Treatment with biologics of pregnant patients with rheumatic diseases

Due to limited human pregnancy experience safety issues in regard to children exposed antenatally to biological drugs are still under debate. A survey of new published experience on biological agents during pregnancy is necessary to assist clinicians with adequate counseling and management of patients who desire children.

Antisense molecules for targeted cancer therapy

The efficacy of traditional anti-cancer agents is hampered by toxicity to normal tissues, due to the lack of specificity for malignant cells. Recent advances in our understanding of molecular genetics and tumor biology have led to the identification of signaling pathways and their regulators implicated in tumorigenesis and malignant progression. Consequently, novel biological agents were designed which specifically target key regulators of cell survival and proliferation activated in malignant cells and thus are superior to unspecific cytotoxic agents. Antisense molecules comprising conventional single-stranded antisense oligonucleotides (ASO) and small interfering RNA (siRNA) inhibit gene expression on the transcript level. Thus, they specifically target the genetic basis of cancer and are particularly useful for inhibiting the expression of oncogenes the protein products of which are inaccessible to small molecules or inhibitory antibodies. Despite the somewhat disappointing results of recent antisense oncology trials, the identification of new cancer targets and ongoing progress in ASO and siRNA technology together with improvements in tumor targeted delivery have raised new hopes that this fascinating intervention concept will eventually translate into enhanced clinical efficacy.

Novel biomarkers for the prediction of metastasis in colorectal cancer

INTRODUCTION In patients with metastatic colorectal cancers, multimodal management and the use of biological agents such as monoclonal antibodies have had major positive effects on survival. The ability to predict which patients may be at 'high risk' of distant metastasis could have major implications on patient management. Histomorphological, immunohistochemical or molecular biomarkers are currently being investigated in order to test their potential value as predictors of metastasis. AREAS COVERED Here, the author reviews the clinical and functional data supporting the investigation of three novel promising biomarkers for the prediction of metastasis in patients with colorectal cancer: tumor budding, Raf1 kinase inhibitor protein (RKIP) and metastasis-associated in colon cancer-1 (MACC1). EXPERT OPINION The lifespan of most potential biomarkers is short as evidenced by the rare cases that have successfully made their way into daily practice such as KRAS or microsatellite instability (MSI) status. Although the three biomarkers reviewed herein have the potential to become important predictive biomarkers of metastasis, they have similar hurdles to overcome before they can be implemented into clinical management: standardization and validation in prospective patient cohorts.

Mechanisms of liposomal all-{\it trans\/} retinoic acid and vitamin D3 induced inhibition of cell proliferation and stimulation of apoptosis in aggressive B-cell non-Hodgkin's lymphoma

The Non-Hodgkin's Lymphoma (NHLs) are neoplasms of the immune system. Currently, less than 1% of the etiology of the 22,000 newly diagnosed lymphoma cases in the U.S.A. every year is known. This disease has a significant prevalence and high mortality rate. Cell growth in lymphomas has been shown to be an important parameter in aggressive NHL when establishing prognosis, as well as an integral part in the pathophysiology of the disease process. While many aggressive B cell NHLs respond initially to chemotherapeutic regimens such as CHOP-bleo (adriamycin, vincristine and bleomycin) etc., relapse is common, and the patient is then often refractory to further salvage treatment regimens.^ To assess their potential to inhibit aggressive B cell NHLs and induce apoptosis (also referred to as programmed cell death (PCD)), it was proposed to utilize the following biological agents-liposomal all-trans retinoic acid (L-ATRA) which is a derivative of Vitamin A in liposomes and Vitamin D3. Preliminary evidence indicates that L-ATRA may inhibit cell growth in these cells and may induce PCD as well. Detailed studies were performed to understand the above phenomena by L-ATRA and Vitamin D3 in recently established NHL-B cell lines and primary cell cultures. The gene regulation involved in the case of L-ATRA was also delineated. ^

Bayesian Adaptive Designs for Early Phase Clinical Trials

My dissertation focuses mainly on Bayesian adaptive designs for phase I and phase II clinical trials. It includes three specific topics: (1) proposing a novel two-dimensional dose-finding algorithm for biological agents, (2) developing Bayesian adaptive screening designs to provide more efficient and ethical clinical trials, and (3) incorporating missing late-onset responses to make an early stopping decision. Treating patients with novel biological agents is becoming a leading trend in oncology. Unlike cytotoxic agents, for which toxicity and efficacy monotonically increase with dose, biological agents may exhibit non-monotonic patterns in their dose-response relationships. Using a trial with two biological agents as an example, we propose a phase I/II trial design to identify the biologically optimal dose combination (BODC), which is defined as the dose combination of the two agents with the highest efficacy and tolerable toxicity. A change-point model is used to reflect the fact that the dose-toxicity surface of the combinational agents may plateau at higher dose levels, and a flexible logistic model is proposed to accommodate the possible non-monotonic pattern for the dose-efficacy relationship. During the trial, we continuously update the posterior estimates of toxicity and efficacy and assign patients to the most appropriate dose combination. We propose a novel dose-finding algorithm to encourage sufficient exploration of untried dose combinations in the two-dimensional space. Extensive simulation studies show that the proposed design has desirable operating characteristics in identifying the BODC under various patterns of dose-toxicity and dose-efficacy relationships. Trials of combination therapies for the treatment of cancer are playing an increasingly important role in the battle against this disease. To more efficiently handle the large number of combination therapies that must be tested, we propose a novel Bayesian phase II adaptive screening design to simultaneously select among possible treatment combinations involving multiple agents. Our design is based on formulating the selection procedure as a Bayesian hypothesis testing problem in which the superiority of each treatment combination is equated to a single hypothesis. During the trial conduct, we use the current values of the posterior probabilities of all hypotheses to adaptively allocate patients to treatment combinations. Simulation studies show that the proposed design substantially outperforms the conventional multi-arm balanced factorial trial design. The proposed design yields a significantly higher probability for selecting the best treatment while at the same time allocating substantially more patients to efficacious treatments. The proposed design is most appropriate for the trials combining multiple agents and screening out the efficacious combination to be further investigated. The proposed Bayesian adaptive phase II screening design substantially outperformed the conventional complete factorial design. Our design allocates more patients to better treatments while at the same time providing higher power to identify the best treatment at the end of the trial. Phase II trial studies usually are single-arm trials which are conducted to test the efficacy of experimental agents and decide whether agents are promising to be sent to phase III trials. Interim monitoring is employed to stop the trial early for futility to avoid assigning unacceptable number of patients to inferior treatments. We propose a Bayesian single-arm phase II design with continuous monitoring for estimating the response rate of the experimental drug. To address the issue of late-onset responses, we use a piece-wise exponential model to estimate the hazard function of time to response data and handle the missing responses using the multiple imputation approach. We evaluate the operating characteristics of the proposed method through extensive simulation studies. We show that the proposed method reduces the total length of the trial duration and yields desirable operating characteristics for different physician-specified lower bounds of response rate with different true response rates.

Consciousness, Meaning and the Future Phenomenology

Phenomenological states are generally considered sources of intrinsic motivation for autonomous biological agents. In this paper we will address the issue of exploiting these states for robust goal-directed systems. We will provide an analysis of consciousness in terms of a precise definition of how an agent “understands” the informational flows entering the agent. This model of consciousness and understanding is based in the analysis and evaluation of phenomenological states along potential trajectories in the phase space of the agents. This implies that a possible strategy to follow in order to build autonomous but useful systems is to embed them with the particular, ad-hoc phenomenology that captures the requirements that define the system usefulness from a requirements-strict engineering viewpoint.

Consciousness, Action Selection, Meaning and Phenomenic Anticipation

Phenomenal states are generally considered the ultimate sources of intrinsic motivation for autonomous biological agents. In this article, we will address the issue of the necessity of exploiting these states for the design and implementation of robust goal-directed artificial systems. We will provide an analysis of consciousness in terms of a precise definition of how an agent "understands" the informational flows entering the agent and its very own action possibilities. This abstract model of consciousness and understanding will be based in the analysis and evaluation of phenomenal states along potential future trajectories in the state space of the agents. This implies that a potential strategy to follow in order to build autonomous but still customer-useful systems is to embed them with the particular, ad hoc phenomenality that captures the system-external requirements that define the system usefulness from a customer-based, requirements-strict engineering viewpoint.

Utilização de agentes biológicos no tratamento do lúpus eritematoso cutâneo

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Rheumatoid arthritis: links with cardiovascular disease and the receptor for advanced glycation end products

Cardiovascular (CV) disease is increased in patients with chronic inflammatory disease, including rheumatoid arthritis (RA). Furthermore it has become clear at a pathophysiological level, that atherosclerosis has striking similarities with autoimmune disease. This realization has come at a time of paradigm shift in how rheumatologists manage RA, with the availability of biological agents targeting key inflammatory cytokines. This review will focus on the possible causes of increased vascular disease in RA, including the role of traditional CV risk factors. Mechanisms potentially at play, such as C-reactive protein (CRP), altered coagulation, and cyclooxygenase (COX) -2 inhibitors will be covered in brief. The Receptor for Advanced Glycation End Products (RAGE) has been identified as a candidate molecule influencing response to ongoing inflammation and autoimmunity. There will be a focus on the role of RAGE in CV disease and RA. As has been the case with many novel molecules, functional polymorphisms are thought to alter disease expression and assist us in coming to terms with the biological activities of the parent molecule. The review will conclude with a discussion of the potential role of the RAGE Glycine 82 Serine polymorphism

Future glucose-lowering drugs for type 2 diabetes

The multivariable and progressive natural history of type 2 diabetes limits the effectiveness of available glucose-lowering drugs. Constraints imposed by comorbidities (notably cardiovascular disease and renal impairment) and the need to avoid hypoglycaemia, weight gain, and drug interactions further complicate the treatment process. These challenges have prompted the development of new formulations and delivery methods for existing drugs alongside research into novel pharmacological entities. Advances in incretin-based therapies include a miniature implantable osmotic pump to give continuous delivery of a glucagon-like peptide-1 receptor agonist for 6-12 months and once-weekly tablets of dipeptidyl peptidase-4 inhibitors. Hybrid molecules that combine the properties of selected incretins and other peptides are at early stages of development, and proof of concept has been shown for small non-peptide molecules to activate glucagon-like peptide-1 receptors. Additional sodium-glucose co-transporter inhibitors are progressing in development as well as possible new insulin-releasing biological agents and small-molecule inhibitors of glucagon action. Adiponectin receptor agonists, selective peroxisome proliferator-activated receptor modulators, cellular glucocorticoid inhibitors, and analogues of fibroblast growth factor 21 are being considered as potential new approaches to glucose lowering. Compounds that can enhance insulin receptor and post-receptor signalling cascades or directly promote selected pathways of glucose metabolism have suggested opportunities for future treatments. However, pharmacological interventions that are able to restore normal β-cell function and β-cell mass, normalise insulin action, and fully correct glucose homoeostasis are a distant vision.

Avaliação do papel dos polimorfismos em enzimas metabolizadoras e enzimas transportadoras de fármacos em neoplasias hematológicas

O cancro é um dos maiores causadores globais de mortalidade e morbilidade, ocorrendo cerca de 14 milhões de novos casos por ano e 8,2 milhões de mortes anuais com esta patologia, números que tendem a aumentar 70% nas próximas duas décadas. A característica tumoral mais nefasta é a sua capacidade de metastização para outros órgãos, um mecanismo que pode ser despoletado pela falha dos mecanismos normais de controlo de crescimento, proliferação e reparação celulares, que facilita o processo de transformação de células normais em células cancerígenas. A oncogénese processa-se em três etapas, a iniciação, a promoção e a progressão e pode ter origem em células estaminais cancerígenas, que regulam as capacidades de propagação e recidiva do tumor. As neoplasias hematológicas resultam de alterações genéticas e /ou epigenéticas que conduzem à desregulação da proliferação, ao bloqueio da diferenciação e/ou à resitência à apoptose. Para além dos fatores de risco exógenos, como agentes carcinogénicos físicos, químicos e biológicos, existem também fatores endógenos, incluindo características genéticas, que podem alterar a predisposição para o aparecimento de neoplasias, bem como influenciar a resposta à terapêutica. Uma das terapêuticas aplicadas no tratamento do cancro é a quimioterapia. Os fármacos administrados a doentes oncológicos seguem normalmente o percurso de absorção, distribuição, metabolização e eliminação. Este curso pode sofrer alterações caso as proteínas transportadoras e metabolizadoras necessárias não atuem corretamente. Para um melhor conhecimento da influência das alterações provocadas por variações nos genes que codificam proteínas transportadoras de efluxo (MDR1, MRP1), proteínas de influxo (OCTN2) e proteínas metabolizadoras (UCK2), o objetivo deste trabalho consistiu na avaliação de polimorfismos nos genes MDR1, MRP1, OCTN2 e UCK2 e da sua relação com a predisposição para o desenvolvimento de neoplasias hematológicas. Para isto, foram utilizadas amostras de 307 doentes com neoplasias hematológicas, 83 de Síndrome Mielodisplásica (SMD), 63 Leucemia Mieloide Aguda (LMA), 16 de Síndrome Mielodisplásica/Neoplasias Mieloproliferativas (SMD/NMP), 77 de Mieloma Múltiplo (MM) e 68 de Gamapatia Monoclonal de Significado Indeterminado (MGUS) e 164 de controlos não neoplásicos e/ou indivíduos saudáveis. As amostras de ADN foram extraídas do sangue periférico com protocolo adequado. De forma a determinar os genótipos correspondentes a cada amostra, realizaram-se técnicas de RFLP-PCR e ARMS-PCR. Posteriormente, calcularam-se estatisticamente as frequências alélicas e genotípicas relativas às variantes polimórficas dos genes MDR1, MRP1, OCTN2 e UCK2 e verificou-se se estavam em Equilíbrio de Hardy-Weinberg. De seguida, avaliou-se a força de associação entre as formas polimórficas e o risco de desenvolvimento de neoplasias hematológicas, através do cálculo do risco relativo por análise de regressão logística. Avaliaram-se ainda os perfis genéticos e a possível relação com o desenvolvimento e progressão da neoplasia com recurso a regressão logística e análise de Kaplan-Meier. De um modo geral as frequências alélicas e genotípicas não se revelaram alteradas comparativamente ao esperado. A análise do odds ratio associado ao polimorfismo rs1045642 do gene MDR1 revelou que o genótipo CT pode constituir um fator de risco aumentado de 1,84x para o desenvolvimento de Gamapatias Monoclonais e 2,27x para o desenvolvimento de Mieloma Múltiplo. Por outro lado, a presença de genótipos portadores do alelo T têm um efeito protetor no desenvolvimento de MM (OR=0,41). O cálculo do risco associado ao polimorfismo rs4148330 do gene MRP1 revela que o genótipo AG é um fator protetor (OR=0,50) para o desenvolvimento de LMA, assim como o alelo G (OR=0,50). Além disso, verificámos que existe uma associação de risco de desenvolver neoplasia com o polimorfismo rs2185268 do gene UCK2. De facto, a presença dos genótipos CC e AC representam um fator de risco 4,59x aumentado para o desenvolvimento de SMD/NMP. O polimorfismo rs274561 do gene OCTN2 não apresenta relação com o risco relativo de desenvolvimento neoplásico. Da avaliação da influência dos polimorfismos em estudo na sobrevivência global dos doentes, podemos assumir que a presença do genótipo GG relativo ao polimorfismo rs2185268 do gene UCK2 representa uma diminuição da sobrevivência em 11 meses. Os resultados obtidos a partir do nosso estudo permitem-nos concluir que os polimorfismos podem ser fatores relevantes na predisposição para o desenvolvimento de neoplasias hematológicas e na progressão destas doenças.

A radiologia dentária na gravidez

Aborda-se a biossegurança aplicada a radiologia dentária relativa à radiação ionizante e a exposição aos agentes biológicos, a que pacientes, grávidas / feto e profissionais são submetidos durante os procedimentos radiológicos. As diferentes doses de radiação emitidas, pelos equipamentos utilizados em radiologia oral, quer nos sistemas analógicos, como digitais. As diversas formas de propagação de micro-organismos, durante a obtenção de imagens radiográficas. As medidas de biossegurança, para prevenção desses riscos em radiologia dentária, através da radioprotecção e do controlo da infeção. A radiação ionizante pela sua elevada energia, é capaz de penetrar na matéria, ionizar os átomos, romper ligações químicas e causar danos nos tecidos biológicos. A exposição a doses elevadas de radiação ionizante pode ainda resultar, na destruição de células ou na indução de cancro. Atualmente a biossegurança em radiologia dentária, tem como principais objetivos, a redução da dose de radiação e evitar a infeção cruzada entre os diferentes agentes envolvidos.

Aplicação de células estaminais dentárias na Medicina e na Medicina Dentária

A temática relativa às células estaminais inicia-se na década de 60 com a descoberta da primeira fonte viável destas células: a medula óssea. Diversos estudos permitiram definir a sua função de renovação tecidular e regeneração pós-dano, assim como a sua caraterização num grupo heterogéneo de células indiferenciadas, clonogénicas, definidas pela capacidade de auto-renovação e diferenciação em células maduras. Nos últimos anos, estas células ganharam popularidade face à alternativa terapêutica que representam para muitas doenças, tais como: diabetes, anomalias congénitas, danos do tecido nervoso, Parkinson, Alzheimer e outras alterações degenerativas, exposições pulpares, defeitos periodontais e perda do órgão dentário. Apesar do seu potencial terapêutico, apresentam vários efeitos adversos, especialmente em relação ao seu envolvimento direto (via transformação maligna das MSCs) e indireto (via efeito modulatório das MSCs) no desenvolvimento do cancro. Preconiza-se o seu uso no âmbito da Engenharia Tecidular, introduzindo o processo de regeneração tecidular através da utilização combinada de biomateriais e mediadores biológicos, a fim de proporcionar novas ferramentas para a medicina regenerativa. Mais tarde, tornou-se possível identificar cinco populações de células estaminais de origem dentária (DPSCs, SHEDs, DFPCs, SCAPs e PDLCs) que, para além da sua multipotência e capacidade de diferenciação, constituem fontes acessíveis para recolha. O isolamento destas células constitui ainda uma prática relativamente recente, na qual se torna preponderante isolar células com fenótipo pré-determinado e cultivá-las em meios de cultura adequados. Estudos comprovam que o método de isolamento e as condições de cultura utilizados podem dar origem a diferentes linhas celulares. A conservação é uma prática baseada na convicção de que a medicina regenerativa é o caminho mais promissor para o desenvolvimento da medicina personalizada. Informação adicional relativa à terapia com células estaminais é ainda necessária. Esta utiliza princípios de biomimética altamente desejáveis, pelo que os resultados obtidos têm vindo a despoletar grandes expetativas e a sua implementação na Engenharia Tecidular apresenta-se promissora.

Degradação de Ocratoxina a: estudo de processo e toxicidade

A ocratoxina A (OTA), micotoxina encontrada em diferentes níveis e em diversas matrizes, apresenta efeitos carcinogênicos, nefrotóxicos e teratogênicos. O desenvolvimento de métodos capazes de diminuir esta contaminação a níveis permitidos pela legislação é incentivado e os processos biológicos utilizados envolvem o uso de enzimas e/ou microrganismos para degradação da OTA e são preferenciais pela especificidade, bem como pelas condições brandas para a detoxificação. O objetivo do trabalho foi estudar a ação de carboxipeptidase A nos níveis e na toxicidade de OTA, visando aplicar a técnica para detoxificar farinhas de trigo. Primeiramente foi estimado o risco de exposição à ocratoxina A pelo consumo de farinhas de trigo. Para isso foram estabelecidas condições de determinação de OTA em farinhas de trigo, empregando técnicas de estatística multivariada para definir os principais interferentes na extração de OTA pelo método de QuEChERS e detecção em CLAE-FL. O método validado permitiu a avaliação da ocorrência natural em 20 amostras de farinha de trigo, estando estas contaminadas na faixa de 0,22 a 0,85 µg.kg-1 , apresentando um valor de ingestão diária de 0,08 ngOTA.dia-1 .kgmassacorpórea -1 e uma disponibilidade de 94,4%. Em seguida foi realizada a padronização da extração de carboxipeptidase A em biomassa de Rhizopus oryzae que consistiu em agitação ultrassônica durante 30 minutos numa potencia fixa de 150 W e 40 kHz e a triagem de agentes biológicos para degradação de OTA. Para o estudo da degradação in vitro de OTA, método de extração e detecção de OTA e OTα em CLAEFL foi validado e o processo de degradação foi realizado com Rhizopus oryzae e Trichoderma reesei, obtendo-se uma redução máxima de 63,5% e 57,7%, respectivamente. A degradação apresentou uma correlação alta (R>0,9) e significativa (p<0,05) com a produção de Otα, indicando que ocorreu a produção de enzimas capazes de hidrolisar a micotoxina, por exemplo, a carboxipeptidase A. O estudo da toxicidade de OTA e seu metabólito OTα foi realizado em neutrófilos humanos, onde foi observado a ausência de efeito tóxico de OTα. Também foi determinado o mecanismo de toxicidade de OTA pelo aumento de Ca2+ intracelular pela liberação a partir das reservas internas. Esta liberação, subsequentemente, provoca uma cascata de eventos, nomeadamente: a produção de espécies reativas, depleção de ATP, perda de ΔΨm, levando à morte por necrose. Para reduzir o risco de exposição à micotoxina pela ingestão de matéria prima contaminada, carboxipeptidase A extraída de diferentes fontes foi aplicada na hidrólise de OTA em farinha de trigo para posterior determinação do conteúdo residual de OTA e OTα, empregando método validado. O estudo mostrou uma redução de OTA entre 16,8 e 78,5% e produção de OTα entre 2 a 8,2 ng.g-1 . As carboxipeptidases mais promissoras para degradação foram as provenientes de Rhizopus e Trichoderma e a carboxipeptidase comercial. Ficou demonstrado que se pode recomendar a aplicação de enzimas proteolíticas, tipo carboxipeptidase, para reduzir o risco de exposição à micotoxina quando utilizada matéria prima contaminada, por exemplo, farinha de trigo para diferentes processos. A transformação de OTA para OTα e seus efeitos na redução da toxicidade da micotoxina corroboram com esta afirmação.

Oxovanadium(IV)-based near-IR PDT agents: design to biological evaluation

An oxovanadium(IV) complex of dipyridophenazine, as a potent metal-based PDT agent, shows efficient DNA photocleavage activity at near-IR region and high photocytotoxicity in both UV-A and visible light in HeLa cells.