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ISSN (Print) 1889-836X - ISSN (Online) 2173-2345
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  • Methodology to improve the efficiency in the migration and detection of
           mesenchymal stem cells in murine models

    •  
  • A sensitive method for monitoring the migration of mesenchymal stem cells
           from bone marrow in murine models

    • Abstract: Resumen Objetivo: Las células madre mesenquimales (MSCs) son atractivas en la terapia regenerativa de patologías humanas. En los modelos murinos, en los que se trasplantan MSCs humanas, es muy importante poder distinguir el origen de las MSCs identificadas en los órganos de ratones. El objetivo de este estudio fue determinar el rendimiento del análisis basado en PCR de secuencias Alu humanas para detectar ADN humano después de la infusión de células madre de médula ósea humana (hBMSCs) en ratones inmunodeficientes. Material y método: Las hBMSCs se obtuvieron de la cabeza femoral de pacientes sometidos a cirugía de reemplazo de cadera. Se infundieron 106 hBMSCs por vía intravenosa mediante inyección en el seno retroorbitario de ratones NOD/SCID. Después se evaluó la presencia de ADN humano en pulmón, hígado y hueso. Resultados: En mezclas de ADN in vitro, el ADN humano se detectó fácilmente con una buena relación logarítmicalineal. De manera similar, cuando se mezclaron osteoblastos humanos y de ratón, se detectaron fácilmente 110 células humanas entre 105 células de ratón. Asimismo, se detectó el ADN humano en los pulmones 1 y 7 días después de las infusiones celulares en ratones NOD/SCID. Sin embargo, el ADN humano se detectó de manera inconsistente en el hígado y los huesos. Conclusión: La detección de secuencias Alu es un procedimiento eficaz para detectar ADN humano. Los resultados confirman que la mayoría de las hBMSCs inyectadas por vía intravenosa quedan atrapadas en los pulmones. Por lo tanto, de cara al tratamiento de trastornos esqueléticos, se necesitan procedimientos para aumentar la migración de dichas células al hueso.Abstract Objetive: Mesenchymal stem cells (MSCs) are commonly used in regenerative therapy of human diseases. In murine models, in which human MSCs are transplanted, distinguishing the origin of the identified MSCs in the organs of mice is important. The objective of this study was to determine the performance of PCRbased analysis of human Alu sequences to detect human DNA after infusion of human bone marrow stem cells (hBMSCs) in immunodeficient mice. Material and method: HBMSCs were obtained from the femoral head of patients undergoing hip replacement surgery. 106 hBMSCs were infused intravenously by injection into the retroorbital sinus of NOD/SCID mice. The presence of human DNA in lung, liver and bone was then assessed. Results: In in vitro DNA mixtures, human DNA was easily detected with a good logarithmiclinear relationship. Similarly, when human and mouse osteoblasts were mixed, 110 cells were easily detected among 105 mouse cells. Likewise, human DNA was detected in the lungs 1 and 7 days after cell infusions in NOD/SCID mice. However, human DNA was inconsistently detected in the liver and bones. Conclusion: Detecting Alu sequences is an effective procedure to observe human DNA. The results confirm that most intravenously injected hBMSCs are trapped in the lungs. Thus, for the treatment of skeletal disorders, procedures are needed to increase the migration of these cells to the bone.
       
  • Can 3D measurements obtained by lumbar DXA predict fractures in the dorsal
           vertebrae'

    • Abstract: Resumen Objetivo: Valorar la asociación de las mediciónes tridimensionales (3D) derivadas de la absorciometría de rayos X de energía dual (DXA) lumbar con las fracturas osteoporóticas en las vértebras dorsales. Material y métodos: Analizamos retrospectivamente 32 mujeres postmenopáusicas: 16 con fracturas incidentes en las vértebras dorsales y 16 controles sin ningún tipo de fractura. Las DXA lumbares se adquirieron en la visita inicial (es decir, antes del evento de fractura) y se midió la densidad mineral ósea de área (DMOa) en las vértebras L1 a L4. Las mediciónes 3D derivadas de la DXA se evaluaron utilizando un software de modelado 3D (3DSHAPER). La densidad mineral ósea volumétrica (DMOv) se calculó en el hueso trabecular, cortical e integral. También se midió el grosor cortical y la DMO superficial (DMOs) cortical. Las diferencias en las mediciónes derivadas de la DXA entre los grupos de fracturados y controles se evaluaron utilizando una prueba t de Student no pareada. También se calculó la razón de probabilidades (OR) y el área bajo la curva característica operativa del receptor (AUC). Resultados: En el presente estudio casocontrol ajustado por edad no se encontraron diferencias significativas entre los grupos de fracturados y controles en términos de peso (ρ=0,44), altura (ρ=0,25) y DMOa (ρ=0,11). Sin embargo, sí se encontraron diferencias significativas (ρ<0,05) en la DMOv integral y trabecular y en la DMOs cortical. La DMOv trabecular en el cuerpo vertebral fue la medida que mejor discriminó entre ambos grupos, con un AUC de 0,733, respecto a 0,682 para la DMOa. Conclusión: Este estudio muestra la capacidad de los modelos 3D derivados de la DXA lumbar para discriminar entre sujetos con fracturas incidentes en las vértebras dorsales y controles. Es necesario analizar cohortes mayores para determinar si estas mediciónes podrían mejorar la predicción del riesgo de fractura en la práctica clínica.Abstract Objective: To assess the relation between threedimensional (3D) measurements obtained by lumbar dual energy Xray absorptiometry (DXA) and osteoporotic fractures in dorsal vertebrae. Material and methods: We analysed retrospectively 32 postmenopausal women, allocated to two groups: 16 women in the experimental group, who presented incident fractures of the dorsal vertebrae, and 16 women in the control group, who did not show any type of fracture. Measurements of the (aBMD) of vertebrae L1 through L4 were taken at the initial visit (i.e., prior to the fracture event) by lumbar dualenergy xray absorptiometries (DXA). 3D measurements obtained by DXA were evaluated using 3D modelling software (3DSHAPER). Volumetric bone mineral density (vBMD) was calculated in the trabecular, cortical and integral bone. Cortical thickness and cortical surface BMD (sBMD) were also measured. Differences in measurements derived from the DXA between the experimental and control groups were assessed using an unpaired Student ttest. The odds ratio (OR) and the area under the receiver operating characteristic curve (AUC) were also determined. Results: In the present ageadjusted casecontrol study, no significant differences were found between the experimental and control groups in terms of weight (ρ=0.44), height (ρ=0.25) and aBMD (ρ=0.11). However, significant differences (ρ<0.05) were found in the integral and trabecular vBMD and in the cortical sBMD. Trabecular vBMD in the vertebral body was the measure that best discriminated between both groups, with an AUC of 0.733, compared to 0.682 of the aBMD. Conclusion: This study shows the ability of 3D models resultant from lumbar DXAs to discern between subjects with incident fractures in the dorsal vertebrae and control subjects. It is necessary to analyse larger cohorts to establish if these measurements could improve the prediction of fracture risk in clinical practice.
       
  • Impact of vascular calcification on bone health and mortality in kidney
           transplant patients

    • Abstract: Resumen Objetivos: Evaluar la prevalencia de calcificación vascular y fracturas vertebrales en una cohorte de pacientes sometidos a trasplante renal, y su asociación con mortalidad por todas las causas y disfunción del injerto, así como la relación con parámetros bioquímicos del metabolismo óseo y mineral. Material y métodos: Estudio prospectivo, observaciónal, unicéntrico, en el que se incluyeron 405 pacientes sometidos a trasplante renal, con recogida de parámetros clínicos, bioquímicos, epidemiológicos y de calcificación vascular radiológica y fracturas vertebrales mediante radiografía simple en el momento del trasplante, con un seguimiento mínimo de dos años, evaluando mortalidad cardiovascular y por todas las causas y descenso del filtrado glomerular. Se dispuso además de 39 estudios de densitometría ósea realizados en los meses previos al trasplante. Resultados: La supervivencia de los pacientes fue significativamente menor en el grupo de pacientes con calcificación vascular (131±1,5 meses sin calcificación frente a 110±3,5 meses con calcificación vascular, p<0,001). Se observó un mayor descenso del filtrado glomerular estimado (FGE) mediante la fórmula CKDEPI en todos los pacientes que presentaban calcificación vascular, siendo esta un factor de riesgo independiente (OR=2,7; IC 95%: 1,64,4; p<0,001). La prevalencia de fracturas vertebrales fue significativamente mayor en el grupo de calcificación vascular (12%), independientemente de otros factores de riesgo (OR=9,2; IC 95%: 1,273,4; p=0,036). Se ha asociado la prevalencia de fracturas vertebrales con menor masa ósea en cadera evaluada mediante densitometría ósea (T-score 1,2 vs. 2,4, p=0,02. Conclusiones: La calcificación vascular previa al trasplante, evaluada mediante un método sencillo, barato y accesible como la radiografía simple, condicióna la morbimortalidad del paciente sometido a trasplante renal y tiene un gran impacto sobre la evolución de la función del injerto, independientemente de otros factores de riesgo tradiciónales. La asociación entre la fragilidad ósea, la calcificación vascular y el pronóstico del paciente y del injerto renal nos debe hacer pensar en añadir la densitometría ósea en el protocolo de inclusión en lista de espera de trasplante. Es relevante promover no sólo la mejor salud vascular posible sino también promover el menor impacto en el tejido óseo en la progresión de la enfermedad renal crónica antes del momento del trasplante.Abstract Objetive: To assess the prevalence of vascular calcification and vertebral fractures in a cohort of patients undergoing kidney transplantation and its association with all graftrelated causes of mortality and dysfunction, as well as the relationship with biochemical parameters of bone and mineral metabolism. Material and methods: Prospective, observational, singlecenter study, which included 405 patients undergoing kidney transplants, with collection of clinical, biochemical, epidemiological parameters, and of radiological vascular calcification and vertebral fractures by simple radiography at the time of transplantation, with a minimum followup of two years. We assessed cardiovascular mortality and all causes and decreased glomerular filtration. In addition, 39 bone densitometry studies carried out in the months prior to transplantation were reported. Results: Patient survival was significantly lower in the group of patients with vascular calcification (131±1.5 months without calcification compared to 110±3.5 months with vascular calcification, p<0.001). A greater decrease in the estimated glomerular filtration rate (GFR) was observed using the CKDEPI formula in all patients who presented vascular calcification, this being an independent risk factor (OR=2.7; 95% CI: 1.64 , 4; p<0.001). The prevalence of vertebral fractures was significantly higher in the vascular calcification group (12%), independently of other risk factors (OR=9.2; 95% CI: 1.273.4; p=0.036). The prevalence of vertebral fractures has been associated with lower hip bone mass assessed by bone densitometry (Tscore 1.2 vs. 2.4, p=0.02. Conclusions: Vascular calcification prior to transplantation, evaluated using a simple, cheap and accessible method such as plain radiography, determines the morbidity and mortality of the patient undergoing a kidney transplant and has a great impact on the evolution of graft function, regardless of other risk factors. traditional. The association between bone fragility, vascular calcification and the prognosis of the patient and the renal graft should make us think about adding bone densitometry to the protocol for inclusion in the transplant waiting list. It is relevant to promote not only the best possible vascular health but also to promote the least impact on bone tissue in the progression of chronic kidney disease before the time of transplantation.
       
  • Relative fragility of osteoporotic femurs assessed with DXA and simulation
           of finite element falls guided by emergency X-rays

    • Abstract: Resumen Objetivo: El diagnóstico de osteoporosis se ha fundamentado en la medición de la densidad mineral ósea, si bien esta variable tiene una capacidad limitada en la discriminación de pacientes con o sin fracturas. La aplicación del análisis de elementos finitos (FE) sobre imágenes volumétricas de tomografía computarizada ha mejorado la clasificación de sujetos hasta 90%, aunque la dosis de radiación, complejidad y coste no aconsejan su práctica regular. Nuestro objetivo es aplicar el análisis FE a modelos tridimensionales con absorciometría radiológica dual (3DDXA), para clasificar pacientes con fractura osteoporótica de fémur proximal y sin fractura. Material y métodos: Se selecciónó una cohorte de 111 pacientes con osteoporosis densitométrica: 62 con fractura y 49 sin ella. Se utilizaron modelos FE sujetoespecíficos para el impacto, como la simulación estática de la caída lateral. Las simulaciónes de impacto permiten identificar la región crítica en el 95% de los casos, y la respuesta mecánica a una fuerza lateral máxima. Se realizó un análisis mediante un clasificador discriminativo (Support Vector Machine) por tipo de fractura, tejido y género, utilizando las mediciónes DXA y parámetros biomecánicos. Resultados: Los resultados mostraron una sensibilidad de clasificación del 100%, y una tasa de falsos negativos de 0% para los casos de fractura de cuello para el hueso trabecular en las mujeres. Se identifica la variable tensión principal mayor (MPS) como el mejor parámetro para la clasificación. Conclusión: Los resultados sugieren que el uso de modelos 3DDXA podría ayudar a discriminar mejor a los pacientes con elevado riesgo de fracturarse.Abstract Objetive: The diagnosis of osteoporosis has been based on the measurement of bone mineral density, although this variable has a limited capacity in discriminating patients with or without fractures. The application of finite element analysis (FE) on computed tomography volumetric images has improved the classification of subjects by up to 90%, although the radiation dose, complexity, and cost do not favor their regular practice. Our objective is to apply FE analysis to threedimensional models with dualenergy xray absorptiometry (3DDXA), to classify patients who present osteoporotic fracture of the proximal femur and those without fracture. Material and methods: A cohort of 111 patients with densitometric osteoporosis was selected: 62 with fracture and 49 without it. Subjectspecific FE models for impact were used, such as static simulation of lateral fall. Impact simulations allow identifying the critical region in 95% of cases, and the mechanical response to maximum lateral force. An analysis was performed using a discriminative classifier (Support Vector Machine) by fracture type, tissue and gender, using DXA measurements and biomechanical parameters. Results: The results showed a classification sensitivity of 100%, and a false negative rate of 0% for cases of neck fracture for trabecular bone in women. The variable major main stress (MPS) is identified as the best parameter for the classification. Conclusion: The results suggest that using 3DDXA models help in order to better discriminate patients with raised fracture risk.
       
  • Postoperative thyroid hypocalcemia diagnosis and management protocol

    • Abstract: Resumen Objetivo: La hipocalcemia transitoria por hipoparatiroidismo es la complicación más frecuente de la cirugía cervical (tiroidea y paratiroidea) y también de las reintervenciónes. La hipocalcemia por hipoparatiroidismo se asocia a pocos síntomas, si es leve, o a síntomas graves como convulsiones, insuficiencia cardiaca o laringoespasmo, en los casos graves. Tanto el hipoparatiroidismo transitorio como el permanente pueden tener importantes repercusiones sobre la salud de los pacientes, y es necesario establecer protocolos apropiados para su prevención, evaluación y tratamiento. Material y métodos: Se realizó una búsqueda sistemática en Pubmed.gov de la evidencia disponible de artículos en inglés y español con fecha de inclusión hasta mayo del 2019. Se realizaron las recomendaciónes mediante sistema GRADE (Grading of Recommendations, Assessment, Development and Evaluation). Resultado y conclusiones: Proponemos un consenso de manejo del paciente que va a ser sometido a cirugía tiroidea o paratiroidea, con apartados diferenciados para las distintas etapas del proceso, que ayude a la toma de decisiones clínicas y que sirva de ayuda en el proceso de alta y derivación a consultas externas, y, por tanto, la optimización de recursos.Abstract Objetive: Transient hypocalcaemia due to hypoparathyroidism is the most frequent complication of cervical surgery (thyroid and parathyroid) and also of reoperations. If mild, hypocalcaemia attributed to hypoparathyroidism is associated with few symptoms or with severe symptoms such as seizures, heart failure, or laryngospasm, in severe cases. Both transient and permanent hypoparathyroidism can have important repercussions on the health of patients. Establishing appropriate protocols are required to prevent, assess and treat these conditions. Material and methods: A systematic bibliographic search was carried out in Pubmed.gov of available evidence from articles in English and Spanish with inclusion dates until May 2019. Recommendations were made based on the GRADE system (Grading of Recommendations, Assessment, Development and Evaluation). Results and conclusions: We propose a consensus for patient management of those who are going to undergo thyroid or parathyroid surgery, with different sections for the different stages of the process. This is intended to help clinical decisionmaking, assist in the discharge process and make referrals to outpatient consultations, thus optimizing resources.
       
 
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School of Mathematical and Computer Sciences
Heriot-Watt University
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