A spectral estimator using parallel-processing for use in a doppler blood-flow instrument

The work described here is part of a research program aiming to increase the sensitivity to disease detection using Doppler ultrasound by reducing the effects to the measurement procedure on the estimation of blood velocity and detection of flow disturbance.

Tissue temperature estimation with pulse-echo in blood flow presence

Aiming at time-spatial characterization of tissue temperature when ultrasound is applied for thermal therapeutic proposes two experiments were developed considering gel-based phantoms, one of them including an artificial blood vessel. The blood vessel was mimicking blood flow in a common carotid artery. For each experiment phantoms were heated by a therapeutic ultrasound (TU) device emitting different intensities (0.5, 1, 1.5, 1.8 W/cm2). Temperature was monitored by thermocouples and estimated through imaging ultrasound transducer's signals within specific special points inside the phantom. The temperature estimation procedure was based on temporal echo-shifts (TES), computed based on echo-shifts collected through image ultrasound (IU) transducer. Results show that TES is a reliable non-invasive method of temperature estimation, regardless the TU intensities applied. Presence of a pulsatile blood flow vessel in the focal point of TU transducer reduces thermal variation in more than 50%, also affecting the temperature variation in the surrounding area. In other words, vascularized tissues require longer ultrasound thermal therapeutic sessions or higher TU intensities and inclusion of IU in the therapeutic procedure enables non-invasive monitoring of temperature. © 2013 IEEE.

In vitro blood-brain barrier models to predict the permeation of gene therapy vectors into the brain

A terapia génica tem-se revelado uma alternativa relevante no tratamento de doenças neurodegenerativas (DN). Contudo, a entrega de vetores para transferência génica no cérebro representa ainda um enorme desafio devido à presença da barreira hemato-encefálica (BHE). A BHE é uma interface dinâmica e seletiva entre o sangue e o cérebro, constituída pelas células endoteliais cerebrais, astrócitos e pericitos, desempenhando um importante papel na regulação da homeostasia cerebral. A BHE representa um dos maiores obstáculos no tratamento de DN, uma vez que esta barreira impede o transporte para o cérebro da maioria das moléculas terapêuticas, incluindo os vetores para terapia génica. Embora tenham sido desenvolvidos diferentes modelos in vitro da BHE de forma a avaliar o transporte de fármacos através da BHE, muito poucos foram criados com o intuito de testar a permeabilidade desta barreira a vetores de terapia génica. O presente trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento e a avaliação de modelos in vitro de BHE que permitam a investigação da capacidade dos vetores de terapia génica de penetrarem no cérebro. No nosso estudo, foram testados diferentes modelos in vitro de BHE em monocultura, constituídos por células endoteliais de rato ou murganho (RBE4 e bEnd3, respetivamente), e modelos de co-cultura, que combinam células endoteliais com células neuronais (Neuro2a) ou astrócitos primários, cultivados num sistema transwell. Para caraterizar estes modelos foram realizados testes de permeabilidade e de resistência elétrica transendotelial, bem como estudos baseados na técnica de PCR quantitativo e na imunocitoquímica das proteínas das junções intercelulares. Verificámos que os modelos baseados na cultura de células bEnd3 e células neuronais ou astrócitos apresentavam as melhores propriedades de barreira. Posteriormente foi avaliada nos modelos selecionados a penetração de um vetor não-viral que reconhecidamente tem a capacidade de atravessar in vivo a BHE: o peptídeo da glicoproteína do vírus da raiva (RGV-9r). Os siRNAs marcados com um fluoróforo e acoplados ao peptídeo RVG-9r foram capazes de penetrar eficientemente as células bEnd3, localizadas no lado luminal do insert, via endocitose mediada por recetores, e ainda de penetrar os astrócitos ou células neuronais, previamente cultivadas no lado abluminal. Estes resultados correlacionam-se, de forma clara, com os resultados previamente descritos em estudos in vivo. Em conclusão, os modelos in vitro de BHE baseados na co-cultura de células bEnd3 com células Neuro2a ou astrócitos, têm grande potencial na seleção de candidatos a vetores de terapia génica para o cérebro, uma vez que apresentam importantes características da BHE e se baseiam num método fácil e reprodutível. Tal facto representa uma promessa significativa para a identificação de novas estratégias de terapia génica não invasiva para o tratamento de doenças neurológicas.

Study of the association of Gla Rich Protein (GRP) to human blood cells

Dissertação de mestrado, Ciências Biomédicas, Departamento de Ciências Biomédicas e Biomedicina, Universidade do Algarve, 2013