Estabilização dinâmica em patologia degenerativa da coluna lombar: estado da arte e contributo pessoal

Resumo Este trabalho encontra-se dividido em três capítulos distintos. No primeiro, é caracterizada a doença degenerativa lombar, demorando-se o autor na descrição pormenorizada das alterações anatómicas, biomecânicas, e bioquímicas inerentes à sua ocorrência. Segue-se a descrição da evolução das diferentes formas de terapêutica, enumerando as que de forma clássica mais frequentemente são utilizadas (cirúrgicas e não cirúrgicas). No segundo capítulo, são referidos os mais recentes avanços tecnológicos nesta área, mencionando, nas suas vertentes biomecânicas, clínicas e terapêuticas, as particularidades das estabilizações dinâmicas interespinhosas e pediculares, bem como da artroplastia de disco. Após esta longa introdução, inicia-se o terceiro capítulo no qual se apresenta um estudo prospectivo da avaliação clínica, funcional, imagiológica e da variação da densidade mineral óssea vertebral em 20 doentes com patologia degenerativa, tratados com sistemas de estabilização dinâmica semi-rígida interespinhosa, e seguidos durante dois anos. Do estudo realizado conclui-se que os sistemas referidos são eficazes clínica e funcionalmente no tratamento de doentes com doença degenerativa lombar. Mais ainda, estes instrumentais proporcionam um aumento da altura do disco confirmado na incidência radiográfica de perfil no nível instrumentado. Constatámos ainda que a densidade mineral óssea vertebral dos doentes intervencionados, avaliada com sistema DXA, não demonstra diferenças com significância estatística ao longo do tempo, omparativamente à determinada em idêntica população mas sem qualquer patologia lombar. Acresce que se obteve uma correlação entre a funcionalidade física e a BMD radial, com significância estatística crescente nas duas medições realizadas. Abstract This study is divided in three different chapters. In the first one the author describes the anatomical, biomechanical and biochemical changes that go along with degenerative lumbar spine disease. The therapeutically possibilities are mentioned, mainly with the classic fusion and decompression as well as the non surgical options. Then, in the second chapter, the author describes, from the biomechanical, clinical and therapeutically point of view, the new techniques of dynamic stabilization, interspinous and pedicular systems, as well as disc replacement. After this introduction, in the third chapter a prospective clinical, functional, imagiologic and vertebral bone mineral density variation study is presented. Twenty patients with degenerative lumbar spine disease are selected, and operated with a semi rigid interspinous system device, and followed for a two year period. The author concludes that the interspinous semi rigid systems were clinically and functionally effective in lumbar degenerative patients. It was also founded that the disc height at the implant segment level increased after surgery. Bone density was assessed with a DXA system device. As far as vertebral bone density is concerned, the author found no differences what so ever inside the group during the study, or to an identical control group without any lumbar pathology. The correlation study between the BMD and physical function showed that there was only significant statistically data in radial BMD measurement, and this happened with growing correlation from year 2006 to 2007.

Cellular reprogramming strategies for degenerative disorders involving the retinal pigment epithelium

RESUMO: A reprogramação celular permite que uma célula somática seja reprogramada para outra célula diferente através da expressão forçada de factores de transcrição (FTs) específicos de determinada linhagem celular, e constitui uma área de investigação emergente nos últimos anos. As células somáticas podem ser experimentalmente manipuladas de modo a obter células estaminais pluripotentes induzidas (CEPi), ou convertidas directamente noutro tipo de célula somática. Estas descobertas inovadoras oferecem oportunidades promissoras para o desenvolvimento de novas terapias de substituição celular e modelos de doença, funcionando também como ferramentas valiosas para o estudo dos mecanismos moleculares que estabelecem a identidade celular e regulam os processos de desenvolvimento. Existem várias doenças degenerativas hereditárias e adquiridas da retina que causam deficiência visual devido a uma disfunção no tecido de suporte da retina, o epitélio pigmentar da retina (EPR). Uma destas doenças é a Coroideremia (CHM), uma doença hereditária monogénica ligada ao cromossoma X causada por mutações que implicam a perda de função duma proteína com funções importantes na regulação do tráfico intracelular. A CHM é caracterizada pela degenerescência progressiva do EPR, assim como dos foto-receptores e da coróide. Resultados experimentais sugerem que o EPR desempenha um papel importante na patogénese da CHM, o que parece indicar uma possível vantagem terapêutica na substituição do EPR nos doentes com CHM. Por outro lado, existe uma lacuna em termos de modelos in vitro de EPR para estudar a CHM, o que pode explicar o ainda desconhecimento dos mecanismos moleculares que explicam a patogénese desta doença. Assim, este trabalho focou-se principalmente na exploração das potencialidades das técnicas de reprogramação celular no contexto das doenças de degenerescência da retina, em particular no caso da CHM. Células de murganho de estirpe selvagem, bem como células derivadas de um ratinho modelo de knockout condicional de Chm, foram convertidos com sucesso em CEPi recorrendo a um sistema lentiviral induzido que permite a expressão forçada dos 4 factores clássicos de reprogramação, a saber Oct4, Sox2, Klf4 e c-Myc. Estas células mostraram ter equivalência morfológica, molecular e funcional a células estaminais embrionárias (CES). As CEPi obtidas foram seguidamente submetidas a protocolos de diferenciação com o objectivo final de obter células do EPR. Os resultados promissores obtidos revelam a possibilidade de gerar um valioso modelo de EPR-CHM para estudos in vitro. Em alternativa, a conversão directa de linhagens partindo de fibroblastos para obter células do EPR foi também abordada. Uma vasta gama de ferramentas moleculares foi gerada de modo a implementar uma estratégia mediada por FTs-chave, seleccionados devido ao seu papel fundamental no desenvolvimento embrionário e especificação do EPR. Conjuntos de 10 ou menos FTs foram usados para transduzir fibroblastos, que adquiriram morfologia pigmentada e expressão de alguns marcadores específicos do EPR. Adicionalmente, observou-se a activação de regiões promotoras de genes específicos de EPR, indicando que a identidade transcricional das células foi alterada no sentido pretendido. Em conclusão, avanços significativos foram atingidos no sentido da implementação de tecnologias de reprogramação celular já estabelecidas, bem como na concepção de novas estratégias inovadoras. Metodologias de reprogramação, quer para pluripotência, quer via conversão directa, foram aplicadas com o objectivo final de gerar células do EPR. O trabalho aqui descrito abre novos caminhos para o estabelecimento de terapias de substituição celular e, de uma maneira mais directa, levanta a possibilidade de modelar doenças degenerativas da retina com disfunção do EPR numa placa de petri, em particular no caso da CHM.---------------ABSTRACT: Cellular reprogramming is an emerging research field in which a somatic cell is reprogrammed into a different cell type by forcing the expression of lineage-specific transcription factors (TFs). Cellular identities can be manipulated using experimental techniques with the attainment of pluripotency properties and the generation of induced Pluripotent Stem (iPS) cells, or the direct conversion of one somatic cell into another somatic cell type. These pioneering discoveries offer new unprecedented opportunities for the establishment of novel cell-based therapies and disease models, as well as serving as valuable tools for the study of molecular mechanisms governing cell fate establishment and developmental processes. Several retinal degenerative disorders, inherited and acquired, lead to visual impairment due to an underlying dysfunction of the support cells of the retina, the retinal pigment epithelium (RPE). Choroideremia (CHM), an X-linked monogenic disease caused by a loss of function mutation in a key regulator of intracellular trafficking, is characterized by a progressive degeneration of the RPE and other components of the retina, such as the photoreceptors and the choroid. Evidence suggest that RPE plays an important role in CHM pathogenesis, thus implying that regenerative approaches aiming at rescuing RPE function may be of great benefit for CHM patients. Additionally, lack of appropriate in vitro models has contributed to the still poorly-characterized molecular events in the base of CHM degenerative process. Therefore, the main focus of this work was to explore the potential applications of cellular reprogramming technology in the context of RPE-related retinal degenerations. The generation of mouse iPS cells was established and optimized using an inducible lentiviral system to force the expression of the classic set of TFs, namely Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc. Wild-type cells, as well as cells derived from a conditional knockout (KO) mouse model of Chm, were successfully converted into a pluripotent state, that displayed morphology, molecular and functional equivalence to Embryonic Stem (ES) cells. Generated iPS cells were then subjected to differentiation protocols towards the attainment of a RPE cell fate, with promising results highlighting the possibility of generating a valuable Chm-RPE in vitro model. In alternative, direct lineage conversion of fibroblasts into RPE-like cells was also tackled. A TF-mediated approach was implemented after the generation of a panoply of molecular tools needed for such studies. After transduction with pools of 10 or less TFs, selected for their key role on RPE developmental process and specification, fibroblasts acquired a pigmented morphology and expression of some RPE-specific markers. Additionally, promoter regions of RPE-specific genes were activated indicating that the transcriptional identity of the cells was being altered into the pursued cell fate. In conclusion, highly significant progress was made towards the implementation of already established cellular reprogramming technologies, as well as the designing of new innovative ones. Reprogramming into pluripotency and lineage conversion methodologies were applied to ultimately generate RPE cells. These studies open new avenues for the establishment of cell replacement therapies and, more straightforwardly,raise the possibility of modelling retinal degenerations with underlying RPE defects in apetri dish, particularly CHM.

Abordagem farmacoepidemiológica da terapêutica no idoso: um ensaio em meio hospitalar

Introdução: O envelhecimento demográfico e o aumento da esperança de vida, criam condições para uma maior incidência de doenças degenerativas. Vários aspectos críticos envolvem a medicação no idoso, tais como: polimedicação frequente, com risco acrescido de ocorrência de reacções adversas, relacionadas com interacções medicamentosas e eventual medicação desaconselhada, em que o risco pode ser superior ao benefício. Estes aspectos são particularmente críticos no idoso hospitalizado. Objectivo: Este estudo teve como objectivo estimar a prevalência da polimedicação em idosos hospitalizados e analisar a medicação considerada inadequada nesta população. Participantes e metodologia: Seguiu-se um modelo retrospectivo descritivo transversal, reportando-se os dados a um período de um ano e meio, incidindo sobre o último internamento. A natureza da medicação, foi analisada de acordo com o Formulário Terapêutico Nacional, Resumo das Caracteristicas do Medicamento e com critérios de Beers-2002.Englobou 100 idosos (>65 anos) utentes do Hospital Cuf Descobertas, em regime de internamento. Os dados pessoais e clínicos e respectivo mapa farmacoterapêutico, foram introduzidos em base de dados construída para este estudo, em Access 2003 SP2. Procedeu-se à analise estatística (SPSS 13,0), descritiva, com cálculo de medidas de tendência central; análise univariada para todas as variáveis relevantes e análise bi-variada para quantificar a prevalência da polimedicação por sexo e grupo etário. Resultados:Dos doentes estudados (65-98 anos), maioritariamente femininos, 7 apresentavam 4 patologias em simultâneo, 13:3 patologias, 27:2 patologias e 30:1 patologia. Em 23 não se verificou qualquer patologia crónica. A hipertensão (n=49:27,5%) e a patologia cardiovascular (n=41:23%) foram as mais frequentemente encontradas na amostra em estudo sendo as de menor frequência a patologia reumática (n=1:0,56%), a osteoporose e os problemas psíquicos (n=2:1,12%. A prevalência de polimedicação foi de 84% e nº de medicamentos prescrito em simultâneo variou entre 2 e 23.Não se observou associação entre a polimedicação, a idade: e o sexo. Em apenas um caso foi identificado um medicamento desaconselhado em função do diagnóstico (metoclopramida:Parkinson), e independentemente do diagnóstico a amiodariona foi o mais frequente (25%), hidroxizina (22%), ticlopidina (2%) e cetorolac (1%). Conclusões: A polimedicação é um fenómeno muito frequente nos idosos hospitalizados; o número de medicamentos envolvidos pode ser elevado e a prevalência de medicamentos que requerem uma ponderação sobre o risco/benefício no idoso, indicia a vantagem da revisão da terapêutica, impondo-se a implementação de estratégias informativas sobre os mesmos. Background: The demographic aging and expansion of life expectancy create conditions for increased occurrence of degenerative illnesses. Several critical aspects involve the medication of the elderly, such as: frequent polipharmacy with increased occurrence of adverse drug reactions, related to medication interactions and inappropriate prescribing, in which the benefits can be inferior to the risks.These aspects are particularly critical in the hospitalized elderly. Aim: This study aimed to estimate the prevalence of polipharmacy in hospitalized elderly and to analyze the medication considered inappropriate in this population. Participants and Methodology: A cross sectional model was followed, in which the data used relate to a period of a year and a half, focussing on the last hospitalization. The nature of the medication was analysed according to National Therapeutic Formulary, Drug Characteristics Summary and according to Beers-2002.It considered 100 elderly (>65 years) hospitalized at Hospital Cuf Descobertas. The personal and clinical data and the corresponding pharmacotherapeutic registration were introduced in a database created for this study in Access 2003 SP2. Descriptive statistics was calculated trough SPSS 13,0,.Exploraty analysis consisted in measures of average and spread for all variable considered relevant and univariate and bivariate analysis to quantify the prevalence of polipharmacy by sex and age and to relate polipharmacy with inappropriate medication. Results: Of the patients studied (65-98 years), the majority were women, 7 presented 4 pathologies, 13:3 pathologies, 27:2 pathologies and 30:1 pathology. In 23 patients there was any chronic pathology. Hypertension (n=49:27,5%) and cardiovascular disease (n=41:23%) were the most frequent disease in our study, and the minimal values were observed in rheumatism (n=1:0,56%), osteoporosis and psychic disorders (n=2:1,12%. The prevalence of polipharmacy was of 84% and the amount of medication simultaneously prescribed varied between 2 and 23.No association was observed between polipharmacy and age or gender. In only one case inappropriate medication was identified concerning diagnosis (metoclopramid: Parkinson), and independent of diagnosis the amiodaron was the most frequent (25%), hydroxyzin (22%), ticlopidin (2%). and ketorolac (1%). Conclusions: Polipharmacy is very prevalent among elderly people admitted to the hospital; the number of inappropriate medication can also be very high and this evidence should be collected in order to accomplish good drug use reviews and informative strategies in the hospital setting.

Vibroacoustic disease II: The biological and acoustical basis of low frequency noise induced pathology

Proceedings Institute of Acoustics (UK); vol. 25, nº2, p. 72-78.

Juvenile Parkinson disease caused by parkin mutations: large deletions and pathogenic mechanisms

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina

Algorithm for the Parkinson’s disease behavioural models characterization using a biosensor

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica