New analytical methodologies for doping control – detection of anabolic androgenic steroids in human urine

Dissertation submitted to Faculdade de Ciências e Tecnologia - Universidade Nova de Lisboa in fulfilment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy (Biochemistry - Biotechnology)

Identificação das fontes de contaminação fecal nas águas superficiais do Rio Tejo

As águas são potenciais vias de infeção, pois servem como veículos para disseminação de possíveis microrganismos patogénicos que podem levar a surtos. Por isso é importante manter os ambientes aquáticos livres de microrganismos. Para isso é necessário a constante monitorização desses ambientes. Isto é realizado através da utilização de microrganismos indicadores (FIB), que sugerem o nível de poluição fecal da água. Porém, tem sido demonstrado que os FIB possuem graves falhas na identificação de certos tipos de microrganismos, como por exemplo, os vírus, assim como na identificação da fonte de contaminação fecal. A partir disso surgiu o Microbial Source Tracking (MST), que tem como objetivo principal a identificação específica do hospedeiro ou ambiente causador da contaminação fecal. Neste estudo foram utilizadas uma combinação de diferentes métodos, sendo a maioria destas técnicas moleculares, para fornecer uma nova abordagem prática, viável e integrável a partir da utilização das amostras ambientais retiradas do Rio Tejo. Para isso foram efetuadas colheitas totalizando 73 amostras em quatro pontos diferentes no rio Tejo: VFX, MPN, ALC e Belém. Nestes pontos foram analisados quantitativamente os marcadores bacteriológicos E. coli e EF; os considerados potenciais indicadores de vírus, CS e Bacteriófagos de GB-124 e marcadores moleculares HAdV, mtDNA humano, bovino, suíno e de aves de consumo humano. Foram encontradas positividades para todos os pontos, com 99% para E. coli, 97% para EF, 99% para CS, 1% para Bacteriófagos de GB-124, 40% para HAdV, 90% para mtDNA humano, 92% mtDNA bovino, 58% mtDNA suíno, 37% mtDNA de aves de consumo humano. Estes marcadores foram também correlacionados, e devido à fraca correlação encontrada, os resultados indicam que as informações fornecidas pelos indicadores bacteriológicos e CS são diferentes das informações obtidas pelos indicadores moleculares.

Ocorrência de fungos e bactérias em águas não tratadas destinadas a consumo humano

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Biotecnologia

Gastrointestinal symbionts of chimpanzees in Cantanhez National Park, Guinea-Bissau with respect to habitat fragmentation

One of the major factors threatening chimpanzees (Pan troglodytes verus) in Guinea-Bissau is habitat fragmentation. Such fragmentation may cause changes in symbiont dynamics resulting in increased susceptibility to infection, changes in host specificity and virulence. We monitored gastrointestinal symbiotic fauna of three chimpanzee subpopulations living within Cantanhez National Park (CNP) in Guinea Bissau in the areas with different levels of anthropogenic fragmentation. Using standard coproscopical methods (merthiolate-iodine formalin concentration and Sheather's flotation) we examined 102 fecal samples and identified at least 13 different symbiotic genera (Troglodytella abrassarti, Troglocorys cava, Blastocystis spp., Entamoeba spp., Iodamoeba butschlii, Giardia intestinalis, Chilomastix mesnili, Bertiella sp., Probstmayria gombensis, unidentified strongylids, Strongyloides stercoralis, Strongyloides fuelleborni, and Trichuris sp.). The symbiotic fauna of the CNP chimpanzees is comparable to that reported for other wild chimpanzee populations, although CNP chimpanzees have a higher prevalence of Trichuris sp. Symbiont richness was higher in chimpanzee subpopulations living in fragmented forests compared to the community inhabiting continuous forest area. We reported significantly higher prevalence of G. intestinalis in chimpanzees from fragmented areas, which could be attributed to increased contact with humans and livestock.

Aplicação de métodos moleculares ao diagnóstico de Giardia lamblia e de Entamoeba spp.

Entamoeba histolytica e Giardia lamblia são protozoários com distribuição mundial que frequentemente infectam o Homem, sendo causadores de elevada morbilidade associada com quadros de diarreia. Este estudo consistiu na utilização de métodos moleculares na detecção e identificação destes parasitas em amostras de fezes recebidas no Laboratório de Patologia Tropical do Instituto de Higiene e Medicina Tropical (Lisboa, Portugal), no período decorrente entre Setembro de 2007 e Agosto de 2009. . Foi igualmente avaliada a eficácia e custo-benefício de um método alternativo de conservação para material biológico fecal – o papel de filtro, para subsequente extracção de DNA. Foram analisadas microscopicamente 80 amostras, 23,8 % (19/80) das quais positivas para Giardia e 27,5% (22/80) positivas para Entamoeba spp.. Através do método molecular da PCR, amplificou-se com sucesso DNA de Giardia para o gene ssurRNA em 94,7% (18/19) das amostras microscopicamente positivas. No que se refere às amostras positivas por exame microscópico para Entamoeba spp foi detectada E. dispar em 50,0% (11/22) das amostras após amplificação de parte do gene 16S rRNA. Adicionalmente foi também detectado DNA de E. histolytica em 20,0% (4/20) das amostras analisadas, microscopicamente negativas para Entamoeba spp.. Neste estudo realizou-se a genotipagem de G. lamblia utilizando parte dos genes bg (beta-giardina), tpi (triose-fosfato isomerase) e gdh (glutamato desidrogenase), que revelou haver 61,5% (8/13) dos isolados pertencentes ao genótipo B e 38,5% (5/13) do genótipo A. A determinação de subgenótipos através da análise de SNP’s para os 3 genes só foi possível para o gene bg do genótipo A, revelando 3 amostras correspondentes ao subgenótipo A2 e uma para o subgenótipo A3. Para os restantes genes não foi possível a determinação de subgenótipos devido à presença de polimorfismos genéticos para ambos os genótipos A e B. Realizou-se também a análise filogenética concatenada que apenas permitiu a integração de três amostras identificadas com o genótipo A no subgenótipo AII. Os resultados obtidos neste trabalho demonstram que a microscopia associada às técnicas moleculares possibilita a diferenciação das espécies do complexo Entamoeba favorecendo o correcto diagnóstico desta patologia e consequente tratamento. Para além disso, o uso dos métodos moleculares contribuiu para o esclarecimento e compreensão dos genótipos de Giardia em humanos. Neste estudo a utilização do método de conservação, papel de filtro apresentou um menor custo e elevada eficácia em relação aos métodos normalmente utilizados, conservação a -20ºC. Sugerindo a sua utilização com sucesso em estudos epidemiológicos em especial em zonas endémicas de condições precárias.

Development of novel ionic liquids based on biological molecules

Ionic Liquids (ILs) belong to a class of compounds with unusual properties: very low vapour pressure; high chemical and thermal stability and the ability to dissolve a wide range of substances. A new field in research is evaluating the possibility to use natural chiral biomolecules for the preparation of chiral ionic liquids (CILs). This important challenge in synthetic chemistry can open new avenues of research in order to avoid some problems related with the intrinsic biodegradability and toxicity associated to conventional ILs. The research work developed aimed for the synthesis of CILs, their characterization and possible applications, based on biological moieties used either as chiral cations or anions, depending on the synthetic manipulation of the derivatives. Overall, a total of 28 organic salts, including CILs were synthesized: 9 based on L-cysteine derivatives, 12 based on L-proline, 3 based on nucleosides and 4 based on nucleotides. All these new CILs were completely characterized and their chemical and physical properties were evaluated. Some CILs based on L-cysteine have been applied for discrimination processes, including resolution of racemates and as a chiral catalyst for asymmetric Aldol condensation. L-proline derived CILs were also studied as chiral catalysts for Michael reaction. In parallel, the interactions of macrocyclic oligosugars called cyclodextrins (CDs) with several ILs were studied. It was possible to improve the solubility of CDs in water and serum. Additionally, fatty acids and steroids showed an increase in water solubility when ILs-CDs systems were used. The development of efficient and selective ILs-CDs systems is indispensable to expand the range of their applications in host-guest interactions, drug delivery systems or catalytic reactions. Novel salts derived from nucleobases were used in order to enhance the fluorescence in aqueous solution. Additionally, preliminary studies regarding ethyl lactate as an alternative solvent for asymmetric organocatalysis were performed.