Diving into the depth of primary motor cortex: a high-resolution investigation of the motor system using 7Tesla fMRI

Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Report of a traineeship : audit of antidepressant prescribing in Primary and Mental Care: how to address appropriateness and keep a curb on costs. A tool suitable for all contexts?

RESUMO: Este é o relatório de um estágio realizado na Autoridade de Saúde Local de Bolonha com o objectivo de desenvolver capacidades e competências na área de projectos orientados para a avaliação com base epidemiológica. As prescrições de anti-depressivos aumentaram consideravelmente em todo o mundo durante as últimas décadas. O uso cada vez maior dos agentes mais dispendiosos desempenha um papel na subida do custo dos tratamentos. A Autoridade de Saúde Local de Bolonha implementou um processo de auditoria com o objectivo de melhorar a adequação das prescrições de pacientes externos, centrando-se em dois anti-depressivos de marca ainda protegidos por patente, Escitalopram e Duloxetine. Os Departamentos de Cuidados de Saúde Primários e de Cuidados de Saúde Mental, assim como o Departamento Farmacêutico e a Unidade de Gestão Clínica, estiveram envolvidos na fase de planeamento da auditoria. O grupo da auditoria, maioritariamente composto por médicos de clínica geral e psiquiatras, reuniu e analisou provas da eficácia e segurança dos anti-depressivos. Os dados sobre as prescrições das Unidades de Cuidados de Saúde Primários e dos Centros de Saúde Mental Comunitários da Autoridade de Saúde Local (866.294 habitantes) foram comparados, em particular as taxas de consumo de Escitalopram e Duloxetine. O grupo da auditoria definiu os standards a serem abordados, os indicadores a serem avaliados e as medidas a empreender para atingir os objectivos definidos. As directrizes do NICE sobre a depressão foram escolhidas como referência. O objectivo da auditoria foi definido como evitar o Escitalopram e Duloxetine como medicamentos de primeira escolha num tratamento anti-depressivo. De modo a verificar a eficácia das medidas empreendidas foi seleccionado um indicador, consistindo numa redução de 25% das prescrições de ambos os anti-depressivos na prática clínica de pacientes externos e numa redução de 20% da variabilidade nas Unidades de Cuidados de Saúde Primários. O relatório retrospectivo pré-auditoria (Janeiro a Abril de 2012) revelou que os tratamentos com anti-depressivos para pacientes externos eram prescritos pelos médicos de clínica geral em mais de90% dos casos. As medidas da auditoria foram implementadas entre Novembro de 2012 e Maio de 2013. Algumas medidas relevantes foram integradas com a revisão da auditoria, tais como reuniões educacionais de pequena escala com os médicos de clínica geral e psiquiatras, visitas de apoio do assessor de prescrições da Autoridade de Saúde Local aos médicos de clínica geral e Centros de Saúde Mental Comunitários, panfletos para profissionais com informação retirada das directrizes clínicas do NICE, implementação de um serviço de consulta na Web para médicos de clínica geral sobre provas relativas a anti-depressivos. O relatório de feedback é aguardado em Novembro de 2013 depois de se verificar nos standards atingidos a eficácia das medidas implementadas. Foi realizada uma análise SWOT para comprovar as forças e fraquezas, as oportunidades e ameaças do processo. Como identificação de fraquezas poderá ser útil identificar estratégias relevantes para melhoria interna, para que o conhecimento das ameaças possa amortizar factores que possam ter impactos adversos que fujam ao controlo do Departamento de Saúde Mental. Uma melhor compreensão das forças e das oportunidades facilita a consecução dos objectivos estabelecidos no projecto. O primeiro, mas não o último, resultado deste processo consistiu numa maior integração entre os Cuidados de Saúde Primários e de Saúde Mental, permitindo assim que a Autoridade de Saúde Local coloque as alterações em prática.------------ABSTRACT: This is the report of a traineeship held in the Local Health Authority of Bologna with the aim to develop skills and competencies in the field of epidemiogically based evaluation oriented projects. Antidepressants prescriptions have considerably increased all over the world in the last decades. The increasing use of the most expensive agents plays a part in the rising cost of treatments. The Local Health Authority of Bologna has implemented an audit process aimed at improving the appropriateness of outpatient prescriptions focusing on the two branded antidepressants still protected by patent, Escitalopram and Duloxetine. The Primary Care and the Mental Health Care Departments, as well as the Pharmaceutical Department and the Clinical Governance Unit, were involved in the planning phase of the audit. The audit group, mainly composed of general practitioners and psychiatrists, collected and analyzed scientific evidence on effectiveness and safety of antidepressants. Data on prescriptions of Primary Care Units and Community Mental Health Centers of the Local Health Authority (866.294 inhabitants) were compared, in particular consumption rates of Escitalopram and Duloxetine. The audit group defined the standards to be addressed, the indicators to be evaluated and the actions aimed at reaching the defined goals. NICE guidelines on depression were chosen as reference. The aim of the audit was settled as avoiding Escitalopram and Duloxetine as first choice drugs starting an AD treatment. In order to check the efficacy of the actions undertaken an indicator was selected, consisting in a reduction of 25% of prescriptions of both ADs in outpatient practice and in a 20% reduction of To develop skills and competencies across Primary Care Units. The pre-audit retrospective report (January-April 2012) showed that outpatient antidepressant treatments were prescribed by GPs in over 90% of cases. Audit actions were implemented between November 2012 and May 2013. Some relevant actions have been integrated with the audit review, such as small-scale educational meetings with GPs and psychiatrists, outreach visits of the LHA prescribing adviser to GPs and CMHCs,leaflets for professionals with information extracted from NICE clinical guidelines, implementation of a web consultation service for GPs about evidence on antidepressants. The feedback report is expected in November 2013 after checking through the standards attained the effectiveness of actions implemented. A SWOT Analysis was carried out to evidence the strengths and weaknesses, opportunities and threats of the process. As identification of weaknesses may be useful to identify relevant strategies for internal improvement, so the knowledge of threats can amortize factors that may have adverse impacts beyond the control of the Mental Health Department. Better understanding of the strengths and the opportunities facilitates the achievement of the goals set in the project. The first and not least upshot of this process has consisted in further integration between Primary and Mental Health Care, thus enabling the LHA to put the change into practice.

Specific features of endothelial cells in primary tumors

RESUMO: As células endoteliais definem e delineiam todo o sistema vascular...Nesta tese procurámos explorar o papel que o ambiente tumoral exerce sobre as células endoteliais. ... Avaliamos também a capacidade anti-angiogénica de alguns derivados do estrogénio... Em suma os nossos resultados mostram a importância de um controlo rigoroso da regulação transcricional...

A lesão de isquémia/reperfusão em transplante hepático: análise genética, morfológica e correlação clínica

RESUMO: O transplante hepático ortotópico é uma terapêutica aceite para casos selecionados de falência hepática terminal. O procedimento tem-­‐se aperfeiçoado, evidenciado pelo aumento da taxa de sobrevida de 30 para 75% aos 5 anos, mas cerca de 13 a 27% dos enxertos desenvolve falência primária (PNF) ou disfunção primária (DF) após o transplante. As consequências são devastadoras para a sobrevida do doente e do enxerto. A sua etiologia é multifactorial, incluindo factores relacionados com o dador e o receptor, tempos de isquémia, agressões cirúrgicas, bem como características anatomopatológicas do enxerto. A lesão de isquémia/reperfusão mantem-­‐se como um factor de risco intra operatório, com implicações directas sobre toda a evolução do transplante : existe uma relação íntima entre a PNF e a DF, a preservação do enxerto, a lesão de isquémia/reperfusão, e a falência do transplante. Além disso, está comprovada evidência que sugere que a lesão de I/R torna um aloenxerto mais vulnerável por aumento da imunogenicidade, aumentando a probabilidade de episódios de rejeição precoce e tardia. Com base na prática clínica quotidiana do CHBPT HCC, estudaram-­‐se 54 casos de transplante hepático, agrupados segundo grupos por alocação do enxerto respectivo: Grupo 1(n=27): dador cadáver para receptor cirrótico, Grupo 2 (n=15): dador cadáver para receptor PAF, Grupo 3 (n=12): dador PAF para receptor cirrótico. Observaram-­‐se as alterações histológicas e moleculares sobre o enxerto até ao final da operação do receptor, e as suas consequências clínicas,avaliando: -­‐ As diferentes capacidades de resistência e cada enxerto à lesão de isquémia/reperfusão. -­‐ As situações em que os factores do receptor se sobrepõem às do enxerto na definição do prognóstico, e vice versa. -­‐ A relevância das lesões histológicas e moleculares precoces no tecido hepático na evolução do enxerto e do receptor. Foram colhidas biópsias por agulha dos 54 enxertos hepáticos,42 provenientes de cadáver com coração batente(morte cerebral) e 12 provenientes de dador vivo com PAF, em três tempos diferentes do processo de colheita e transplante hepático: ­‐ A primeira(T0)antes da clampagem da aorta do dador -­‐ A segunda (T1) no final da isquémia fria -­‐ A terceira (T2) após a reperfusão do enxerto, durante o encerramento da parede abdominal. A estas amostras foi extraído RNA total, convertido em cDNA por transcrição reversa e feita a análise da expressão dos genes da CTLA4, IL-­‐1β, IL-­‐4, IL-­‐6, IL-­‐13, TNF-­‐α, Perforina, Selectina, (SELE), Fas-­‐ligando, Granzima-­‐B, Heme-­‐Oxigenase 1(HO1)e Óxido Nítrico Sintetase(iNOS2A)por PCR quantitativo segundo o método do Ct comparativo, utilizando como referência a expressão dos genes da amostra não-­‐isquémica –T0. Os fragmentos de todas as biópsias foram seccionados, para envio de amostra comparativa para processamento histológico habitual, sem qualquer alteração ao protocolo seguido habitualmente na Unidade de Transplantação do Hospital Curry Cabral. A presença de alguns parâmetros histológicos definidos, como esteatose, necrose, vacuolização, congestão sinusoidal e infiltração neutrofílica, foi registada e contabilizada numa classificação numérica. O seguimento clínico e laboratorial, bem como o acompanhamento de eventuais complicações, foi registado e correlacionado com os dados das colheitas de órgãos e com os dados das biópsias. Foram consideradas as seguintes variáveis, como as mais relevantes e objectivas para a interpretação da evolução clínica, tendo sido comparadas estatisticamente com os dados recolhidos, laboratoriais e clínicos: disfunção do enxerto, 207 pós operatórias, número de internamentos igual ou superior a 2 e rejeição crónica e/ou morte do receptor. Foram identificadas características clínicas menos favoráveis, a considerar, nalgumas circunstâncias: género feminino do receptor (sobretudo associado a enxerto masculino, p=0,077), isquémia fria superior a 500 minutos (p=0,074), isquémia quente superior a 90 minutos (p=0,099). Na análise laboratorial, distinguiram-­‐se duas características histológicas desfavoráveis e irreversíveis, como índice de mau prognóstico: a necrose e a balonização (p=0,029); no painel genético escolhido neste estudo,a expressão basal de IL-­‐1β(p=0,028), de SELE p=0,013)e de FAS-­‐L (p=0,079)relacionaram-­‐se com pior prognóstico. Algumas características protectoras intrínsecas dos enxertos só se revelaram indirectamente, como menor infiltração neutrofílica e maior expressão de HO1 e de iNOS nos enxertos PAF, não tendo sido possível provar uma interferência directa nos resultados clínicos. Não se obteve expressão mensurável de genes anti-­‐ inflamatórios nas biopsias hepáticas processadas neste estudo, como a IL13 e a I 4: assim, com a metodologia utilizada, não foi possível obter um perfil de expressão genética associado a boa evolução clínica. O perfil inverso foi sugerido apenas pela expressão basal dos 3 genes mencionados (FAS-­‐L,IL-­‐1β e SELE)no mesmo painel, com o protocolo seguido neste conjunto de 54 doentes. As características do receptor sobrepuseram-­‐se às do enxerto no caso de: -­‐ diagnóstico de PAF no receptor, que determinou uma maior predisposição para a disfunção do enxerto, o que, por sua vez, determina uma menor sobrevida. No entanto, o diagnóstico de PAF no receptor exibe uma curva de sobrevida mais favorável. -­‐ receptores com um baixo balanço de risco (BAR)definiram características favoráveis para enxertos com níveis baixos e moderados de esteatose, fazendo que esta característica, definida como um risco acrescido, não só não se manifestasse clinicamente,como parecesse um factor favorável. As características do enxerto sobrepuseram-­‐se às do receptor no caso de: -­‐ tempo de isquémia fria superior a 500 minutos -­‐ balonização, necrose, FAS-­‐L,IL-­‐1β e SELE em T0 A integração dos resultados moleculares e morfológicos com a evolução clínica, realça o papel da mobilização precoce de neutrófilos nos desempenhos menos favoráveis do enxerto hepático. -------------ABSTRACT: Orthotopic liver transplantation is na accepted therapeutic procedure for selected cases of terminal liver failure. The procedure has been improved, evidenced by the rise of survival rates from 30 to 70% at 5 years, but 13 to 27% of the liver grafts develops primary non function (PNF) or primary dysfunction (PDF) after transplantation. The consequences are devastating for the survival of the patient and of the graft. Its etiology is multifactorial, including factos related with the donor and with the recipient, ischemic times, surgical aggressions, as well as the histological characteristics of the graft. The ischemia/reperfusion lesion is still an intraoperative risk factor, with direct implications in the whole transplant outcome: there is a close interrelation between PNF and DF, graft preservation, ischemia / reperfusion lesion and graft failure. Beyond his, there is proved evidence that suggests that I/R lesion turns the allograft more vulnerable by increasing its immunogenity, increasing the probability of precocious and late rejection episodes. Based on the daily clinical practice at CHBPT /HCC, 54 cases of hepatic transplantation have been studied, grouped by allocation of each graft: Group (n=27):deceased do nortocirrhotic recipient, Group 2 (n=15): deceased donor to FAP recipient, Group 3 (n=12): FAP living donor to cirrhotic recipient. The histologic and molecular changes in the liver graft were observed until the end of the recipiente operation,together with its clinical consequences, evaluating:-­‐The different capacity of resistance of each graft to the ischemia / reperfusion lesion -­‐ The situations where the recipiente factos overlap the ones of the graft, in the definition of prognosis, and vice versa.-­‐ The relevance of the precocious histologic and molecular lesions of the hepatic tissue in the clinical outcome of the graft and the recipient. Needle biopsies were obtained from 54 liver grafts, 42 deceased brain dead donors and 12 from FAP living donors, at three diferente times of the harvesting and the hepatic transplantation: The first one (T0) before clamping the donor aorta -­‐ The second one (T2) in the end of cold ischemia time -­‐ The third one (T) after the reperfusion of the graft, during the closure of the abdominal wall. Total RNAwas extracted to these samples, converted to cDNA by reverse transcription and the analysis of gene expression was made for CTLA4,IL-­‐1β,IL-­‐4,IL-­‐6,IL-­‐13,TNF-­‐α,Perforin,E Selectin (SELE),Fas-­‐ligand,Granzyme-­‐B,Heme-­‐oxigenase 1 (HO1) and Nitric Oxide Sintetase (iNOS2A) by quantitative PCR, according with the Ct comparative method, using the expression of the non ischemic sample – T0. The fragments of all the biopsies were divided, to send a comparative sample to the usual histologic processement, keeping the same usual protocol at the Transplantation Unit of Curry Cabral Hospital. The presence of some defined histologic parameters, such as steatosis, necrosis, vacuolization, sinusoidal congestion and neutrophilic infiltration, was registered and catalogued in a numeric classification. The clinical and laboratory follow-­‐up, as well as the following of eventual complications, was registered and correlated with the data from organ procurement operations and with the data from the biopsies. The following variables were considered as the most relevant and objective ones, to the interpretation of the clinical evolution, being statistically compared with the clinical and laboratorial collected data: graft dysfunction, post-­‐operative complications, number of readmissions of 2 or more and chronic rejection and /or recipiente death. There were identified some unfavorable clinical characteristics, to be considered under certain circumstances: recipiente female gender (specially associated with malegraft, p=0,077), cold ischemia time of more than 500 minutes (p=0,074), warm ischemia time of more than 90 minutes (p=0,099). In the laboratory analysis, two histologic characteristics were identified as unfavorable and irreversible, associated with bad prognosis: necrosis and balonization (p=0,029); in the gene panel selected in this study, the basal expression of IL-­‐1β (p=0,028), SELE (p=0,013) and FAS-­‐L (p=0,079)were related with worse prognosis.Some intrinsic protective characteristics of the grafts were only indirectly revealed, such as less neutrophilic infiltration and bigger expression of HO1 and iNOS in FAP grafts, being impossible to prove any direct inte ference in the clinical results. A relevant and measurable expression of the anti inflammatory genes IL13 and IL4 was not obtained: with the used methodology, it was impossible to obtain a gene expression profile associated with a favorable clinical outcome.The inverse profile was suggested only by the basal expression of the three mentioned genes (FAS-­‐L, IL-­‐ 1β e SELE) in the same gene panel, according with the followed protocol in this group of 54 patients. The characteristics of the recipient overlapped those from the graft, in the case of :-­‐ FAP diagnosis in the recipient, which determined a bigger predisposition to graft dysfunction, which by itself determines a shorter survival. However, FAP diagnosis in the recipiente depicts a more favorable survival curve. -­‐ Recipients with a low balance risk índex (BAR) defined favorable characteristics to grafts with low and moderate grades of steatosis, making that this characteristic, associated with bad prognosis, looked like a favorable factor, and with no clinical interference. The graft characteristics overlapped those from the receptor in the case of: -­‐ Cold ischemic time more than 500 minutes -­‐ Balonization, necrosis, FAS-­‐L, IL-­‐1β and SELE at T0. The integration of molecular and morphologic results with the clinical evolution, stresses the role of a precocious neutrophils mobilization in the worse outcomes of liver grafts.

Barriers preventing the successful integration of mental health services into Primary Health Care in Nigeria : a mixed methods approach

RESUMO: A Nigéria tem uma população estimada em cerca de 170 milhões de pessoas. O número de profissionais de saúde mental é muito diminuto, contando apenas com 150 psiquiatras o que perfaz aproximadamente um rácio de psiquiatra: população de mais de 1:1 milhão de pessoas. O Plano Nacional de Saúde Mental de 1991 reconheceu esta insuficiência e recomendou a integração dos serviços de saúde mental nos cuidados de saúde primários (CSP). Depois de mais de duas décadas, essa política não foi ainda implementada. Este estudo teve como objetivos mapear a estrutura organizacional dos serviços de saúde mental da Nigéria, e explorar os desafios e barreiras que impedem a integração bem-sucedida dos serviços de saúde mental nos cuidados de saúde primários, isto segundo a perspectiva dos profissionais dos cuidados de saúde primários. Com este objetivo, desenvolveu-se um estudo exploratório sequencial e utilizou-se um modelo misto para a recolha de dados. A aplicação em simultâneo de abordagens qualitativas e quantitativas permitiram compreender os problemas relacionados com a integração dos serviços de saúde mental nos CSP na Nigéria. No estudo qualitativo inicial, foram realizadas entrevistas com listagens abertas a 30 profissionais dos CSP, seguidas de dois grupos focais com profissionais dos CSP de duas zonas governamentais do estado de Oyo de forma a obter uma visão global das perspectivas destes profissionais locais sobre os desafios e barreiras que impedem uma integração bem-sucedida dos serviços de saúde mental nos CSP. Subsequentemente, foram realizadas entrevistas com quatro pessoas-chave, especificamente coordenadores e especialistas em saúde mental. Os resultados do estudo qualitativo foram utilizados para desenvolver um questionário para análise quantitativa das opiniões de uma amostra maior e mais representativa dos profissionais dos CSP do Estado de Oyo, bem como de duas zonas governamentais locais do Estado de Osun. As barreiras mais comummente identificadas a partir deste estudo incluem o estigma e os preconceitos sobre a doença mental, a formação inadequada dos profissionais dos CPS sobre saúde mental, a perceção pela equipa dos CSP de baixa prioridade de ação do Governo, o medo da agressão e violência pela equipa dos CSP, bem como a falta de disponibilidade de fármacos. As recomendações para superar estes desafios incluem a melhoria sustentada dos esforços da advocacia à saúde mental que vise uma maior valorização e apoio governamental, a formação e treino organizados dos profissionais dos cuidados primários, a criação de redes de referência e de apoio com instituições terciárias adjacentes, e o engajamento da comunidade para melhorar o acesso aos serviços e à reabilitação, pelas pessoas com doença mental. Estes resultados fornecem indicações úteis sobre a perceção das barreiras para a integração bem sucedida dos serviços de saúde mental nos CSP, enquanto se recomenda uma abordagem holística e abrangente. Esta informação pode orientar as futuras tentativas de implementação da integração dos serviços de saúde mental nos cuidados primários na Nigéria.------------ABSTRACT: Nigeria has an estimated population of about 170 million people but the number of mental health professionals is very small, with about 150 psychiatrists. This roughly translates to a psychiatrist:population ratio of more than 1:1 million people. The National Mental Health Policy of 1991 recognized this deficiency and recommended the integration of mental health into primary health care (PHC) delivery system. After more than two decades, this policy has yet to be implemented. This study aimed to map out the organizational structure of the mental health systems in Nigeria, and to explore the challenges and barriers preventing the successful integration of mental health into primary health care, from the perspective of the primary health care workers. A mixed methods exploratory sequential study design was employed, which entails the use of sequential timing in the combined methods of data collection. A combination of qualitative and uantitative approaches in sequence, were utilized to understand the problems of mental health services integration into PHC in Nigeria. The initial qualitative phase utilized free listing interviews with 30 PHC workers, followed by two focus group discussions with primary care workers from two Local Government Areas (LGA) of Oyo State to gain useful insight into the local perspectives of PHC workers about the challenges and barriers preventing successful integration of mental health care services into PHC. Subsequently, 4 key informant interviews with PHC co-ordinators and mental health experts were carried out. The findings from the qualitative study were utilized to develop a quantitative study questionnaire to understand the opinions of a larger and more representative sample of PHC staff in two more LGAs of Oyo State, as well as 2 LGAs from Osun State. The common barriers identified from this study include stigma and misconceptions about mental illness, inadequate training of PHC staff about mental health, low government priority, fear of aggression and violence by the PHC staff, as well as non-availability of medications. Recommendations for overcoming these challenges include improved and sustained efforts at mental health advocacy to gain governmental attention and support, organized training and retraining for primary care staff, establishment of referral and supportive networks with neighbouring tertiary facilities and community engagement to improve service utilization and rehabilitation of mentally ill persons. These findings provide useful insight into the barriers to the successful integration of mental health into PHC, while recommending a holistic and comprehensive approach. This information can guide future attempts to implement the integration of mental health into primary care in Nigeria.

Estimating demand for primary health care services

Primary health services exist with the purpose of providing basic health care to every person at a cost they can afford. But is it fully available to everyone? The objective of this work project is to estimate the demand for primary health care services having into account that in some regions the citizens are not using as much health care as they would like due to supply side constraints. Using the number of consultations as proxy for demand, and applying an econometric tool called switching regression, the demand for primary health care services will be estimated.

Primary cilia and the regulation of hedgehog signaling: link to cardiac development

RESUMO: As células eucarióticas evoluíram um sistema de sinalização complexo que lhes permite responder aos sinais extracelulares e intracelulares. Desta forma, as vias de sinalização são essenciais para a sobrevivência da célula e do organismo, uma vez que regulam processos fundamentais, tais como o desenvolvimento, o crescimento, a imunidade, e a homeostase dos tecidos. A via de transdução de sinal Hedgehog (Hh) envolve o receptor Patched1 (Ptch1), que tem um efeito inibidor sobre a proteína Smoothened (Smo) na ausência dos seus ligandos, as proteínas Sonic hedgehog (Shh). Estas proteínas são reguladores fundamentais do desenvolvimento embrionário, como ilustrado pelas malformações drásticas observadas em embriões humanos e de murganho com perturbações da transdução de sinal da via Hh e que incluem polidactilia, defeitos craniofaciais e malformações ósseas. Igualmente importantes são as consequências da ativação inapropriada da via de sinalização Hh na formação de tumores. Curiosamente, os componentes desta via localizam-se nos cílios primários. Além disso, demonstrou-se que esta localização é crucial para a sinalização através da via Hh. Na presença dos ligandos, Ptch1 é internalizado e destinado a degradação ou sequestrado num compartimento da célula de onde não pode desempenhar o seu papel inibitório. A proteína Arl13b é uma pequena GTPase pertencente à família Arf/Arl da superfamília Ras de pequenas GTPases e foi implicada no síndrome de Joubert, uma ciliopatia caracterizada por ataxia congénita cerebelar, hipotonia, atrso mental e cardiopatia congénita. Murganhos deficientes para Arl13b, chamado hennin (hnn) morrem morrem prematuramente ao dia 13,5 de gestação (E13,5) e exibem anomalias morfológicas nos cílios que levam à interrupção da sinalização Hh. Além disso, a Arl13b está diretamente envolvida na regulação da via Hh, controlando a localização de vários componentes desta via nos cílios primários. Neste trabalho, mostramos que a Arl13b se localiza em circular dorsal ruffles (CDRs), que são estruturas de actina envolvidas em macropinocitose e internalização de recetores, e que regula a sua formação. Além disso, aprofundámos o conhecimento do processo de ativação da via de sinalização Hh, mostrando que as CDRs sequestram seletivamente e internalizam o recetor Ptch1. As CDRs formam-se minutos após ativação da via por ligandos Shh ou pelo agonista de Smo SAG e continuam a ser formadas a partir daí, sugerindo uma indução contínua da reorganização do citoesqueleto de actina quando a via está ativada. Observámos ainda que a inibição da formação de CDRs através do silenciamento de WAVE1, uma proteína necessária para a formação destas estruturas, resulta na diminuição da ativação da via de sinalização Hh. Além disso, o bloqueio da macropinocitose, que se segue ao fecho das CDRs, através do silenciamento de uma proteína necessária para a cisão de macropinossomas, nomeadamente a proteína BARS, tem um efeito semelhante. Estes resultados sugerem que as CDRs e a macropinocitose são necessárias para a ativação da via de sinalização Hh e indicam que esta via de internalização controla os níveis de sinal Hh. Durante o desenvolvimento, as células proliferativas dependem do cílio primário para a transdução de várias vias de sinalização. A via Hh induz a diferenciação do músculo cardíaco. Por conseguinte, os murganhos deficientes na via de sinalização Hh exibem uma variedade de defeitos de lateralidade, incluindo alteração do looping do coração, como pode ser visto em murganhos deficientes para Arl13b. Por conseguinte, investigámos o papel da Arl13b no desenvolvimento do coração. Mostramos que a Arl13b é altamente expressa no coração de embriões de murganho e de murganhos adultos ao nível do mRNA e da proteína. Além disso, o perfil de distribuição da Arl13b no coração segue o dos cílios primários, que são essenciais para o desenvolvimento cardíaco. Corações de murganhos hnn no estadio E12,5 mostram um canal átrio-ventricular aberto, espessamento da camada compacta ventricular e aumento do índice mitótico no ventrículo esquerdo. Além disso, um atraso de 1 a 2 dias no desenvolvimento é observado em corações de murganhos hnn, quando comparados com controlos selvagens no estadio E13,5. Assim, estes resultados sugerem que a Arl13b é necessária para o desenvolvimento embrionário do coração e que defeitos cardíacos podem contribuir para a letalidade embrionária de murganhos hnn. Em suma, foi estabelecido um novo mecanismo para a regulação dos níveis de superfície do recetor Ptch1, que envolve a remodelação do citoesqueleto de actina e a formação de CDRs após a ativação da via de sinalização Hh. Este mecanismo permite um feedback negativo que evita a repressão excessiva da via através da remoção de Ptch1 da superfície da célula. Além disso, determinou-se que uma mutação de perda de função na Arl13b causa defeitos cardíacos durante o desenvolvimento, possivelmente relacionados com a associação dos defeitos em cílios primários e na sinalização Hh, existentes em murganhos deficientes para Arl13b. A via de sinalização Hh tem tido um papel central entre as vias de sinalização, uma vez que a sua regulação é crucial para o funcionamento apropriada da célula. Assim, a descoberta de um novo mecanismo de tráfego através de macropinocitose e CDRs que controla a ativação e repressão da via de sinalização Hh traz novas perspetivas de como esta via pode ser regulada e pode ainda conduzir à identificação de novos alvos e estratégias terapêuticas. --------------------ABSTRACT: Eukaryotic cells have evolved a complex signaling system that allows them to respond to extracellular and intracellular cues. Signaling pathways are essential for cell and organism survival, since they regulate fundamental processes such as development, growth, immunity, and tissue homeostasis. The Hedgehog (Hh) pathway of signal transduction involves the receptor Patched1 (Ptch1), which has an inhibitory effect on Smoothened (Smo) in the absence of its ligands, the Sonic hedgehog (Shh) proteins. These proteins are fundamental regulators of embryonic development, as illustrated by the dramatic malformations seen in human and mouse embryos with perturbed Hh signal transduction that include polydactyly, craniofacial defects and skeletal malformations. Equally important are the consequences of inappropriate activation of the Hh signaling response in tumor formation. Interestingly, the components of this pathway localize to primary cilia. Moreover, it has been shown that this localization is crucial for Hh signaling. However, in the presence of the ligands, Ptch1 is internalized and destined for degradation or sequestered in a cell compartment where it no longer can play its inhibitory role. ADP-ribosylation factor-like (Arl) 13b, a small GTPase belonging to Arf/Arl family of the Ras superfamily of small GTPases has been implicated in Joubert syndrome, a ciliopathy characterized by congenital cerebellar ataxia, hypotonia, intellectual disability and congenital heart disease. Arl13b-deficient mice, called hennin (hnn) die at embryonic day 13.5 (E13.5) and display morphological abnormalities in primary cilia that lead to the disruption of Hh signaling. Furthermore, Arl13b is directly involved in the regulation of Hh signaling by controlling the localization of several components of this pathway to primary cilia. Here, we show that Arl13b localizes to and regulates the formation of circular dorsal rufles (CDRs), which are actin-basedstructures known to be involved in macropinocytosis and receptor internalization. Additionally, we extended the knowledge of the Hh signaling activation process by showing that CDRs selectively sequester and internalize Ptch1 receptors. CDRs are formed minutes after Hh activation by Shh ligands or the Smo agonist SAG and keep being formed thereafter, suggesting a continuous induction of actin reorganization when the pathway is switched on. Importantly, we observed that disruption of CDRs by silencing WAVE1, a protein required for CDR formation, results in down-regulation of Hh signaling activation. Moreover, the blockade of macropinocytosis, which follows CDR closure, through silencing of a protein necessary for the fission of macropinosomes, namely BARS has a similar effect. These results suggest that CDRs and macropinocytosis are necessary for activation of Hh signaling and indicate that this pathway of internalization controls Hh signal levels. During development, proliferating cells rely on the primary cilium for the transduction of several signaling pathways. Hh induces the differentiation of cardiac muscle. Accordingly, Hh-deficient mice display a variety of laterality defects, including alteration of heart looping, as seen in Arl13b-deficient mice. Therefore, we investigated the role of Arl13b in heart development. We show that Arl13b is highly expressed in the heart of both embryonic and adult mice at mRNA and protein levels. Also, Arl13b localization profile mimics that of primary cilia, which have been shown to be essential to early heart development. E12.5 hnn hearts show an open atrioventricular channel, increased thickening of the ventricular compact layer and increased mitotic index in the left ventricle. Moreover, a delay of 1 to 2 days in development is observed in hnn hearts, when compared to wild-type controls at E13.5. Hence, these results suggest that Arl13b is necessary for embryonic heart development and that cardiac defects might contribute to the embryonic lethality of hnn mice. Altogether, we established a novel mechanism for the regulation of Ptch1 surface levels, involving cytoskeleton remodeling and CDR formation upon Hh signaling activation. This mechanism allows a negative feedback loop that prevents excessive repression of the pathway by removing Ptch1 from the cell surface. Additionally, we determined that the Arl13b loss-offunction mutation causes cardiac defects during development, possibly related to the associated ciliary and Hh signaling defects found in Arl13b-deficient mice. Hh signaling has taken a center stage among the signaling pathways since its regulation is crucial for the appropriate output and function of the cell. Hence, the finding of a novel trafficking mechanism through CDRs and macropinocytosis that controls Hh signaling activation and repression brings new insights to how this pathway can be regulated and can lead to the discovery of novel therapeutic targets and strategies.