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La Sociedad Española de Bioquímica y Biología Molecular (SEBBM) fue fundada en 1963 por científicos de renombre internacional: el Premio Nobel Severo Ochoa, Alberto Sols, Santiago Grisolía, Julio Rodríguez Villanueva, Gertrudis de la Fuente y Federico Mayor Zaragoza, junto con una generación más joven de investigadores entre los que destacan Margarita Salas, Eladio Viñuela, Gabriela Morreale y Carlos Gancedo. Su esfuerzo fundacional se plasma hoy en día en una sociedad con más de 3.500 socios, convirtiéndose en la principal agrupación científica del extenso campo de la Bioquímica y la Biología Molecular. En este artículo se hace referencia entre otras cosas a las diversas actividades, los objetivos y los desafíos de esta sociedad científica.

[ES] La presente tesis doctoral titulada "Mesoporous silica and gold-based nanodevices: new controlled delivery platforms for biomedical applications" se centra en el diseño, síntesis, caracterización y evaluación de distintos nanodispositivos híbridos orgánico-inorgánicos. En concreto, se utilizan como soporte nanopartículas mesoporosas de sílice y nanopartículas de oro para su aplicación biomédica, en concreto en el campo del cáncer de mama. En el primer capítulo se introduce el marco general en el que se engloban los estudios realizados. Se presentan los conceptos relacionados con nanotecnología y nanomedicina, así como la interacción de las nanopartículas a nivel biológico con el organismo y las células. Finalmente, se introducen conceptos básicos del cáncer de mama y la aplicación de nanomateriales como terapia. A continuación, en el segundo capítulo, se exponen los objetivos de la presente tesis doctoral que son abordados en los siguientes capítulos experimentales. En el tercer capítulo se describe el primer nanomaterial para la liberación controlada de dos inhibidores (navitoclax y S63845) de las proteínas anti- apoptóticas de la familia Bcl-2. Este sistema se ha diseñado con el objetivo de superar la resistencia a navitoclax en un modelo celular de cáncer de mama triple negativo. En concreto, se han preparado nanopartículas mesoporosas de sílice cargadas con navitoclax y S63845, y funcionalizadas con un aptámero dirigido a la proteína de superficie MUC1, que actúa como puerta molecular. En este trabajo hemos demostrado que las nanopartículas diseñadas son internalizadas preferentemente por células tumorales de cáncer de mama. También hemos demostrado la capacidad de las nanopartículas de revertir la resistencia a navitoclax en un modelo celular de cáncer de mama triple negativo. Además, ponemos de manifiesto la disminución del principal efecto adverso (trombocitopenia) asociado a la administración del navitoclax en su formulación libre, gracias a la encapsul, [CA] La present tesi doctoral titulada "Mesoporous silica and gold-based nanodevices: new controlled delivery platforms for biomedical applications" se centra en el disseny, síntesi, caracterització i avaluació de diferents nanodispositius híbrids orgànic-inorgànics. En concret, s'utilitzen com a suport nanopartícules mesoporoses de sílice i nanopartícules d'or per a la seua aplicació biomèdica, en concret en el camp del càncer de mama. En el primer capítol s'introdueix el marc general en el qual s'engloben els estudis realitzats. Es presenten els conceptes relacionats amb la nanotecnologia i nanomedicina, així com la interacció de les nanopartícules a nivell biològic amb l'organisme i les cèl·lules. Finalment, s'introdueixen conceptes bàsics del càncer de mama i l'aplicació de nanomaterials com a teràpia. A continuació, en el segon capítol, s'exposen els objectius de la present tesi doctoral que són abordats en els següents capítols experimentals. En el tercer capítol es descriu el primer nanomaterial utilitzat per a l'alliberament controlat de dos inhibidors (navitoclax i S63845) de les proteïnes anti-apoptòtiques de la família Bcl-2. Aquest sistema s'ha dissenyat amb l'objectiu de superar la resistència a navitoclax en un model cel·lular de càncer de mama triple negatiu. En concret, s'han preparat nanopartícules mesoporoses de sílice carregades amb navitoclax i S63845, i funcionalitzades amb un aptàmer dirigit a la proteïna de superfície MUC1, que actua com a porta molecular. En aquest treball hem demostrat que les nanopartícules dissenyades són internalitzades preferentment per cèl·lules tumorals de càncer de mama. També hem demostrat la capacitat de les nanopartícules de revertir la resistència a navitoclax en un model cel·lular de càncer de mama triple negatiu. A més, posem de manifest la disminució del principal efecte advers (trombocitopènia) associat a l'administració del navitoclax en la seua formulació lliure, gràcies a l'encapsulació en les nanopartícule, [EN] This Ph.D. thesis entitled "Mesoporous silica and gold-based nanodevices: new controlled delivery platforms for biomedical applications" is focused on the design, synthesis, characterisation, and evaluation of several hybrid organic-inorganic nanomaterials. We have developed mesoporous silica nanoparticles and gold nanoparticles for biomedical applications, specifically in the breast cancer area. The first chapter includes an overview of the concepts related to the research performed. Introductory notions about nanotechnology and biomedicine are presented, as well as the basis of the interactions of nanoparticles with biological systems. Finally, breast cancer disease and the application of nanomaterials as therapy are described. Next, in the second chapter, the objectives addressed in the following experimental chapters are displayed. In the third chapter, we present the first nanomaterial for the controlled delivery of two inhibitors (navitoclax and S63845) of the Bcl-2 anti-apoptotic proteins. This nanosystem has been designed to overcome navitoclax resistance in a triple-negative breast cancer cellular model. We have prepared mesoporous silica nanoparticles loaded with navitoclax and S63845 and functionalised with an aptamer targeting MUC1 surface protein as a molecular gate. In this work, the specific targeting of the nanodevice to breast cancer cells has been demonstrated. The ability to overcome navitoclax resistance has been shown in navitoclax-resistant triple-negative breast cancer cells. Furthermore, navitoclax encapsulation in the nanoparticles has proved to reduce the main adverse effect (thrombocytopenia) associated with free formulated drug administration. In the fourth chapter, we describe a pH-responsive nanosystem for the controlled co-delivery of a fluorescent cargo and the genome-editing machinery based on CRISPR/Cas9, which targets the green fluorescent protein (GFP) coding gene. The nanodevice consists of mesoporous silica nanoparticles lo

[ES] La familia de proteínas Bcl-2 regula la apoptosis a través de una compleja red de interacciones. Las células tumorales suelen presentar mutaciones que afectan a su expresión o sus interacciones para mejorar la progresión tumoral. Además, alteraciones en su regulación también promueven la migración de células cancerígenas, la invasión y la metástasis. Para llevar a cabo sus funciones, las proteínas Bcl 2 interaccionan entre sí tanto en el citoplasma como en las membranas intracelulares. Los equilibrios de interacción de los dominios Bcl citosólicos se han investigado ampliamente y recientemente, se han propuesto como dianas terapéuticas. Sin embargo, el interactoma de los dominios transmembrana (TMD, del inglés transmembrane domains) sigue siendo poco conocido. Por ello, un conocimiento profundo de la biología de las proteínas Bcl-2 es necesario para explotar eficientemente sus superficies de unión en el tratamiento del cáncer. Para llevar a cabo este objetivo, nos hemos centrado en tres áreas: 1. La comprensión detallada de la contribución del TMD de Mcl-1 a su interactoma en membrana y su función. 2. El descubrimiento de nuevos inhibidores de Mcl-1 que actúen sobre su TMD y que permitan desarrollar una clase de drogas anticancerígenas aún por explorar. 3. La caracterización molecular de mutaciones relacionadas con el cáncer descritas en los TMD de Bcl-2 y Bcl-xL y sus implicaciones en la supervivencia de las células tumorales. La proteína antiapoptótica Mcl-1 inhibe a los miembros proapoptóticos Bak, Bax, Bok, Noxa, etc. Aunque se ha estudiado en detalle su actividad promoviendo la supervivencia celular, el mecanismo molecular por el cuál previene la apoptosis mediada por Bok aún no está claro. Además, el conocimiento de las actividades de Mcl-1, descritas hasta ahora, se basa exclusivamente en las estructuras resueltas de las regiones solubles en agua y en estudios centrados en los dominios citosólicos. Por primera vez, hemos demostrado la relevancia del TMD, [CA] La família de proteïnes Bcl-2 regula l'apoptosi a través d'una complexa xarxa d'interaccions. Les cèl·lules tumorals solen presentar mutacions que afecten la seua expressió o les seues interaccions per a millorar la progressió tumoral. A més, alteracions en la seua regulació també promouen la migració de cèl·lules cancerígenes, la invasió i la metàstasi. Per a dur a terme les seues funcions, les proteïnes Bcl-2 interaccionen entre si tant en el citoplasma com en les membranes intracel·lulars. Els equilibris d'interacció dels dominis Bcl citosòlics s'han investigat àmpliament i recentment, s'han proposat com a dianes terapèutiques. No obstant això, l'interactoma dels dominis transmembrana (TMD, de l'anglés transmembrane domains) continua sent poc conegut. Per això, un coneixement profund de la biologia de les proteïnes Bcl-2 és necessari per a explotar eficientment les seues superfícies d'unió en el tractament del càncer. Per a dur a terme aquest objectiu, ens hem centrat en tres àrees: 1. La comprensió detallada de la contribució del TMD de Mcl-1 al seu interactoma en membrana i la seua funció. 2. El descobriment de nous inhibidors de Mcl-1 que actuen sobre el seu TMD i que permeten desenvolupar una classe de drogues anticanceroses encara per explorar. 3. La caracterització molecular de mutacions relacionades amb el càncer descrites en els TMD de Bcl-2 i Bcl-xL i les seues implicacions en la supervivència de les cèl·lules tumorals. La proteïna anti apoptòtica Mcl-1 inhibeix als membres pro apoptòtics Bak, Bax, Bok, Noxa, etc. Encara que s'ha estudiat detalladament la seua activitat promovent la supervivència cel·lular, el mecanisme molecular pel qual prevé l'apoptosi mediada per Bok encara no és clar. A més, el coneixement de les activitats de Mcl-1, descrites fins ara, es basa exclusivament en les estructures resoltes solubles en aigua i en estudis centrats en els dominis externs a la membrana. Per primera vegada, hem demostrat la rellevància del TMD de Mcl-1, [EN] The family of the Bcl-2 proteins modulates the apoptotic pathway by a complex network of interactions. Tumor cells frequently present mutations that affect Bcl-2 proteins expression or interactions to enhance cancer progression. Dysregulation of these proteins also promotes cancer cell migration, invasion, and metastasis. To execute their functions, Bcl-2 proteins interact in both the cytosol and intracellular membranes. Binding equilibria of Bcl extramembrane domains has been largely investigated and recently proposed as chemotherapeutic targets. However, the interactome of transmembrane domains (TMDs) remains poorly understood. In this scenario, a deep knowledge of the biology of Bcl-2 proteins is needed to exploit efficiently their binding surfaces for cancer treatment. To address this aim, our research focuses on three areas: 1. The detailed comprehension of the TMD contribution to both the Mcl-1 membrane interactome and protein functionality. 2. The discovery of new Mcl-1 inhibitors that target the transmembrane surface to develop a class of anticancer drugs currently unexplored. 3. The molecular characterization of cancer-related mutations within the Bcl-2 and Bcl-xL TMDs and their implications for the survival of cancer cells. Antiapoptotic Mcl-1 protein inhibits the proapoptotic members Bak, Bax, Bok, and Noxa, among others. Although its prosurvival activity has been well studied, the molecular mechanism to prevent Bok-mediated apoptosis remains unclear. Furthermore, understanding of Mcl-1 activities described to date is only based on water-soluble structures and studies focused on extramembrane domains. For the first time, we uncover the relevance of the Mcl-1 TMD in the interaction equilibria of the protein. In the present work, we describe its specific capacity to self-associate and hetero-oligomerize with the Bok TMD. We also explain the influence of these interactions in the apoptotic pathway and highlight the clinical relevance of Mcl-1 TMD mutant

Tesis por compendio, [ES] La presente tesis doctoral titulada "Nanomateriales con puertas moleculares como plataforma de liberación controlada de fármacos para el tratamiento de desórdenes inflamatorios" se centra la preparación y evaluación de nanomateriales híbridos orgánico-inorgánicos, basados en nanopartículas mesoporosas de sílice, para la liberación controlada de fármacos en aplicaciones biomédicas, en concreto en el campo de la inflamación. En primer lugar se describe un nanomaterial para la liberación controlada del inhibidor de caspasa-1, VX-765, aprovechando la acumulación preferencial de las nanopartículas en las zonas inflamadas. En concreto, se han preparado nanopartículas mesoporosas de sílice, cargadas con el fármaco VX-765 y funcionalizadas covalentemente con ¿-poli-L-lisina que actúa como puerta molecular. La actividad anti-inflamatoria del material se ha comprobado tanto in vitro, en el modelo celular de monocitos THP-1, como in vivo en ratones en un modelo de inflamación de bolsa de aire. Los resultados muestran la acumulación preferente de las nanopartículas en las zonas inflamadas así como un aumento del efecto terapéutico del fármaco que se atribuye a las ventajas que ofrece la encapsulación. Se concluye que las nanopartículas mesoporosos de sílice con puertas moleculares podrían ser una herramienta importante para el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas en el campo de la inflamación. Basándonos en los resultados obtenidos, en el capítulo cuatro se describe un sistema de liberación controlada para el tratamiento de la inflamación pulmonar aguda como terapia alternativa que permita la administración directa de fármacos a los pulmones. Se ha preparado un nanosistema basado en nanopartículas mesoporosas de sílice cargadas con el glucocorticoide dexametasona y funcionalizadas covalentemente con una puerta molecular peptídica que reconoce el receptor del factor de necrosis tumoral 1 (TNFR1), que a su vez actúa como agente diana para la acumulación preferente e, [CA] La present tesi doctoral titulada "Nanomaterials amb portes moleculars com a plataforma d'alliberament controlat de fàrmacs per al tractament de desordres inflamatoris" se centra en la preparació i avaluació de nanomaterials híbrids orgànic-inorgànics, basats en nanopartícules mesoporoses de sílice, per a l'alliberament controlat de fàrmacs en aplicacions biomèdiques, en concret en el camp de la inflamació. En primer lloc, es presenta un nanomaterial per a l'alliberament controlat de l'inhibidor de caspasa-1, VX-765, aprofitant que les nanopartícules s'acumulen preferencialment en les zones inflamades. S'han preparat nanopartícules mesoporoses de sílice, carregades amb VX-765 i funcionalitzades covalentment amb ¿-poli-L-lisina com a porta molecular. L'activitat anti-inflamatòria del material s'ha comprovat tant in vitro, en el model cel·lular de THP-1, com in vivo en ratolins en un model d'inflamació de bossa d'aire. Els resultats mostren la acumulació preferent de les nanopartícules en les zones inflamades així com un augment de l'efecte terapèutic del fàrmac, atribuÏt als avantatges que ofereix l'encapsulació. Es conclou que les nanopartícules mesoporoses de sílice amb porta molecular podrien ser una eina important per al desenvolupament de noves estratègies terapèutiques en el camp de la inflamació. Basant-nos en els resultats obtinguts, en el capítol quatre es presenta un sistema d'alliberament controlat per al tractament de la inflamació pulmonar aguda com a teràpia alternativa que permet l'administració directa de fàrmacs als pulmons. S'ha preparat un nanosistema basat en nanopartícules mesoporoses de sílice carregades amb el glucocorticoide dexametasona i funcionalitzades amb la unió covalent de una porta molecular peptídica que reconeix el receptor del factor de necrosi tumoral 1 (TNFR1), que al seu torn actua com a agent diana per a la acumulació preferent en macròfags pro-inflamatoris. L'activitat terapèutica del sistema dissenyat s'ha corroborat en a, [EN] This PhD thesis entitled "Gated nanomaterials as delivery platform to manage inflammatory disorders" is focused on the design, synthesis and evaluation of hybrid organic-inorganic nanomaterials using mesoporous silica nanoparticles, for controlled drug release in biomedical applications, specifically in the field of inflammation. In a fist step, we present a new nanodevice for the controlled delivery of VX-765, a caspase 1 inhibitor, which takes advantage of the intrinsic passive targeting effect of the nanoparticles to inflamed tissues. In particular, mesoporous silica nanoparticles loaded with the drug VX-765 and functionalized with ¿-poly-L-lysine (acting as gatekeeper) have been prepared. The anti-inflammatory activity of the prepared nanodevice has been evaluated both in vitro, in the cellular model of monocytes THP-1, and in vivo using air pouch mouse as model of inflammation. The results showed the preferential accumulation of the nanoparticles in the inflamed tissue, as well as an increase in the therapeutic effect of the entrapped drug. As conclusion, gated mesoporous silica nanoparticles constitute an important tool for the development of new therapeutic strategies in the inflammatory field. Based on the previous results presented, a drug delivery system for the treatment of acute lung injury is described in chapter four as alternative therapy that allow the direct delivery of drugs into the lungs. Mesoporous silica nanoparticles has been prepared, loaded with the glucocorticoid dexamethasone and capped with a peptide gatekeeper that recognizes the receptor of tumour necrosis factor 1 (TNFR1), which also targets the pro-inflammatory macrophages. The therapeutic activity of the designed nanoparticles has been studied in vitro in pro-inflammatory macrophages, and in vivo in an acute lung injury mouse model. The preferential accumulation of the nanoparticles in the inflamed lungs has been corroborated through biodistribution assays, as well as the abilit

[ES] La presente tesis doctoral, titulada “Desarrollo de nuevos nanodispositivos terapéuticos aplicados al tratamiento de enfermedades relacionadas con procesos de senescencia”, está centrada en el diseño, preparación, caracterización y evaluación funcional (tanto in vitro como in vivo en diferentes modelos celulares y murinos) de un conjunto de nanomateriales híbridos orgánico-inorgánicos, basado en nanopartículas mesoporosas de sílice que llevan por cargo moléculas fluorescentes o terapéuticas y que están funcionalizadas con galacto-sacáridos. Estos galacto-sacáridos actúan como puerta molecular, y son los responsables de controlar la liberación de las moléculas encapsuladas de manera selectiva en células senescentes. En el primer Capítulo, correspondiente a la Introducción, se presenta el escenario biológico sobre el cual se basa esta tesis, la senescencia. También se presentan los diferentes conceptos relacionados con la nanomedicina, los materiales mesoporosos, las puertas moleculares y la liberación controlada de fármacos, así como la interacción de las nanopartículas con las células y el organismo y su posible aplicación como terapia. A continuación, en el segundo Capítulo, se exponen los objetivos generales de la presente tesis doctoral así como los objetivos concretos que se abordarán en los diferentes Capítulos experimentales. El tercer Capítulo recoge el proceso de síntesis y de caracterización estructural y funcional in vitro de las nanopartículas para liberación controlada en células senescentes. En este apartado se presenta el diseño del nanodispositivo y se describen los diferentes sólidos con los que se trabaja en el resto de Capítulos. La diferencia entre ellos radica en la carga encapsulada, puesto que se preparan nanopartículas cargadas con diferentes fluoróforos (para fines de detección) y nanopartículas cargadas con diferentes fármacos (para fines terapéuticos). En todos los casos el sistema está funcionalizado con un galacto-hexa-sacárido que a, [EN] This PhD thesis, entitled “Design and developing of new therapeutic nanodevices for the treatment of diseases related to senescence processes”, is focused on the design, preparation, characterization and functional evaluation (both in vitro and in vivo, in different cellular and murine models) of a set of hybrid organicinorganic nanomaterials, based on mesoporous silica nanoparticles loaded with fluorescent or therapeutic molecules and functionalized with galacto-saccharides. These galacto-saccharides act as molecular gates, and control the encapsulated cargo release selectively in senescent cells. The first Chapter, corresponding to a general Introduction, includes an overview of the biologic scenario in which this thesis is based on: senescence. Also the different concepts related to nanomedicine, mesoporous materials, molecular gates and drug controlled released are presented, as well as the biologic nanoparticles interaction with cells and organism and their possible therapeutic application. Next, in the second Chapter, the general objectives of this PhD thesis and the specific objectives that will be addressed in the following experimental Chapters are presented. The third Chapter recapitulates the synthesis process and the nanoparticles structural and in vitro functional characterization for controlled released in senescent cells. In this section the design of the nanodevice is presented, and the different solids that will be studied in the following Chapters are described. These solids differentiate from each other in the encapsulated cargo, as some nanoparticles are loaded with different fluorophores (for detection) and others are loaded with different therapeutic drugs. In all cases the system is functionalized with galacto-hexa-saccharides acting as molecular gates. As well in this Chapter several standard characterization techniques are described, such as X ray diffraction, electronic transmission microscopy, etc. After the full characterization of t, [CA] La present tesi doctoral, titulada “Desenvolupament de nous nanodispositius terapèutics aplicats al tractament de malalties relacionades amb processos de senescència”, es centra en el disseny, preparació, caracterització i avaluació funcional (tant in vitro com a in vivo en diferents models cel·lulars i murins) d’un conjunt de nanomaterials híbrids orgànic-inorgànics, basat en nanopartícules mesoporoses de sílice que porten per càrrega molècules fluorescents o terapèutiques i que estan funcionalitzades amb galacto-sacàrids. Estos galactosacàrids actuen com portes moleculars, i són els responsables de controlar la alliberació de les molècules encapsulades de manera selectiva en cèl·lules senescents. En el primer Capítol, corresponent a la Introducció, es presenta l’escenari biològic sobre el qual es basa aquesta tesi, la senescència. També es presenten els diferents conceptes relacionats amb la nanomedicina, els materials mesoporosos, les portes moleculars i la alliberació controlada de fàrmacs, així com la interacció de les nanopartícules amb les cèl·lules i l’organisme i la seua possible aplicació com a teràpia. A continuació, en el segon Capítol, s’exposen els objectius generals de la present tesi doctoral així com els objectius concrets que s’abordaran en els diferents Capítols experimentals. El tercer Capítol recull el procés de síntesis i de caracterització estructural i funcional in vitro de les nanopartícules per alliberació controlada en cèl·lules senescents. En este apartat es presenta el disseny del nanodispositiu i es descriuen els diferents sòlids amb els que es treballa en la resta de Capítols. La diferència entre ells radica en la càrrega encapsulada, ja que es preparen nanopartícules carregades amb diferents fluoròfors (per a fins de detecció) i nanopartícules carregades amb diferents fàrmacs (per a fins terapèutics). En tots els casos el sistema està funcionalitzat amb un galacto-hexa-sacàrid que actua com a porta molecular. Es descriuen a més l

[ES] La apoptosis es un tipo de muerte celular programada que permite controlar el destino individual de las células, siendo clave en la homeostasis de los tejidos en organismos pluricelulares. Esta puede activarse por estímulos tanto externos como internos, distinguiéndose así dos vías: extrínseca e intrínseca. En mamíferos, las proteínas de la familia Bcl-2, son las encargadas de, a través de una compleja y orquestada red de interacciones, inducir la permeabilización de la membrana externa mitocondrial, siendo este un evento esencial en la apoptosis inducida por la vía intrínseca. Las biomoléculas incluidas en este grupo comparten una serie de regiones homólogas, conocidas como dominios BH. Atendiendo tanto a esta homología como a su función, tradicionalmente han sido clasificadas como: antiapoptóticas (Bcl-xl, Bcl-2, Mcl-1, A1, Bcl-w) y proapotóticas, estas últimas agrupan a las efectoras (Bax y Bak) y a las ¿BH3 only¿. Los miembros antiapotóticos presentan un surco hidrofóbico conservado en su estructura que les permite unirse con el dominio BH3 de los proapoptóticos, siendo esta la interacción fundamental que permite a estas proteínas el control del equilibrio vida/muerte en las células. Una vía típica por la que las células tumorales logran la evasión de la apoptosis es, precisamente, desregulando este equilibrio. De ahí que, la inhibición selectiva de proteínas antiapoptóticas, frecuentemente sobreexpresadas en cáncer, sea un enfoque terapéutico prometedor. Mediante estrategias de diseño racional de fármacos se ha logrado desarrollar miméticos de BH3, capaces de interferir en las interacciones entre las proteínas pro- y anti- apoptóticas. Los primeros fueron ABT-737 y su análogo oralmente disponible navitoclax, estos inhibían de forma efectiva tanto Bcl-2 como Bcl-xl y presentaron actividad clínica tanto en monoterapia como en combinación con quimioterapia, sin embargo, se asociaron con trombocitopenia dependiendo de la dosis. Bajo la hipótesis de que esta po

[ES] Los mecanismos moleculares involucrados en apoptosis han sido ampliamente estudiados durante décadas. Existen dos vías principales que la desencadenan, la vía extrínseca y la intrínseca. Caspasa-9, forma activa del zimógeno procaspasa-9, actúa como proteasa iniciadora de la vía intrínseca de apoptosis. Esta vía se inicia con la liberación del citocromo c de la membrana interna mitocondrial al citosol provocada, entre otras causas, por agentes que dañan el ADN. Una vez es liberado, el citocromo c forma el apoptosoma junto con la proteína Apaf-1 (Apoptosis protease-activating factor-1) y procaspasa-9. Este complejo se comporta como una plataforma de reclutamiento que favorece la oligomerización del zimógeno, provocando su proteólisis y, con ello, su activación. Una vez la caspasa-9 se activa, procesa y activa a su vez a las procaspasas -3 y -7, encargadas de ejecutar la apoptosis. (Shi, 2001) Sin embargo, las caspasas no solo están involucradas en la muerte celular programada. Recientemente se han realizado estudios que las asocian con otras funciones celulares como la proliferación, diferenciación, respuesta inmunitaria, determinación del destino celular y reorganización del citoesqueleto, además de intervenir en procesos biológicos como el envejecimiento y el desarrollo. (Nakajima y Kuranaga, 2017) Evidencias previas del grupo de investigación demuestran que la activación de la caspasa-9 disminuye el crecimiento tumoral y la aparición de metástasis en modelos animales de cáncer de mama. El laboratorio ha sugerido que la caspasa-9 es una potente diana de interés farmacológico, pues su modulación podría ser de gran utilidad en patologías como el cáncer o enfermedades neurodegenerativas. Con el objetivo de entender mejor la función de la caspasa-9 en metástasis se ha propuesto estudiar su hipotético rol en migración celular. Así pues, este proyecto pretende explorar si caspasa-9 juega un papel en dos ensayos diferentes de migración celular comparando fibroblastos, [EN] The molecular mechanisms involved in apoptosis have been widely studied for decades. There are two main pathways which trigger it, the intrinsic and the extrinsic pathway. Caspase-9, active form of the zymogen procaspase-9, acts as an initiator protease in the apoptotic intrinsic pathway. This pathway is initiated by releasing cytochrome C from the inner mitochondrial membrane to the cytosol, discharge provoked by many causes such as DNAdamaging agents. Once this molecule is released, cytochrome C forms the apoptosome with Apaf-1 (Apoptosis protease-activating factor-1) and procaspase-9. This complex acts as a recruiting platform that promotes the oligomerization of the zymogen, causing its proteolysis and, therefore, its activation. Once caspase-9 is activated, it processes and activates simultaneouslyprocaspase-3 and -7, both responsible for apoptosis execution. (Shi, 2001) However, caspases are not only involved in programmed cell death, but it is also involved in other processes. Recent studies have associated it to other cellular functions such as proliferation, differentiation, immune response, cell fate determination and cytoskeletal reorganization, as well as biological processes such as aging and development. (Nakajima and Kuranaga, 2017) The research group have found evidence which demonstrate that caspase-9 activation decreases tumour growth and metastasis emergence in animal models of breast cancer. The lab has suggested that caspase-9 is of interest as a potent pharmacological target, as its modulation could be of great interest in pathologies such as cancer or neurodegenerative diseases. Aiming to have a better knowledge of caspase-9 function in metastasis, it has been proposed to study its hypothetical role in cell migration. Therefore, the objective of this project is to discover if caspase-9 plays a role in the performance of two different cellular migration assays by comparing wild type procaspase-9 and knock-out procaspase-9 mouse embryonic f

[ES] El cáncer de mama es el tipo de cáncer más diagnosticado en mujeres y supone su segunda causa de mortalidad. Los tumores de mama triple negativo (TNBC) son aquellos que carecen de expresión para los tres marcadores empleados en diagnóstico: los niveles de expresión de los receptores endocrinos para estrógeno (ER) y progesterona (PgR) y la amplificación de HER2/Neu. Para este tipo tumoral no se dispone de tratamiento específico, por lo que las pacientes presentan una baja tasa de supervivencia. El tratamiento actual se basa en el uso de agentes quimioterapéuticos convencionales. Sin embargo, la resistencia a los fármacos supone un grave perjuicio en los pacientes con TNBC. La evasión de la apoptosis es una de las características principales del cáncer. Uno de los mecanismos que permiten a la célula tumoral evadir la apoptosis es la alteración en la regulación de la familia de proteínas BCL-2. De hecho, algunos inhibidores de esta familia de proteínas se encuentran actualmente en ensayos clínicos para su uso en cáncer de mama. La molécula ABT-263, también conocida como navitoclax, es capaz de inhibir la interacción entre proteínas proapoptóticas y antiapoptóticas pertenecientes a esta familia, induciendo muerte celular. No obstante, ya se ha demostrado que las células sometidas a tratamientos continuos con esta droga desarrollan resistencias ligadas a la sobreexpresión de la proteína Mcl-1, un miembro de la familia antiapoptótica con el que esta droga no interacciona. El sistema CRISPR/Cas9 es una técnica de edición génica basada en la rotura de la doble cadena de DNA, mediada por la nucleasa Cas9. La hipótesis de este trabajo sostiene que la edición génica de Mcl-1 permitirá la sensibilización de las células resistentes a navitoclax. Para la liberación conjunta del sistema CRIPR/Cas9 y la droga navitoclax se utilizarán nanopartículas de sílice mesoporosas. Las propiedades de estas nanopartículas explican su gran capacidad de carga y la posibilidad de ser dirigid, [EN] Breast cancer is the most diagnosed type of cancer in women and its second cause of mortality. Triple negative breast cancers (TNBC) lack the expression of the three markers used in diagnosis: the levels of expression of the endocrine receptors for estrogen (ER) and progesterone (PgR) and the amplification of HER2 / Neu. For this tumor type, no specific treatment is available, therefore, patients present a low survival rate. Current treatment is based on conventional chemotherapeutic agents. However, drug resistance is a serious detriment in TNBC patients. Evasion of apoptosis is one of the hallmarks of cancer. One of the mechanisms that allow the tumor cell to evade apoptosis is the alteration in the regulation of the BCL-2 family of proteins. In fact, some inhibitors for such family are at present in clinical trials for its use in breast cancer. The molecule ABT-263, also known as navitoclax, can inhibit the interaction between the propapoptotic and antiapoptotic proteins belonging to this family, inducing cell death. Nevertheless, it has been shown that cells under frequent treatments with such drug develop resistances linked to the upregulation of Mcl-1 protein, one of the antiapoptic members, unable to interact with the drug. CRISPR/Cas9 system is a genomic edition technique based on DNA double-stranded breaks, mediated by Cas9 nuclease. The project hypothesis supports that genomic edition of Mcl-1 protein will allow the sensitization of the navitoclax resistant cells. For the combined release of both CRISPR/Cas9 system and navitoclax mesoporous silica nanoparticles would be used. The properties of such nanoparticles explain their high loading capacity and the possibility of being targeted to the tissues of therapeutic interest, while avoiding the premature cargo release. Moreover, its high stability makes them an excellent carrier for soft molecules, such as DNA. The main objectives of this project are the assessment of the biocompatibility and internaliz

The aim of this project is to optimize a novel nanodispositive based on silica mesoporous nanoparticles (MSNs) for genome editing in human cell lines, using CRISPR/Cas9 technology. It focuses on the synthesis and characterization of the mesoporous silica nanparticles capped with the CRISPR/Cas9 plasmid. The work is focused on the optimization of the CRISPR/Cas9 plasmid construction, which targets green fluorescent protein (GFP), as well as on the optimization of the GFP editing conditions in human cell lines using the MSNs as a carrier for plasmid delivery., El objetivo de este trabajo es la puesta a punto de un nuevo nanodispositivo, basado en nanopartículas mesoporosas de sílice (MSNs), para la liberación en células humanas del plásmido CRISPR/Cas9 para la edición génica. El trabajo se centrará en la síntesis y caracterización de las nanopartículas mesoporosas de sílice funcionalizadas con el plásmido CRISPR/Cas9. En este caso, nos centraremos en la optimización del proceso de obtención del plásmido CRISPR/Cas9 para el silenciamiento génico de la proteína fluorescente verde (GFP), así como en establecer las condiciones más adecuadas para el editado de GFP en líneas celulares humanas haciendo uso de las nanopartículas mesoporosas de sílice como vehículo de transfección.

New capped silica mesoporous nanoparticles for intracellular controlled cargo release within cathepsin B expressing cells are described. Nanometric mesoporous MCM-41 supports loaded with safranin O (S1-P) or doxorubicin (S2-P) containing a molecular gate based on a cathepsin B target peptidic sequence were synthesized. Solids were designed to show "zero delivery" and to display cargo release in the presence of cathepsin B enzyme, which selectively hydrolyzed in vitro the capping peptide sequence. Controlled delivery in HeLa, MEFs WT, and MEFs lacking cathepsin B cell lines were also tested. Release of safranin O and doxorubicin in these cells took place when cathepsin B was active or present. Cells treated with S2-P showed a fall in cell viability due to nanoparticles internalization, cathepsin B hydrolysis of the capping peptide, and cytotoxic agent delivery, proving the possible use of these nanodevices as new therapeutic tools for cancer treatment.

The synthesis and characterization of two new capped silica mesoporous nanoparticles for controlled delivery purposes are described. Capped hybrid systems consist of MCM-41 nanoparticles functionalized on the outer surface with polymer epsilon-poly-L-lysine by two different anchoring strategies. In both cases, nanoparticles were loaded with model dye molecule [Ru(bipy)(3)](2+). An anchoring strategy involved the random formation of urea bonds by the treatment of propyl isocyanate-functionalized MCM-41 nanoparticles with the lysine amino groups located on the epsilon-poly-L-lysine backbone (solid Ru-rLys-S1). The second strategy involved a specific attachment through the carboxyl terminus of the polypeptide with azidopropyl-functionalized MCM-41 nanoparticles (solid Ru-tLys-S1). Once synthesized, both nanoparticles showed a nearly zero cargo release in water due to the coverage of the nanoparticle surface by polymer epsilon-poly-L-lysine. In contrast, a remarkable payload delivery was observed in the presence of proteases due to the hydrolysis of the polymer's amide bonds. Once chemically characterized, studies of the viability and the lysosomal enzyme-controlled release of the dye in intracellular media were carried out. Finally, the possibility of using these materials as drug-delivery systems was tested by preparing the corresponding epsilon-poly-L-lysine capped mesoporous silica nanoparticles loaded with cytotoxic drug camptothecin (CPT), CPT-rLys-S1 and CPT-tLys-S1. Cellular uptake and cell-death induction were studied. The efficiency of both nanoparticles as new potential platforms for cancer treatment was demonstrated.

[EN] The invention relates to compounds for the prevention and/or treatment of disorders caused by apoptotic cell death or for the prevention of degenerative processes caused by apoptotic cell death, by means of the inhibition of apoptotic peptidase activating factor 1 (APAF1), [ES]La presente invención se refiere a compuestos para la prevención y/o tratamiento de trastornos causados por muerte celular por apoptosis o para la prevención de procesos degenerativos causados por la muerte celular por apoptosis, a través de la inhibición del factor de activación de la peptidasa apoptótica 1 (APAF1, Apoptotic Peptidase Activating Factor 1)

La presente invención se refiere a compuestos para la prevención y/o tratamiento de trastornos causados por muerte celular por apoptosis o para la prevención de procesos degenerativos causados por la muerte celular por apoptosis, a través de la inhibición del factor de activación de la peptidasa apoptótica 1 (APAF1, Apoptotic Peptidase Activating Factor 1)

The preparation of a new capped silica mesoporous material, Rh-Azo-S, for on-command delivery applications in the presence of target enzymes is described. The material consists of nanometric mesoporous MCM-41-like supports loaded with Rhodamine B and capped with an azopyridine derivative. The material was designed to show ¿zero delivery¿ and to display a cargo release in the presence of reductases and esterases, which are usually present in the colon, mainly due to intestinal microflora. The opening and cargo release of Rh-Azo-S in vitro studies were assessed and seen to occur in the presence of these enzymes, whereas no delivery was noted in the presence of pepsine. Moreover, Rh-Azo-S nanoparticles were used to study controlled Rhodamine¿B dye delivery in intracellular media. HeLa cells were employed for testing the ¿non¿-toxicity of nanoparticles. Moreover, delivery of the dye in these cells, through internalization and enzyme-mediated gate opening, was confirmed by confocal microscopy. Furthermore, the nanoparticles capped with the Azo group and loaded with a cytotoxic camptothecin (CPT) were also prepared (solid CPT-Azo-S) and used as delivery nanodevices in HeLa cells. When this solid was employed, the cell viability decreased significantly due to internalization of the nanoparticles and delivery of the cytotoxic agent.

El dominio CARD (Caspase recruitment domain) se encuentra presente en un gran número de proteínas. Inicialmente fue identificado como parte de la maquinaria de activación de las proteasas denominadas caspasas. De hecho, 'las interacciones CARD-CARD tienen un importante papel en apoptosis como responsables de la activación de procaspasa-9 mediada por Apaf-1 en el apoptosoma. Las proteínas con dominios CARD también median la activación de procaspasa-1 a través del inflamasoma. Recientemente se han atribuido nuevas funciones en rutas de señalización asociadas con respuestas inmunitarias. Sin embargo, el papel funcional de las proteínas con dominios CARD y de los dominios CARD en la coordinación de apoptosis, inflamación y respuesta inmune todavía no se conoce con exactitud. En este trabajo se ha investigado la hipotética conexión entre apoptosis e inflamación analizando la actividad moduladora de polipéptidos derivados de los dominios CARD en la interacción entre Apaf-1 y procaspasa-9 y en la activación de procaspasa-1 mediada por el inflamasoma. Para ello se ha analizado la actividad de, los dominios CARD recombinantes, péptidos derivados de los dominios CARD y péptidos derivados de la tecnología de Phage Display.

La presente invención hace referencia a moléculas peptídicas, concretamente hexapéptidos, para la prevención y/o tratamiento de enfermedades cuya etiología se basa en la presencia de transcritos tóxicos que comprenden repeticiones CUG o CCUG, preferentemente: DM1, DM2 Y SCA8.