Implementação de um sistema de rastreio do cancro do colo do útero com base na detecção do vírus HPV

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

Mecanismos virais no Cancro da Próstata

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

Cancro oral

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Medicina Dentária

New approaches for the diagnosis of human papillomavirus infection:relevance for clinical practice and cancer prevention

Tese de doutoramento, Biologia (Microbiologia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

New roles of Rab GTPases on eye diseases: targeting VEGF secretion

RESUMO: A retina é composta, entre outras estruturas, pelo epitélio pigmentar da retina (EPR)e pela coróide. A região central da retina denomina-se mácula, e é a zona mais afetada na degenerescência macular relacionada com a idade, a forma mais comum de degenerescência da retina. Nesta doença, a secreção de fatores de crescimento pelo EPR é afetada, nomeadamente a do fator de crescimento vascular endotelial (VEGF), e pouco se sabe ainda sobre os mecanismos moleculares conducentes a esta condição. A família de proteínas Rab GTPases está envolvida nas vias intracelulares de sinalização e tráfego membranares, essenciais na transdução de sinais extracelulares em respostas biológicas. A sua crucial importância nestes mecanismos levou-nos a considerar o seu potencial envolvimento nas vias de secreção do VEGF, e a questionar-nos se teriam algum papel regulador sobre as mesmas. O principal objetivo deste trabalho é identificar Rab GTPases importantes para as vias de secreção e endocitose do VEGF no EPR. Essa identificação ajudará a esclarecer a patogénese da degenerescência macular da retina, e poderá servir para uma procura mais direcionada de novos agentes terapêuticos. A caracterização de dois modelos in vitro do EPR, células primárias isoladas de murganho e a linha celular B6-RPE07,levou-nos a concluir que são ambos semelhantes. Contudo, a linha celular foi escolhida como protótipo do EPR por permitir o acesso a um número ilimitado de células. No decurso deste trabalho, desenvolvemos e caracterizámos uma biblioteca de ferramentas moleculares que nos permitiram reduzir os níveis proteicos das proteínas Rab GTPases, com base na tecnologia de ácido ribonucleico (ARN) de interferência. O papel das proteínas Rab GTPases na secreção do VEGF no EPR foi estudado com base no silenciamento de apenas uma proteína, ou combinando várias, segundo a sua localização e funções intracelulares descritas. Este trabalho permitiu-nos concluir que as proteínas Rab GTPases são importantes intervenientes no processo de secreção de VEGF pelo EPR, e confirmar dados anteriores que relatam o envolvimento de algumas Rab GTPases endocíticas no processo. Propomos ainda um novo modelo para a interação destas proteínas no EPR, e sugerimos que a Rab10 e a Rab14 atuam negativamente sobre a Rab8, controlando o seu funcionamento. Os nossos resultados evidenciam a importância das proteínas Rab GTPases na secreção do VEGF pelas células do EPR, e servem de base a futuros estudos que melhor procurem compreender este mecanismo e de que modo a sua alteração se relaciona com a degenerescência da retina.--------ABSTRACT: Retinal pigment epithelium (RPE) and choroid are components of the mammalian retina, of which the central region is called macula. The most common form of retinaldegeneration, age-related macular degeneration (AMD), involves primarily deregulation of growth factors secretion by the RPE. Very little is known about the molecular mechanisms that lead to impairment of RPE’s homeostatic intracellular processes, namely the secretion of vascular endothelial growth factor (VEGF). Rab GTPases’ family regulates membrane targeting and traffic, being essential in the transduction of signal pathways. Given Rab proteins’ role in intracellular trafficking, we propose to identify key regulatory Rab proteins involved in either the secretory or the recycling pathways of VEGF in RPE. Understanding how Rab proteins’ function disruption could lead to retinal and choroidal pathology would ultimately contribute to find new therapeutic agents. Here, we characterized two mouse RPE in vitro cell models, primary cells and B6-RPE07 cell line, and concluded that both display important epithelial features as the RPE presents in vivo. Considering unlimited cell number and results reproducibility, we chose B6-RPE07 cells to further study Rab proteins’ function. To scrutinize the consequences of Rab proteins’ absence or diminished levels, we have developed novel molecular tools to achieve silencing of these key proteins using miRNA technology. We further addressed the effect of Rab proteins’ absence on VEGF secretion by performing an extensive screening where different Rab proteins were silenced, both individually and in multiple combinations considering their cellular/ compartment location. We conclude that Rab GTPases are important intervenients in VEGF secretion by RPE cells, confirming endocytic Rab proteins’ role in regulation of VEGF biology. We also propose a novel model for Rab proteins’ interaction in RPE. Our results suggest that Rab10 and Rab14 might influence Rab8 in a negative feedback mechanism, important for controlling VEGF secretion. Our achievements’ unravel Rab proteins’ role in VEGF secretion by RPE cells and are the basis for future studies to better understand RPE molecular secretory machinery.

Cellular reprogramming strategies for degenerative disorders involving the retinal pigment epithelium

RESUMO: A reprogramação celular permite que uma célula somática seja reprogramada para outra célula diferente através da expressão forçada de factores de transcrição (FTs) específicos de determinada linhagem celular, e constitui uma área de investigação emergente nos últimos anos. As células somáticas podem ser experimentalmente manipuladas de modo a obter células estaminais pluripotentes induzidas (CEPi), ou convertidas directamente noutro tipo de célula somática. Estas descobertas inovadoras oferecem oportunidades promissoras para o desenvolvimento de novas terapias de substituição celular e modelos de doença, funcionando também como ferramentas valiosas para o estudo dos mecanismos moleculares que estabelecem a identidade celular e regulam os processos de desenvolvimento. Existem várias doenças degenerativas hereditárias e adquiridas da retina que causam deficiência visual devido a uma disfunção no tecido de suporte da retina, o epitélio pigmentar da retina (EPR). Uma destas doenças é a Coroideremia (CHM), uma doença hereditária monogénica ligada ao cromossoma X causada por mutações que implicam a perda de função duma proteína com funções importantes na regulação do tráfico intracelular. A CHM é caracterizada pela degenerescência progressiva do EPR, assim como dos foto-receptores e da coróide. Resultados experimentais sugerem que o EPR desempenha um papel importante na patogénese da CHM, o que parece indicar uma possível vantagem terapêutica na substituição do EPR nos doentes com CHM. Por outro lado, existe uma lacuna em termos de modelos in vitro de EPR para estudar a CHM, o que pode explicar o ainda desconhecimento dos mecanismos moleculares que explicam a patogénese desta doença. Assim, este trabalho focou-se principalmente na exploração das potencialidades das técnicas de reprogramação celular no contexto das doenças de degenerescência da retina, em particular no caso da CHM. Células de murganho de estirpe selvagem, bem como células derivadas de um ratinho modelo de knockout condicional de Chm, foram convertidos com sucesso em CEPi recorrendo a um sistema lentiviral induzido que permite a expressão forçada dos 4 factores clássicos de reprogramação, a saber Oct4, Sox2, Klf4 e c-Myc. Estas células mostraram ter equivalência morfológica, molecular e funcional a células estaminais embrionárias (CES). As CEPi obtidas foram seguidamente submetidas a protocolos de diferenciação com o objectivo final de obter células do EPR. Os resultados promissores obtidos revelam a possibilidade de gerar um valioso modelo de EPR-CHM para estudos in vitro. Em alternativa, a conversão directa de linhagens partindo de fibroblastos para obter células do EPR foi também abordada. Uma vasta gama de ferramentas moleculares foi gerada de modo a implementar uma estratégia mediada por FTs-chave, seleccionados devido ao seu papel fundamental no desenvolvimento embrionário e especificação do EPR. Conjuntos de 10 ou menos FTs foram usados para transduzir fibroblastos, que adquiriram morfologia pigmentada e expressão de alguns marcadores específicos do EPR. Adicionalmente, observou-se a activação de regiões promotoras de genes específicos de EPR, indicando que a identidade transcricional das células foi alterada no sentido pretendido. Em conclusão, avanços significativos foram atingidos no sentido da implementação de tecnologias de reprogramação celular já estabelecidas, bem como na concepção de novas estratégias inovadoras. Metodologias de reprogramação, quer para pluripotência, quer via conversão directa, foram aplicadas com o objectivo final de gerar células do EPR. O trabalho aqui descrito abre novos caminhos para o estabelecimento de terapias de substituição celular e, de uma maneira mais directa, levanta a possibilidade de modelar doenças degenerativas da retina com disfunção do EPR numa placa de petri, em particular no caso da CHM.---------------ABSTRACT: Cellular reprogramming is an emerging research field in which a somatic cell is reprogrammed into a different cell type by forcing the expression of lineage-specific transcription factors (TFs). Cellular identities can be manipulated using experimental techniques with the attainment of pluripotency properties and the generation of induced Pluripotent Stem (iPS) cells, or the direct conversion of one somatic cell into another somatic cell type. These pioneering discoveries offer new unprecedented opportunities for the establishment of novel cell-based therapies and disease models, as well as serving as valuable tools for the study of molecular mechanisms governing cell fate establishment and developmental processes. Several retinal degenerative disorders, inherited and acquired, lead to visual impairment due to an underlying dysfunction of the support cells of the retina, the retinal pigment epithelium (RPE). Choroideremia (CHM), an X-linked monogenic disease caused by a loss of function mutation in a key regulator of intracellular trafficking, is characterized by a progressive degeneration of the RPE and other components of the retina, such as the photoreceptors and the choroid. Evidence suggest that RPE plays an important role in CHM pathogenesis, thus implying that regenerative approaches aiming at rescuing RPE function may be of great benefit for CHM patients. Additionally, lack of appropriate in vitro models has contributed to the still poorly-characterized molecular events in the base of CHM degenerative process. Therefore, the main focus of this work was to explore the potential applications of cellular reprogramming technology in the context of RPE-related retinal degenerations. The generation of mouse iPS cells was established and optimized using an inducible lentiviral system to force the expression of the classic set of TFs, namely Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc. Wild-type cells, as well as cells derived from a conditional knockout (KO) mouse model of Chm, were successfully converted into a pluripotent state, that displayed morphology, molecular and functional equivalence to Embryonic Stem (ES) cells. Generated iPS cells were then subjected to differentiation protocols towards the attainment of a RPE cell fate, with promising results highlighting the possibility of generating a valuable Chm-RPE in vitro model. In alternative, direct lineage conversion of fibroblasts into RPE-like cells was also tackled. A TF-mediated approach was implemented after the generation of a panoply of molecular tools needed for such studies. After transduction with pools of 10 or less TFs, selected for their key role on RPE developmental process and specification, fibroblasts acquired a pigmented morphology and expression of some RPE-specific markers. Additionally, promoter regions of RPE-specific genes were activated indicating that the transcriptional identity of the cells was being altered into the pursued cell fate. In conclusion, highly significant progress was made towards the implementation of already established cellular reprogramming technologies, as well as the designing of new innovative ones. Reprogramming into pluripotency and lineage conversion methodologies were applied to ultimately generate RPE cells. These studies open new avenues for the establishment of cell replacement therapies and, more straightforwardly,raise the possibility of modelling retinal degenerations with underlying RPE defects in apetri dish, particularly CHM.

Estudo da vascularização dos nervos periféricos e da sua influência na regeneração nervosa : estudo experimental e no cadáver humano

RESUMO: Na clínica, a recuperação funcional que se segue a uma lesão nervosa raramente é atingida na sua totalidade. A reinervação, quer motora, quer sensitiva, ocorre geralmente com maior ou menor deficit. Interessa, então, identificar os factores que podem interferir na regeneração nervosa. O neurónio é a unidade anatómica fundamental do sistema nervoso periférico e é muito vulnerável à isquemia pela grande distância que existe entre o corpo neuronal e a extensão do axónio, que pode ser de apenas alguns milímetros ou até atingir um metro. É, por isso, fundamental o estudo da vascularização do nervo periférico e da sua influência na regeneração nervosa. O resultado deste estudo pode levar ao desenvolvimento de técnicas cirúrgicas que criem as condições que garantam, por sua vez, a revascularização precoce do nervo periférico em caso de lesão, ou mesmo em caso de doenças, nas quais a vascularização do nervo está alterada como, por exemplo, na neuropatia diabética. O estudo da vascularização do nervo periférico realizou-se através da investigação da vascularização do nervo mediano do cadáver humano, pela investigação da vascularização do nervo isquiático do rato Wistar e do Plexo Braquial (PB) do mesmo. A vascularização do PB do rato não é muito diferente daquela que é reportada na espécie humana, existindo uma homologia entre o rato e o Homem no que diz respeito à morfologia e à vascularização do PB. Através da comparação angiomorfológica entre o nervo isquiático do rato e o nervo mediano humano, concluíu-se que a microvascularização do nervo isquiático do rato e do mediano humano são muito semelhantes, o que suporta a utilização do rato como modelo experimental de lesões do nervo mediano humano. Para a avaliação da influência da vascularização na regeneração nervosa foi feita a análise da eficácia de enxerto de tubo de membrana amniótica humana imunologicamente inerte, de enxerto de veia jugular externa autóloga e de auto-enxerto de nervo, na reparação de um defeito de 10 milímetros no nervo isquiático do rato, na presença de um fornecimento vascular axial, comparando-se com os mesmos procedimentos em estudos realizados anteriormente, sem suprimento vascular. Os ratos foram avaliados funcionalmente através do estudo das pegadas, da electroneurografia e da força de flexão ao nível do tornozelo, e estruturalmente, através das avaliações histológicas e morfométricas, da taxa de recuperação do peso dos músculos gastrocnémio e solhear e da marcação axonal retrógrada com True Blue às 4, 8 e 12 semanas. Os nervos reconstruídos apresentaram uma arquitectura normal, incluindo a arquitectura vascular. A membrana amniótica foi bem tolerada, persistindo imunologicamente em torno do nervo até à 12.ª semana. Concluiu-se também que, na presença de um suprimento vascular axial local, a membrana amniótica humana e as veias autólogas são, pelo menos, tão eficazes como os auto-enxertos nervosos na reconstrução de defeitos nervosos de 10 milímetros.--------------------------------------ABSTRACT: At the clinic, the functional recovery that follows a nerve lesion is rarely achieved in full. The neuron is very vulnerable to ischemia that’s why it is essential to study the vascularization of the peripheral nerve and its influence on the nerve’s regeneration. The outcome of this study may lead to the development of surgical techniques that create the conditions which are necessary to ensure an early revascularization in case of a peripheral nerve injury. This study investigated the vascularization of the median nerve of the human cadaver and the vascularization of the sciatic nerve of the Wistar rat and his Brachial Plexus (BP) through animal experimentation. The mouse's BP vascularization is not so different from the one that is reported in the human species. An angiomorphological comparison between the mouse sciatic nerve and the human median nerve concluded that the microvascularizations are very similar, which supports the use of the mouse as an experimental model for the study of median nerve’s lesions. To evaluate the influence of vascularization in the nerve’s regeneration, it was made an assessment of the effectiveness of the human amniotic immuno-inert membrane grafts, of the autologous external jugular vein grafts and of the nerve auto-graft in the repair of a defect of 10 mm on the sciatic nerve of the rat, in the presence of an axial vascular supply, comparing these with the same procedures that were adopted in the previous studies, without vascular supply. The rats were functionally assessed and structurally evaluated (through histological and morphometric evaluations) at the 4.th, 8.th and 12.th weeks. The nerves reconstructed presented a normal architecture, including vascular architecture. The amniotic membrane was well-tolerated immunologically, persisting around the nerve until the 12.th week. As a result, it was also concluded that in the presence of a local axial vascular supply, the human amniotic membrane and the autologous veins are, at least, as effective as the nerve auto-grafts in the reconstruction of the nerve’s defects of 10 mm.

Análisis de la expresión dirigida por la región promotora URR de las variedades europea y asiático-americana del HPV tipo 16 en líneas celulares humanas

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Biología Molecular e Ingeniería Genética) UANL

Evaluación in vitro de vars URR16aa

Tesis (Maestría en Ciencias con Orientación en Biología Molecular e Ingeniería Genética) U.A.N.L., 2006.

Papilomavirus humano e inestabilidad cromosomica en pacientes con cáncer cervicouterino en el noreste de México

Tesis (Doctorado en Ciencias Biológicas con Especialidad en Genética) UANL

Evaluación de la respuesta inmune en un modelo animal después de la administración nasal de cepas recombinantes de Lactococcus lactis que expresan la proteína E7 del HPV-16 y la interleucina-12 Murina

Tesis ( Doctor en Ciencias con Especialidad en Biotecnología) U.A.N.L.

Manejo de la lesión cervical intraepitelial de bajo grado en un hospital de ii nivel de Bogotá entre octubre de 2003 y junio de 2009

Introducción: La lesión intraepitelial de bajo grado (LEIBG) es un hallazgo citológico que predice la infección por el virus del papiloma humano (VPH) y se estima positivo en 76.6%. La prevalencia de neoplasia intraepitelial cervical (NIC) 2,3 o cáncer en pacientes con LEIBG es de 12-17 %. Este trabajo pretender determinar en una muestra de mujeres de la localidad de Engativá el manejo y seguimiento de las pacientes con diagnostico de LEIBG. Métodos: Estudio observacional descriptivo retrospectivo. Se incluyeron mujeres remitidas al hospital de II nivel, con biopsias por colposcopia positivas para LEIBG entre enero de 2003 y junio de 2009. Descripción demográfica de las mujeres y revisión de los registros citológicos de control posterior a tratamiento instaurado. Resultados: De 686 pacientes con diagnostico de LEIBG desde enero de 2003 hasta junio de 2009, el 80.8% se asigno a observación, el 7.7% a topicación, cauterización en 10.3% y conización en 0.7%. De 554 pacientes observadas se registro normalidad de la citología de control en 141(24,5%), en 13 (24,5%) de las asignadas a topicación y 28 (39,4%) cauterización. Pérdida de seguimiento en 328. El tiempo transcurrido desde el tratamiento hasta el primer control fue menor de 3 meses en el 0,9%, 4 a 6m en el 9,6%, 7 a 12 meses (18,2%) y 13 a 24 meses (13.1%). Conclusiones: La observación fue la conducta más frecuente, se recomienda insistir en la adherencia a los tiempos de control citológico establecido y adecuado registro de las pacientes para evitar pérdidas en el seguimiento.

Effect of the human papillomavirus (HPV) quadrivalent vaccine in a subgroup of women with cervical and vulvar disease: Retrospective pooled analysis of trial data

Objectives To determine the effect of human papillomavirus (HPV) quadrivalent vaccine on the risk of developing subsequent disease after an excisional procedure for cervical intraepithelial neoplasia or diagnosis of genital warts, vulvar intraepithelial neoplasia, or vaginal intraepithelial neoplasia. Design Retrospective analysis of data from two international, double blind, placebo controlled, randomised efficacy trials of quadrivalent HPV vaccine (protocol 013 (FUTURE I) and protocol 015 (FUTURE II)). Setting Primary care centres and university or hospital associated health centres in 24 countries and territories around the world. Participants Among 17 622 women aged 15–26 years who underwent 1:1 randomisation to vaccine or placebo, 2054 received cervical surgery or were diagnosed with genital warts, vulvar intraepithelial neoplasia, or vaginal intraepithelial neoplasia. Intervention Three doses of quadrivalent HPV vaccine or placebo at day 1, month 2, and month 6. Main outcome measures Incidence of HPV related disease from 60 days after treatment or diagnosis, expressed as the number of women with an end point per 100 person years at risk. Results A total of 587 vaccine and 763 placebo recipients underwent cervical surgery. The incidence of any subsequent HPV related disease was 6.6 and 12.2 in vaccine and placebo recipients respectively (46.2% reduction (95% confidence interval 22.5% to 63.2%) with vaccination). Vaccination was associated with a significant reduction in risk of any subsequent high grade disease of the cervix by 64.9% (20.1% to 86.3%). A total of 229 vaccine recipients and 475 placebo recipients were diagnosed with genital warts, vulvar intraepithelial neoplasia, or vaginal intraepithelial neoplasia, and the incidence of any subsequent HPV related disease was 20.1 and 31.0 in vaccine and placebo recipients respectively (35.2% reduction (13.8% to 51.8%)). Conclusions Previous vaccination with quadrivalent HPV vaccine among women who had surgical treatment for HPV related disease significantly reduced the incidence of subsequent HPV related disease, including high grade disease.

Four year efficacy of prophylactic human papillomavirus quadrivalent vaccine against low grade cervical, vulvar, and vaginal intraepithelial neoplasia and anogenital warts: randomised controlled trial

Objectives: To evaluate the prophylactic efficacy of the human papillomavirus (HPV) quadrivalent vaccine in preventing low grade cervical, vulvar, and vaginal intraepithelial neoplasias and anogenital warts (condyloma acuminata). Design: Data from two international, double blind, placebo controlled, randomised efficacy trials of quadrivalent HPV vaccine (protocol 013 (FUTURE I) and protocol 015 (FUTURE II)). The trials were to be 4 years in length, and the results reported are from final study data of 42 months' follow-up. Setting: Primary care centres and university or hospital associated health centres in 24 countries and territories around the world. Participants: 17 622 women aged 16-26 years enrolled between December 2001 and May 2003. Major exclusion criteria were lifetime number of sexual partners (>4), history of abnormal cervical smear test results, and pregnancy. Intervention: Three doses of quadrivalent HPV vaccine (for serotypes 6, 11, 16, and 18) or placebo at day 1, month 2, and month 6. Main outcome measures: Vaccine efficacy against cervical, vulvar, and vaginal intraepithelial neoplasia grade I and condyloma in a per protocol susceptible population that included subjects who received all three vaccine doses, tested negative for the relevant vaccine HPV types at day 1 and remained negative through month 7, and had no major protocol violations. Intention to treat, generally HPV naive, and unrestricted susceptible populations were also studied. Results: In the per protocol susceptible population, vaccine efficacy against lesions related to the HPV types in the vaccine was 96% for cervical intraepithelial neoplasia grade I (95% confidence interval 91% to 98%), 100% for both vulvar and vaginal intraepithelial neoplasia grade I (95% CIs 74% to 100%, 64% to 100% respectively), and 99% for condyloma (96% to 100%). Vaccine efficacy against any lesion (regardless of HPV type) in the generally naive population was 30% (17% to 41%), 75% (22% to 94%), and 48% (10% to 71%) for cervical, vulvar, and vaginal intraepithelial neoplasia grade I, respectively, and 83% (74% to 89%) for condyloma. Conclusions: Quadrivalent HPV vaccine provided sustained protection against low grade lesions attributable to vaccine HPV types (6, 11, 16, and 18) and a substantial reduction in the burden of these diseases through 42 months of follow-up. Trial registrations: NCT00092521 and NCT00092534.

Human papillomavirus detection from human immunodeficiency virus-infected colombian women's paired urine and cervical samples

Infection, coinfection and type-specific human papillomavirus (HPV) distribution was evaluated in human immunodeficiency virus (HIV)-positive women from paired cervical and urine samples. Paired cervical and urine samples (n = 204) were taken from HIV-positive women for identifying HPV-DNA presence by using polymerase chain reaction (PCR) with three generic primer sets (GP5+/6+, MY09/11 and pU1M/2R). HPV-positive samples were typed for six high-risk HPV (HR-HPV) (HPV-16, -18, -31, -33, -45 and -58) and two low-risk (LR-HPV) (HPV-6/11) types. Agreement between paired sample results and diagnostic performance was evaluated. HPV infection prevalence was 70.6% in cervical and 63.2% in urine samples. HPV-16 was the most prevalent HPV type in both types of sample (66.7% in cervical samples and 62.0% in urine) followed by HPV-31(47.2%) in cervical samples and HPV-58 (35.7%) in urine samples. There was 55.4% coinfection (infection by more than one type of HPV) in cervical samples and 40.2% in urine samples. Abnormal Papanicolau smears were observed in 25.3% of the women, presenting significant association with HPV-DNA being identified in urine samples. There was poor agreement of cervical and urine sample results in generic and type-specific detection of HPV. Urine samples provided the best diagnosis when taking cytological findings as reference. In conclusion including urine samples could be a good strategy for ensuring adherence to screening programs aimed at reducing the impact of cervical cancer, since this sample is easy to obtain and showed good diagnostic performance.