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Resumen del trabajo presentado al VI Spanish Worm Meeting, celebrado en Valencia del 9 al 10 de marzo de 2017., We have found that reduction of sulfation activity generates an increase of longevity by a mechanism that mimic gonad less animals. We will show data that in addition to affects aging also affects aging associate diseases.

There is evidence that adult hippocampal neurogenesis influences hippocampal function, although the role these neurons fulfill in learning and consolidation processes remains unclear. Using a novel fast X-ray ablation protocol to deplete neurogenic cells, we demonstrate that immature adult hippocampal neurons are required for hippocampal learning and long-term memory formation. Moreover, we found that long-term memory formation in the object recognition and passive avoidance tests, two paradigms that involve circuits with distinct emotional components, had different temporal demands on hippocampal neurogenesis. These results reveal new and unexpected aspects of neurogenesis in cognitive processes., Grant sponsor: DGICYT; Grant numbers: BFU2008-01552; BFU2011-27207; CSD2007-00023; BFU2012-39958; Grant sponsor: FundacionRamon Areces; Grant sponsor: University Pablo de Olavide fellowship.

Resumen del póster presentado al 22nd IUBMB & 37th FEBS Congress, celebrado en Sevilla (España) del 4 al 9 de septiembre de 2012., [Objective]: Mitochondrial dysfunction has been implicated in the pathophysiology of Fibromyalgia (FM). Inflammation has been also hypothesized in FM. We will study the possible relationship relationship between mitochondrial dysfunction, oxidative stress and inflammation in FM. [Methods]: Mitochondrial dysfunction was studied assaying Coenzyme Q10 (CoQ10), mitochondrial ROS production and mtDNA contents in blood mononuclear cells (BMCs). Serum TNF-alphaand gene expressionwas assayed as inflammatory mediator in patients. Clinical symptoms were evaluated using Visual Analogical Scale of pain (VAS), and Fibromyalgia Impact Questionnaire (FIQ). CoQ10 deficiency was induced in healthy cells and mice to evaluate TNF-alpha release. [Results]: BMCs from FM patients showed reduced level of CoQ10, mtDNA, and high level of mitochondrial ROS and TNFalpha serum and transcript levels. A significant negative correlation between CoQ10 and TNF-alpha levels (r = )0.588; p < 0.01), and a positive correlation between ROS and TNFalpha levels (r = 0.791; p < 0.001) were observed accompanied by significant correlation of VAS with TNF-alpha serum and transcript levels (r = 0.4507; p < 0.05 and r = 0.7089; p < 0.001, respectively). TNF-alpha release was observed in an in vitro and in vivo CoQ10 deficiency model. Conclusions: Our data evidence that mitochondrial dysfunction has an important role in FM. Inflammation is a mitochondrial dysfunction-depended event implicated in the pathophysiology of FM.

Fecha de solicitud:01.07.2002.- Titular: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)., [EN]The DREAM (downstream regulatory element (DRE) antagonist modulator) gene (I) and polypeptide (II), in both native and mutated forms; their use as specific transcriptional silencers of DRE sequences; the use of (II) as a target for identifying new therapeutic compounds and the use as a regulator of CRE-dependent gene expression are new. Independent claims are also included for the following: (1) recombinant vectors containing (I); (2) host cells transformed with the vector of (a); (3) identifying therapeutic agents (A) able to block or activate (II); (4) use of embryonic cells of (2) for creating transgenic animals that have disorders associated with alterations in expression or activity of DREAM; (5) a nucleic acid (III) comprising or containing a 2886 base pair (bp) sequence, representing the complementary sequence to DREAM mRNA; (6) a recombinant vector containing (III); (7) host cells transfected with the vector of (6), with suppressed DREAM expression; and (8) mono- or poly-clonal antibodies (Ab) that recognize (II). [ES]Nuevas estrategias de regulación génica mediante la proteína Dream. La represión de Dream de la expresión génica dependiente de DRE (c-jun y c-fos) es bloqueada por la proteína aCrem. Nuevas formas mutadas de Dream (LVmutDream) escapan del bloqueo de aCrem y permiten definir nuevas estrategias de control terapéutico de procesos patológicos de tipo oncológico, desordenes del aprendizaje, etc. Además, las formas mutadas en las regiones de EF-hands de Dream (EFmutDream) bloquean la actividad de las proteínas Creb y Crem, implicadas en la activación final de multitud de genes dependiente de Cre, y pueden ser utilizadas en la regulación de la expresión de estos genes.

Referencia OEPM: P9802667.-- Fecha de solicitud: 22/12/1998.-- Titular: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)., Polipéptido DREAM, nueva proteína reguladora de la expresión génica. Esta invención hace referencia a un factor de transcripción represor de la expresión de genes por su unión a las secuencias DRE, denominado DREAM (DRE Antagonist Modulator). DREAM es una nueva proteína humana que inhibe la expresión de genes regulados por secuencias DRE, entre ellos el gen prodinorfina, c-jun, c-fos e ICER. Esto abre nuevas perspectivas de control de la proliferación, diferenciación y/o muerte celular en procesos tumorales, degenerativos y autoinmunes.

Fecha de solicitud:22.12.1999.- Tirular: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), [EN]The DREAM suppression of the genic expression depending on DRE (c-jun and c-fos between two forms of DREAM (EFmutDREAM and LVmutDREAM) escape from the blocking by Ca2+ and by others) is regulated by Ca2+ and by the protein alpha CREM. Mutant forms alpha CREM respectively enable to define new strategies for the therapeutic control of pathologic process of oncologic type, troubles of apprenticeship, etc. On the other hand, DREAM is a target protein for the identification of new therapeutic compounds. Furthermore, the mutant forms in the regions of EF-hands of DREAM (EFmutDREAM) block the activities of CRE-dependent proteins and can be used in the regulation of the expression of these genes. CREB and CREM are involved in the final activation of a multiplicity of genes. [ES]La supresión DREAM de la expresión génica en función de DRE (c-jun y c-fos entre dos formas de DREAM (EFmutDREAM y LVmutDREAM) escapar del bloqueo por Ca2 + y por otros) es regulado por el Ca2 + y por la proteína alfa CREM. Formas mutantes alfa CREM, respectivamente permiten definir nuevas estrategias para el control terapéutico del proceso patológico de tipo oncológico, los problemas de aprendizaje, etc Por otra parte, DREAM es una proteína diana para la identificación de nuevos compuestos terapéuticos. Además, las formas mutantes en las regiones de la FE-manos de DREAM (EFmutDREAM) bloquean la actividad de las proteínas CRE-dependiente y puede ser utilizado en la regulación de la expresión de estos genes. CREB y CREM están involucrados en la activación final de una multiplicidad de genes.

Fecha de solicitud:22.12.1999.- Tirular: Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) [EN]The DREAM suppression of the genic expression depending on DRE (c-jun and c-fos between two forms of DREAM (EFmutDREAM and LVmutDREAM) escape from the blocking by Ca2+ and by others) is regulated by Ca2+ and by the protein alpha CREM. Mutant forms alpha CREM respectively enable to define new strategies for the therapeutic control of pathologic process of oncologic type, troubles of apprenticeship, etc. On the other hand, DREAM is a target protein for the identification of new therapeutic compounds. Furthermore, the mutant forms in the regions of EF-hands of DREAM (EFmutDREAM) block the activities of CRE-dependent proteins and can be used in the regulation of the expression of these genes. CREB and CREM are involved in the final activation of a multiplicity of genes. [ES]La supresión DREAM de la expresión génica en función de DRE (c-jun y c-fos entre dos formas de DREAM (EFmutDREAM y LVmutDREAM) escapar del bloqueo por Ca2 + y por otros) es regulado por el Ca2 + y por la proteína alfa CREM. Formas mutantes alfa CREM, respectivamente permiten definir nuevas estrategias para el control terapéutico del proceso patológico de tipo oncológico, los problemas de aprendizaje, etc Por otra parte, DREAM es una proteína diana para la identificación de nuevos compuestos terapéuticos. Además, las formas mutantes en las regiones de la FE-manos de DREAM (EFmutDREAM) bloquean la actividad de las proteínas CRE-dependiente y puede ser utilizado en la regulación de la expresión de estos genes. CREB y CREM están involucrados en la activación final de una multiplicidad de genes.

Little is known about the functions of downstream regulatory element antagonist modulator (DREAM) in embryonic stem cells (ESCs). However, DREAM interacts with cAMP response element-binding protein (CREB) in a Ca-dependent manner, preventing CREB binding protein (CBP) recruitment. Furthermore, CREB and CBP are involved in maintaining ESC self-renewal and pluripotency. However, a previous knockout study revealed the protective function of DREAM depletion in brain aging degeneration and that aging is accompanied by a progressive decline in stem cells (SCs) function. Interestingly, we found that DREAM is expressed in different cell types, including human ESCs (hESCs), human adipose-derived stromal cells (hASCs), human bone marrow-derived stromal cells (hBMSCs), and human newborn foreskin fibroblasts (hFFs), and that transitory inhibition of DREAM in hESCs reduces their pluripotency, increasing differentiation. We stipulate that these changes are partly mediated by increased CREB transcriptional activity. Overall, our data indicates that DREAM acts in the regulation of hESC pluripotency and could be a target to promote or prevent differentiation in embryonic cells., This work was supported by a nonprofit foundation ‘Fundación Progreso y Salud’ of the Andalusian Regional Ministry of Health; Consejería de Innovación Ciencia y Empresa, Junta de Andalucía and Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) (CTS-6505; INP-2011-1615-900000 and P10-CVI-6095); Instituto de Salud Carlos III and Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) (RD12/0019/0028; PI10/00964 and PI14/01015); the Ministry of Health and Consumer Affairs (Advanced Therapies Program Grant TRA-120). AFL was the recipient of a ‘Juan de la Cierva’ contract, a postdoctoral contract from the Spanish Ministry of Education and Science (MEC). Support from FSED and FAID allowed access to databanks. CIBERDEM is an initiative of the Instituto de Salud Carlos III.

Programa de Doctorado en Neurociencias, Recently some studies demonstrate that adult neuronal genome is a genetic mosaic but the role of this mosaicism and how is generated are not well known. The two main mechanisms that could result in the neuronal mosaic genome are somatic recombination and the LINE-1 (L1) retrotransposition. Some evidences, alterations in central nervous system development found in knock-out (KO) mice for proteins related with DNA repair processes and L1 activation in neuronal precursors, suggest that neuronal genome mosaicism may be related with the generation of neuronal diversity during central nervous system development. However, if genome reorganization processes happen in the adult nervous system during neuronal plasticity events are not established. Recently, it has been reported that neuronal activity transiently provokes increase of neuronal DNA breaks in cerebral areas where long-term neuronal plasticity events takes place, in some case related with cognition. DNA breaks have been related with the initial steps of gene expression activation, but also can be compatible with genomic reorganization. The main objective of this PhD project was determinate the potential role of processes that may result in genomic reorganization during neuronal activation. Firstly, we studied the importance of adult L1 retrotransposition in neuronal activation processes. Our results showed an activity-dependent increase in genome de novo L1 insertions in the hippocampus. Also using systemic pharmacologic and intrahippocampal genetic approaches, we demonstrate that L1 activation in the adult hippocampus is required for long-term memory formation. Secondly, we looked for evidences of potential genome reorganization events induced by exploration of an enriched environment, a protocol that provokes neuronal activity-dependent events. Exploratory session provoked an increase in the number of neurons containing DNA breaks, measured as the number of cells with 53BP1 foci, and in gene expression of genes related with DNA metabolism and DNA breaks. Both events happen in a sequential temporal-dependent manner in hippocampus and prefrontal cortex. Thirdly, to clear up the possible physiological role of DNA metabolism proteins in cognition, we made transient knock down of tyrosil-DNA phosphodiesterases 1 and 2, and h2ax, by intrahippocampal administration with specific antisense oligonucleotides (ASOs), and passive avoidance, an hippocampal-dependent cognition test. Hippocampal knock down of these three proteins provoked impairment in long-term memory formation in passive avoidance test. Finally, using the H2AX-/- mice we studied the role of H2AX in central nervous system function. H2AX-/- mice showed morphological alterations in the amygdala and hippocampus compared with the wt mice. Also, at behavioral level H2AX-/- mice presented deficits in depressive, cognition and social behaviors. In conclusion, all these data together suggest activity-dependent neural DNA reorganizations in the adult hippocampus. In addition, genetic and pharmacological manipulations of DNA reorganizations events in adult brain seem to affect cognition processes such as memory formation. Finally, depletion of H2AX in the germinal line provokes alteration in central nervous system function., Universidad Pablo de Olavide. Departamento de Fisiología, Anatomía y Biología Celular, Postprint

Programa de Doctorado en Neurociencias, Cambios de eficiencia sináptica y síntesis de nuevas moléculas en las neuronas constituyen la base para explicar la conversión de una memoria lábil en una memoria duradera durante un proceso conocido como consolidación. Esta memoria duradera puede recuperar su estado lábil si es reactivada y posteriormente recobrar su persistencia en un proceso denominado reconsolidación. De esta manera, una memoria previamente consolidada puede ser reforzada o incluso actualizada con nueva información, según sea reactivada en ausencia o en presencia de novedad respectivamente. Tradicionalmente, los estudios sobre aprendizaje y memoria han sido diseñados para desentrañar el papel neuronal en estos procesos. Sin embargo, investigaciones recientes han demostrado la participación de células gliales en funciones hasta hace poco desconocidas. Por ello, nuestro objetivo en este trabajo es estudiar la posible implicación de las células gliales, especialmente microglía y astroglía, en los procesos de adquisición, consolidación y reconsolidación de la memoria. Las células microgliales son muy activas, capaces de responder a cambios en el espacio extracelular. Usando sistémicamente minociclina, un inhibidor de la activación microglial, demostramos que la microglía no es necesaria para la adquisición de nueva información ni para el refuerzo de memorias ya almacenadas de reconocimiento de objetos (RO). Sin embargo, la consolidación de nueva información adquirida, así como la actualización de memorias de RO previamente almacenadas, requieren de la activación microglial. Estos resultados correlacionan con un aumento en el tamaño celular de la población microglial, marcada con EGR-1 en el hipocampo, tras sesiones de entrenamiento y reactivación con novedad de RO. Tales cambios de área no suceden cuando administramos minociclina justo después de las sesiones mencionadas anteriormente. Además, demostramos que la activación de la microglía es requerida para la adecuada expresión de c-Fos en el hipocampo, un trazador de cambio de actividad neuronal, tras el entrenamiento y la reactivación con novedad de RO. Todo ello, sugiere que la microglía, a través de la regulación de la actividad neuronal, participa en el almacenamiento duradero de nueva información como nueva memoria o recuerdo actualizado. Por último, la administración junto con minociclina de D-serina, un transmisor ligado a la actividad de los astrocitos que actúa como coagonista del receptor NMDA, revierte las alteraciones cognitivas y las modificaciones en la activación neuronal provocadas por la inhibición de la activación microglial. Es interesante remarcar que la D-serina no recupera el incremento de tamaño que se produce en las células microgliales EGR-1+ en los procesos de incorporación de nueva información. Estos datos apuntan a que la acción que ejerce la D-serina exógena, simula un paso posterior a la activación de la microglía durante la formación y actualización de la memoria. Nuestros resultados sugieren que la microglía, la astroglía y las neuronas cooperan en el almacenamiento de nueva información de RO. En ese sentido, la activación microglial precedería a la liberación de D-serina por los astrocitos, que regularía el cambio de actividad neuronal en el hipocampo a través de los receptores NMDA. Estos resultados relacionan a la glía (microglía y astrocitos) con los procesos cognitivos que dependen del hipocampo., Universidad Pablo de Olavide. Departamento de Fisiología, Anatomía y Biología Celular, Postprint

Programa de Doctorado en Psicología Clínica y de la Salud, El trastorno depresivo mayor (TDM) es la enfermedad mental más prevalente y un importante problema de salud en la sociedad actual. Aunque su epidemiología, síntomas y complicaciones han sido ampliamente documentados, su etiología y fisiopatología permanecen aún sin dilucidar. En las dos últimas décadas, se ha recopilado una amplia evidencia que apoya el papel de la inflamación como posible factor etiológico de la depresión mayor. Además, se ha mostrado repetidamente que los niveles de citoquinas pro-inflamatorias están elevados en personas diagnosticadas de TDM, entre ellas, las citoquinas IL-1ß e IL-18. Sin embargo, los mecanismos por los cuales se producen estos procesos inflamatorios aún no están claros. En los últimos años, las IL-1ß e IL-18 han adquirido mucha relevancia por su implicación en diversas patologías y su relación con algunas caspasas implicadas en la inflamación y la apoptosis, como es el caso de la caspasa-1. Precisamente las IL-1ß e IL-18, son las principales citoquinas activadas por un nuevo sistema inflamatorio conocido como complejo NLRP3-Inflamasoma, un complejo protéico considerado como un sensor de estrés intracelular, cuya activación es responsable de la inflamación sistémica. En este sentido, en el presente estudio hemos investigado la posible implicación del complejo NLRP3-Inflamasoma (inflamasoma) en la fisiopatología del TDM, examinado un aspecto novedoso en relación a los procesos de inmuno-inflamación en la respuesta de estrés y la depresión, y es el hecho de que el complejo NLRP3-Inflamasoma pueda constituir un puente entre el estrés psicológico y la depresión. Además, hemos analizado la posibilidad de que la modulación de este complejo pueda convertirse en un objetivo clave en el tratamiento de este trastorno, así como en un biomarcador para evaluar la respuesta al tratamiento antidepresivo en pacientes con TDM. Para ello, hemos trabajado en primer lugar con una muestra de pacientes con TDM tratados y no tratados con el antidepresivo amitriptilina. Los resultados han mostrado que el complejo NLRP3-Inflamasoma se encuentra activado en pacientes con TDM, puesto de manifiesto por niveles elevados de la expresión de proteína y ARNm de NLRP3 y Caspasa-1 en células mononuclares de la sangre de los pacientes y por niveles séricos elevados de IL-1ß e IL-18. Además, hemos encontrado que los niveles de estas citoquinas correlacionan positivamente con los síntomas depresivos, medidos mediante el Inventario de Depresión de Beck (BDI). Los niveles de estrés oxidativo también se han encontrado elevados en estos pacientes. El tratamiento con amitriptilina redujo la activación del inflamasoma en los pacientes, pero no los niveles de estrés oxidativo, llevándonos a pensar que tenía que existir una vía alternativa para la activación de este complejo en el TDM que quizás podría ser el estrés psicológico. En este sentido, en una segunda parte de nuestro estudio, hemos trabajado con un modelo animal (ratón) de depresión inducida por estrés, y los resultados han mostrado que NLRP3-Inflamasoma está implicado en la depresión producida como consecuencia del estrés crónico. Nuestro trabajo ha mostrado que en ausencia de NLRP3 inflamasoma, el estrés prolongado no provoca comportamientos depresivos, ni activación microglial, ni disminución de la neurogénesis del hipocampo. En una tercera parte de nuestro estudio, hemos evaluado el efecto que ciertos fármacos antidepresivos, utilizados normalmente en la práctica clínica, tienen en la modulación de la activación del inflamasoma, tanto en un modelo invitro de células THP-1 estimuladas por ATP, como en un modelo de ratón de depresión inducida por estrés, como en una muestra de pacientes con TDM. Los resultados han mostrado que los antidepresivos producían una reducción de la activación del inflamasoma manifestada a través de una disminución de la expresión protéica y de ARNm de NLRP3 y de IL-1ß (p17), y de una disminución de los niveles séricos de IL-1ß y IL-18. Además, se ha observado una interesante correlación negativa entre los niveles de IL-1ß y los niveles de serotonina en los pacientes tratados. Estos resultados proporcionan una nueva comprensión de la patogénesis del TDM y señalan al inflamasoma como un posible objetivo para nuevas intervenciones terapéuticas para esta enfermedad., Universidad Pablo de Olavide. Departamento de Fisiología, Anatomía y Biología Celular

Programa de Doctorado en Neurociencias, En las últimas dos décadas se ha estudiado intensamente el proceso de neurogénesis, con especial interés la neurogénesis adulta. Aunque se ha descubierto cómo se desarrollan y maduran las nuevas neuronas adultas del hipocampo desde el punto de vista morfológico y electrofisiológico, el papel de la neurogénesis hipocampal adulta (NHA) es controvertido debido a que los protocolos que provocan una disminución prolongada de la NHA si bien afectan a los procesos de aprendizaje y memoria, también ocasionan importantes efectos colaterales. El objetivo de este trabajo es determinar el papel de la NHA en las distintas fases de los procesos de aprendizaje y memoria que dependen del hipocampo. Para ello, hemos diseñado un nuevo protocolo de irradiación con rayos X en el animal despierto e inmovilizado que elimina más del 90% de los precursores neuronales en un periodo comprendido entre 6 y 72h después de la irradiación, sin afectar al funcionamiento de las neuronas adultas ni generar respuesta neuroinflamatoria. Además, este protocolo permite la realización de experimentos de conducta tan solo 4 horas después de la irradiación. Aplicando este protocolo de ablación a distintos momentos con respecto a una sesión de entrenamiento para la formación de memoria de reconocimiento de objetos y de evitación pasiva, hemos descubierto que la NHA se requiere para adquisición y la formación de memoria duradera de nueva información. En base a registros multicanal del hipocampo en el animal anestesiado, se comprobó que la eliminación de la NHA impide la potenciación sináptica duradera de los circuitos hipocampales inducida por estimulación de alta frecuencia de la vía perforante, el correlato celular de los procesos de aprendizaje y memoria. Por otro lado, hemos determinado el papel de la NHA sobre la modificación de memorias de reconocimiento de objetos ya almacenadas. En este sentido, hemos descubierto que la NHA es requerida para la actualización de memorias ya almacenadas y no para reforzar dichas memorias. Por último, el inmunomarcaje de genes tempranos, trazadores de cambio de actividad, junto con marcadores de neuronas inmaduras en hipocampos de animales sacrificados 1,5h después de sesiones de entrenamiento y reactivación con distintas combinaciones de objetos, muestran un reclutamiento diferencial de las neuronas maduras e inmaduras cuando los ratones adultos fueron expuestos a ambientes familiares que contienen parámetros novedosos. Todos estos datos indican que la NHA solo se requiere cuando se adquiere información novedosa, bien en forma de nuevo aprendizaje o bien modificando una información ya almacenada. Por todo ello, estos resultados revelan nuevas e interesantes implicaciones de la NHA en los procesos cognitivos que dependen del hipocampo, lo cual podría ser útil en el estudio de soluciones terapéuticas para enfermedades con trastornos cognitivos., Universidad Pablo de Olavide. Departamento de Fisiología, Anatomía y Biología Celular