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.

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Caracterização da intervenção da Fisioterapia em indivíduos com dor crónica lombar, e seus resultados a nível da dor e capacidade funcional

RESUMO: Objectivo: Este trabalho teve como objectivo contribuir para o processo de adaptação cultural da Quebec Back Pain Disability Scale (QBPDS), através do estudo da sua Validade de Constructo e Poder de Resposta, e caracterizar a intervenção realizada pela fisioterapia (FT) e os resultados obtidos em utentes com dor crónica lombar (DCL). Introdução: A redução da incapacidade funcional associada à DCL é um dos principais objectivos e resultados da intervenção da FT nestes utentes. Com o intuito de proceder à sua avaliação, pode recorrer-se a um conjunto de diferentes instrumentos de medida, sendo a QBPDS uma das escalas mais utilizadas para medir a incapacidade. Embora esta tenha sido anteriormente adaptada para a população portuguesa, não foram determinadas as suas propriedades psicométricas. Por outro lado, apesar da literatura referir que os serviços de FT são bastante procurados por indivíduos com DCL, em Portugal, a informação existente sobre a prática da FT nesta condição clínica e sobre os resultados obtidos é ainda escassa. Metodologia: Recorreu-se a um estudo de coorte prospectivo com uma amostra de conveniência, constituída por 119 indivíduos com DCL, que iniciaram fisioterapia em 16 centros/ hospitais/ clínicas de Fisioterapia/ utentes no domicílio, e cumpriam os critérios de inclusão e exclusão estabelecidos. Os utentes foram avaliados no momento pré-intervenção e num segundo momento até 6 semanas depois. As propriedades psicométricas da Quebec Back Pain Disability Scale –Versão Portuguesa (QBPDS-VP) avaliadas foram a Validade de Constructo e o Poder de Resposta. Posteriormente procedeu-se à caracterizar a prática da FT quanto às modalidades utilizadas, número de sessões de tratamento e duração do episódio de cuidados. Adicionalmente descreveu-se os resultados obtidos após a intervenção da FT, ao nível da dor e incapacidade. Resultados: Os resultados revelaram um resultado positivo para a Validade de Constructo da QBPDS-VP e um elevado Poder de Resposta (área abaixo da curva ROC = 0,736; IC95%=0,639-0,833). Apresenta ainda uma diferença mínima clinicamente importante (DMCI) de 7 pontos (sensibilidade =72,4% e especificidade = 69,8%). Aquando da intervenção da FT em casos de DCL, existe uma grande diversidade de modalidades realizadas combinadas em diferentes pacotes de intervenção, e verificou-se um número médio de sessões realizadas de 14,22 visitas por utente, numa duração de episódio de cuidados maioritariamente superior a 6 semanas. Os resultados da intervenção revelaram uma redução significativa da incapacidade funcional e da intensidade da dor (z= -7,440 e z=-6,625; respectivamente, p=0,000). Conclusão: Os resultados do presente estudo revelam que a QBPDS-VP possui uma boa Validade de Constructo e Poder de Resposta. Revela ainda que a intervenção da FT em casos de DCL, apesar de apresentar grande diversidade nas modalidades utilizadas por vezes até divergentes das recomendações dadas pelas normas de orientação clínica, e uma duração do episódio de cuidados aparentemente superior aos dados fornecidos pela literatura; proporciona uma redução significativa dos níveis de dor e incapacidade em utentes com DCL.------------ ABSTRACT: Objective: The aim of this study is to contribute to the process of cultural adaptation of the Quebec Back Pain Disability Scale (QBPDS), through the study of its Construct Validity and Responsiveness, and characterize the intervention performed by physical therapy (PT) and the results in patients with chronic low back pain (CLBP). Introduction: The reduction in functional disability associated with CLBP is one of the main purpose and results of physical therapy intervention in these patients. With the intention of evaluating them, the professionals can resort to a set of different measuring instruments, and the QBPDS is one of the most commonly used scales for measuring disability. Although this has been previously adapted for the Portuguese population, it was not determined its psychometric properties. Moreover, despite the literature noted that services for PT are quite sought by individuals with CLBP, in Portugal, the existing information on the practice of PT in this clinical condition and the results obtained are still scarce. Methodology: It was used a prospective cohort study with a convenience sample consisting of 119 individuals with CLBP, who started therapy at 16 centers / hospitals / Physiotherapy clinics / household physiotherapy, and fulfiled the inclusion and exclusion criteria established . The patients were assessed at pre-intervention and a second time after 6 weeks. Psychometric properties of the Quebec Back Pain Disability Scale-Portuguese version (QBPDS-VP) were evaluated to construct validity and responsiveness. Subsequently, it was proceeded to the characterization the practice of FT regarding to the modalities used, the number of treatment sessions and duration of the episode of care. Additionally it was described the results obtained after the intervention of the PT, the level of pain and the disability. Results: The results revealed a positive result for the Construct Validity of the QBPDS- VP and a high responsiveness (area under the ROC curve = 0.736, 95% CI 0.639 to 0.833). Minimal clinically important difference (MCID) also presents a 7-point (sensitivity = 72.4% and specificity = 69.8%). In the PT intervention in cases of CLBP there is a great diversity of procedures performed combined in different packages intervention, and it was found an average number of sessions of 14.22 visits per user, with a duration of the episode of care mostly higher to 6 weeks. The results of the intervention showed a significant reduction of disability and pain intensity (z = -7.440 z = -6.625, respectively, p = 0.000).Conclusion: The results of this study show that QBPDS-VP has a good construct validity and responsiveness. It also reveals that the PT intervention in cases of CLBP, despite showing great diversity in the methods used, that sometimes are also divergent to the recommendations given by clinical guidelines, and with a duration of episode of care apparently superior to data provided by the literature, provides an significant reduction in the levels of pain and disability in patients with DCL.

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