Ankylosing spondylitis: genomic and functional characterization of candidate genes and their repercussion in clinical practice

RESUMO: Introdução: A espondilite anquilosante (EA) é uma doença inflamatória crónica caracterizada pela inflamação das articulações sacroilíacas e da coluna. A anquilose progressiva motiva uma deterioração gradual da função física e da qualidade de vida. O diagnóstico e o tratamento precoces podem contribuir para um melhor prognóstico. Neste contexto, a identificação de biomarcadores, assume-se como sendo muito útil para a prática clínica e representa hoje um grande desafio para a comunidade científica. Objetivos: Este estudo teve como objetivos: 1 - caracterizar a EA em Portugal; 2 - investigar possíveis associações entre genes, MHC e não-MHC, com a suscetibilidade e as características fenotípicas da EA; 3 - identificar genes candidatos associados a EA através da tecnologia de microarray. Material e Métodos: Foram recrutados doentes com EA, de acordo com os critérios modificados de Nova Iorque, nas consultas de Reumatologia dos diferentes hospitais participantes. Colecionaram-se dados demográficos, clínicos e radiológicos e colhidas amostras de sangue periférico. Selecionaram-se de forma aleatória, doentes HLA-B27 positivos, os quais foram tipados em termos de HLA classe I e II por PCR-rSSOP. Os haplótipos HLA estendidos foram estimados pelo algoritmo Expectation Maximization com recurso ao software Arlequin v3.11. As variantes alélicas dos genes IL23R, ERAP1 e ANKH foram estudadas através de ensaios de discriminação alélica TaqMan. A análise de associação foi realizada utilizando testes da Cochrane-Armitage e de regressão linear, tal como implementado pelo PLINK, para variáveis qualitativas e quantitativas, respetivamente. O estudo de expressão génica foi realizado por Illumina HT-12 Whole-Genome Expression BeadChips. Os genes candidatos foram validados usando qPCR-based TaqMan Low Density Arrays (TLDAs). Resultados: Foram incluídos 369 doentes (62,3% do sexo masculino, com idade média de 45,4 ± 13,2 anos, duração média da doença de 11,4 ± 10,5 anos). No momento da avaliação, 49,9% tinham doença axial, 2,4% periférica, 40,9% mista e 7,1% entesopática. A uveíte anterior aguda (33,6%) foi a manifestação extra-articular mais comum. Foram positivos para o HLA-B27, 80,3% dos doentes. Os haplótipo A*02/B*27/Cw*02/DRB1*01/DQB1*05 parece conferir suscetibilidade para a EA, e o A*02/B*27/Cw*01/DRB1*08/DQB1*04 parece conferir proteção em termos de atividade, repercussão funcional e radiológica da doença. Três variantes (2 para IL23R e 1 para ERAP1) mostraram significativa associação com a doença, confirmando a associação destes genes com a EA na população Portuguesa. O mesmo não se verificou com as variantes estudadas do ANKH. Não se verificou associação entre as variantes génicas não-MHC e as manifestações clínicas da EA. Foi identificado um perfil de expressão génica para a EA, tendo sido validados catorze genes - alguns têm um papel bem documentado em termos de inflamação, outros no metabolismo da cartilagem e do osso. Conclusões: Foi estabelecido um perfil demográfico e clínico dos doentes com EA em Portugal. A identificação de variantes génicas e de um perfil de expressão contribuem para uma melhor compreensão da sua fisiopatologia e podem ser úteis para estabelecer modelos com relevância em termos de diagnóstico, prognóstico e orientação terapêutica dos doentes. -----------ABSTRACT: Background: Ankylosing Spondylitis (AS) is a chronic inflammatory disorder characterized by inflammation in the spine and sacroiliac joints leading to progressive joint ankylosis and in progressive deterioration of physical function and quality of life. An early diagnosis and early therapy may contribute to a better prognosis. The identification of biomarkers would be helpful and represents a great challenge for the scientific community. Objectives: The present study had the following aims: 1- to characterize the pattern of AS in Portuguese patients; 2- to investigate MHC and non-MHC gene associations with susceptibility and phenotypic features of AS and; 3- to identify candidate genes associated with AS by means of whole-genome microarray. Material and Methods: AS was defined in accordance to the modified New York criteria and AS cases were recruited from hospital outcares patient clinics. Demographic and clinical data were recorded and blood samples collected. A random group of HLA-B27 positive patients and controls were selected and typed for HLA class I and II by PCR-rSSOP. The extended HLA haplotypes were estimated by Expectation Maximization Algorithm using Arlequin v3.11 software. Genotyping of IL23R, ERAP1 and ANKH allelic variants was carried out with TaqMan allelic discrimination assays. Association analysis was performed using the Cochrane-Armitage and linear regression tests as implemented in PLINK, for dichotomous and quantitative variables, respectively. Gene expression profile was carried out using Illumina HT-12 Whole-Genome Expression BeadChips and candidate genes were validated using qPCR-based TaqMan Low Density Arrays (TLDAs). Results: A total of 369 patients (62.3% male; mean age 45.4±13.2 years; mean disease duration 11.4±10.5 years), were included. Regarding clinical disease pattern, at the time of assessment, 49.9% had axial disease, 2.4% peripheral disease, 40.9% mixed disease and 7.1% isolated enthesopathic disease. Acute anterior uveitis (33.6%) was the most common extra-articular manifestation. 80.3% of AS patients were HLA-B27 positive. The haplotype A*02/B*27/Cw*02/DRB1*01/DQB1*05 seems to confer susceptibility to AS, whereas A*02/B*27/Cw*01/DRB1*08/DQB1*04 seems to provide protection in terms of disease activity, functional and radiological repercussion. Three markers (two for IL23R and one for ERAP1) showed significant single-locus disease associations. Association of these genes with AS in the Portuguese population was confirmed, whereas ANKH markers studied did not show an association with AS. No association was seen between non-MHC genes and clinical manifestations of AS. A gene expression signature for AS was established; among the fourteen validated genes, a number of them have a well-documented inflammatory role or in modulation of cartilage and bone metabolism. Conclusions: A demographic and clinical profile of patients with AS in Portugal was established. Identification of genetic variants of target genes as well as gene expression signatures could provide a better understanding of AS pathophysiology and could be useful to establish models with relevance in terms of susceptibility, prognosis, and potential therapeutic guidance.

Compositional and functional analysis of polycomb target chromatin

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Molecular Biology

Insights into the biological significance of alternative splicing in Arabidopsis: functional characterization of a dual-targeted E3 ligase and the SCL30a SR protein

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Molecular Biology

Structural and functional studies of PpcA: a key protein in the electron transfer pathways of Geobacter sulfurreducens

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Bioquímica, ramo de Biotecnologia

The influence of animation on functional food intake in children

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Volume hospitalar e outcomes : uma análise a dados administrativos portugueses

RESUMO - Objetivos: Estudos anteriores demonstraram a existência de uma relação inversa entre melhores outcomes e volume hospitalar. Tendo este fenómeno em consideração, o objetivo deste estudo foi analisar esta relação a um nível populacional em Portugal. Métodos: Análise da base de dados Portuguesa dos GDH relativos ao ano financeiro de 2009. Todas as STA e STJ foram contabilizadas e critérios de exclusão determinados, para selecionar duas amostras homogéneas, analisadas por volume hospitalar. O volume hospitalar foi definido em três grupos: HVB, HVM, HVE de acordo com o volume anual de procedimentos efetuado por cada hospital individual durante o período do estudo. Os outcomes avaliados incluíram a mortalidade, presença de pelo menos uma complicação cirúrgica, estadia prolongada assim como a média de dias de internamento. A idade e sexo foram controlados como possíveis fatores de confundimento. Resultados: A investigação principal consistiu na análise de 4615 STA e 5904 STJ. Os resultados indicam que os eventos adversos (mortalidade e complicações cirúrgicas) são pouco comuns nestes procedimentos, produzindo resultados sem significância estatística. A estadia prolongada estabeleceu uma clara e significativa relação inversa com o volume hospitalar. A estadia prolongada foi superior em hospitais de volume baixo (STA OR 2.71; STJ OR 2.17) e hospitais de volume médio (STA OR 1.72; STJ OR 1.73) quando comparados com hospitais de volume elevado. Os dias de internamento médios produziram uma associação semelhante, sendo possível estimar quase oito milhões e meio de euros de custos evitáveis no ano de 2009, em ambos os procedimentos. Conclusões: O volume hospitalar não apresentou relações significativas com a mortalidade e complicações cirúrgicas, devido ao baixo número de eventos adversos registados. Verificou-se, no entanto, uma associação significativa com os dias de internamento e estadia prolongada. As STA e STJ realizadas em hospitais de volume elevado poderão reduzir custos, ao diminuir os dias de internamento.

Structural and functional characterization of the gene products responsible for phototrophic iron oxidation by purple bacteria

Dissertação para a obtenção de grau de doutor em Bioquímica pelo Instituto de Tecnologia Química e Biológica. Universidade Nova de Lisboa

Outcomes of communication competence: A study on a Portuguese restaurant chain

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Regulation of the rice gene OsRMC under salt stress: identification and functional characterization of novel transcription factors

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Functional brain perfusion evaluation with Arterial Spin Labeling at 3 Tesla

Dissertation submitted in Faculdade de Ciências e Tecnologia of Universidade Nova de Lisboa for the degree of Master of Biomedical Engineering

Exopolysaccharide production by Enterobacter A47: optimization of cultivation conditions and study of polymer functional properties

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Fixed-mobile integration

Often, fixed-line incumbents also own the largest mobile network. We consider the effect of this joint ownership on market outcomes. Our model predicts that while fixed-to-mobile call prices to the integrated mobile network are more efficient than under separation, those to rival mobile networks are distorted upwards, amplifying any incumbency advantage. As concerns potential remedies, a uniform off-net pricing constraint leads to higher welfare than functional separation and even allows to maintain some of the efficiency gains.

Referenda outcomes and the influence of polls: A social network feedback process

This paper proposes a model to explain the differences between outcomes of referenda and the voting trends suggested by polls. Two main effects are at stake. First, the evolution of the voters' attitudes is conditional on the public information made available to them. Second, the predisposition toward abstention among individuals within each voting group may be different. Our model describes how these two aspects of decision making may interact, showing how publicly available information may amplify the distinct tendency toward abstention between both groups and thus affect the outcome of the referendum.

Functional and structural studies of two enzymes: membrane bound kinase and Z-DNA/Z-RNA-binding protein

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Sistemas de Bioengenharia

Functional monolithic platforms for antibody purification

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Química Sustentável