externa a los perfiles de susceptibilidad a los antimicrobianos. 4. Analizar la variabilidad fenotípica y genotípica de los aislados en base a la información obtenida de metodologías moleculares como: perfiles electroforéticos de las proteínas de la membrana externa (OMPs), electroforesis en campo pulsante (PFGE) y amplificación de fragmentos de DNA con cebadores aleatorios (RAPD). 5. Elaborar un modelo aproximativo de la estructura de las poblaciones de P. aeruginosa en el ambiente "Hospital Universitario de Bellvitge" (Hospital y entorno).6. Estudiar la eventual presencia de integrones en los dos grupos de bacterias y determinar los genes que incorporan.7. Estudiar las mutaciones de la proteína OprD y su relación con la resistencia a los antibióticos en las cepas estudiadas.8. Realizar una aproximación al modelo estructural de la proteína OprD.Las conclusiones obtenidas después de llevar a cabo los experimentos para la consecución de los diversos obtenidos, son las siguientes: 1. Las cepas clínicas son más resistentes a los antibióticos que las cepas ambientales, debido a la fuerte presión que existe en el entorno hospitalario, y que favorece a las cepas que desarrollan mecanismos para evadir la acción de diferentes antimicrobianos. Estas diferencias en la susceptibilidad sugieren, además, cierto grado de aislamiento ecológico entre las dos poblaciones, ya que las cepas clínicas se encontrarían en un hábitat, que presenta una elevada presión selectiva por parte de los antibióticos y desinfectantes, y en cambio las cepas ambientales estarían en otro hábitat separado donde esta presión no existe.2. Técnicas que miden la variabilidad fenotípica y genotípica como las proteínas totales (PT), proteínas de membrana externa (OMPs), la electroforesis de campo pulsante (PFGE) y la amplificación de polimorfismos de DNA al azar (RAPD) utilizando el primer 208, confirman la distancia entre los aislados de los dos orígenes.3. El conjunto de los resultados nos sugiere que la población de P. aeruginosa en nuestro entorno (Hospital de Bellvitge y alrededores), podría ser una población clonal epidémica, en la cual todas las cepas provienen de una población ambiental muy diversa, y de la que un clon ha emergido para dar lugar a la población clínica que, una vez establecida, vuelve a diversificarse.4. La ausencia/presencia de la proteína OprD en la membrana externa de Pseudomonas aeruginosa, no explica totalmente los patrones de resistencia/susceptibilidad observados en las cepas investigadas. 5. La existencia de cepas sensibles al imipenem que no presentan OprD en sus membranas externas, sugiere la presencia de otro mecanismo secundario de entrada del imipenem a las células, independiente de OprD.6. A falta de un modelo estructural basado en la cristalización, nuestro modelo tridimensional de la proteína OprD confirma las predicciones, anteriormente realizadas, de la estructura del heterómero del que está constituido esta porina.

Ceftobiprole, a new broad spectrum, parenteral cephalosporin, exhibits potent in vitro activity against a number of Gram-positive pathogens, including methicillin-resistant Staphylococcus aureus and penicillin-resistant Streptococcus pneumoniae, and Gram-negative pathogens associated with hospital-acquired pneumonia (HAP) and community-acquired pneumonia (CAP). Ceftobiprole has demonstrated noninferiority in two large-scale pivotal studies comparing it to ceftriaxone with or without linezolid in CAP, with clinical cure rates 86.6% versus 87.4%, or ceftazidime in HAP, with clinical cure rates of 77% versus 76%, respectively. However, ceftobiprole was inferior in the subgroup of patients undergoing mechanical ventilation. Ceftobiprole has so far demonstrated a good safety profile in preliminary studies, with similar tolerability to comparators. The most commonly observed adverse events of ceftobiprole included headache and gastrointestinal upset. It is the first cephalosporin monotherapy approved in the EU for the treatment of both CAP and HAP (excluding ventilator-associated pneumonia).

La meningitis pneumocòcica és una malaltia associada a una elevada mortalitat (20-40) i a l'aparició de seqüeles neurològiques en un 30% dels pacients, nens i adults, que sobreviuen. Des del punt de vista farmacològic, és una malaltia complicada:- La penetració dels antibiòtics a través de la barrera hematoencefàlica és reduïda.- Es genera una resposta inflamatòria greu en l'espai subaracnoidal, responsable del dany cerebral associat.- L'aparició de soques de "S.pneumoniae" multiresistents no garanteix l'eficàcia del tractament empíric.En els darrers anys s'han detectat soques amb un elevat nivell de resistència a cefalosporines de tercera generació (C3G). La baixa prevalença d'aquests aïllaments dificulta per una banda, el coneixement del seu comportament in vivo i per l'altra, la valoració de l'eficàcia dels tractaments estàndard.En aquesta tesi s'ha demostrat la capacitat d'una soca de "S.pneumoniae" amb un elevat nivell de resistència a C3G a l'hora d'induir meningitis i provocar una resposta inflamatòria greu en el LCR en el model animal. Els nostres experiments demostren que l'adquisició de resistència antibiòtica no ha alterat ni la patogenicitat ni la virulència d'aquestes soques. Les combinacions ceftriaxona més vancomicina, ceftriaxona més rifampicina i rifampicina més vancomicina es van revelar eficaces en la meningitis pneumocòcica per una soca amb un elevat grau de resistència a C3G, tant per la millora de l'eficàcia com per l'atenuació de la resposta inflamatòria respecte a les monoteràpies. Aquests resultats reforcen les recomanacions dels experts i proporcionen una base experimental per a que siguin aplicables en meningitis causades per "S. pneumoniae" sigui quin sigui el seu nivell de resistència a beta-lactàmics. La fosfomicina ha demostrat una elevada penetració a través de la barrera hematoencefàlica en el model animal en conill. No obstant, el desenvolupament de resistència antibiòtica en el model experimental descarta el seu ús en monoteràpia. A més a més, en base als fracassos terapèutics observats proposem revisar els punts de tall de la sensibilitat de "S. pneumoniae" a fosfomicina en la infecció meníngia.Les combinacions de fosfomicina estudiades han demostrat una excel·lent activitat envers dues soques de pneumococ resistent a beta-lactàmics, així com un efecte protector davant el desenvolupament de mutants resistents. A partir dels nostres resultats, recomanaríem com alternatives terapèutiques la combinació fosfomicina més ceftriaxona en pacients amb intolerància a glicopèptids o amb insuficiència renal; i la combinació fosfomicina més vancomicina en pacients al·lèrgics a beta-lactàmics.

INTRODUCCIÓN: El "Staphylococcus aureus" resistente a meticilina (SARM) es un patógeno de gran importancia para la Salud Pública tanto a nivel hospitalario como en la comunidad. Presenta una rápida diseminación por todo el mundo y crea resistencias a los diferentes antibióticos con gran facilidad. En España se describió por primera vez a finales de 1970 y su frecuencia hasta nuestros días ha seguido un curso ascendente en el que se han producido cambios epidemiológicos y moleculares destacables. Con objeto de conocer la situación actual del SARM en España, se realizó un estudio multicéntrico durante el período de junio de 2003 en el que participaron 64 hospitales españoles pertenecientes a 14 Comunidades Autónomas. OBJETIVOS: Se determinó el porcentaje de resistencia a meticilina en las cepas aisladas durante dicho período, se estudió la sensibilidad a otros antibióticos no beta-lactámicos, así como las propiedades genotípicas de las cepas SARM, la detección de genes de resistencia a macrólidos y finalmente el estudio de la producción de leucocidina de Panton-Valentine en aquellas cepas de adquisición comunitaria y en una selección de cepas de origen nosocomial. METODOLOGÍA: caracterización bioquímica de microorganismos, técnicas microbiológicas convencionales, métodos moleculares de ácidos nucleicos como PCR, Electroforesis en campo pulsátil (ECP), Multilocus sequence typing (MLST), Staphylococcal cassette chromosome mec (SCCmec). Detección de factores de virulencia. RESULTADOS y CONCLUSIONES:- El porcentaje de resistencia a meticilina fue del 20% (similar al obtenido en otros estudios realizados en nuestro país y en Europa).- No se detectaron cepas resistentes a glucopéptidos, aunque un 1,4% de las cepas presentaron heterorresistencia a vancomicina. - El 60% de las cepas resistentes a eritromicina presentaron un fenotipo MLSB codificado por los genes ermA y ermC y el 40% restante presentaron un fenotipo MSB codificado por el gen msrA. - Se identificó un complejo clonal dominante, 73% de las cepas, (ST125::P/Q::mecIV) cuyo ancestro genético podría estar relacionado con el clon epidémico internacional denominado Clon Pediátrico (ST5::mecIV). Estaba presente en todos los hospitales participantes en el estudio.- En menor frecuencia se detectaron otros clones epidémicos, EMRSA-16 (ST36::mecII), 8%, aislado preferentemente en la comunidad Gallega; EMRSA-15 (ST22::mecIV), 2%, aislado en un hospital de Palma de Mallorca; y un solo aislamiento del Clon Ibérico (ST247::mecI) aislado en un hospital de Toledo. - La prevalencia de los aislamientos de SARM de origen comunitario, productores de leucocidina de Panton-Valentine fue baja (3%). Las tres cepas fueron aisladas en dos hospitales en Barcelona y pertenecieron al mismo clon (ST8::BG::mecIV)., "EPIDEMIOLOGY OF RESISTANCE TO METHICILLIN IN STRAINS OF Staphylococcus aureus ISOLATED AT SPANISH HOSPITALS"INTRODUCTION: Methicillin-Resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is one of the most relevant health care-associated pathogens. The spread of new antibiotic resistance patterns among methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) and the detection of the first cases of infection by community-acquired (CA) MRSA, are among the most important features exhibited by MRSA in recent years in Spanish Hospitals.OBJECTIVES: A multicenter study was carried out in Spain during the period of June 2003 to evaluate the percentage of resistance to methicillin, the current levels of antibiotic resistance, the detection of genes of resistance to macrolides, the distribution of clones and the prevalence of strains producing Panton-Valentine Leucocidine and CA-MRSA. METHODS: Biochemical characterization, Molecular typing of MRSA isolates by Pulsed-field gel electrophoresis (PFGE), multilocus sequence typing (MLST) and Staphylococcal cassette chromosome mec (SCCmec). Production of Panton-Valentine Leucocidine by PCR.RESULTS AND CONCLUSION:- The percentage of methicillin resistance was to 20%. - There were no glycopeptide resistance, although 1.4% of the isolates showed vancomycin heteroresistance. - Resistance to macrolides of MLSB phenotype was found in 60% of MRSA strains. This was due to the presence of ermA and ermC. In 40% was detected MSB phenotype, these strains carried the genetic determinant msrA, responsible of an active erythromycin efflux. - It was detected a clonal complexe dominant, 73% of the isolates, (ST125::P/Q::mecIV) whose ancestral genetic background would be able to be pertaining to the epidemic international clone named Pediatric clone (ST5::mecIV). He was present at all of the participating hospitals in the study.- More rarely were detected another epidemic clones, EMRSA-16 (ST36::mecII), 8%, isolated preferentially in Galicia; EMRSA-15 (ST22::mecIV), 2%, isolated at Palma's hospital of Mallorca; And only one isolated of the Iberic clone (ST247::mecI) was found among the MRSA studied, isolated at Toledo's hospital.- The prevalence of CA-MRSA was very low in this period (3%). Three strains were isolated at two hospitals in Barcelona and belonged to the same clone (ST8::BG::mecIV ).