Aplicação de microssatélites na crioconservação da diversidade genética do cavalo lusitano

O género Equus teve origem na América do Norte e alguns exemplares migraram para a Eurásia pelo Estreito de Bering, durante a última glaciação. No fim da glaciação, todos os cavalos do continente americano extinguiram-se, mas sobreviveram nas estepes da Eurásia, na Peninsula lbérica e nas florestas da Europa Ocidental e Central. O cavalo Lusitano teve a sua origem em cavalos selvagens e domesticados da Peninsula lbérica, ocorrendo uma mistura com outros animais trazidos por eventos migratórios ocorridos no passado. Os cavalos deste gene pool contribuiram para o desenvolvimento de outras raças modernas na Europa e foram mais tarde introduzidos e dispersos pelo continente Americano, tornando-se fundadores de numerosas raças do novo mundo. A raça Lusitana é uma raça equina autóctone portuguesa, com especial relevancia económica no panorama nacional e internacional. Apesar de não ser uma raça ameaçada, alguns autores defendem que a informação genealógica disponivel (pedigrees) indica que uma utilização excessiva de um reduzido número de reprodutores machos esta a diminuir a diversidade genética da raça, tendo como consequência o aumento da consanguinidade e a diminuição do tamanho efetivo da população para cerca de metade dos valores recomendados pela FAO. No entanto, a anàlise da diversidade genética com base em 16 microssatélites (Marcadores de DNA) a um grupo de 2699 machos da raça Lusitana, nascidos entre 1985 e 2010 e inscritos como reprodutores no Livro Genealógico da raça, revelou um elevado nível de diversidade, idêntico ao encontrado na maioria das raças equinas. Dada a crescente relevância da Crioconservação, omo estratégia complementar para a conservação da diversidade genética in situ, e tendo em conta que não existe criopreservação de oocitos, embriões ou sémen, do cavalo de raça Lusitana em Banco de Genes, selecionaram-se 62 machos reprodutores (garanhões) com interesse genético para a criopreservação de sémen, quer no sentido de preservar a diversidade da raça quer no da salvaguardar em caso de calamidade; ABSTRACT: The genus Equus originated in North America and some exemplary migrated to Eurasia through the Bering Strait during the last glaciation. By the end of the last glaciation, all horses on the American continent became extinct but the genus survived in the steppes of Eurasia, in the Iberian Peninsula and on the Central and West Europe forests. The Lusitano horse breed has its origins in wild and domesticated horses of the Iberian Peninsula, where a mixture with other animals brought by migratory events in the past occurred. The horses of this gene pool contributed to the development of other modern breeds in Europe and were later introduced and spread throughout the American continent, becoming founders of numerous breeds of the New World. The Lusitano horse breed, is a Portuguese native equine breed, with special economic relevance in the national and international scene. Although not being an endangered breed, some authors argue that the available genealogical information (pedigrees) indicates that an excessive use of a limited number of stallions is decreasing the genetic diversity of the breed, resulting in the increase of inbreeding and on the decrease of the effective population size to about half of the values recommended by FAO. However, the analysis of genetic diversity based on 16 microsatellites (DNA markers) in a group of 2699 males of the Lusitano horse breed, born between 1985 and 2010 and registered as Stallions in the Studbook, revealed a high level of diversity similar to that found in the majority of equine breeds. Given the growing relevance of Cryopreservation as a complementary strategy for the conservation of genetic diversity in situ and, taking into consideration the inexistence of criopreservation for oocytes, embryos and semen, in a Gene Bank, for the Lusitano horse breed, 62 breeding males (stallions) with genetic interest for semen cryopreservation were selected in order either to preserve the diversity of the breed or as safeguard in case of calamity.

Processamento e classificação de imagens biológicas: aplicação à histologia

A Histologia, o estudo de tecidos, é uma das áreas fundamentais da Biologia que permitiu enormes avanços científicos. Sendo uma tarefa exigente, meticulosa e demorada, será importante aproveitar a existência de ferramentas e algoritmos computacionais no seu auxílio, tornando o processo mais rápido e possibilitando a descoberta de informação que poderá não estar visível à partida. Esta dissertação tem como principal objectivo averiguar se um animal foi ou não sujeito à ingestão de um xenobiótico. Com esse objectivo em vista, utilizaram-se técnicas de processamento e segmentação de imagem aplicadas a imagens de tecido renal de ratos saudáveis e ratos que ingeriram o xenobiótico. Destas imagens extraíram-se inúmeras características do corpúsculo renal que após serem analisadas através de vários algoritmos de classificação mostraram ser possível saber se o animal ingeriu ou não o xenobiótico, com um reduzido grau de incerteza. ABSTRACT: Histology, the study of tissues, is one of the key areas of Biology that has allowed huge advances in Science. Being a demanding, meticulous and time consuming task, it is important to use the existence of computational tools and algorithms in its aid, making the process faster and enabling the discovery of information that may not be initially visible. The main goal of this thesis is to ascertain if an animal was subjected or not to the ingestion of a xenobiotic. With this in mind, were used image processing and segmentation techniques applied on images of kidney tissue from healthy rats and rats that ingested the xenobiotic. From these images were extracted several features of renal glomeruli that after being analyzed by various classification algorithms had shown to be possible to know, with an acceptable degree of certainty, if the animal ingested or not the xenobiotic.

"C. elegans: modelo biológico do presente e do futuro"

Nos meados da década de 60, o Nobel da Medicina Sidney Brenner propôs a utilização do nemátode bacteriófago, do solo, Caenorhabditis elegans, também conhecido como C. elegans, para estudos de genética e desenvolvimento, dado possuir um conjunto de características que o tornavam o ideal para modelo biológico, nomeadamente a sua pequena dimensão (ca. de 1 mm), facilidade de observação, facilidade de cultivo e manutenção em laboratório, curto ciclo de vida com uma capacidade reprodutiva notável, presença de hermafroditas e machos (5%). O seu artigo seminal de 1974, “The genetics of C. elegans” abriu o caminho para a investigação nesta área. Hoje em dia, revistas como a Nature, Science, Genes and Development, etc… publicam frequentemente os resultados da investigação com recurso a este modelo. É de notar, no entanto, que os nemátodes têm sido utilizados há muito tempo como modelo de estudo, tais como van Beneden, em finais do século XIX, que observando células de Ascaris equorum, descobriu o fenómeno da meiose. O fenómeno da fertilização foi igualmente descoberto num nemátode. Desde a década de setenta até aos nossos dias, o C. elegans tem sido intensamente utilizado para estudos de anatomia interna e sua correlação com linhagens celulares e desenvolvimento. Assim, Sulston e Horvitz elucidaram a origem e desenvolvimento das 959 células somáticas que, de uma forma constante, se produzem nesta espécie (eutelia). Um dos primeiros sistemas a ser estudado foi o sistema nervoso, sendo este nemátode o primeiro animal de que se conhece perfeitamente a identidade de todos os neurónios, a sua linhagem e o circuito nervoso global. Para além de modelo de biologia do desenvolvimento, o C. elegans tem sido alvo de estudo do fenómeno do envelhecimento celular, tendo sido possível identificar os respectivos genes. Kennyon, nos anos 90, e mais recentemente Arantes e Oliveira, têm demonstrado ser possível “prolongar” a vida deste animal de 21 para mais de 180 dias, o que corresponde a 675 anos em vida humana, através de manipulações diversas, tais como agentes mutagénicos, ablação com raio laser, etc.. Também o mecanismo de morte celular programada ou “apoptose” tem sido estudado neste modelo. Em 2002, o Comité Nobel entendeu atribuir o prémio Nobel da Medicina a Brenner, Sulston e Horvitz “for their discoveries concerning genetic regulation of organ development and programmed cell death”. É interessante notar pela leitura de “The common thread”, de John Sulston, a importância decisiva da sequenciação do genoma de C. elegans, em 1998, para o avanço na sequenciação do genoma humano efectuada em 2000, e de cuja mega-equipa Sulston participou de forma decisiva. Finalmente, e como modelo pedagógico, o nemátode C. elegans constitui a escolha ideal para diversas disciplinas dos cursos de Biologia, tais como Biologia celular, Histologia, Biologia do Desenvolvimento, Genética, Etologia, etc….

Distal limb osteoarthritis in the horse

The aim of this thesis was to study two objective methods of osteoarthritis (OA) diagnosis in horses and use them on the assessment of new intra-articular treatments. The studied methods were a new inertial-sensor based system of lameness detection and cartilage biomarkers in serum. It was found that distal limb flexion is significantly correlated to the presence of metacarpo-phalangeal OA in hind limbs and that inertial-sensors are sensitive in detecting asymmetry in these cases. A positive and significant correlation was observed between Coll2-1 concentration in serum and the presence of joint disease in males and young horses. Fib3-2 measurement has good potential to be used since it is not influenced by sex or age. Using an experimental model of OA, adipose stem cells pre-activated with interferon-gamma decreased joint inflammation and radiographic lesions. In clinical cases, a single injection of high-concentrated and high-molecular weight hyaluronic-acid decreased joint inflammation and biomarkers’ concentration; OSTEOARTRITE DO MEMBRO DISTAL NO CAVALO Resumo: A finalidade desta tese foi estudar dois métodos de diagnóstico objetivo de osteoartrite (OA) em equinos e aplicá-los na avaliação de novas terapias intra-articulares. Utilizou-se um sistema de sensores de movimento e foi avaliada a concentração de biomarcadores de cartilagem no soro. Concluiu-se que a flexão distal positiva está correlacionada com OA na articulação metacarpofalângica nos membros posteriores e que os sensores são sensíveis na detecção de assimetria nestes casos. Existe uma correlação positiva e significativa entre as concentrações de Coll2-1 e a presença de doença articular, sobretudo em machos e jovens. A dosagem de Fib3-2 tem utilidade por não ser influenciada pelo sexo nem idade. Num modelo experimental da doença, a terapia à base de células estaminais reduziu a inflamação articular e as lesões radiográficas. Em casos clínicos, o tratamento com ácido-hialurónico de alta concentração e peso molecular provoca uma diminuição da inflamação articular e dos biomarcadores no soro.