Mejora de los modelos preclnicos de tumores cerebrales. Aplicacin a la caracterizacin ex vivo e in vivo de agentes de contraste nanoparticulados para

imagen de resonancia magnetica.

Milena Acosta Gonzlez

Septiembre de 2013

Departament de Bioqumica i Biologia Molecular

Universitat Autnoma de Barcelona.

Memoria presentada por Milena Acosta Gonzlez para optar al grado de Doctor dentro del programa de doctorado en Bioqumica, Biologa Molecular y Biomedicina del Departament de Bioqumica i Biologia Molecular de la Universitat Autnoma de Barcelona.

Los abajo firmantes, Dr. Carles Ars Caralt y la Dra. Ana Paula Candiota, Catedrtico del Departamento de Bioqumica y Biologa Molecular, certifican que la presente tesis ha sido realizada bajo su direccin por Milena Acosta Gonzlez.

Firmado: Dr. Carles Ars Caralt Firmado: Dra. Ana Paula Candiota

Firmado: Milena Acosta Gonzlez

Cerdanyola del Valls, 26 de Septiembre de 2013.

A mi familia por ensearme a soar.

AGRADECIMIENTOS

Al Prof. Carles Ars, por haberme dado la oportunidad de pertenecer a su grupo de

investigacin y de esta manera realizar este trabajo bajo su direccin; por la orientacin,

el seguimiento y la supervisin contina de este, pero sobre todo por la motivacin y el

apoyo recibido a lo largo de estos aos, por contribuir en mi crecimiento no solo cientfico

sino personal.

A Ana Paula Candiota por su apoyo y confianza en mi trabajo, su disponibilidad y

paciencia a lo largo de los aos que he estado en el grupo.

A todos los compaeros del GABRMN por hacer ms ameno el da a da en el

laboratorio. A Margarida Juli-Sap, por darme siempre nimos y por facilitarme la

ayuda necesaria para resolver los problemas que se me presentaron. A Teresa mi

incondicional amiga, por todo sus conocimientos, porque darme la certeza de saber que

siempre podr contar con ella, por ensearme tantas cosas no solo a nivel cientfico sino

a nivel personal, porque muchas de estas pginas estaran vacas si no hubiera sido por

su constante dedicacin y ayuda. Gracias de todo corazn. A Elena Jimnez por haber

sido el punto de unin del grupo, por su increble bondad, por su capacidad de ver

siempre el lado bueno de las cosas, por su buen sentido del humor, por todos los buenos

momentos compartidos, por su apoyo incondicional y por su desinteresada amistad. A

Myriam Dvila, por todas las tardes de charlas existenciales, por sus oportunos consejos,

por su increble capacidad de estar siempre que la necesite, por su apoyo, su simpata y

buen humor y por su amistad. A Alina por si maravillosa sinceridad, por su transparencia,

por ayudarme a resolver cada uno de los problemas en los que necesite su ayuda, por

escucharme, y por lograr sacarme una sonrisa hasta en los momentos ms difciles. A

Magda, por su indispensable ayuda, por su buen sentido del humor, por su apoyo y por

todos los momentos compartidos. Y a todos los que estuvieron en el grupo y que

pusieron un granito de arena para que este trabajo fuera posible: Silvia Ferrer, Oscar

Tibaduisa, Edgar Villarraga, Ivn Olier, Sandra Ortega, Alexander Prez, y Josep

Alemany, ha sido un placer conocerlos y compartir buenos momentos dentro y fuera del

trabajo.

A los miembros del Servei de Ressonncia Magntica Nuclear de la UAB, en especial

Silvia Lope, por su paciencia, sabidura, esfuerzo y dedicacin. Por las charlas tan

amenas que mantuvimos no solo a nivel cientfico sino a nivel personal, a Miquel

Cabaas, por su increble capacidad de solucionar cualquier problema y por su sentido

del humor.

Al personal del Servei dEstabulari de la UAB por su incalculable apoyo durante estos

aos, en especial a Jordi Cant, Javier Benito, Francisco Cabello, Ignacio Segovia y

Carlos Grau. Y por supuesto un especial agradecimiento al personal tcnico, sin el cual el

experimental de esta tesis no habra sido posible, especialmente a Juan Ramn Garca,

Rafi Gascn, Carlos Baldellou y Mar Lpez.

A Mart Pumarola, por colaboracin e inters en el desarrollo de este trabajo y su

asesoramiento con el diagnstico histopatolgico y a Ester Blasco, por todo el trabajo

realizado.

A la gente del Departamento de Bioqumica i Biologia Molecular : Helena Carb y

Salvador Bartolom por estar siempre dispuestos a colobaorarme cuando lo necesite,

A Pep Canals y Cristina Herranz del Grupo de Cllules Mare i Medicina Regenerativa

de la Facultat de Medicina, Universitat de Barcelona-IDIBAPS, por su estrecha

colaboracin en una parte importante de este trabajo y por su ayuda y disposicin.

A Sergio, Emanuel, Jhon, Gio, Barbara, Pablo, Ches, Juancarlos, Giovanny, Jean

Philippe, Kate, Julio, Leire, Ruth, Maltita que siempre estuvieron a mi lado para

ayudarme, escucharme, aconsejarme y en muchas ocasiones guiarme, gracias por su

infinita paciencia y su amistad incondicional.

A mi maravillosa familia por su infinito amor, por la confianza, el apoyo incondicional, por

creer en m, por ensearme a ser libre, por ensearme a luchar por lo que quiero, por sus

consejos. Sin ustedes hubiera sido imposible realizar este doctorado,

Por ultimo quiero agradecer a todas las personas que de alguna u otra forma colaboraron

durante todo este proceso, que compartieron charlas conocimientos y diversin para

llevar a cabo este proyecto.

i

INDICE AGRADECIMIENTOS..I INDICE DE FIGURAS ........................................................................................ v INDICE DE ECUACIONES ........................................................................... xviii INDICE DE TABLAS ....................................................................................... xix ABREVIATURAS ............................................................................................. xx 1. INTRODUCCIN ........................................................................................... 1

1.1 RESONANCIA MAGNTICA NUCLEAR (RMN) ................................................ 1

1.1.1 Historia .................................................................................................... 1

1.1.2 Fundamentos fsicos y conceptos bsicos ............................................... 2

1.1.3 Aplicaciones biomdicas de la RMN ............................................................ 8

1.1.3.1 Imagen de resonancia magntica (IRM) ................................................ 8

1.1.3.2 Espectroscopa de resonancia magntica (ERM) ................................. 16

1.1.3.3 Imagen espectroscpica de resonancia magntica (IERM) .................. 21

1. 2 TUMORES CEREBRALES .............................................................................. 24

1.2.1 Epidemiologa, clasificacin y etiologa ....................................................... 24

1.2.2 Diagnstico ................................................................................................. 27

1.3 AGENTES DE CONTRASTE ............................................................................ 38

1.2.3 Modelos animales de la patologa tumoral cerebral .................................... 44

2. OBJETIVO GENERAL ................................................................................. 55

3. CAPITULO 1: DESCRIPCIN Y CARACTERIZACIN DE LAS COLONIASDE GENETICALLY ENGINEERED MICE (GEM) ACCESIBLES AL GABRMN. .................................................................................................. 56

3.1 SUB OBJETIVOS ........................................................................................ 56

3.2 MATERIALES Y MTODOS ............................................................................. 56

3.2.1 Caracterizacin genotpica .......................................................................... 57

3.2.1.1 Identificacin de los animales y obtencin de las muestras .................. 57

3.2.1.2 Extraccin de ADN ............................................................................... 58

3.2.1.3 Amplificacin del ADN .......................................................................... 59

3.2.1.3.1. Protocolo de amplificacin y PCR del gen constitutivo ..................... 61

3.2.1.4 Electroforesis ........................................................................................ 61

3.2.2 Estudio piloto de caracterizacin de la colonia GEM ................................... 64

ii

3.2.2.1 Estudios por resonancia magntica (IRM/ERM/IERM) ......................... 65

3.2.2.1.1 Estudios por IRM ........................................................................... 67

3.2.2.1.2 Estudios por ERM .......................................................................... 68

3.2.2.1.3 Estudios por IERM ........................................................................ 70

ANLISIS DE RECONOCIMIENTO DE PATRONES ............................................. 74

Clasificadores de animales GEM, mediante IERM-PM con glucosa..................... 77

3.2.3 Estudios histopatolgicos ............................................................................ 78

3.3 RESULTADOS .................................................................................................. 78

3.3.1 Identificacin genotpica .............................................................................. 78

3.3.2 Estudi