trans-Acting factors and cis elements involved in glucose repression of arabinan degradation in Bacillus subtilis.

Journal of Bacteriology (Nov 2007) 8371-8376

Localization studies of the FemXAB protein family in Staphylococcus aureus

Dissertação apresentada para a obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina, pela Universidade Nova de Lisboa, Faculdade de Ciências e Tecnologia

Characterization of the abn2(yxiA) encoding a Bacillus subtilis GH43 arabinanase, Abn2, and its role in arabino-polysaccharides degradation.

Journal of Bacteriology (Junho 2008) 4272-4280

Gil Eannes: le navire-hòpital de la flotte morutière portugaise

Vesalius 2008; XIV: 23-26

Terapêuticas antigénio-especificas no tratamento das doenças desmielinizantes: estudos sobre a vacinação com ADN e a descoberta de um novo alvo antigénico

RESUMO A Esclerose Múltipla (EM) é uma doença desmielinizante crónica do Sistema Nervoso Central (SNC), provocada, em grande parte, por um ataque imuno-mediado contra diversos elementos da bainha de mielina. Dentro dos alvos antigénicos desta resposta autoimune, vários componentes proteicos e lipídicos da mielina têm vindo a ser identificados ao longo dos anos, entre os quais se destacam a proteína básica de mielina(MBP), glicoproteína ligodendrocitária da mielina (MOG), proteína proteolipídica (PLP) e glicoproteína associada à mielina (MAG). Com o desenvolvimento do modelo animal de Encefalomielite Autoimune Experimental (EAE), diversas terapias antigénio-específicas foram desenhadas, baseadas na modificação benéfica da resposta autoimune contra a mielina, tais como a administração de mielina ou seus componentes, os copolímeros terapêuticos, os ligandos peptídeos alterados e, recentemente, a vacinação com ácido desoxirribonucleico (ADN) codificador de proteínas de mielina, integrado em plasmídeos e purificado para administração parentérica. Neste trabalho, apresentamos os resultados de um extenso conjunto de experiências, subordinadas a dois temas fundamentais: 1) avaliação do potencial terapêutico, e dos mecanismos de acção, da vacinação tolerizadora com ADN codificador de proteínas de mielina (MBP, MOG, PLP, MAG) na EAE, e da associação desta vacinação com a administração de ADN de citocinas Th2, ou de oligonucleótidos imunomoduladores; 2) identificação e caracterização da resposta imune contra um novo componente da mielina com potencial antigénico, a proteína inibidora do recrescimento axonal, Nogo-A. No que respeita à vacinação com ADN, os nossos resultados comprovam a eficácia desta terapêutica antigénio-específica na prevenção e tratamento da EAE. Os seus mecanismos de acção incluem, entre outros, a supressão anérgica da proliferação antigénioespecífica dos linfócitos T anti-mielina (no modo de prevenção da doença), o enviesamento Th2 da resposta imune (quando co-administrada com a vacina de ADN codificadora da citocina IL-4, funcionando como terapia génica local), e a redução da diversificação de epítopos da resposta humoral anti-mielina, avaliada através de myelin spotted arrays. A associação das vacinas de ADN com oligonucleótidos imunomoduladores GpG, desenvolvidos para contrariar as sequências CpG imunoestimuladoras presentes no vector de vacinação, levou à melhoria da sua eficácia terapêutica, devida, provavelmente, ao efeito estimulador preferencial dos oligonucleótidos GpG sobre linfócitos Th2 e sobre células reguladoras NK-T. Com base nestes resultados a vacinação com ADN foi desenvolvida para o tratamento da EM em humanos, com ensaios clínicos a decorrerem neste momento. Em relação à proteína Nogo-A, estudos de estrutura primária e de previsão de antigenicidade identificaram a região Nogo-66 como alvo antigénico potencial para a EAE. Nas estirpes de ratinho SJL/J e C57BL/6, fomos capazes de induzir sinais clínicos e histológicos de EAE após imunização com os epítopos encefalitogénicos Nogo1-22, Nogo23- 44 e Nogo45-66, utilizando protocolos de quebra de tolerância imune. Ao mesmo tempo, identificámos e caracterizámos uma resposta linfocitária T específica contra os antigénios contidos na região Nogo-66, e uma resposta linfocitária B com diversificação intra e intermolecular a vários determinantes presentes noutras proteínas da mielina. A transferência adoptiva de linhas celulares Th2 anti-Nogo45-66, levou à melhoria clínica e histológica da EAE em animais recipientes induzidos com outros antigénios de mielina, após migração destas células para o SNC. Estes dados comprovam a importância da Nogo-66 como antigénio na EAE, e a eficácia de terapias antigénio-específicas nela baseadas. No seu conjunto, os nossos resultados confirmam o potencial terapêutico das vacinas de ADN codificadoras de proteínas de mielina, bem como a importância dos encefalitogénios contidos na proteína Nogo-A para a fisiopatologia da EAE e da EM, com eventual relevância para o desenvolvimento de novas terapias antigénio-específicas. O aperfeiçoamento futuro destas terapias poderá levar, eventualmente, a uma capacidade de manipulação da resposta imune que permita o tratamento eficaz das doenças inflamatórias desmielinizantes, como a Esclerose Múltipla. ABSTRACT Multiple Sclerosis (MS) is a chronic demyelinating disease of the Central Nervous System (CNS), caused, mainly, by an immune-mediated attack against several elements of the myelin sheath. Among the antigenic targets for this autoimmune response, several proteic and lipidic myelin components have been identified throughout the years, of which myelin basic protein (MBP), myelin oligodendrocyte glycoprotein (MOG), proteolipidic protein (PLP), and myelin associated glycoprotein (MAG) are the best characterized. With the development of the animal model for MS, Experimental Autoimmune Encephalomyelitis (EAE), several antigen-specific therapies have been designed, based on beneficial modifications of the autoimmune response against myelin. These have included myelin and myelin component administration, therapeutic copolymers, altered peptide ligands and, more recently, vaccination with myelin-protein encoding deoxyribonucleic acid (DNA), integrated into plasmids and purified for parenteral administration. In this work we present the results of an extensive series of experiments, subordinate to two fundamental areas: 1) evaluating the therapeutic potential, and mechanisms of action, of tolerizing myelin protein (MBP, MOG, PLP, MAG) DNA vaccination in EAE, alone and in association with Th2 cytokine DNA administration, or immunomodulatory oligonucleotides; 2) identifying and characterizing the immuneresponse against a new myelin component with antigenic potential, the axonal regrowth inhibitor Nogo-A. Regarding DNA vaccination, our results prove the efficacy of this antigen-specific therapy for the prevention and treatment of EAE. Its mechanisms of action include, among others, anergic suppression of antigen-specific T-cell proliferation against myelin (in prevention mode), Th2 biasing of the immune response (when co-administered with the IL- 4 codifying DNA vaccine, acting as local gene therapy), and reduction of epitope spreading of the anti-myelin antibody response, assessed by myelin spotted arrays. The combination of myelin DNA vaccination with the administration of GpG immunomodulatory oligonucleotides, designed to counteract immunostimulatory CpG motifs present in the vaccination vector, led to an improvement in therapeutic efficacy, probably due to the preferential stimulatory effect of GpG oligonucleotides on Th2 lymphocytes and on regulatory NK-T cells. Based on these results, tolerizing DNA vaccination is being developed for human use, with ongoing clinical trials. As concerns the Nogo-A protein, based on studies of primary structure and prediction of antigenicity, we identified the Nogo-66 region (responsible for the most of the inhibitory capacity of this protein) as a potential antigenic target for EAE. In the SJL/Jand C57BL/6 mouse strains, we were able to induce clinical and histological signs of EAE,after immunization with the encefalitogenic epitopes Nogo1-22, Nogo23-44 and Nogo45-66,using a tolerance breakdown protocol. Concomitantly, we identified and characterized a specific T cell response against these antigens, together with a B cell response which showed extensive intra and intermolecular epitope spread to several determinants present in other myelin proteins. Adoptive transfer of nti-Nogo45-66 Th2 cell lines resulted in clinical and histological improvement of EAE in recipient animals induced with other myelin antigens, after intraparenchymal CNS migration of anti-Nogo cells. These data confirm the relevance of Nogo-66 as an antigen in EAE, as well as the efficacy of antigenspecific therapies based on the response against this protein.In conclusion, our results substantiate the therapeutic potential of myelin-encoding DNA vaccination, as well as the importance of encefalitogenic epitopes present in the Nogo-A protein for the pathophysiology of EAE and MS, with potential relevance for the creation of new antigen specific-therapies. The future development of these therapies may eventually lead to a degree of manipulation of the immune response that allows the effective treatment of autoimmune, inflammatory, demyelinating diseases, such as Multiple Sclerosis.

Metal ions modulate the folding and stability of the tumor suppressor protein S100A2

Febs Journal (2009)276:1776-1786

Functional significance of adenosine in carotid body chemosensory activity in control and chronically hypoxic animals

ABSTRACT: Carotid bodies (CB) are peripheral chemoreceptor organs sensing changes in arterial blood O2, CO2 and pH levels. Hypoxia and acidosis or hypercapnia activates CB chemoreceptor cells, which respond by releasing neurotransmitters in order to increase the action potential frequency in their sensory nerve, the carotid sinus nerve (CSN). CSN activity is integrated in the brainstem to induce a fan of cardiorespiratory reflex responses, aimed at normalising the altered blood gases. Exogenously applied adenosine (Ado) increases CSN chemosensory activity inducing hyperventilation through activation of A2 receptors. The importance of the effects of adenosine in chemoreception was reinforced by data obtained in humans, in which the intravenous infusion of Ado causes hyperventilation and dyspnoea, an effect that has been attributed to the activation of CB because Ado does not cross blood-brain barrier and because the ventilatory effects are higher the closer to the CB it is injected. The present work was performed in order to establish the functional significance of adenosine in chemoreception at the carotid body in control and chronically hypoxic rats. To achieve this objective we investigated: 1) The release of adenosine from a rat carotid body in vitro preparation in response to moderate hypoxia and the specificity of this release. We also investigated the metabolic pathways of adenosine production and release in the organ in normoxia and hypoxia; 2) The modulation of adenosine/ATP release from rat carotid body chemoreceptor cells by nicotinic ACh receptors; 3) The effects of caffeine on peripheral control of breathing and the identity of the adenosine receptors involved in adenosine and caffeine effects on carotid body chemoreceptors; 4) The interactions between dopamine D2 receptors and adenosine A2B receptors that modulate the release of catecholamines (CA) from the rat carotid body; 5) The effect of chronic caffeine intake i.e. the continuous blockage of adenosine receptors thereby simulating a caffeine dependence, on the carotid body function in control and chronically hypoxic rats. The methodologies used in this work included: molecular biology techniques (e.g. immunocytochemistry and western-blot), biochemical techniques (e.g. neurotransmitter quantification by HPLC, bioluminescence and radioisotopic methods), electrophysiological techniques (e.g. action potential recordings) and ventilatory recordings using whole-body plethysmography. It was observed that: 1) CB chemoreceptor sensitivity to hypoxia could be related to its low threshold for the release of adenosine because moderate acute hypoxia (10% O2) increased adenosine concentrations released from the CB by 44% but was not a strong enough stimulus to evoke adenosine release from superior cervical ganglia and arterial tissue; 2) Acetylcholine (ACh) modulates the release of adenosine/5’-adenosine triphosphate (ATP) from CB in moderate hypoxia through the activation of nicotinic receptors with α4 and ß2 receptor subunits, suggesting that the excitatory role of ACh in chemosensory activity includes indirect activation of purinergic receptors by adenosine and ATP, which strongly supports the hypothesis that ATP/adenosine are important mediators in chemotransduction; 3) adenosine increases the release of CA from rat CB chemoreceptor cells via A2B receptors; 4) the inhibitory effects of caffeine on CB chemoreceptors are mediated by antagonism of postsynaptic A2A and presynaptic A2B adenosine receptors indicating that chemosensory activity elicited by hypoxia is controlled by adenosine; 5) The release of CA from rat CB chemoreceptor cells is modulated by adenosine through an antagonistic interaction between A2B and D2 receptors, for the first time herein described; 6) chronic caffeine treatment did not significantly alter the basal function of CB in normoxic rats assessed as the dynamics of their neurotransmitters, dopamine, ATP and adenosine, and the CSN chemosensory activity. In contrast, the responses to hypoxia in these animals were facilitated by chronic caffeine intake because it increased the ventilatory response, slightly increased CSN chemosensory activity and increased dopamine (DA) and ATP release; 7) In comparison with normoxic rats, chronically hypoxic rats exhibited an increase in several parameters: ventilatory hypoxic response; basal and hypoxic CSN activity; tyrosine hydroxylase expression, CA content, synthesis and release; basal and hypoxic adenosine release; and in contrast a normal basal release and diminished hypoxia-induced ATP release; 8) Finally, in contrast to chronically hypoxic rats, chronic caffeine treatment did not alter the basal CSN chemosensory activity. Nevertheless, the responses to mild and intense hypoxia, and hypercapnia, were diminished. This inhibitory effect of chronic caffeine in CB output is compensated by central mechanisms, as the minute ventilation parameter in basal conditions and in response to acute hypoxic challenges remained unaltered in rats exposed to chronic hypoxia. We can conclude that adenosine both in acute and chronically hypoxic conditions have an excitatory role in the CB chemosensory activity, acting directly on adenosine A2A receptors present postsynaptically in CSN, and acting presynaptically via A2B receptors controlling the release of dopamine in chemoreceptor cells. We suggest that A2B -D2 adenosine / dopamine interactions at the CB could explain the increase in CA metabolism caused by chronic ingestion of caffeine during chronic hypoxia. It was also concluded that adenosine facilitates CB sensitisation to chronic hypoxia although this effect is further compensated at the central nervous system.-------- RESUMO: Os corpos carotídeos (CB) são pequenos orgãos emparelhados localizados na bifurcação da artéria carótida comum. Estes órgãos são sensíveis a variações na PaO2, PaCO2, pH e temperatura sendo responsáveis pela hiperventilação que ocorre em resposta à hipóxia, contribuindo também para a hiperventilação que acompanha a acidose metabólica e respiratória. As células quimiorreceptoras (tipo I ou glómicas) do corpo carotídeo respondem às variações de gases arteriais libertando neurotransmissores que activam as terminações sensitivas do nervo do seio carotídeo (CSN) conduzindo a informação ao centro respiratório central. Está ainda por esclarecer qual o neurotransmissor (ou os neurotransmissores) responsável pela sinalização hipóxica no corpo carotídeo. A adenosina é um neurotransmissor excitatório no CB que aumenta a actividade eléctrica do CSN induzindo a hiperventilação através da activação de receptores A2. A importância destes efeitos da adenosina na quimiorrecepção, descritos em ratos e gatos, foi reforçada por resultados obtidos em voluntários saudáveis onde a infusão intravenosa de adenosina em induz hiperventilação e dispneia, efeito atribuído a uma activação do CB uma vez que a adenosina não atravessa a barreira hemato-encefálica e o efeito é quanto maior quanto mais perto do CB for a administração de adenosina. O presente trabalho foi realizado com o objectivo de esclarecer qual o significado funcional da adenosina na quimiorrecepção no CB em animais controlo e em animais submetidos a hipoxia crónica mantida. Para alcançar este objectivo investigou-se: 1) o efeito da hipóxia moderada sobre a libertação de adenosina numa preparação in vitro de CB e a especificidade desta mesma libertação comparativamente com outros tecidos não quimiossensitivos, assim como as vias metabólicas de produção e libertação de adenosina no CB em normoxia e hipóxia; 2) a modulação da libertação de adenosina/ATP das células quimiorreceptoras do CB por receptores nicotínicos de ACh; 3) os efeitos da cafeína no controlo periférico da ventilação e a identidade dos receptores de adenosina envolvidos nos efeitos da adenosina e da cafeína nos quimiorreceptores do CB; 4) as interacções entre os receptores D2 de dopamina e os receptores A2B de adenosina que modulam a libertação de catecolaminas (CA) no CB de rato e; 5) o efeito da ingestão crónica de cafeína, isto é, o contínuo bloqueio e dos receptores de adenosina, simulando assim o consumo crónico da cafeína, tal como ocorre na população humana mundial e principalmente no ocidente, na função do corpo carotídeo em ratos controlo e em ratos submetidos a hipoxia crónica. Os métodos utilizados neste trabalho incluíram: técnicas de biologia molecular como imunocitoquímica e western-blot; técnicas bioquímicas, tais como a quantificação de neurotransmissores por HPLC, bioluminescência e métodos radioisotópicos; técnicas electrofisiológicas como o registro de potenciais eléctricos do nervo do seio carotídeo in vitro; e registros ventilatórios in vivo em animais não anestesiados e em livre movimento (pletismografia). Observou-se que: 1) a especificidade dos quimiorreceptores do CB como sensores de O2 está correlacionada com o baixo limiar de libertação de adenosina em resposta à hipóxia dado que a libertação de adenosina do CB aumenta 44% em resposta a uma hipóxia moderada (10% O2), que no entanto não é um estímulo suficientemente intenso para evocar a libertação de adenosina do gânglio cervical superior ou do tecido arterial. Observou-se também que aproximadamente 40% da adenosina libertada pelo CB provém do catabolismo extracelular do ATP quer em normóxia quer em hipóxia moderada, sendo que PO2 reduzidas induzem a libertação de adenosina via activação do sistema de transporte equilibrativo ENT1. 2) a ACh modula a libertação de adenosina /ATP do CB em resposta à hipoxia moderada sugerindo que o papel excitatório da ACh na actividade quimiossensora inclui a activação indirecta de receptores purinérgicos pela adenosina e ATP, indicando que a adenosina e o ATP poderiam actuar como mediadores importantes no processo de quimiotransducção uma vez que: a) a activação dos receptores nicotínicos de ACh no CB em normóxia estimula a libertação de adenosina (max 36%) provindo aparentemente da degradação extracelular do ATP. b) a caracterização farmacológica dos receptores nicotínicos de ACh envolvidos na estimulação da libertação de adenosina do CB revelou que os receptores nicotínicos de ACh envolvidos são constituídos por subunidades α4ß2. 3) a adenosina modula a libertação de catecolaminas das células quimiorreceptoras do CB através de receptores de adenosina A2B dado que: a)a cafeína, um antagonista não selectivo dos receptores de adenosina, inibiu a libertação de CA quer em normóxia quer em resposta a estímulos de baixa intensidade sendo ineficaz na libertação induzida por estímulos de intensidade superior; b) o DPCPX e do MRS1754 mimetizaram os efeitos da cafeína no CB sendo o SCH58621 incapaz de induzir a libertação de CA indicando que os efeitos da cafeína seriam mediados por receptores A2B de adenosina cuja presença nas células quimiorreceptoras do CB demonstramos por imunocitoquímica. 4) a aplicação aguda de cafeína inibiu em 52% a actividade quimiossensora do CSN induzida pela hipóxia sendo este efeito mediado respectivamente por receptores de adenosina A2A pós-sinápticos e A2B pré-sinápticos indicando que a actividade quimiossensora induzida pela hipóxia é controlada pela adenosina. 5) existe uma interacção entre os receptores A2B e D2 que controla a libertação de CA do corpo carotídeo de rato uma vez que: a) os antagonistas dos receptores D2, domperidona e haloperidol, aumentaram a libertação basal e evocada de CA das células quimiorreceptoras confirmando a presença de autorreceptores D2 no CB de rato que controlam a libertação de CA através de um mecanismo de feed-back negativo. b) o sulpiride, um antagonista dos receptores D2, aumentou a libertação de CA das células quimiorreceptoras revertendo o efeito inibitório da cafeína sobre esta mesma libertação; c) a propilnorapomorfina, um agonista D2 inibiu a libertação basal e evocada de CA sendo este efeito revertido pela NECA, um agonista dos receptores A2B. O facto de a NECA potenciar o efeito do haloperidol na libertação de CA sugere que a interacção entre os receptores D2 e A2B poderia também ocorrer ao nível de segundos mensageiros, como o cAMP. 6) a ingestão crónica de cafeína em ratos controlo (normóxicos) não alterou significativamente a função basal do CB medida como a dinâmica dos seus neurotransmissores, dopamina, ATP e adenosina e como actividade quimiossensora do CSN. Contrariamente aos efeitos basais, a ingestão crónica de cafeína facilitou a resposta à hipóxia, dado que aumentou o efeito no volume minuto respiratórioapresentando-se também uma clara tendência para aumentar a actividade quimiossensora do CSN e aumentar a libertação de ATP e dopamina.7) após um período de 15 dias de hipóxia crónica era evidente o fenómeno de aclimatização dado que as respostas ventilatórias à hipóxia se encontram aumentadas, assim como a actividade quimiossensora do CSN basal e induzida pela hipóxia. As alterações observadas no metabolismo da dopamina, assim como na libertação basal de dopamina e de adenosina poderiam contribuir para a aclimatização durante a hipoxia crónica. A libertação aumentada de adenosina em resposta à hipóxia aguda em ratos hipóxicos crónicos sugere um papel da adenosina na manutenção/aumento das respostas ventilatórias à hipóxia aguda durante a hipóxia crónica. Observou-se também que a libertação de ATP induzida pela hipóxia aguda se encontra diminuída em hipóxia crónica, contudo a ingestão crónica de cafeína reverteu este efeito para valores similares aos valores controlo, sugerindo que a adenosina possa modular a libertação de ATP em hipóxia crónica. 8) a ingestão crónica de cafeína em ratos hipóxicos crónicos induziu o aumento do metabolismo de CA no CB, medido como expressão de tirosina hidroxilase, conteúdo, síntese e libertação de CA. 9) a ingestão crónica de cafeína não provocou quaisquer alterações na actividade quimiossensora do CSN em ratos hipóxicos crónicos no entanto, as respostas do CSN à hipóxia aguda intensa e moderada e à hipercapnia encontram-se diminuídas. Este efeito inibitório que provém da ingestão crónica de cafeína parece ser compensado ao nível dos quimiorreceptores centrais dado que os parâmetros ventilatórios em condições basais e em resposta à hipoxia aguda não se encontram modificados em ratos expostos durante 15 dias a uma atmosfera hipóxica. Resumindo podemos assim concluir que a adenosina quer em situações de hipoxia aguda quer em condições de hipoxia crónica tem um papel excitatório na actividade quimiossensora do CB actuando directamente nos receptores A2A presentes pós-sinapticamente no CSN, assim como facilitando a libertação de dopamina pré-sinapticamente via receptores A2B presentes nas células quimiorreceptoras. A interacção negativa entre os receptores A2B e D2 observadas nas células quimiorreceptoras do CB poderia explicar o aumento do metabolismo de CA observado após a ingestão crónica de cafeína em animais hipóxicos. Conclui-se ainda que durante a aclimatização à hipóxia a acção inibitória da cafeína, em termos de resposta ventilatória, mediada pelos quimiorreceptores periféricos é compensada pelos efeitos excitatórios desta xantina ao nível do quimiorreceptores centrais.------- RESUMEN Los cuerpos carotídeos (CB) son órganos emparejados que están localizados en la bifurcación de la arteria carótida común. Estos órganos son sensibles a variaciones en la PaO2, en la PaCO2, pH y temperatura siendo responsables de la hiperventilación que ocurre en respuesta a la hipoxia, contribuyendo también a la hiperventilación que acompaña a la acidosis metabólica y respiratoria. Las células quimiorreceptoras (tipo I o glómicas) del cuerpo carotídeo responden a las variaciones de gases arteriales liberando neurotransmissores que activan las terminaciones sensitivas del nervio del seno carotídeo (CSN) llevando la información al centro respiratorio central. Todavía esta por clarificar cual el neurotransmisor (o neurotransmisores) responsable por la señalización hipóxica en el CB. La adenosina es un neurotransmisor excitatório en el CB ya que aumenta la actividad del CSN e induce la hiperventilación a través de la activación de receptores de adenosina del subtipo A2. La importancia de estos efectos de la adenosina en la quimiorrecepción, descritos en ratas y gatos, ha sido fuertemente reforzada por resultados obtenidos en voluntarios sanos en los que la infusión intravenosa de adenosina induce hiperventilación y dispnea, efectos estés que han sido atribuidos a una activación del CB ya que la adenosina no cruza la barrera hemato-encefalica y el efecto es tanto más grande cuanto más cercana del CB es la administración. Este trabajo ha sido realizado con el objetivo de investigar cual el significado funcional de la adenosina en la quimiorrecepción en el CB en animales controlo y en animales sometidos a hipoxia crónica sostenida. Para alcanzar este objetivo se ha estudiado: 1) el efecto de la hipoxia moderada en la liberación de adenosina en una preparación in vitro de CB y la especificidad de esta liberación en comparación con otros tejidos no-quimiosensitivos, así como las vías metabólicas de producción y liberación de adenosina del órgano en normoxia y hipoxia; 2) la modulación de la liberación de adenosina/ATP de las células quimiorreceptoras del CB por receptores nicotínicos de ACh; 3) los efectos de la cafeína en el controlo periférico de la ventilación y la identidad de los receptores de adenosina involucrados en los efectos de la adenosina y cafeína en los quimiorreceptores del CB; 4) las interacciones entre los receptores D2 de dopamina y los receptores A2B de adenosina que modulan la liberación de catecolaminas (CA) en el CB de rata y; 5) el efecto de la ingestión crónica de cafeína, es decir, el bloqueo sostenido de los receptores de adenosina, simulando la dependencia de cafeína observada en la populación mundial del occidente, en la función del CB en ratas controlo y sometidas a hipoxia crónica sostenida. Los métodos utilizados en este trabajo incluirán: técnicas de biología molecular como imunocitoquímica y western-blot; técnicas bioquímicas, tales como la cuantificación de neurotransmissores por HPLC, bioluminescencia y métodos radioisotópicos; técnicas electrofisiológicas como el registro de potenciales eléctricos del nervio do seno carotídeo in vitro; y registros ventilatórios in vivo en animales no anestesiados y en libre movimiento (pletismografia). Se observó que: 1) la sensibilidad de los quimiorreceptores de CB esta correlacionada con un bajo umbral de liberación de adenosina en respuesta a la hipoxia ya que en respuesta a una hipoxia moderada (10% O2) la liberación de adenosina en el CB aumenta un 44%, sin embargo esta PaO2 no es un estimulo suficientemente fuerte para inducir la liberación de adenosina del ganglio cervical superior o del tejido arterial; se observó también que aproximadamente 40% de la adenosina liberada del CB proviene del catabolismo extracelular del ATP en normoxia y en hipoxia moderada, y que bajas PO2 inducen la liberación de adenosina vía activación del sistema de transporte equilibrativo ENT1. 2) la ACh modula la liberación de adenosina /ATP del CB en respuesta a la hipóxia moderada lo que sugiere que el papel excitatório de la ACh en la actividad quimiosensora incluye la activación indirecta de receptores purinérgicos por la adenosina y el ATP, indicando que la adenosina y el ATP pueden actuar como mediadores importantes en el proceso de quimiotransducción ya que: a) la activación de los receptores nicotínicos de ACh en el CB en normoxia estimula la liberación de adenosina (max 36%) que aparentemente proviene de la degradación extracelular del ATP. Se observó también que este aumento de adenosina en el CB en hipoxia ha sido antagonizado parcialmente por antagonistas de estos mismos receptores; b) la caracterización farmacológica de los receptores nicotínicos de ACh involucrados en la estimulación de la liberación de adenosina del CB ha revelado que los receptores nicotínicos de ACh involucrados son constituidos por sub-unidades α4ß2. 3) la adenosina modula la liberación de CA de las células quimiorreceptoras del CB a través de receptores de adenosina A2B ya que: a) la cafeína, un antagonista no selectivo de los receptores de adenosina, ha inhibido la liberación de CA en normoxia y en respuesta a estímulos de baja intensidad siendo ineficaz en la liberación inducida por estímulos de intensidad superior; b) el DPCPX y el MRS1754 ha mimetizado los efectos de la cafeína en el CB y el SCH58621 ha sido incapaz de inducir la liberación de CA lo que sugiere que los efectos de la cafeína son mediados por receptores A2B de adenosina que están localizados pré-sinapticamente en las células quimiorreceptoras del CB. 4) la aplicación aguda de cafeína ha inhibido en 52% la actividad quimiosensora del CSN inducida por la hipoxia siendo este efecto mediado respectivamente por receptores de adenosina A2A pós-sinápticos y A2B pré-sinápticos lo que indica que la actividad quimiosensora inducida por la hipoxia es controlada por la adenosina. 5) existe una interacción entre los receptores A2B y D2 que controla la liberación de CA del CB de rata ya que: a) el sulpiride, un antagonista de los receptores D2, ha aumentado la liberación de CA de las células quimiorreceptoras revertiendo el efecto inhibitorio de la cafeína sobre esta misma liberación; b) los antagonistas de los receptores D2, domperidona y haloperidol, han aumentado la liberación basal e evocada de CA de las células quimiorreceptoras confirmando la presencia de autorreceptores D2 en el CB de rata que controlan la liberación de CA a través de un mecanismo de feed-back negativo; c) la propilnorapomorfina, un agonista D2, ha inhibido la liberación basal e evocada de CA sendo este efecto revertido por la NECA, un agonista de los receptores A2B. Ya que la NECA potencia el efecto del haloperidol en la liberación de CA la interacción entre los D2 y A2B puede también ocurrir al nivel de segundos mensajeros, como el cAMP. 6) la ingestión crónica de cafeína en ratas controlo (normóxicas) no ha cambiado significativamente la función basal del CB medida como la dinámica de sus neurotransmisores, dopamina, ATP y adenosina y como actividad quimiosensora del CSN. Al revés de lo que pasa con los efectos básales, la ingestión crónica de cafeína facilitó la respuesta a la hipóxia, ya que ha aumentado la respuesta ventilatória medida como volumen minuto presentando también una clara tendencia para aumentar la actividad quimiosensora del CSN y aumentar la liberación de ATP y dopamina. 7. Después de un período de 15 días de hipoxia crónica se puede observar el fenómeno de climatización ya que las respuestas ventilatórias a la hipoxia están aumentadas, así como la actividad quimiosensora del CSN basal e inducida por la hipoxia. Los cambios observados en el metabolismo de la dopamina, así como en la liberación basal de dopamina y de adenosina podrían contribuir para la climatización en hipoxia crónica. El aumento en la liberación de adenosina en respuesta a la hipoxia aguda en ratas sometidas a hipoxia crónica sugiere un papel para la adenosina en el mantenimiento/aumento de las respuestas ventilatórias a la hipoxia aguda en hipoxia crónica sostenida. Se ha observado también que la liberación de ATP inducida por la hipoxia aguda está disminuida en hipoxia crónica y que la ingestión crónica de cafeína reverte este efecto para valores similares a los valores controlo, sugiriendo que la adenosina podría modular la liberación de ATP en hipoxia crónica. 8. la ingestión crónica de cafeína ha inducido el aumento del metabolismo de CA en el CB en ratas hipóxicas crónicas, medido como expresión de la tirosina hidroxilase, contenido, síntesis y liberación de CA. 9. la ingestión crónica de cafeína no ha inducido cambios en la actividad quimiosensora del CSN en ratas hipóxicas crónicas sin embargo las respuestas do CSN a una hipoxia intensa y moderada y a la hipercapnia están disminuidas. Este efecto inhibitorio que es debido a la ingestión crónica de cafeína es compensado al nivel de los quimiorreceptores centrales ya que los parámetros ventilatórios en condiciones básales y en respuesta a la hipoxia aguda no están modificados en ratas expuestas durante 15 días a una atmósfera hipóxica. Resumiendo se puede concluir que la adenosina en situaciones de hipoxia aguda así como en hipoxia crónica tiene un papel excitatório en la actividad quimiosensora del CB actuando directamente en los receptores A2A localizados pós-sinapticamente en el CSN, así como controlando la liberación de dopamina pré-sinaptica vía receptores A2B localizados en las células quimiorreceptoras. Las interacciones entre los receptores A2B y D2 observadas en las células quimiorreceptoras del CB podrían explicar el aumento del metabolismo de CA observado después de la ingestión crónica de cafeína en animales hipóxicos. Por fin, pero no menos importante se puede concluir que durante la climatización a la hipoxia la acción inhibitoria de la cafeína, medida como respuesta ventilatória, mediada por los quimiorreceptores periféricos es compensada por los efectos excitatórios de esta xantina al nivel de los quimiorreceptores centrales.

Technology market transfer plan launch of DELIVES to E.U. Market©

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Biotecnologia

O controlo da tuberculose em Portugal : uma apreciação crítica epidemiológica gl

RESUMO - Com tanto ruído informativo e peças de informação incompletas e descontextualizadas, relativos ao controlo da tuberculose em Portugal, a chegarem ao cidadão e aos profissionais de saúde, não é fácil que eles disponham do conhecimento necessário ao desempenho dos respectivos papéis nesse controlo. O presente artigo pretende contribuir para um ganho real em conhecimento quanto (1) ao progresso no controlo da tuberculose em Portugal, enquadrado na evolução desse controlo noutras regiões pertinentes, e (2) aos aspectos do conhecimento disponível e da intervenção na população portuguesa que suscitem especial atenção, para melhoria no futuro imediato. Tem como estratégia integrar, e elevar ao nível de conhecimento, a informação disponibilizada nas fontes mais credíveis e pertinentes, valorizada no contexto da validade das mesmas fontes e da coerência dos diversos componentes. Relata o resultado de um exercício independente de apreciação crítica, com uma perspectiva epidemiológica. São observados: a situação actual, sobretudo a relativa aos anos de 2006 e 2007, e o desempenho do Programa Nacional de Controlo da Tuberculose (PNT), ambos relativizados à evolução recente e ao panorama internacional. O exercício de observação e revisão independentes baseia-se numa selecção de informação oficial e segue o mesmo método de abordagem que a O.M.S. faz nos seus relatórios anuais, à semelhança de outros exercícios já antes realizados. O controlo da tuberculose tem prosseguido a sua tímida, mas firme, evolução favorável, aproximando-se do nível já conseguido nos países seus vizinhos da Europa Ocidental. Em 2007, Portugal contribuiu para os 9 milhões de casos novos anuais, estimados no mundo, com 2916 casos notificados. A este número corresponde a taxa de incidência notificada de 25,7 por 100 000 habitantes e uma redução de 14% em relação ao ano anterior. Esta evolução afigura-se animadora, ainda que seja desejável um impacte mais acentuado do PNT, conforme é de esperar considerando o grau de desenvolvimento do País. A taxa de detecção de casos novos estimada é elevada e continua uma das melhores da Europa Ocidental — o que desfavorece artificialmente a imagem notificada do País, relativamente aos países com pior capacidade de detecção. A taxa de sucesso terapêutico melhorou de novo, situando- -se acima da meta de 85% preconizada pela O.M.S, para um bom controlo da tuberculose. Uma das consequências importantes é que se consegue um melhor aproveitamento da detecção habitualmente alcançada. O conhecimento no seu conjunto aponta para que o grau de controlo possa e deva realmente ser melhorado, sendo imperiosa a discriminação positiva das áreas geográficas e dos grupos populacionais em que tende a concentrar-se a emergência de maior número de casos e de resistências aos medicamentos. Deverão assim ser reforçados selectivamente tanto os meios de detecção e de intervenção clínica, como a qualidade da organização local da intervenção, para o cumprimento efectivo da estratégia DOTS. Enquanto programa vertical que atravessa os diversos níveis do sistema de cuidados de saúde, o desempenho do PNT sofre os efeitos das atribulações desses serviços, sobretudo os de cuidados primários, funcionando como uma «situação-marcadora» quanto ao desempenho do sistema de saúde. A evidência é de que é nesta primeira linha de cuidados que se decide o sucesso na detecção e no tratamento dos casos de tuberculose, reflectindo-se também aí o grau de desenvolvimento social e os comportamentos das populações, por sua vez determinantes do risco de doença e do sucesso terapêutico. ------------------- ABSTRACT - It is not easy that both the citizen and health professionals get enabled with the required knowledge, in order do play the corresponding roles in the control of tuberculosis, considering all the information noise and incomplete, out of context information pieces about the subject, that reach them. This paper is envisaging to contribute for a real gain in knowledge, regarding: (1) the progress in tuberculosis control in Portugal, framed by the evolution of such control in other pertinent regions and (2) the available knowledge and intervention aspects in the Portuguese population that require a special attention, for improvement. The article’s strategy is to integrate, and raise to a knowledge level, information provided by the most accredited and pertinent sources, interpreted as a function of the validity context of the same sources and of the coherence of the several components. Two aspects are observed: the current situation, in particular concerning years 2006 and 2007, and the performance of the National Programme for the Tuberculosis Control (PNT), both made relative to the recent evolution and to the international panorama. This independent observation and revision exercise is based on a selection of official information and follows the same approach that the World Health Organization (W.H.O.) uses in its annual reports, like other similar exercises previously undertaken. The control of tuberculosis is evolving in a shy, but firm, fashion, getting closer to the level already attained by the neighbor countries, in Western Europe. Portugal has contributed with 2916 new notified cases, to the 9 million annual cases estimated in the world, in 2007. This number corresponds to an incidence rate, for notified cases, of 25.7 per 100000 population, and to a reduction of 14% in one year. Such evolution seems encouraging, although a greater impact of PNT is desirable, as expected in relation to the degree of the Country development. Estimated new cases detection rate is high and keeps being one of the best in Western Europe — and this artificially disadvantages the notified image of the Country, as compared with other countries having a worst detection capacity. Treatment success rate has improved again and it is above the 85% target proposed by W.H.O., so that a good control of the disease is achieved. One of the important consequences is a better use of the attained detection. Altogether, knowledge suggests that the degree of control can and must be in fact better; and that a positive discrimination of geographic areas and population groups, in which a greater number of new cases and drug resistances tend to concentrate, is mandatory. Therefore, either clinical detection and intervention resources, or the quality of the local intervention organization have to be reinforced, if a total fulfillment of DOTS strategy is to be obtained. As a vertical programme that crosses the several levels of the health care system, PNT performance suffers the effects of services tribulations, mainly primary care, thus acting as a «markersituation » as to this system performance. Evidence shows that it is in this first line of care that success in both detection and treatment of tuberculosis cases is decided; and that this level also reveals the degree of social developmen

User friendly knowledge acquisition system for medical devices actuation

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Providing energy efficiency location-based strategies for buildings using linked open data

Dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the Degree of Master of Science in Geospatial Technologies.

Promoção da saúde mental em espaço urbano

RESUMO: A saúde pública deve estar atenta aos contextos e às mudanças sociais, políticas, económicas, científicas e tecnológicas com que se confrontam constantemente as comunidades, particularmente em situações de grandes transformações como o momento que a União Europeia atravessa. A urbanização é provavelmente a mudança demográfica mais importante das últimas décadas. Tendo importantes repercussões sobre a saúde mental, é importante desenvolver a investigação neste domínio, de forma multidisciplinar e integrando a compreensão dos diferentes determinantes sociais, psicológicos e físicos. As políticas de saúde mental tornaram-se uma parte importante da política social e da sociedade de bem-estar, em particular se considerarmos a urbanização das nossas comunidades. Considerar a saúde mental em espaço urbano é fundamentalmente estudar como um espaço particular pode influenciar a saúde. Baseado nesta reflexão, desenvolveu-se uma investigação participada de base comunitária, com recurso a uma metodologia de estudo de caso. Recorreu-se a dezenas de documentos de referência local, registos em arquivo, à observação direta, à observação participante e à observação in loco do espaço urbano. Foi utilizada uma amostragem em bola de neve, estratificada, para selecionar 697 habitantes de uma cidade da área metropolitana de Lisboa. Estes habitantes foram entrevistados por 42 entrevistadores, previamente formados, assim como foram enviados questionários online dirigidos aos professores (196) e aos Técnicos Superiores de Serviço Social (12) em exercício no espaço urbano em estudo, para a caraterização sociodemográfica e para avaliação de indicadores de saúde, de indicadores relacionados com a saúde e de indicadores estruturais de saúde mental. Os resultados mostraram um espaço urbano promotor de saúde estrutura-se para capacitar os seus cidadãos a se integrarem ativamente no funcionamento da sua comunidade. Foram identificadas algumas caraterísticas como 1) o início do processo de promoção da saúde mental ser o mais precoce possível; 2) a participação comunitária ativa, num sentimento de segurança individual e comunitária, envolvendo estruturas governamentais e não-governamentais; 3) a solidariedade e a inclusão, promovendo o voluntariado e a promoção do suporte social e desenvolvendo a coesão social; 4) o reconhecimento das necessidades expressas pelos habitantes; 5) a identificação de respostas para a conciliação entre vida pessoal, familiar e profissional; 6) as estruturas de acompanhamento dos grupos sociais mais desfavorecidos; 7) as estratégias de combate ao isolamento envolvendo a população sénior e outros grupos minoritários ativamente no processo de reorganização do seu funcionamento social; 8) uma efetiva governança e gestão relacional por parte dos poderes locais, centrando a vida quotidiana da comunidade nas pessoas. A investigação participada de base comunitária constitui um instrumento útil e eficaz no desenho de planos locais de promoção da saúde mental para encontrar respostas ao desafio em saúde pública: a saúde mental e a urbanização.

Bacterial peptidoglycan biosynthesis and recognition by the innate immune system

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Influence of abiotic stress factors on VOCs emission from Portuguese rice paddy fields: relation with increased climate change

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente Perfil de Gestão de Sistemas Ambientais

Padrão de prescrição de psicofármacos em unidades de internamento agudo de serviços de psiquiatria em Portugal

RESUMO: Os psicofármacos desempenham um papel central no tratamento das doenças mentais. Apesar das divergências verificadas nos padrões de prescrição de psicofármacos intra e inter países, diversos estudos têm alertado para os riscos da polifarmácia e da sobredosagem, particularmente de antipsicóticos. Em Portugal, o Plano Nacional de Saúde Mental 2007-2016 prevê a monitorização periódica do padrão de prescrição de psicofármacos. No entanto, apenas existem dados relativos à utilização de psicofármacos em ambulatório, faltando dados relativos ao padrão de prescrição nos cuidados especializados. Este estudo teve como principal objetivo estabelecer o Padrão de Prescrição de Psicofármacos em Unidades de Internamento Agudo de Serviços de Psiquiatria em Portugal e determinar a prevalência da polifarmácia e sobredosagem antipsicótica, de modo a recolher dados que possam servir de base para posteriores monitorizações. Métodos: “Censo de 1 dia” da prescrição de psicofármacos em 12 Unidades de Internamento Agudo de Psiquiatria em Portugal, num total de 272 doentes. Resultados: A larga maioria (94,1%) dos doentes incluídos estava medicada com mais do que um psicofármaco. Apenas 1,1% dos doentes não tinham qualquer psicofármaco prescrito e 4,8% encontravam-se em monoterapia. A média de psicofármacos prescritos por doente era de 3,2±1,3, significativamente superior nos indivíduos do sexo feminino, naqueles com antecedentes de acompanhamento em consulta de psiquiatria, nos que tinham internamentos prévios e nos que estavam internados voluntariamente. As classes de psicofármacos mais prescritas de modo regular eram os antipsicóticos (prescritos a 87,5% dos doentes), as benzodiazepinas (81,2% dos doentes), os antidepressivos (39% dos doentes) e os estabilizadores de humor (31,6% dos doentes). Dos doentes medicados com antipsicóticos, 41,6% tinham prescritos pelo menos 2 antipsicóticos em associação e esta prescrição combinada era significativamente superior nos doentes com internamento prévio e naqueles que tinham prescrito um antipsicótico injetável de ação prolongada. Excluindo as prescrições em SOS, encontraram-se prescritas doses de antipsicóticos superiores às recomendadas em 13,9% dos doentes, os quais eram significativamente mais novos. A sobredosagem antipsicótica era significativamente superior nos doentes do sexo masculino, nos desempregados e reformados, naqueles com internamento prévio, nos que estavam internados compulsivamente, naqueles com diagnóstico de “esquizofrenia ou outra psicose”, naqueles medicados com antipsicóticos em associação e nos que faziam antipsicóticos injetáveis de ação prolongada. Incluindo as prescrições de antipsicóticos em SOS, presentes em mais de metade dos doentes, a percentagem de doentes em sobredosagem antipsicótica atingia os 49,2%. Conclusão: Os resultados são indicadores de práticas de prescrição divergentes das recomendadas, o que pode ter implicações clínicas e económicas. Parece imperativo otimizar a prescrição de psicofármacos nas unidades de internamento agudo de psiquiatria em Portugal, no sentido de melhorar a qualidade dos serviços prestados ---------------- ABSTRACT: Psychotropic drugs play a central role in the treatment of mental disorders. Despite the variation in patterns of psychotropic prescription within and between countries, several studies have warned about the risks of prescribing more than one psychotropic drug at a time and “high-doses”, particularly antipsychotics. The Portuguese National Mental Health Plan (2007–2016) includes regular monitoring of patterns of psychiatric drug prescription. However, there is only available data on the pattern of use in outpatients, but no information regarding prescribing patterns at the level of specialized care. This study aimed to establish psychotropic drug prescribing patterns in acute psychiatric wards across Portugal and to determine the prevalence of antipsychotic polypharmacy and “high-doses” treatment, in order to collect data that can serve as a baseline for future monitoring. Methods: "One day census" of psychotropic drug prescribing in 12 Acute Inpatient Psychiatry Units in Portugal, in a total of 272 patients. Results: The majority (94.1%) of patients were treated with more than one psychotropic drug. Only 1.1% of patients had no psychotropic drugs prescribed and 4.8% were on monotherapy. The average prescribed psychotropics per patient was 3.2 ± 1.3, significantly higher in females, in patients with a psychiatry history, in patients with previous admissions and in patients admitted voluntarily. The most commonly prescribed classes of psychotropic drugs on a regular basis were: antipsychotics (87.5% of patients), benzodiazepines (81.2% of patients), antidepressants (39% of patients) and mood stabilizers (31.6% of patients). Of patients taking antipsychotics, 41.6% had at least 2 antipsychotics prescribed in combination, and this prescription combination was significantly higher in patients with previous hospitalization and those who had been prescribed a long-acting injectable antipsychotic. Excluding p.r.n. prescriptions, we verified higher than recommended antipsychotic doses in 13.9% of patients, which were significantly younger. Antipsychotic “high-doses” was significantly higher in males, unemployed and pensioner patients, patients with previous hospitalization, involuntary admitted patients, those diagnosed with "schizophrenia or other psychosis", patients with a combination of 2 or more antipsychotics and in patients with long-acting injectable antipsychotics. Including antipsychotics p.r.n. prescriptions, present in more than a half of patients, the percentage of those on antipsychotic “high-doses” reached 49.2%. Conclusion: These results are indicative of prescribing practices divergent of those that are recommended, and this may have clinical and economic implications. It seems imperative to optimize the prescription of psychotropic drugs in Portuguese Acute Inpatient Psychiatry Units, in order to improve the quality of services provided.