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Es un texto de apoyo al trabajo experimental dirigido al alumnado universitario que cursa alguna asignatura relacionada con el Análisis Químico, especialmente orientada al ámbito de la Ciencia y Tecnología de Alimentos. Su objetivo es permitir a los estudiantes adquirir experiencia en los procedimientos habituales de un laboratorio químico, contribuyendo a la formación de profesionales competentes. Diseñado específicamente para la formación académica efectiva, proporciona orientación sobre el uso de materiales y equipos relevantes, facilitando así el aprendizaje autónomo. El texto se estructura en un capítulo de introducción al laboratorio químico, cuatro unidades experimentales de laboratorio y una unidad para tratamiento de datos apoyada en programa estadístico.

[EN] The protection of the consumer against foodborne illnesses and fraudulent practices requires methods capable of detecting critical components. Classical instrumental and DNA-based technologies have assay time, portability, and cost limitations. Thus, food control needs alternative methodologies for massive and cost-effective screening. Herein, we report an instrument-free method based on detecting genes that encode proteins related to food allergies and ingredients associated with illegal practices. Tailed recombinase polymerase amplification (tailed-RPA) provided the selective isothermal amplification of target regions. A reproducible and fast optical detection was developed based on the salt-induced aggregation of 15 nm gold nanoparticles (AuNPs). The target presence was directly observed (naked-eye detection) and quantified using a smartphone and RGB image decomposition. The advantages arise from the effective formation of a hybrid complex between non-functionalized nanoparticles and amplification products with a single-strand tail, featuring short incubation time, simplicity, and low sample and reagent volumes. As proof of concept, two targets were determined: trnL gene and ITS region. The first sequence is located in the chloroplast genome of cereals and is valuable to control the adulteration of meat products. The second is a fragment common to the three main gluten-containing cereals, applicable to the indirect detection of this allergen. The novelty also is the integration of a low-cost assay platform and a straightforward interpretation system to foster its implementation in the industry. The RPA-AuNP assay offered a good sensitivity (genomic DNA 0.8 ng), selectivity (absence of unspecific response), reproducibility (standard deviation 2¿11%), and accuracy in marketed food products (100%). Therefore, a competitive biosensing system enables better control according to food industry/consumers demands from Farm to Fork strategy.

[EN] Massive DNA testing requires novel technologies to support a sustainable health system. In recent years, DNA superstructures have emerged as alternative probes and transducers. We, herein, report a multiplexed and highly sensitive approach based on an allele-specific hybridization chain reaction (AS-HCR) in the array format to detect single-nucleotide variants. Fast isothermal amplification was developed before activating the HCR process on a chip to work with genomic DNA. The assay principle was demonstrated, and the variables for integrating the AS-HCR process and smartphone-based detection were also studied. The results were compared to a conventional polymerase reaction chain (PCR)-based test. The developed multiplex method enabled higher selectivity against single-base mismatch sequences at concentrations as low as 103 copies with a limit of detection of 0.7% of the mutant DNA percentage and good reproducibility (relative error: 5% for intra-assay and 17% for interassay). As proof of concept, the AS-HCR method was applied to clinical samples, including human cell cultures and biopsied tissues of cancer patients. Accurate identification of single-nucleotide mutations in KRAS and NRAS genes was validated, considering those obtained from the reference sequencing method. To conclude, AS-HCR is a rapid, simple, accurate, and cost-effective isothermal method that detects clinically relevant genetic variants and has a high potential for point-of-care demands.

This article is (c) Emerald Group Publishing and permission has been granted for this version to appear here (please insert the web address here). Emerald does not grant permission for this article to be further copied/distributed or hosted elsewhere without the express permission from Emerald Group Publishing Limited., [EN] Purpose - This study explores the preferences for learning methods among the students of seven engineering disciplines in a Spanish technical university. The purpose of this paper is to investigate the students' views and from them contribute to the knowledge of the effectiveness of learning methodologies. Design/methodology/approach - An online anonymous questionnaire survey was adopted to collect students' perceptions. Seven learning methods were compared in seven engineering degrees. The authors sampled 1660 students, and 426 completed responses were analysed. In addition to a descriptive analysis of the results, a multiple correspondence analysis (MCA) was performed using R data processing software. Findings - It was found that project-based learning and problem-based learning were perceived as the more effective ones. MCA identified response patterns between the preference and the efficiency of learning methods showing that students can be classified into two groups according to their preferred level of activeness in learning. Research limitations/implications - The study focusses on a single technical university and not all engineering degrees could be sampled. However, five different engineering fields were studied and no significant differences among them were found. Practical implications - The results add up to the known literature showing that students have different learning needs and consequently they perceive some methods as more effective. Instructors can use this information to strengthen their learning activities. Results also suggest that students can be classified into two groups in relation to their level of activeness in learning. This can also help to enhance general student motivation if two paths with different levels of activeness are planned. Originality/value - No previous studies have compared several learning methods in different engineering fields. Thus, this study contributes to fill this gap and contributes to the body of evidenc

[EN] The formative assessment is a strategy that allows students to be aware of the state of their learning and to establish ways to correct the identified deficiencies; at the same time, it provides information to the instructor about those issues where misunderstandings occur. In the present study, we study its application to the solving of problems in university subject of scientific field. The activity involved short extension cases, coming from professional situations combined to self-learning tasks and supported on e-learning platform (Sakai software). The methodology was designed to achieve deep learning and a continuous evaluation of the process, not only the final product. The evidences collected (student's documents, interviews and smartphone-based surveys) informed about the impact of the presented approach. The participants positively valued the initiative against the more traditional methodologies. In conclusion, the study demonstrates that students can actively participate in the learning-oriented assessment, maintaining the guarantees of the educational process, mainly suitable for large classes, limited schedule or on-line classes.

Este texto está orientado a estudiantes que cursan una asignatura de química en el primer curso de grados universitarios relacionados con el campo agronómico o forestal. Dado que la teoría se comprende mejor cuando sus conceptos se observan en el laboratorio, en este libro se plantea una serie de actividades basadas en los conceptos descritos en las clases teóricas. Por ello, en este texto, se combinan prácticas de laboratorio clásicas con las nuevas adaptaciones que los actuales alumnos de grado necesitan y que la sociedad demanda a los futuros titulados. Las practicas planteadas tratan los temas principales que se esperan de una formación química básica, con el rigor necesario para abordar cómodamente materias más específicas en cursos posteriores, además, todas las practicas incluidas en el texto, tienen como objetivo desarrollar y fortalecer capacidades del conocimiento de la química básica, pero también habilidades que el alumnado podrá emplear en su futuro profesional frente a las necesidades sociales. Algunos ejemplos ilustrativos son el desarrollo de destrezas en el conocimiento del material químico, así como la implementación de estrategias que minimicen los impactos negativos ambientales y los desafíos emergentes. En este sentido, estas actividades promueven la integración de la Agenda 2030 y los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) en los marcos de planificación de la educación universitaria, compartiendo lecciones aprendidas y buenas practicas a través de la experimentación. Además de considerar los aspectos teóricos de cada una de las prácticas, se trabajan algunas competencias asociadas a los laboratorios experimentales actuales, como el manejo de las normativas de seguridad o la gestión de residuos. En todas las practicas se indica el procedimiento experimental a seguir con gran detalle, los cálculos que deben efectuarse y se aportan tablas y graficas que sirven de guía para anotar y trabajar con los resultados obtenidos. En resumen, este libro de

La evaluación formativa es una estrategia que permite a los estudiantes conocer el estado de su aprendizaje y establecer formas de corregir las deficiencias identificadas; al mismo tiempo, proporciona información al profesor sobre aquellos aspectos que generan más errores. En el presente estudio, se estudia su aplicación a la resolución de problemas en una asignatura universitaria del área científica. La actividad incluyó casos de extensión cortos, provenientes de situaciones profesionales combinadas con tareas de autoaprendizaje y con soporte en la plataforma de e-learning (software Sakai). La metodología fue diseñada para lograr un aprendizaje profundo y una evaluación continua del proceso, no solo del producto final. Las evidencias recopiladas incluyeron documentos de los estudiantes, entrevistas y encuestas basadas en teléfonos móviles e informaron sobre el impacto del enfoque presentado. Los participantes valoraron positivamente la iniciativa frente a las metodologías más tradicionales. En conclusión, elestudio demuestra que los estudiantes pueden participar activamente en la evaluación orientada al aprendizaje, manteniendo las garantías del proceso educativo, principalmente adecuado para clases numerosas, con horarios limitados o telemáticas, The formative assessment is a strategy that allows students to be aware of the state of their learning and to establish ways to correct the identified deficiencies; at the same time, it provides information to the instructor about those issues where misunderstandings occur. In the present study, we study its application to the solving of problems in university subject of scientific field. The activity involved short extension cases, coming from professional situations combined to self-learning tasks and supported on e-learning platform (Sakai software). The methodology was designed to achieve deep learning and a continuous evaluation of the process, not only the final product. The evidences collected (student’s documents, interviews and smartphone-based surveys) informed about the impact of the presented approach. The participants positively valued the initiative against the more traditional methodologies. In conclusion, the study demonstrates that students can actively participate in the learning-oriented assessment, maintaining the guarantees of the educational process, mainly suitable for large classes, limited schedule or on-line classes.

[EN] An accurate genetic diagnostic is key for adequate patient management and the suitability of healthcare systems. The scientific challenge lies in developing methods to discriminate those patients with certain genetic variations present in tumor cells at low concentrations. We report a method called enhanced asymmetric blocked qPCR (EAB-qPCR) that promotes the blocker annealing against the primer-template hybrid controlling thermal cycling and reaction conditions with nonmodified oligonucleotides. Real-time fluorescent amplification curves of wild-type alleles were delayed by about eight cycles for EAB-qPCR, compared to conventional blocked qPCR approaches. This method reduced the amplification of native DNA variants (blocking percentage 99.7%) and enabled the effective enrichment of low-level DNA mutations. Excellent performance was estimated for the detection of mutated alleles in sensitivity (up to 0.5% mutant/total DNA) and reproducibility terms, with a relative standard deviation below 2.8%. The method was successfully applied to the mutational analysis of metastatic colorectal carcinoma from biopsied tissues. The determined single-nucleotide mutations in the KRAS oncogene (codon 12¿13) totally agreed with those obtained from next-generation sequencing. EAB-qPCR is an accurate cheap method and can be easily incorporated into daily routine to detect mutant alleles. Hence, these features are especially interesting to facilitate the diagnosis and prognosis of several clinical diseases.

[EN] The identification of different transgenic products that are potentially present in foods is a priority given their impact on environmental safeness and health care. In this context, reliable, fast and inexpensive detection methods are demanded to screen the compliance of product labelling and traceability regulations. We herein developed a method that combines recombinase polymerase amplification (RPA) in a multiple format and a hybridisation assay. This system was optimised for the simultaneous amplification/detection of the 35S promoter, the NOS terminator and taxa, soya (Glycine max), corn (Zea mays) and potato (Solanum tuberosum), to denote the transgenic ingredients present in samples and to help to identify their source. As proof-of-concept, compact disc technology automated the optical sensing of RPA products. Discs worked as an analytical platform in the microarray format, and the reader/recorder as a detector. The analysis of the food mixtures containing genetically modified organisms up to 0.2 % showed excellent selectivity (no false-positives), reproducibility (relative error <20 %) and sensitivity (0.04 ng). The isothermal method was validated using certified reference materials and successfully compared to PCR-ELISA. The results of food products also confirmed it as an effective high-throughput tool for supporting simple, low-cost food safety controls, which makes it ideal for laboratories with limited resources.

[EN] This study presents a useful strategy for the bioconjugation of probes for developing high-performance versatile chips applied to fast-response, low-cost DNA biosensing. We herein demonstrate that the high-density immobilization of dendrimer-oligonucleotide hybrids promotes the reliable sensitive sensing of single-nucleotide variants despite their low concentration. Carboxyl-terminated poly(amidoamine) dendrimers directly coupled to amine-derivatized oligonucleotides were anchored to the activated surfaces of thermoplastics (polycarbonate and cycloolefin polymer). Surface characterization techniques and hybridization assays reported that the multiple functional sites of the oligofunctionalized dendrimer facilitated the efficient immobilization of probes and the sensitive capture of DNA targets (5 pM detection limit). Array performance was better than that of the surfaces functionalized with linear crosslinkers, such as vinyltriethoxysilane or 3-(triethoxysilyl)propyl isocyanate, as well films with unconjugated dendrimer molecules. Based on oligo-dendrimers hybrids, disposable DNA-based biosensing platforms were developed for point-ofcare diagnostics. A selective high-sensitive hybridization assay was performed that included amplification products of blocked PCR and recombinase polymerase amplification (RPA) as an isothermal reaction. The chip results indicated that the single-nucleotide mutant variant of the BRAF oncogene was correctly discriminated in colorectal tissues from cancer patients.

Tesis por compendio, [EN] The selective and sensitive detection of single nucleotide variations is essential for early diagnosis, individualized therapy, and disease prognosis. The SARS-CoV-2 pandemic has highlighted the pressing need to develop reliable, rapid and simple detection methods for mass diagnosis. Likewise, there is a growing demand for genomic biosensors that are selective, multi-analyte and low-cost and allow the detection and identification of certain oncological biomarkers. This doctoral thesis has focused on the development of integrated systems of isothermal amplification, selective hybridization and optical biosensing for detection of point mutations in the PIK3CA, KRAS and BRAF genes associated with colorectal cancer. These predictive biomarkers are related to increased cell proliferation, apoptosis, and resistance to monoclonal antibody treatments (Cetuximab and Panitumumab). Isothermal DNA amplification methods have been explored, as they are particularly suitable for the development of a new generation of diagnostic devices aimed at supporting precision medicine. Specifically, isothermal amplification by recombinase-polymerase (RPA) has been selected as an alternative to detection methods that require unique infrastructures. In addition, its integration with bioanalytical platforms has been investigated, which represents a great advance for the simplification of biorecognition processes and their optical detection. This methodology has presented advantages over other DNA detection systems, in terms of portability and equipment, as well as reduction of test times and the possibility of performing diagnostic tests outside the laboratory. This doctoral thesis, framed in this context, is structured in 4 chapters: In chapter 1 a new variant of recombinase-polymerase amplification is presented, called RPA-blocked, based on the enrichment of minority alleles by introducing a blocking agent. In addition, this research has developed an analytical support consisting of a po, [ES] La detección selectiva y sensible de variaciones de nucleótido único es fundamental para el diagnóstico precoz, la terapia individualizada y el pronóstico de enfermedades. La pandemia SARS-CoV-2 ha puesto de manifiesto la necesidad acuciante de desarrollar métodos de detección fiables, rápidos y sencillos para el diagnóstico masivo. Asimismo, existe una demanda creciente de biosensores genómicos que sean selectivos, multianalito y de bajo coste y permitan detectar e identificar ciertos biomarcadores oncológicos.La presente tesis doctoral se ha centrado en el desarrollo de sistemas integrados de amplificación isoterma, hibridación selectiva y biosensado óptico para la detección de mutaciones puntuales en los genes PIK3CA, KRAS y BRAF asociadas al cáncer colorrectal. Estos biomarcadores predictivos se relacionan con un incremento de la proliferación celular, apoptosis y resistencia a tratamientos con anticuerpos monoclonales (Cetuximab y Panitumumab). En este contexto, se han explorado los métodos isotermos de amplificación de ADN, dado que son particularmente adecuados para el desarrollo de una nueva generación de dispositivos de diagnóstico dirigidos a apoyar la medicina de precisión. En concreto, se ha seleccionado la amplificación isoterma por recombinasa-polimerasa (RPA) como una alternativa a los métodos de detección que requieren de infraestructuras singulares. Además, se ha investigado su integración con plataformas bioanalíticas, lo que supone un gran avance para la simplificación de los procesos de biorreconocimiento y su detección óptica. Esta metodología ha presentado ventajas frente a otros sistemas de detección de ADN, en términos de portabilidad y equipos, así como reducción de tiempos de ensayo y la posibilidad de realizar las pruebas de diagnóstico fuera del laboratorio. La presente tesis doctoral, enmarcada en este contexto, se estructura en 4 capítulos: En el capítulo 1 se presenta una nueva variante de la amplificación por recombinasa-polimera, [CAT] La detecció selectiva i sensible de variacions de nucleòtid únic és fonamental per al diagnòstic precoç, la teràpia individualitzada i el pronòstic de malalties. La pandèmia SARS-CoV-2 ha posat de manifest la necessitat apressant de desenvolupar mètodes de detecció fiables, ràpids i senzills per al diagnòstic massiu. Així mateix, existeix una demanda creixent de biosensors genòmics que siguen selectius, multianàlit i de baix cost i permeten detectar i identificar uns certs biomarcadors oncológics. La present tesi doctoral s'ha centrat en el desenvolupament de sistemes integrats d'amplificació isoterma, hibridació selectiva i biosensat òptic per a la detecció de mutacions puntuals en els gens PIK3CA, KRAS i BRAF associades al càncer colorectal. Aquests biomarcadors predictius es relacionen amb un increment de la proliferació cel·lular, apoptosi i resistència a tractaments amb anticossos monoclonals (Cetuximab i Panitumumab). S'han explorat els mètodes isoterms d'amplificació d'ADN, atés que són particularment adequats per al desenvolupament d'una nova generació de dispositius de diagnòstic dirigits a donar suport a la medicina de precisió. En concret, s'ha seleccionat l'amplificació isoterma per recombinasa-polimerasa (RPA) com una alternativa als mètodes de detecció que requereixen d'infraestructures singulars. A més, s'ha investigat la seua integració amb plataformes bioanalítiques, la qual cosa suposa un gran avanç per a la simplificació dels processos de biorreconeiximent i la seua detecció òptica. Aquesta metodologia ha presentat avantatges enfront d'altres sistemes de detecció d'ADN, en termes de portabilitat i equips, així com reducció de temps d'assaig i la possibilitat de realitzar les proves de diagnòstic fora del laboratori. La present tesi doctoral, emmarcada en aquest context, s'estructura en 4 capítols: En el capítol 1 es presenta una nova variant de l'amplificació per recombinasa-polimerasa, denominada RPA-bloquejada, basat en l'enriquiment d'al·

Este texto está orientado a estudiantes que cursan una asignatura de química en el primer curso universitario de grados universitarios relacionados con la biotecnología o biología molecular. Dado que la teoría se comprende mejor cuando sus conceptos se observan en el laboratorio, en este libro se plantea una serie de prácticas en las que el objetivo principal es verificar que se cumplen algunos conceptos descritos en las clases teóricas de la asignatura. Los temas principales que se tratan son los que se esperan de una formación química básica, con el rigor necesario para abordar cómodamente materias más específicas en cursos posteriores. Además de considerar los aspectos teóricos de cada una de las prácticas, se trabajan algunas competencias asociadas a los laboratorios experimentales actuales, como el manejo de las normativas de seguridad o la gestión de residuos. En todas las prácticas se indica el procedimiento experimental a seguir con gran detalle, los cálculos que deben efectuarse y se aportan tablas y gráficas que sirven de guía para anotar y trabajar con los resultados obtenidos. En resumen, este libro de prácticas busca lograr la autonomía del alumno en el laboratorio, de manera que el profesorado actúe únicamente como guía, fomentando así el autoaprendizaje.Cada recomendación o advertencia recogida en este libro es fruto de la dilatada experiencia adquirida al enseñar a millares de estudiantes universitarios que no han estado en un laboratorio de química. Es nuestro deseo que este libro ayude al estudiante en el aprendizaje de la Química y su puesta en práctica en su futuro profesional.

[ES] El presente trabajo consiste en una revisión bibliográfica enfocada a analizar y comparar las diferentes estrategias colorimétricas basadas en la interacción de los ácidos nucleicos con las nanopartículas de oro. En la actualidad, las técnicas de secuenciación y los métodos basados en PCRq constituyen las técnicas de referencia para el análisis de ácidos nucleicos. Sin embargo, estas implican tiempos de ejecución largos, elevado coste económico y la necesidad de personal cualificado, por lo que no pueden ser aplicadas directamente como dispositivos point-of-care en instalaciones con bajos recursos, en situaciones de emergencia o como tests masivos. En este sentido, la nanotecnología ha aportado alternativas interesantes que posibilitan la detección de ADN de una forma sencilla y rápida. Una estrategia con elevado potencial es el biosensado mediante nanopartículas de oro. Esta revisión analiza el principio de detección colorimétrico de ADN tras su biorreconocimiento molecular en la superficie de las nanopartículas de oro, y realiza un recorrido por todos los formatos de ensayo surgidos a partir de este principio. Una primera categoría agrupa los ensayos basados en agregación de nanopartículas, que se dividen a su vez en agregación crosslinking, agregación non-crosslinking y agregación reversible. La segunda categoría correspondería con los métodos basados en hibridación de superficie, incluyendo los ensayos en formato de micromatriz y en formato de flujo lateral. Además, en este trabajo también se examinan las principales aplicaciones a las que ha sido dirigida esta tecnología, siendo el diagnóstico molecular una de las más destacadas. Finalmente, se discuten los avances más recientes y los desafíos futuros para lograr la validación clínica y la comercialización de estas plataformas analíticas como dispositivos point-of-care., [EN] This bibliographical review is focussed on analysing and comparing among the different colorimetric techniques based on nucleic acids-gold nanoparticles interaction. Nowadays, sequencing strategies and qPCR techniques constitute the gold-standard methods for DNA detection. However, they are time consuming and expensive due to specialized personnel and equipment required, thus they cannot be directly implemented as point-of-care devices. In this regard, nanotechnology is developing interesting alternatives to address DNA detection in a simple and rapid way. One of these promising strategies consists of naked-eye gold nanoparticles-based sensing. This review analyses the colorimetric principle of these nanomaterials, its interaction mechanisms with DNA molecules, and describes all the test formats that emerged from this principle, which have been divided into two main categories. The first one consists of nanoparticles aggregation, which can be subdivided in crosslinking, non-crosslinking and reverse aggregation; while the other strategy is based on surface hybridization, which include microarray platforms and lateral flow assays. Furthermore, this review also discusses the cutting-edge applications of these systems, highlighting its utility in molecular diagnostics. Finally, the more recent advances are discussed, as well as the future challenges to achieve the clinical validation and commercial outcome of this point-of-care platforms.

[ES] Los virus de ARN son conocidos agentes causantes de algunas enfermedades graves en los seres humanos como la influenza, el VIH, la hepatitis C, Ébola, SARS, MERS o el reciente brote de la COVID19. La evolución de estos virus está impulsada por una tasa de mutación relativamente alta en comparación con los virus de ADN, así como por procesos de intercambio genético, que incluyen redistribución y recombinación. Este último puede ocurrir cuando dos o más virus relacionados coinfectan una misma célula, y se ha demostrado que desempeña un papel fundamental en la capacidad de los virus de ARN (e.g. MERS) para ampliar su rango de infección a humanos. Generalmente, se reconoce la evolución vertical como el cambio genético que se produce a través de generaciones, mientras que los procesos evolutivos horizontales incluyen el intercambio genético entre distintas variantes. La reconstrucción filogenética es uno de los métodos más comúnmente empleados para representar la divergencia de especies debida a la evolución vertical. Sin embargo, los árboles filogenéticos no logran captar los procesos horizontales, en parte porque están limitados a un espacio bidimensional. El Análisis Topológico de Datos (por sus siglas en inglés, TDA) es una aplicación emergente de la topología algebraica en estudios evolutivos que permite inferir procesos horizontales a partir de bases de datos genómicos de gran tamaño. Las conclusiones se extraen a partir de las propiedades topológicas de los datos representados en mayores dimensiones, aplicando herramientas matemáticas fundamentadas en la homología persistente. En estudios previos se ha aplicado la metodología de TDA para la caracterización de redistribución en influenza aviar H7N9 y de recombinación en VIH-1. En la misma línea de investigación, el objetivo de este trabajo es deducir patrones de recombinación en conjuntos de datos de secuencias virales de ARN de gripe aviar, coronavirus en murciélagos, MERS y SARS-CoV-2. Nuestros resultados pr, [EN] RNA viruses can cause known severe diseases in humans, such as influenza, HIV, Hepatitis C, Ebola, SARS, MERS, or the recent outbreak of COVID19. The evolution of these viruses is driven by a relatively high mutation rate compared to DNA viruses, as well as genetic exchange events, which involve reassortments and recombination. The latter can occur during co-infection of a cell with two or more related viruses and has been shown to play a key role in the ability of RNA viruses (e.g., MERS) to expand their host range to humans. Vertical evolution is generally acknowledged as the genetic changes occurring over generations, whereas horizontal evolutionary processes include genetic exchange between variants. Phylogenetic reconstruction is one of the most common methodologies to represent species divergence due to vertical evolution. However, phylogenetic trees fail to capture horizontal events, partially because they are limited to a two-dimensional space. An emerging application of algebraic topology to evolutionary studies, Topological Data Analysis (TDA), allows us to infer horizontal evolutionary events from large amounts of genomic data. Conclusions are drawn from the topological properties of the data represented in higher dimensions, applying mathematically well-founded persistent homology tools. A TDA methodology has been previously applied to study reassortment in H7N9 avian influenza and recombination of HIV-1. In this work, we expand this study inferring recombination patterns in data sets of RNA viral sequences of avian influenza, bat coronaviruses, MERS, and SARS-CoV2. Our results provide further insight into the application of TDA to biological sequence analysis and contribute to the understanding of horizontal evolution of RNA viruses. More specifically, the identification of recombination events occurring among bat coronaviruses opens the door for TDA to become a tool to track the evolution of these viruses in natural reservoirs before they emerge a

[EN] People respond differently to food components, which can sometimes cause dramatic and unpredictable effects, such as intolerance, toxicity and allergy, and are a major global problem today. Of all the different reactions induced by food allergens, the most frequent are hypersensitivity mediated by specific immunoglobulins E (IgE). The in vitro biosensing of specific IgE levels is an alternative approach to invasive risky in vivo tests for diagnosing food allergy in humans. This work reviews the current analytical approaches in food-specific IgE biosensing, including immunochemical and lateral flow assays, electrochemical biosensors, array technologies, nanomaterial-based techniques, label-free sensors and microfluidic systems. The aim is to draw a closer more stimulating scenario for innovation in the food allergies topic. Perspectives on the future of biosensor technology applied to in vitro IgE determinations are also offered from an analytical viewpoint.

Tesis por compendio, [EN] The determination of genetic biomarkers is progressively becoming more extended and popular, being commercialized even in kits for personalized medicine. Establishing specific genotype variations for each patient, such as single nucleotide polymorphisms (SNPs), could be a fundamental tool in the field of diagnosis, prognosis and therapy selection. However, the use of DNA testing is not fully implemented in general healthcare, mainly due to technical and economic barriers associated to the current technologies, which are limited only to specialized centers and large hospitals. In this thesis, the main goal was to overcome these obstacles by developing simpler, faster and more affordable point-of-care (POC) genotyping systems. Allele discrimination was achieved by employing isothermal enzymatic reactions, like recombinase polymerase amplification (RPA), ligation of oligonucleotides and loop-mediated isothermal amplification (LAMP). These processes were integrated to colorimetric indicators and immunoenzymatic assays, in a microarray format. Using compact discs and polycarbonate chips as platforms, the detection was achieved through widespread electronics, like disc-reader, flatbed scanner and smartphone. To demonstrate their capacities, the resulting systems were applied for identifying SNPs in human samples, associated to therapies for tobacco smoking cessation, major depression disorder and blood clotting-related diseases. After selecting the proper conditions, all studied strategies discriminated SNPs in samples containing as low as 100 copies of genomic DNA, with an error rate below 15%. Most importantly, the developed methods have reduced assays times varying between 70 and 140 minutes, at a cost similar to a conventional PCR-based analog, but maintaining or raising amplification efficiency and eliminating the need of specialized temperature cyclers and fluorescence scanners. In conclusion, the biosensors based in isothermal reactions and consumer electronic, [ES] La determinación de biomarcadores genéticos es cada vez más extensa y popular, estando incluso comercializándose kits para medicina personalizada. Establecer las variaciones específicas en el genotipo de cada paciente, como los polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) podría ser una herramienta fundamental en el campo del diagnóstico, pronóstico y selección de la terapia. Sin embargo, el uso de pruebas de ADN no se encuentra completamente implementado en la atención médica general, principalmente debido a las barreras técnicas y económicas asociadas a las tecnologías actuales, limitadas solamente a centros especializados y grandes hospitales. En esta tesis, el objetivo principal fue superar estos obstáculos mediante el desarrollo de sistemas de genotipado point-of-care (POC), más simples, rápidos y asequibles. La discriminación alélica se logró mediante el uso de reacciones enzimáticas isotermas, como la amplificación de la recombinasa polimerasa (RPA), la ligación de oligonucleótidos y la amplificación isotérmica mediada por bucle (LAMP). Estos procesos se integraron a indicadores colorimétricos y ensayos inmunoenzimáticos en formato de micromatriz. Utilizando discos compactos y chips de policarbonato como plataforma de ensayo, se ha logrado la detección mediante dispositivos electrónicos de consumo, como un lector de discos, escáner documental y teléfono móvil. Para demostrar sus capacidades, los sistemas resultantes se aplicaron a la identificación de SNPs en muestras humanas, asociados a terapias antitabaquismo, para depresión y enfermedades relacionadas con la coagulación de la sangre. Tras seleccionar las condiciones adecuadas, todas las estrategias estudiadas discriminaron SNPs en muestras conteniendo tan solo 100 copias de ADN genómico, con una tasa de error inferior al 15%. Más importante, los métodos desarrollados han reducido los tiempos de ensayo a valores entre 70 y 140 minutos, a un coste similar a un análogo convencional basado en la reacción en, [CA] La determinació de biomarcadors genètics és cada vegada més extensa i popular, estant fins i tot comercialitzant-se kits per a medicina personalitzada. Establir les variacions específiques en el genotip de cada pacient, com els polimorfismes d'un sol nucleòtid (SNP) podria ser una eina fonamental en el camp del diagnòstic, pronòstic i selecció de la teràpia. No obstant això, l'ús de proves d'ADN no es troba completament implementat en l'atenció mèdica general, principalment a causa de les barreres tècniques i econòmiques associades a les tecnologies actuals, limitades solament a centres especialitzats i grans hospitals. En aquesta tesi, l'objectiu principal va ser superar aquests obstacles mitjançant el desenvolupament de sistemes de genotipat point-of-care (POC), més simples, ràpids i assequibles. La discriminació al·lèlica es va aconseguir mitjançant l'ús de reaccions enzimàtiques isotermes, com l'amplificació de la recombinasa polimerasa (RPA), la lligació de oligonucleòtids i l'amplificació isotèrmica mediada per bucle (LAMP). Aquests processos es van integrar a indicadors colorimètrics i assajos inmunoenzimàtics en format de micromatriu. Utilitzant discos compactes i xips de policarbonat com a plataforma d'assaig, s'ha conseguit la detecció mitjançant dispositius electrònics de consum, com un lector de discos, escàner documental i telèfon mòbil. Per a demostrar les seues capacitats, els sistemes resultants es van aplicar a la identificació de polimorfismes en mostres humanes, associats a teràpies antitabaquisme, per a depressió i malalties relacionades amb la coagulació de la sang. Després de seleccionar les condicions adequades, totes les estratègies estudiades van ser capaces de discriminar SNPs en mostres contenint tan sols 100 còpies d'ADN genòmic, amb una taxa d'error inferior al 15%. Més important, els mètodes desenvolupats han reduït els temps d'assaig a valors entre 70 i 140 minuts, a un cost similar a un anàleg convencional basat en la reacció en, [PT] A determinação de biomarcadores genéticos está tornando-se cada vez mais extensa e popular, sendo comercializada até em kits para medicina personalizada. O estabelecimento de variações específicas de genotipo para cada paciente, tais como os polimorfismo de nucleotídeo único, pode ser uma ferramenta fundamental no campo do diagnóstico, prognóstico e seleção de terapias. No entanto, o uso de testes de DNA ainda não encontra-se totalmente implementado na área de saúde geral, principalmente devido às barreiras técnicas e econômicas associadas às tecnologias atuais, limitadas apenas a centros especializados e grandes hospitais. Nesta tese, o principal objetivo foi superar esses obstáculos desenvolvendo sistemas de genotipagem point-of-care (POC) de DNA, mais simples, rápidos e acessíveis. A discriminação de alelos foi alcançada empregando reações enzimáticas isotérmicas, como amplificação por recombinase polimerase (RPA), ligação de oligonucleotídeos e amplificação isotérmica mediada por loop (LAMP). Tais processos foram integrados a indicadores colorimétricos e ensaios imunoenzimáticos, em formato micromatriz. Usando discos compactos e chips de policarbonato como plataforma de ensaio, os analitos foram detectados através de dispositivos eletrônicos de consumo, como leitor de disco, scanner de mesa e smartphone. Para demonstrar suas capacidades, os sistemas resultantes foram aplicados para identificação de polimorfismos em amostras de DNA humano, associados a terapias antitabagismo, para depressão e doenças relacionadas à coagulação do sangue. Após a seleção das condições adequadas, todas as estratégias estudadas foram capazes de discriminar SNPs em amostras contendo até 100 cópias de DNA genômico, com uma taxa de erro inferior a 15%. Mais importante, os métodos desenvolvidos reduziram o tempo de ensaio a valores entre 70 e 140 minutos, com um custo similar a um método análogo baseado em reação em cadeia da polimerase (PCR), mas mantendo ou aumentando a eficiência

[EN] The studied challenge is the specific detection of low-abundant genomic variants that differ by a single nucleotide from the wild type. The combination of blocked recombinase polymerase amplification (RPA) and selective capture by probes immobilised on magnetic-core particles integrated into a flow system is presented. The sensing principle was demonstrated as the effective concentration-detection of the specific generated products was achieved. The analytical performance of resulting assay was successfully compared to PCR-based methods or array formats, providing faster effective detection of the selective products. As proof of concept, the single-nucleotide substitutions of the KRAS gene at codon 12 were studied in chip with parallel microchambers and permanent magnets. The blocked RPA products (generated at 37 degrees C) from tumour biopsies (extracted DNA 4 ng) provided a specific fluorescent bead-line that depends on the present mutation. The results agree with those reported by next-generation sequencing and provide new opportunities for in vitro diagnostic and personalised medicine.

[EN] A novel multiplex detection of single nucleotide polymorphisms (SNPs), with point-of-care testing as its aim, is reported for supporting pharmacogenetic-based decisions. The strategy relies on allele-specific ligation to discriminate base sequence variations at the SNP site and the extension of generated products by isothermal amplification and recombinase polymerase amplification (RPA). Having demonstrated the assay principle, the variables for the adequate integration of the ligation-amplification process were studied and compared to a conventional PCR approach. One key result was the development of RPA in a universal format using short-length primers, which enabled detection based on selective hybridisation on a barcode-DNA chip and a low-cost optical sensor. As proof of concept, we successfully discriminated genetic variants related to cardiovascular diseases and the adequate prescription of oral anticoagulant antagonists of vitamin K (genes CYP2C9 and VKROC1).

[EN] Consumer electronic technologies offer practical performances to develop compact biosensing systems intended for the point-of-care testing of DNA biomarkers. Herein a discrimination method for detecting single nucleotide polymorphisms, based on isothermal amplification and on-chip hybridisation, was developed and integrated into user-friendly optical devices: e.g., USB digital microscope, flatbed scanner, smartphone and DVD drive. In order to adequately identify a single base change, loop-mediated isothermal amplification (LAMP) was employed, with high yields (8 orders) within 45 min. Subsequently, products were directly hybridised to the allele-specific probes attached to plastic chips in an array format. After colorimetric staining, four consumer electronic techniques were compared. Sensitive precise measurements were taken (high signal-to-noise ratios, 10-mu m image resolution, 99% scan-to-scan reproducibility). These features confirmed their potential as analytical tools, are a competitive alternative to fluorescence scanners, and incorporate additional advantages, such as user-friendly interface and connectivity for telemedicine needs. The analytical performances of the integrated platform (assay and reader) in the human samples were also excellent, with a low detection limit (100 genomic DNA copies), and reproducible (< 15%) and cheap assays (< 10 (sic)/test). The correct genotyping of a genetic biomarker (single-nucleotide polymorphism located in the GRIK4 gene) was achieved as the assigned genotypes agreed with those determined by using sequencing. The portability, favourable discriminating and read-out capabilities reveal that the implementation of mass-produced low-cost devices into minimal-specialised clinical laboratories is closer to becoming a reality.

[ES] La protección del consumidor frente enfermedades de origen alimentario y prácticas fraudulentas exige métodos capaces de detectar la presencia de ciertos componentes críticos, tales como alérgenos o ingredientes ilícitos. Los métodos convencionales, basados en la espectrofotometría, cromatografía y técnicas bioanalíticas, necesitan un importante tratamiento de muestra y presentan limitaciones en cuanto a la duración de los ensayos, portabilidad y coste por análisis. El objetivo de este TFG ha sido el desarrollo de un método alternativo basado en la detección de genes que codifican proteínas alergénicas y característicos de los ingredientes asociados a prácticas ilícitas. Las dianas han sido -gliadina para el gluten, soybean lectin S para la soja, trnL para cereales, tRNA-Leu para vegetales y 16S ribosomal RNA para animales. El método propuesto consiste en la extracción de ADN de las muestras alimentarias, amplificación de la región específica y detección óptica. Además, para favorecer su implementación en la industria, se ha estudiado una metodología de ensayo e interpretación sencilla y de bajo coste. Los experimentos desarrollados incluyen la optimización de la reacción de amplificación y el modo de detección basado en nanopartículas de oro (15 nm diámetro, absorción, agregado=650 nm, absorción, disgregado=520 nm ). Se estudió las prestaciones analíticas del sistema, obteniéndose excelente sensibilidad (ADN genómico 10 pmol), selectividad (ausencia de amplificación inespecífica) y reproducibilidad (desviación 2-11 %). También, se estableció la influencia del efecto matriz, mediante un estudio de distintas formulaciones de alimentos. El método se aplicó al análisis de alimentos actualmente comercializados. Los resultados han indicado que es posible su integración en un sistema de biosensado competitivo según las necesidades de la industria alimentaria, facilitando un mejor control de la seguridad alimentaria y de los fraudes., [EN] Protect consumer against foodborne illnesses and fraudulent practices requires methods capable of detecting the presence of certain critical components, such as allergens and illicit ingredients. Conventional methodssuch as spectrometry and chromatography and bioanalytical techniques, require an important sample treatment and have limitations regarding to assay duration, portability and analysis cost. The objective of this project was the development of an alternative method based on the detection of genes that encode proteins related to food allergies and ingredients associated with illegal practices. The targets were -gliadin for gluten, soybean lectin S for soya beans, trnL for cereals, tRNA-Leu for vegetables and 16S ribosomal RNA for animals. The proposed method consisted of the DNA extraction of food samples, the amplification of the specific region and its subsequent optical detection. Furthermore, easy interpretation and low-cost assay platform were studied in order to foster its implementation in the industry. The experiments developed include amplification reaction optimization and its detection mode using gold nanoparticles (15 nm diameter, absorption, agregated=650 nm,  absorption, disgregated =520 nm). System analytic properties had been studied, obtaining excellent sensibility (genomic DNA 10 pmol), selectivity (absence of interspecific amplification) and reproducibility (standard deviation 2-11 %). Furthermore, the influence of matrix effect was established by studying different food formulations. The method was applied in already commercialized products. The results show that it is feasible its integration as a competitive biosensing system according to food industry demands to facilitate a better control over food security and frauds.

[ES] La detección temprana de numerosas enfermedades, principalmente el cáncer, exige desarrollar nuevos métodos de diagnóstico con bases moleculares. En este contexto, la detección de microRNAs es importante debido a su papel en la proliferación celular y la apoptosis, procesos cuya desregulación se relaciona directamente con la aparición de alteraciones fisiológicas. Además, estos biomarcadores se pueden aislar a partir de muestras de pacientes de un modo mínimamente invasivo. Este estudio presenta el desarrollo de tres métodos de detección de microRNAs basados en la hibridación en formato de micromatriz y sensado óptico. Las variables estudiadas son el material y la concentración de reactivos empleados durante la derivatización, logrando la unión covalente de las sondas. Para caracterizar las superficies modificadas, se estimó su hidrofobicidad a partir de medidas del ángulo de contacto de gotas de agua. La inmovilización de sondas tioladas resultó efectiva en el caso del vidrio funcionalizado con un organosilano poseedor de un grupo vinilo (-C=C) terminal, permitiendo que tuviese lugar la reacción fotoquímica del tiol-eno entre la superficie y las sondas. El anclaje de sondas aminadas se logró al emplear chips de policarbonato funcionalizado tanto con grupos isocianato (-N=C=O) como con grupos carboxilato (-COOH). Los tres métodos se ensayaron para la hibridación de microRNAs sintéticos (miR-21, miR-191 y miR-155) y ésta se detectó colorimétricamente. Finalmente, se estudiaron las prestaciones de cada uno de los sistemas de biosensado con el objetivo de estimar su posible aplicación clínica., [EN] The early detection of numerous diseases such as cancer requires the development of new diagnostic methods with molecular basis. In this context, microRNAs detection is important due to their function in cellular proliferation and apoptosis, processes whose deregulation is directly related to the apparition of physiological alterations. Moreover, these biomarkers can be isolated from patient samples in a non-invasive way. This study reports the development of three microRNA detection methods based on hybridization in microarray format and optical sensing. The variables studied are the material and the reagents concentrations used during derivatization, reaching the covalent immobilization of the probe. For characterizing modified surfaces, hydrophobicity was estimated through water contact angle measurements. Thiolated probe immobilization was effective in the case of functionalized glass with an organosilane containing a terminal vinyl group (-C=C) because of the thiol-ene reaction between surface and probes. Amine probe immobilization was achieved when using functionalized polycarbonate chips with isocyanate groups (-C=N=O) or with carboxylated groups (-COOH). These three biosensing systems were analysed for the hybridization of synthetic microRNAs (miR-21, miR-191 and miR-155), and it was estimated colorimetrically. Finally, capacities for each method were studied with the aim of estimate their clinical application.

[ES] Los Trastornos del Espectro Autista (TEA) son un conjunto de alteraciones en el neurodesarrollo. Se caracterizan por la dificultad en la comunicación y las relaciones sociales, y la presencia de patrones estereotipados del comportamiento. En los últimos años ha aumentado los casos de estos trastornos en la población infantil de 1 de cada 150 niños (2000) a 1 de cada 68 (actualidad). A pesar de la creciente incidencia de estos trastornos, el conocimiento de los principios biológicos es muy limitado, aunque en algunos estudios se ha establecido una relación directa entre TEA y estrés oxidativo (desequilibrio fisiológico entre las especies oxidantes y antioxidantes que provoca daño a nivel tisular y celular). Además de los problemas cognitivos, los niños con TEA presentan una baja tolerancia al estrés psicológico, debido a una reactividad anormal del eje hipotálamo hipófisis adrenal, provocando un aumento en los niveles de cortisol. El objetivo principal de este estudio preliminar, es la evaluación del daño cognitivo y la tolerancia al estrés en niños con TEA mediante la detección de compuestos de peroxidación lipídica (proceso desencadenado por estrés oxidativo) y cortisol en muestras de saliva con el fin de determinar potenciales biomarcadores de forma no invasiva, que permitan un diagnóstico objetivo de los daños asociados al trastorno y que nos ayuden a definir un grupo de población. El estudio de estos biomarcadores de estrés oxidativo en muestras de saliva se va a realizar mediante la aplicación de diferentes métodos de análisis previamente validados, y la evaluación de la tolerancia al estrés se llevará a cabo mediante una tarea de tiempos de reacción y la determinación de los niveles de cortisol antes y después de la inducción de frustración. Experimentalmente, la determinación de los biomarcadores de estrés oxidativo (isoprostanos, neuroprostanos, isofuranos, neurofuranos, dihomoisoprostanos, dihomoisofuranos) y cortisol, se realizará mediante un método a, [EN] Autism Spectrum Disorders (ASD) are a set of complex developmental brain disorders. They are characterized by difficulties in communication and social skills, and the presence of stereotyped patterns in behavior. In the last few years, the number of cases of these disorders in child population have increased notably, from 1 out of 150 children (2000) to 1 out of 68 children (currently). Despite the rising incidence of these disorders, the knowledge of biological principles is very limited, although in some studies a direct relationship has been established between ASD and oxidative stress (physiological imbalance between oxidizing and antioxidant species that causes tissue and cellular damage). Besides the cognitive problems, children with ASD have low tolerance to psychological stress, due to an abnormal reactivity of the hypothalamic pituitary adrenal axis, causing a raise in cortisol levels. The main objective of this preliminary study is the assessment of cognitive damage and tolerance to stress in children with ASD by the detection of lipid peroxidation compounds (process triggered by oxidative stress) and cortisol in saliva samples in order to determine potential biomarkers in a non-invasive way, allowing an objective diagnosis of the damages associated with the disorder and helping us to define a population group. The study of these biomarkers of oxidative stress in saliva samples will be performed through the application of different analysis methods previously validated, and the assessment of stress tolerance will be carried out by means of a task of reaction times and the determination of cortisol levels before and after the induction of frustration. Experimentally, the determination of the biomarkers of oxidative stress (isoprostanes, neuroprostanes, isofurans, neurofurans, dihomoisoprostanes, dihomoisofurans) and cortisol, will be carried out by means of an analytical method based on chromatography-mass spectrometry. The results obtained will be sig, [CA] Els trastorns de l'espectre autista (TEA) són un conjunt d'alteracions del neurodesenvolupament. Es caracteritzen per la dificultat en la comunicació i les relacions socials, i la presència de patrons estereotipats del comportament. En els últims anys han augmentat els casos d'aquests trastorns en la població infantil. L'any 2000 es va estimar que 1 de cada 150 xiquets patien TEA. Actualment, el nombre de casos és de 1 de cada 68. Malgrat la creixent incidència d'aquests trastorns, el coneixement dels principis biològics és molt limitat, tot i que en alguns estudis s'ha establert una relació directa entre TEA i estrès oxidatiu (desequilibri fisiològic entre les espècies oxidants i antioxidants que provoca dany a nivell tissular i cel·lular). A més dels problemes cognitius, els nens amb TEA presenten una baixa tolerància a l'estrès psicològic, a causa d'una reactivitat anormal de l'eix hipotàlem hipòfisi adrenal, provocant un augment en els nivells de cortisol. Per tant, l'objectiu principal d'aquest estudi preliminar, és l'avaluació del dany cognitiu i la tolerància a l'estrès en xiquets amb Trastorn de l'espectre autista (TEA) mitjançant la detecció de compostos de peroxidació lipídica (procés desencadenat per estrès oxidatiu) i cortisol en mostres de saliva amb la finalitat de determinar potencials biomarcadors de forma no invasiva, que permeten un diagnòstic objectiu dels danys associats al trastorn i que ens ajuden a definir un grup de població. L'estudi d'aquests biomarcadors d'estrès oxidatiu en mostres de saliva es va a realitzar mitjançant l'aplicació de diferents mètodes d'anàlisi prèviament validats, i l'avaluació de la tolerància a l'estrès es durà a terme mitjançant una tasca de temps de reacció i la determinació dels nivells de cortisol abans i després de la inducció de frustració. Experimentalment, la determinació dels biomarcadors d'estrès oxidatiu (isoprostans, neuroprostans, isofurans, neurofurans, dihomoisoprostans, dihomoisofurans) i cortisol

[EN] The development of a high-performance assay readout using integrated detectors is a current challenge in the implementation of DNA tests in diagnostic laboratories, particularly for supporting pharmacogenetic tests. A method for allelic discrimination, associated with single nucleotide polymorphisms (SNPs), is presented. Genomic DNA is extracted from blood and buccal swab samples. The procedure comprises fast multiplex ligation-dependent probe amplification, PCR amplification using universal primers and subsequent barcode hybridization. In this last step, each product is recognized by the specific probes immobilized on the surface of an optical disc. Assay results can be obtained with a disc reader. The optical sensing method in a DNA microarray format was optimized and evaluated for the simultaneous identification of 28 polymorphisms associated with psychiatric pharmacogenomics. The target biomarkers were located in the genes related to drug-metabolizing enzymes and drug transporters. The multiplexing capability and assay selectivity strongly depended on correct design (ligation probes, tails and barcodes). The discriminant analysis of reader outputs (spot intensities) led to patients being classified into different allelic populations. The obtained assignations correlated properly with the results provided by the reference technique (bead arrays), and the assay ended in an 8-fold shorter time using affordable equipment. The combination of a highly selective genotyping reaction as array-MLPA and the compact disc technology provides a reliable point-of-care approach. This genotyping tool is useful for the selection of personalized drug therapies in decentralized clinical laboratories.

[EN] The genotyping of a single-nucleotide polymorphism (SNP) is addressed through methods based on loop-mediated isothermal amplification (LAMP) combined with user-friendly optical read-outs to cover the current demand for point-of-care DNA biomarker detection. The modification of primer design and reaction composition improved the assay selectivity yielding allele-specific results and reducing false-positive frequency. Furthermore, the reduced cost, ease of use and effectiveness of calorimetric detection (solution and hybridisation chip formats) were availed for the image capture by a smartphone, reching high sensitivity. In order to evaluate their discriminating capacities, LAMP-based methods were applied to human samples to genotype a SNP biomarker (rs1954787) located in the GRIK4 gene and related to the treatment response to anti-depressants drugs. Sensitive (limit of detection: 100 genomic DNA copies), reproducible ( < 15% error), fast (around 70 min) and low-cost assays were accomplished. Patient subgroups were correctly discriminated, agreeing with reference sequencing techniques. The achieved analytical performances using the developed amplification-detection principles confirmed the approach potential for point-of-care optical DNA testing.

En Química, como en cualquier ciencia experimental, cuando hablamos de incertidumbre de una medida se usan diferentes términos para describir la confianza de los resultados obtenidos y se establecen reglas para expresarlos correctamente. En este trabajo vamos a centrarnos en dos parámetros, exactitud y precisión, que se utilizan en el análisis de fiabilidad de los datos, así como en la presentación de los valores obtenidos, en concreto en el número de cifras significativas.

Se propone desarrollar un sistema óptico de detección de bajo coste como herramienta analítica para la medida turbidimétrica y colorimétrica generada durante la amplificación isotérmica de ADN de patógenos alimentarios. El sistema de detección estará basado en una unidad estándar de disco compacto que realizará la monitorización y cuantificación en tiempo real de la señal transmitida a través del disco, donde estarán depositadas las muestras. Las principales características del sistema son: control de la velocidad angular del disco, fuente laser seleccionable de 780nm o 650nm, control de la potencia óptica del láser, ajuste de la lente de enfoque del cabezal y detector de fotodiodo de silicio. La señal registrada por el fotodiodo será digitalizada por una tarjeta de adquisición de datos, Los datos capturados serán enviados al ordenador personal para su procesado y análisis. El software con el que se implementará el sistema será con instrumentación virtual (Labview) .

[ES] El neuroblastoma representa el tumor sólido extracraneal más común en la infancia, que surge de los elementos de la cresta neural en el sistema nervioso simpático en desarrollo. La mayoría de los neuroblastomas malignos portan amplificación del gen MYCN, que codifica el factor de transcripción N-MYC, un factor central oncogénico asociado con la regulación positiva del crecimiento tumoral en neuroblastoma. Inhibidores que actúan sobre proteínas conteniendo el bromodominio BET han sido identificados como represores transcripcionales de MYCN, como iBET y JQ1, pudiendo suprimir la progresión del cáncer. Sin embargo, se sabe que varios tipos de cáncer responden de manera espectacular a estos inhibidores BET donde no se identificaron marcadores genéticos. Como resultado, encontrar biomarcadores proteínicos en lugar de genéticos representaría un avance importante en el estudio del neuroblastoma. En este trabajo, se capturó el proteoma de unión a ARN (o interactoma de ARN) de dos líneas celulares de neuroblastoma, SH-SY5Y, una línea celular de tipo wildtype sin amplificación del gen MYCN y BE(2)- C, presentando amplificación de MYCN, en ambos casos apoyándonos en la química click. Esta estrategia se basa en la incorporación del nucleósido no natural 5-etiniluridina (5EU) en el ARN naciente y el empleo de la química click para capturar las proteínas de unión al ARN. Éstas se analizaron mediante un análisis de espectrometría de masas (MS) pudiendo identificarse un total de 504 proteínas de unión al ARN estrechamente relacionados con el desarrollo y la progresión de la tumorigénesis en el neuroblastoma. Posteriormente, ambas líneas celulares se trataron con JQ1 con el fin de estudiar los cambios en la expresión génica de las proteínas de unión al ARN antes y después del tratamiento, obteniéndose las principales rutas celulares que son reguladas por JQ1 en ambas líneas celulares. Como resultado, después del tratamiento con JQ1, se obtuvo una disminución de la capacidad de, [EN] Neuroblastoma represents the most common extracranial solid tumor in childhood, arising from neural crest elements in the developing sympathetic nervous system. Most malignant neuroblastomas carry an amplification of the MYCN gene, encoding the transcription factor NMYC, a central oncogenic driver in neuroblastoma associated with upregulation of tumor growth. BET bromodomain inhibitors have been identified as transcriptional repressors of MYCN, such as i-BET and JQ1, being able to suppress cancer progression. Nevertheless, several cancers are known to respond dramatically to BET bromodomain inhibitors where genetic markers were not identified. As a result, searching for protein biomarkers rather than genetic ones seems to be a valuable approach. In this work the RNA-binding proteome (or RNA interactome) of two neuroblastoma cell lines, SH-SY5Y, a MYCN-wildtype cell line and BE(2)-C bearing a MYCN amplification, was captured using click chemistry. This strategy is based on incorporating the unnatural nucleoside 5-ethynyluridine (5EU) by metabolic labeling of nascent RNA and click chemistry for capturing the RNA-binding proteins. RNA interactomes were analyzed by Mass spectrometry (MS) analysis identifying a total of 504 RNA-binding proteins closely related with development and progression of tumorigenesis in neuroblastoma. Gene expression changes of RNA-binding proteins after JQ1 treatment were studied obtaining the principal up- and downregulated pathways by JQ1 in both neuroblastoma cell lines. Sustainably decreased capacity of cell proliferation was obtained in both MYCN-wildtype and MYCN-amplified neuroblastoma cells after treating with JQ1, being more effective in BE(2)-C cell line. It was possible to enrich for 8 common RNA-binding proteins exerted when both cell lines were treated: RPS5, HNRPDL, RPLP0, EEF1A2, RBMX, SARNP, RPL31, FARSB. Where three of them were previously identified as cancer-related RNA-binding proteins by Wang et al. (2018), leaving 5 f

[EN] A blocked recombinase polymerase amplification (blocked-RPA) approach has been developed for the enrichment of mutated templates in heterogeneous specimens as tumor tissues. This isothermal amplification technique opens alternative solutions for meeting the technological demand of physician office laboratories. Herein, the detection of mutations in PIK3CA gene, such as p.E545K, and p.H1047L, is presented. The main element was an oligonucleotide (dideoxycytidine functionalized at 3'-end) which matched with wild-type sequence in the target locus. The amplification was performed operating at 37¿°C during 40¿min. The results demonstrated that the competition between the upstream primer and the blocker reduced the percentage of amplified wild-type allele, making the detection of the present mutation easier. For mutation discrimination, a fast hybridization assay was performed in microarray format on plastic chip and colorimetric detection. This approach enabled the reliable discrimination of specific mutations against a background of up to 95% wild-type DNA. The applicability of the method, based on the combination of blocked-RPA and low-cost chip hybridization, was successfully proven for the genotyping of various cancer cell lines as well as tumor tissues. The assignations agreed with those provided by next-generation sequencing. Therefore, these investigations would support a personalized approach to patient care based on the molecular signature of human cancers.