Coordinated activation of candidate proto-oncogenes and cancer testes antigens via promoter demethylation in head and neck cancer and lung cancer.

BACKGROUND: Epigenetic alterations have been implicated in the pathogenesis of solid tumors, however, proto-oncogenes activated by promoter demethylation have been sporadically reported. We used an integrative method to analyze expression in primary head and neck squamous cell carcinoma (HNSCC) and pharmacologically demethylated cell lines to identify aberrantly demethylated and expressed candidate proto-oncogenes and cancer testes antigens in HNSCC. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: We noted coordinated promoter demethylation and simultaneous transcriptional upregulation of proto-oncogene candidates with promoter homology, and phylogenetic footprinting of these promoters demonstrated potential recognition sites for the transcription factor BORIS. Aberrant BORIS expression correlated with upregulation of candidate proto-oncogenes in multiple human malignancies including primary non-small cell lung cancers and HNSCC, induced coordinated proto-oncogene specific promoter demethylation and expression in non-tumorigenic cells, and transformed NIH3T3 cells. CONCLUSIONS/SIGNIFICANCE: Coordinated, epigenetic unmasking of multiple genes with growth promoting activity occurs in aerodigestive cancers, and BORIS is implicated in the coordinated promoter demethylation and reactivation of epigenetically silenced genes in human cancers.

Inferencia bayesiana sobre los parámetros de dispersión genéticos y ambientales en modelos animales con efectos maternos

Los modelos 'modelos animales con efectos maternos' (MAM) son modelos lineales mixtos que se utilizan para ajustar registros de caracteres bajo la influencia de efectos maternos. Uno de los desafíos más importantes en el marco de los MAM es la estimación de los parámetros de dispersión o 'componentes de (co) varianza' (CVC). En esta tesis se introducen desde una perspectiva bayesiana contribuciones teóricas y metodológicas con relación a la estimación de CVC para MAM sujetos a estructuras de covarianza novedosas. En primer lugar, se describe una implementación del análisis bayesiano jerárquico vía el algoritmo del muestreo de Gibbs. Luego, se considera una especificación conjugada diferente para la distribución a priori de la matriz de covarianza genética, basada en la distribución Wishart invertida generalizada, y se presenta una estrategia para determinar los correspondientes hiperparámetros. Esta estrategia fue comparada contra otras especificaciones a priori mediante un estudio de simulación estocástica, y produjo estimaciones precisas de los parámetros genéticos, con menores errores estándares y mejor tasa de convergencia. En segundo lugar, se presenta una formulación alternativa del MAM que incluye un parámetro de correlación ambiental entre pares de observaciones madre-progenie, y se desarrolla un procedimiento de estimación basado en un algoritmo de muestreo por grilla. El procedimiento fue programado y ejecutado exitosamente, y se obtuvo la primera estimación del parámetro de correlación con datos de campo para peso al destete en bovinos de carne. Por último, se considera el problema de la estimación de CVC en una población multirracial, donde en general es necesario especificar una estructura de covarianza heterogénea para los valores de cría. En particular, se demuestra que el modelo basado en la descomposición de la matriz de covarianza genética es equivalente al que deriva de la teoría genética cuantitativa. Además, se extiende el modelo para incluir efectos maternos y se describe la implementación de un análisis bayesiano jerárquico con el objetivo de estimar los CVC. El procedimiento fue implementado con éxito en datos experimentales de peso al destete y se obtuvieron por primera vez estimaciones para el conjunto completo de CVC.

Inferencia bayesiana sobre los parámetros de dispersión genéticos y ambientales en modelos animales con efectos maternos

Los modelos 'modelos animales con efectos maternos' (MAM)son modelos lineales mixtos que se utilizan para ajustar registros de caracteres bajo la influencia de efectos maternos. Uno de los desafíos más importantes en el marco de los MAM es la estimación de los parámetros de dispersión o 'componentes de (co)varianza' (CVC). En esta tesis se introducen desde una perspectiva bayesiana contribuciones teóricas y metodológicas con relación a la estimación de CVC para MAM sujetos a estructuras de covarianza novedosas. En primer lugar, se describe una implementación del análisis bayesiano jerárquico vía el algoritmo del muestreo de Gibbs. Luego, se considera una especificación conjugada diferente para la distribución a priori de la matriz de covarianza genética, basada en la distribución Wishart invertida generalizada, y se presenta una estrategia para determinar los correspondientes hiperparámetros. Esta estrategia fue comparada contra otras especificaciones a priori mediante un estudio de simulación estocástica, y produjo estimaciones precisas de los parámetros genéticos, con menores errores estándares y mejor tasa de convergencia. En segundo lugar, se presenta una formulación alternativa del MAM que incluye un parámetro de correlación ambiental entre pares de observaciones madre-progenie, y se desarrolla un procedimiento de estimación basado en un algoritmo de muestreo por grilla. El procedimiento fue programado y ejecutado exitosamente, y se obtuvo la primera estimación del parámetro de correlación con datos de campo para peso al destete en bovinos de carne. Por último, se considera el problema de la estimación de CVC en una población multirracial, donde en general es necesario especificar una estructura de covarianza heterogénea para los valores de cría. En particular, se demuestra que el modelo basado en la descomposición de la matriz de covarianza genética es equivalente al que deriva de la teoría genética cuantitativa. Además, se extiende el modelo para incluir efectos maternos y se describe la implementación de un análisis bayesiano jerárquico con el objetivo de estimar los CVC. El procedimiento fue implementado con éxito en datos experimentales de peso al destete y se obtuvieron por primera vez estimaciones para el conjunto completo de CVC.

Algoritmos genéticos: la evolución como modelo matemático

Durante millones de años los seres vivos se han encontrado con numerosas situaciones adversas, es decir, con una enorme cantidad de problemas que han tenido que ir solucionando poco a poco mediante sucesivas adaptaciones. El éxito de la vida en innumerables entornos no es sino el reflejo de que los seres vivos han encontrado soluciones para los distintos problemas con los que se han enfrentado. Son varias las cuestiones que podemos plantearnos en relación a esta cuestión: ¿cuál es el mecanismo que ha permitido la supervivencia de los seres vivos en ambientes tan distintos?, ¿existe algún algoritmo matemático que subyazca en el mismo?, en este caso, ¿podría ser aplicable a otras situaciones y problemas? Los algoritmos genéticos son una de las herramientas que han nacido para responder a estas cuestiones.

Differences In Metabolic Profile In the Testes of Streptozotocin Induced Diabetes Mellitus Mice As Detected By 1H NMR

Contrary to the traditional view, recent studies suggest that diabetes mellitus has an adverse influence on male reproductive function. Our aim was to determine the affect of diabetes on the testicular environment by identifying and then assessing perturbations in small molecule metabolites. Testes were obtained from control and streptozotocin induced diabetic C57BL/6 mice, two, four and eight weeks post treatment. Diabetic status was confirmed by HbA1c, non fasting blood glucose, physiological condition and body weight. Protein free, low molecular weight, water soluble extracts were assessed using 1H NMR spectroscopy. Principal Component Analysis of the derived profiles was used to classify any variations and specific metabolites were identified based on their spectral pattern. Characteristic metabolite profiles were identified for control and diabetic animals with the most distinctive being from mice with the greatest physical deterioration and loss of bodyweight. Eight streptozotocin treated animals did not develop diabetes and displayed profiles similar to controls. Diabetic mice had decreases in creatine, choline and carnitine and increases in lactate, alanine and myo-inositol. Betaine levels were found to be increased in the majority of diabetic mice but decreased in two animals with severe loss of body weight and physical condition. The association between perturbations in a number of small molecule metabolites known to be influential in sperm function, with diabetic status and physiological condition, adds further impetus to the proposal that diabetes influences important spermatogenic pathways and mechanisms in a subtle and previously unrecognised manner.

Prediction of Scattered Dose to the Testes in Abdominopelvic Radiotherapy.

Radical abdominal radiotherapy in men runs the risk of impairing their fertility owing to scattered dose to the testes, outside of the treated volume. In patients for whom this is a concern it is important to be able to predict the dose to the testes before treatment in order to determine whether semen cryopreservation should be undertaken and testicular shielding performed during treatment. Measurements have been made on an anthropomorphic phantom to determine the magnitude of these doses for a four-field treatment consisting of an anterior-posterior parallel pair and a lateral parallel pair. A dataset is presented, which, together with a correction for patients size, allows an estimate of testicular dose to be made given only the photon energy, interfield distances and the distance from the testes to the nearest beam edge. Thermoluminescent dosimetry has been carried out in 17 patients to validate the use of the data tables. The results indicate that testicular doses may be estimated with a standard deviation corresponding to 1%-2% of the tumour dose, which is sufficient for the purpose of determining whether fertility is threatened by a planned treatment.

Metabolic profile changes in the testes of mice with streptozotocin-induced type 1 diabetes mellitus

Contrary to the traditional view, recent studies suggest that diabetes mellitus has an adverse influence on male reproductive function. Our aim was to determine the effect of diabetes on the testicular environment by identifying and then assessing perturbations in small molecule metabolites. Testes were obtained from control and streptozotocin-induced diabetic C57BL/6 mice, 2, 4 and 8 weeks post-treatment. Diabetic status was confirmed by glycated haemoglobin, non-fasting blood glucose, physiological condition and body weight. A novel extraction procedure was utilized to obtain protein free, low-molecular weight, water soluble extracts which were then assessed using H-1 nuclear magnetic resonance spectroscopy. Principal component analysis of the derived profiles was used to classify any variations, and specific metabolites were identified based on their spectral pattern. Characteristic metabolite profiles were identified for control and type 1 diabetic animals with the most distinctive being from mice with the largest physical deterioration and loss of body weight. Eight streptozotocin-treated animals did not develop diabetes and displayed profiles similar to controls. Diabetic mice had decreases in creatine, choline and carnitine and increases in lactate, alanine and myo-inositol. Betaine levels were found to be increased in the majority of diabetic mice but decreased in a few animals with severe loss of body weight and physical condition. The association between perturbations in a number of small molecule metabolites known to be influential in sperm function, with diabetic status and physiological condition, adds further impetus to the proposal that diabetes influences important spermatogenic pathways and mechanisms in a subtle and previously unrecognized manner.

Genetic profiling of ApoE in dementia

A demência é uma das principais causas de incapacidade entre os idosos, afetando mais de 36 milhões de pessoas em todo o mundo. É caracterizada pela deterioração progressiva das funções cognitivas, resultando em dificuldades no desempenho das atividades diárias do indivíduo. A idade de aparecimento dos sintomas, bem como a sua taxa de progressão, são variáveis entre a maior parte das demências, sendo estas geralmente caracterizadas por uma natureza progressiva, aumentando de gravidade ao longo do tempo. Entre os tipos mais frequentes de demência encontram-se a Doença de Alzheimer (DA), Demência Vascular, Demência de Corpos de Lewy e Demência Frontotemporal. O diagnóstico diferencial das demências é realizado tipicamente por testes neuro-psicológicos (para a exclusão de outras demências) e por exames imagiológicos. Contudo, muitos dos sintomas clínicos característicos podem sobrepor-se entre os diversos tipos de demência, o que pode constituir um problema devido a falta de especificidade e erros de diagnóstico. A compreensão dos fatores de risco ambientais e genéticos que podem modular o aparecimento e/ou progressão de doenças abre novas perspetivas relativamente à gestão destas neuropatologias. O gene da apolipoproteína E (ApoE) é reconhecido como o maior fator de risco na demência, desempenhando um papel central em particular no desenvolvimento da DA, sendo que os portadores do alelo ε4 são mais suscetíveis para a doença. Além disso, possíveis associações foram também propostas entre este gene e outras doenças neurológicas, sendo no entanto estes dados ainda controversos. Assim, o objetivo principal deste trabalho consistiu em determinar as frequências alélicas e genotípicas do gene ApoE num grupo de estudo piloto de pacientes com demência na região de Aveiro. Este grupo foi subdividido com base no diagnóstico neuroquímico, no qual foram avaliados os níveis de Aβ1-42, Tau-total e fosfo-Tau 181 no líquido cefalorraquidiano dos pacientes. Como resultado, observou-se que o alelo ε3 foi o mais frequente no grupo total, independentemente do tipo de patologia, e que o alelo ε2 foi o menos comum. O alelo ε4 foi de facto mais frequente em pacientes com DA do que em pacientes com outras neuropatologias, o que está de acordo com a relação proposta por outros autores. Adicionalmente, foi possível verificar que a frequência deste alelo nos pacientes com patologia amilóide é semelhante à observada no grupo DA, sugerindo um papel relevante para o ApoE no metabolismo e acumulação cerebral do Aβ. Consequentemente, estes indivíduos podem ter uma maior suscetibilidade para o desenvolvimento de DA no futuro. Deste modo, os nossos dados corroboram a ideia de que o alelo ε4 é um forte fator de risco para a DA e que deve ser considerado como um teste genético relevante que pode contribuir para o diagnóstico clínico da demência.

Aplicação de algoritmos genéticos na optimização de secções de vigas de betão armado

A generalidade dos problemas de ordem prática no domínio do dimensionamento das estruturas incluem variáveis discretas. Os métodos matemáticos tradicionais apresentam dificuldades na procura dos óptimos globais em problemas não lineares discretos. Os algoritmos genéticos constituem uma heurística eficaz na optimização de sistemas estruturais que envolvem variáveis discretas e contínuas. No presente trabalho, descreve-se uma metodologia que visa a optimização da forma geométrica da secção, do dimensionamento e colocação das armaduras em vigas de betão armado, com recurso a algoritmos genéticos. Apresenta-se um exemplo de aplicação da metodologia proposta.

A farmacogenómica no tratamento da depressão major com inibidores selectivos da recaptação da 5-hidroxitriptamina

Dissertação de mest., Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2011

Testes com novos fármacos no tratamento do parasita de peixes Amyloodinium ocellatum

O Amyloodinium ocellatum é um parasita dinoflagelado que aparece em aquaculturas por todo o mundo, infectando as brânquias e o tegumento dos peixes. Esta parasita é particularmente relevante na aquacultura mediterrânica onde os surtos causam perdas consideráveis. Apesar de já terem sido experimentados vários tratamentos, nenhum deles se revelou efectivo na erradicação do parasita e ainda alguns dos químicos utilizados podem ter importantes efeitos nocivos sobre o ambiente. Deste modo, o objectivo deste estudo foi testar novos fármacos para impedir o desenvolvimento e/ou eliminar o parasita em peixes já infectados. Os fármacos utilizados neste estudo foram endoperóxidos, uma recente classe de antimaláricos. Na primeira parte deste estudo realizaram-se ensaios in vitro onde se testaram os efeitos de diferentes concentrações (0,1mM; 1 mM; 2mM e 2,5mM) dos fármacos NAD17, NAD19, LCD93 e LCD67A sobre a divisão dos tomontes. Às 24 e 48 horas de exposição a 0,1mM NAD19 e 1mM LCD93, os tomontes observados não tinham entrado em divisão. Na segunda parte realizou-se um ensaio in vivo no qual os fármacos foram administrados a juvenis de dourada (Sparus aurata) a uma concentração de 10μmol/kg através de tratamento oral. No ensaio in vivo avaliou-se o possível efeito profiláctico dos fármacos na infecção através da análise da abundância e prevalência do parasita, da eficácia dos fármacos e dos efeitos do parasita e do tratamento na fisiologia e no eixo do stress dos animais infectados através de análises enzimáticas e de parâmetros bioquímicos do sangue. As medições realizadas ao plasma sanguíneo e às brânquias de douradas com diferentes níveis de infecção de A. ocellatum revelaram que não existe diferença significativa entre os controlos e os endoperóxidos para a dose testada. Será necessário realizar mais ensaios para obter conclusões sobre o efeito dos endoperóxidos no controlo do parasita de peixes A. ocellatum.

Testes em batch para selecionar fontes de carbono de baixo custo adequadas ao crescimento e atividade de bactérias sulfato-redutoras

Dissertação de mestrado, Engenharia Biológica, Faculdade de Ciências e Tecnologias, Universidade do Algarve, 2015

Colonoscopia virtual e DNA fecal : estudo de viabilidade como testes de rastreio do cancro colorretal

Tese de doutoramento, Cirurgia Geral (Medicina), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Ensino de bases de dados : testes, deteção de erros e correções

Relatório da prática de ensino supervisionada, Mestrado em Ensino de Informática, Universidade de Lisboa, 2014