Interacção Parasita-Hospedeiro e susceptibilidade de Leishmania infantum a fármacos

RESUMO As leishmanioses são doenças causadas por um protozoário intracelular pertencente à ordem Kinetoplastida, da família Trypanosomatidae, do género Leishmania. Os parasitas são transmitidos aos hospedeiros vertebrados por dípteros pertencentes à sub-família Phlebotominae. Devido à inexistência de vacinas a quimioterapêutica continua a representar o único mecanismo de prevenção e controlo. Os fármacos de primeira linha para o tratamento da leishmaniose visceral continuam a ser os antimoniais pentavalentes e a anfotericina B (AMB). A AMB lipossómica está a ser cada vez mais utilizada como 1ª linha. O conhecimento do(s) mecanismo(s) utilizados pelos parasitas, responsáveis pela resistência, é fundamental de modo a permitir o desenvolvimento de novos fármacos anti-Leishmania que possam substituir e/ou complementar os fármacos existentes, de uma forma eficaz assim como contribuir para o desenvolvimento de metodologias para avaliar e monitorizar a resistência. Espera-se do modelo animal a reprodução da infecção na Natureza. Os modelos canino e murino têm ajudado na compreensão dos mecanismos responsáveis pela patogénese e pela resposta imunitária à infecção por Leishmania. Sendo o cão o principal hospedeiro da infecção por L. infantum e o principal reservatório doméstico da leishmaniose visceral humana, procedeu-se à caracterização da evolução da infecção experimental em canídeos de raça Beagle através da análise clínica, hematológica, histopatológica, parasitária, assim com através da resposta imunitária desenvolvida. As alterações hematológicas observadas foram as associadas à leishmaniose visceral: anemia, leucopenia, trombocitopenia com aumento das proteínas totais e da fracção gama-globulina, e diminuição da albumina. Histologicamente observou-se nos órgãos viscerais uma reacção inflamatória crónica, acompanhada por vezes da formação de granulomas ricos em macrófagos. Apesar de todos os animais terem ficado infectados (confirmado pela presença do parasita nos vários tecidos e órgãos recolhidos na necrópsia), os únicos sinais clínicos observados transitoriamente foram adenopatia e alopécia. As técnicas moleculares foram significativamente mais eficazes na detecção do parasita do que os métodos parasitológicos convencionais. As amostras não invasivas (sangue periférico e conjuntiva) mostraram ser significativamente menos eficazes na detecção de leishmanias. No nosso modelo experimental não se observou a supressão da resposta celular ao antigénio parasitário e confirmou-se que, apesar de não protectora, a resposta humoral específica é pronunciada e precoce. A bipolarização da resposta imunitária Th1 ou Th2, amplamente descrita nas infecções experimentais por L. major no modelo murino, não foram observadas neste estudo. O facto dos animais não evidenciarem doença apesar do elevado parasitismo nos órgãos viscerais poderá estar relacionado com a expressão simultânea de citocinas de ambos os tipos Th1 e Treg, no baço, fígado, gânglio, medula óssea e sangue periférico. Neste estudo também se caracterizou o efeito da saliva do vector Phlebotomus perniciosus na infecção experimental de murganhos BALB/c com estirpes de L. infantum selvagem e tratada com AMB, inoculadas por via intradérmica. A visceralização da infecção ocorreu após a utilização da via de administração do inóculo que mais se assemelha ao que ocorre na Natureza. Apesar da disseminação dos parasitas nos animais co-inoculados com extracto de uma glândula salivar ter sido anterior à do grupo inoculado apenas com parasitas, não se detectaram diferenças significativas na carga parasitária, entre os três grupos, ao longo do período de observação pelo que, embora a saliva do vector esteja descrita como responsável pela exacerbação da infecção, tal não foi observado no nosso estudo. O aumento de expressão de citocinas esteve relacionado com o aumento do parasitismo mas, tal como no modelo canino, não se observou bipolarização da resposta imunitária. Os animais dos três grupos infectados parecem ter desenvolvido nos diferentes órgãos uma resposta mista dos tipos Th1 e Th2/Treg. Contudo, verificou-se a predominância da expressão Th1 (TNF-α), no fim do período de observação, o que pode estar relacionado com a resolução da infecção. Por outro lado, a presença de parasitas na pele dos animais inoculados com a estirpe L. infantum tratada com AMB permite colocar a hipótese da existência de parasitas resistentes na Natureza e destes poderem ser transmitidos. Após se ter verificado que a estirpe de L. infantum tratada com AMB tinha a capacidade de infectar e visceralizar no modelo murino, analisou-se o seu comportamento em dois dos principais vectores de L. infantum, Lutzomyia longipalpis e P. perniciosus. Os parasitas tratados com AMB apresentaram uma menor capacidade de permanecerem no interior do vector assim como um desenvolvimento mais lento apontando para uma menor capacidade de transmissão das estirpes resistentes a este fármaco, pelo que o tratamento com AMB poderá ser favorável à prevenção e controlo através da interrupção do ciclo de vida do parasita. De modo a determinar in vitro a susceptibilidade de Leishmania aos diferentes fármacos utilizados na terapêutica da leishmaniose humana e canina (Glucantime®, Fungizone®, miltefosine e alopurinol) comparou-se o sistema de promastigotas axénicos com o sistema amatigota-macrófago. Verificou-se que, para as estirpes estudadas, os resultados de ambos os sistemas não apresentavam diferenças significativas sendo a utilização do primeiro mais vantajosa ao ser menos moroso e de mais fácil execução. Seleccionaram-se estirpes quimio-resistentes in vitro, por exposição prolongada a doses crescentes de AMB, tendo-se verificado que os parasitas tratados, apresentaram uma menor susceptibilidade do que os não tratados à acção dos fármacos estudados, com excepção do alopurinol. A diminuição da susceptibilidade das estirpes aos fármacos utilizados poderá facilitar a dispersão de parasitas multiresistentes. Sendo a apoptose um dos mecanismos utilizados pelos parasitas para evitar a indução de uma resposta imune por acção de compostos anti- Leishmania, determinou-se o número de amastigotas apoptóticos assim como a produção de TNF-α e IL-10 pelos macrófagos tratados. Concluiu-se que os compostos conseguiram suprimir a produção de IL-10, inibidora da activação dos macrófagos, contudo nem a produção da citocina pro-inflamatória TNF- α nem a apoptose pareceram ser os principais mecanismos responsáveis à sobrevivência dos parasitas ao contacto com os fármacos.

Investigation of trypanothione synthetase of Leishmania infantum as a potential target for new anti-parasitic drugs

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Risco de introdução de novas espécies de Leishmania na Região do Algarve

As leishmanioses são doenças parasitárias causadas por protozoários do género Leishmania, transmitidas pela picada de flebótomos fêmeas e que causam uma elevada morbilidade e mortalidade em África, América Latina, Ásia, e na Região Mediterrânica. A vigilância da prevalência das leishmanias e dos respectivos vectores, nas regiões endémicas e envolventes, são cruciais para prever o risco de introdução e disseminação de novas espécies de Leishmania que poderão dar origem a novos focos de doença(s). A monitorização da infecção por Leishmania nos flebótomos é importante para a compreensão da eco-epidemiologia e avaliação de programas de controlo. Por outro lado, a transmissão de Leishmania pode envolver um elevado número de hospedeiros vertebrados que podem ser identificados através da análise das refeições hemáticas dos vectores. A Região do Algarve é considerada um foco endémico de leishmaniose(s), humana e canina, desde a década de 1980. O principal objectivo deste estudo foi actualizar a distribuição, a abundância relativa, a densidade e outros aspectos vectoriais das espécies flebotomínicas na Região Algarvia para uma possível aplicação na vigilância epidemiológica. De Maio a Novembro de 2007, foram capturados 1595 flebótomos, de ambos os sexos, através de armadilhas luminosas tipo CDC, em 175 biótopos. Foram identificadas quatro espécies flebotomínicas: Phlebotomus perniciosus, P. ariasi, P. sergenti e Sergentomyia minuta. Após identificação realizaram-se PCRs com alvo no (i) kDNA e na região ITS-1 para detecção da presença de DNA de Leishmania nos flebótomos e (ii) gene do citocromo B mitocondrial para análise das refeições hemáticas. A presença de uma fêmea de P. perniciosus infectada com L. infantum (taxa de infecção total de 0,12%) demonstrou que o Algarve continua a ser um foco de leishmaniose. A presença de P. sergenti e P. papatasi (esta última, encontrada em estudos anteriores) poderão constituir indicadores de risco de introdução/disseminação de L. tropica e L. major devido à mobilidade de turistas e imigrantes (e outros) de áreas endémicas para esta região. A realização, pela primeira vez em Portugal, de uma técnica de biologia molecular para estudo das preferências hemáticas, demonstrou ser uma ferramenta útil, que no futuro poderá eventualmente contribuir para verificar se os vectores apresentam capacidade de adaptação a novos hospedeiros vertebrados.

Comportamento biológico "in vitro" de "novas espécies" de Leishmania no Velho Mundo

As leishmanioses são um grupo de doenças causadas pelo parasita protozoário Leishmania sp. Na Bacia mediterrânica, Leishmania infantum, é a principal espécie causadora de leishmaniose visceral, a forma mais severa da doença, sendo L. major um dos agentes etiológicos da leishmaniose cutânea. Apesar de se considerar que estes parasitas têm uma reprodução essencialmente clonal, nos últimos 20 anos tem vindo a ser descrita a recombinação genética entre diferentes estirpes e espécies, com ocorrência de híbridos naturais, quer no Velho quer no Novo Mundo. Recentemente, em Portugal, foram isoladas e identificadas pela primeira vez, estirpes híbridas de L. infantum/L. major. O presente estudo teve como principais objetivos, a pesquisa de “novas espécies” de Leishmania e a análise do comportamento “in vitro” de estirpes parentais e híbridas de L. infantum e L. major. Numa primeira parte do trabalho efetuou-se a cultura e pesquisa de DNA de Leishmania sp., em amostras de sangue medular de 229 cães provenientes de uma região endémica de Portugal, utilizando diferentes marcadores moleculares (kDNA, ITS1 e SSU rRNA) e protocolos de PCR. Não foi encontrado DNA de espécies híbridas, tendo-se no entanto, identificado DNA de Leishmania sp. em 45,85% (105/229) das amostras, incluindo cães sem sinais clínicos. Na segunda parte do trabalho, realizaram-se diversos ensaios “in vitro” com estirpes híbridas naturais L. infantum/L. major e parentais L. infantum e L. major. Em condições normais de crescimento, observou-se um padrão de crescimento distinto para cada estirpe estudada. Em condições de “stress” oxidativo, destacou-se uma diferença significativa entre as duas estirpes híbridas estudadas. Em condições de “stress” nutricional, as estirpes não apresentaram diferenças entre si. Após avaliação da suscetibilidade das estirpes na presença de Anfotericina B, todas se mostraram suscetíveis, com concentrações inibitórias (CI50) entre 0.21 e 1.15 μg/mL. Após infeção em linhas celulares monocíticas, não se verificaram diferenças estatisticamente significativas na taxa e intensidade de infeção das estirpes híbridas em comparação às putativas parentais. Os resultados obtidos, contribuíram para um melhor conhecimento sobre o comportamento biológico destas estirpes híbridas naturais L. infantum/L. major. Estas demonstraram um comportamento “in vitro” intermédio, relativamente às estirpes parentais. Estes resultados poderão servir de base para o desenvolvimento de outros estudos com estas “novas espécies”, nomeadamente estudos de patogenicidade “in vivo” e o papel de biomarcadores de virulência, que permitam um potencial prognóstico da infeção e avaliação do seu risco epidemiológico.

Pine processionary moth (Thaumetopoea pityocampa) and great tit (Parus major) in Portugal

In the present work, we studied a common outbreaking Lepidoptera species in Portuguese pine stands – Thaumetopoea pityocampa (Den. & Schiff.) - and one of its potential predators – Parus major (L.). The population dynamics of the immature stages of the Lepidoptera was studied in several types of Pinus pinaster (Aiton) plantations in three different areas: Setúbal Peninsula, Abrantes and National Pine Forest of Leiria. Location and plantation structure was the most important factors determining population density of T. pityocampa. Setubal and Abrantes was highly susceptible to attacks by the Lepidoptera, whereas Leiria had lower densities. Young and homogeneous pine stands was more susceptible to attacks than older and more heterogeneous pines stands. However, a desynchronized population of T. pityocampa, in which the larvae develops during summer instead of during winter, reached high densities also in Leiria. The impact of several mortality factors and climatic conditions on the immature stages of the insect (eggs and larvae), in normal and desynchronized populations are discussed, as well as possible evolutionary implications of the sudden appearance of the new version of T. pityocampa. The break of the pupa diapause and adult emergence times the annual life cycle of this insect. Adults from the desynchronized population emerged earlier than adults from the normal population, which in turn determined the change in the larvae development period. Different factors, potentially affecting the timing of adult emergence in both normal and abnormal populations are also discussed. To study P. Major, nest-boxes were placed in the areas of Setúbal and Leiria and they were monitored during three seasons. The nest-boxes increased the density of breeding and wintering birds in the studied pine plantations, indicating that a lack of natural holes are in fact a limiting factor for this populations. The earliest breeding start for this species was recorded in my study area, indicating that Portuguese coastal pines provide good breeding conditions earlier than in other areas of Europe and North Africa. This leads to an overlap between the end of the larvae stage of T. pityocampa and the beginning of the breeding season of P. major. Key-words: Thaumetopoea pityocampa, Parus major, Pinus pinaster, population dynamics, Portugal.

Pattern operators for grid

The definition and programming of distributed applications has become a major research issue due to the increasing availability of (large scale) distributed platforms and the requirements posed by the economical globalization. However, such a task requires a huge effort due to the complexity of the distributed environments: large amount of users may communicate and share information across different authority domains; moreover, the “execution environment” or “computations” are dynamic since the number of users and the computational infrastructure change in time. Grid environments, in particular, promise to be an answer to deal with such complexity, by providing high performance execution support to large amount of users, and resource sharing across different organizations. Nevertheless, programming in Grid environments is still a difficult task. There is a lack of high level programming paradigms and support tools that may guide the application developer and allow reusability of state-of-the-art solutions. Specifically, the main goal of the work presented in this thesis is to contribute to the simplification of the development cycle of applications for Grid environments by bringing structure and flexibility to three stages of that cycle through a commonmodel. The stages are: the design phase, the execution phase, and the reconfiguration phase. The common model is based on the manipulation of patterns through pattern operators, and the division of both patterns and operators into two categories, namely structural and behavioural. Moreover, both structural and behavioural patterns are first class entities at each of the aforesaid stages. At the design phase, patterns can be manipulated like other first class entities such as components. This allows a more structured way to build applications by reusing and composing state-of-the-art patterns. At the execution phase, patterns are units of execution control: it is possible, for example, to start or stop and to resume the execution of a pattern as a single entity. At the reconfiguration phase, patterns can also be manipulated as single entities with the additional advantage that it is possible to perform a structural reconfiguration while keeping some of the behavioural constraints, and vice-versa. For example, it is possible to replace a behavioural pattern, which was applied to some structural pattern, with another behavioural pattern. In this thesis, besides the proposal of the methodology for distributed application development, as sketched above, a definition of a relevant set of pattern operators was made. The methodology and the expressivity of the pattern operators were assessed through the development of several representative distributed applications. To support this validation, a prototype was designed and implemented, encompassing some relevant patterns and a significant part of the patterns operators defined. This prototype was based in the Triana environment; Triana supports the development and deployment of distributed applications in the Grid through a dataflow-based programming model. Additionally, this thesis also presents the analysis of a mapping of some operators for execution control onto the Distributed Resource Management Application API (DRMAA). This assessment confirmed the suitability of the proposed model, as well as the generality and flexibility of the defined pattern operators

Clonagem funcional como metodologia na identificação de marcadores de virulência de Leishmania (Viannia) braziliensis

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

Matching CO2 large point sources and potential geological storage sites in mainland Portugal

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, Perfil Gestão e Sistemas Ambientais

Oysters return to the Tagus estuary through an ecological model

Dissertation submitted to the Faculty of Sciences and Technology of New University of Lisbon for obtaining the degree of Master in Environmental Management Systems

Software languages engineering: experimental evaluation

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

Prestadores de cuidados familiares a doentes com VIH/SIDA: perfil psico-emocional e social

RESUMO: Com o presente estudo pretendemos identificar a sobrecarga resultante do envolvimento familiar com os doentes portadores de VIH/SIDA. Numa breve introdução teórica, procedemos à revisão dos conceitos sobrecarga familiar e dos sentimentos/emoções vivenciados pelos prestadores de cuidados. Metodologia: Estudo do tipo descritivo e exploratório, com uma amostra de 51 indivíduos, cuja finalidade consiste na caracterização dos prestadores de cuidados familiares a doentes com VIH/SIDA. Objectivos: Identificar quem o doente com VIH/SIDA, considera ser a pessoa significativa nos cuidados informais. Caracterizar, do ponto de vista sócio-demográfico, os doentes e os prestadores de cuidados familiares. Identificar sentimentos e emoções de vivências, que justifiquem o sofrimento emocional e as repercussões na sobrecarga familiar nos prestadores de cuidados informais. Instrumentos: Na avaliação da sobrecarga familiar, utilizámos o Questionário de Problemas Familiares”- FPQ (Family Problemas Questionnaire). Para identificação dos Acontecimentos de Vida, adoptámos a escala de Holmes e Rahe (Life Events); Para identificação do estrato social escolhemos escala de Graffar. Finalmente, para a caracterização sócio-demografica concebemos dois questionários: um dirigido aos doentes e o outro aos prestadores de cuidados informais. Conclusões: A sobrecarga da doença VIH/SIDA, nos prestadores de cuidados familiares, não é uniforme nas diferentes dimensões. A dimensão sobrecarga subjectiva é superior à objectiva. O suporte social revela-se fraco, relacionado com as perdas familiares, devidas a morte, pelas relações familiares disfuncionais, entre os membros da família, pela falta de apoio e informação dos técnicos de saúde. O sexo feminino é predominante nos cuidadores. As mães e esposas são o grau de parentesco dominante. Os solteiros são o grupo mais afectado pelo VIH/SIDA. Os cuidadores apresentam idade superior à dos doentes. O estrato social preponderante é o médio baixo e o baixo. Os familiares, apesar da atitude negativa dos doentes perante os cuidadores, mantêm-se envolvidos. Segundo a avaliação multiaxial proposta pelo DM-IV, constatámos, ao nível do eixo I, sintomatologia clínica do tipo das perturbações depressivas e perturbações da ansiedade. No eixo IV, os cuidadores evidenciam problemas psicossociais e ambientais, nomeadamente nas categorias problemas com o grupo de apoio primário, problemas relacionados como grupo social, problemas educacionais, problemas de alojamento, problemas económicos. Os problemas relacionados com o grupo de apoio primário, são os que mais parecem contribuir para os problemas psicossociais e ambientais.---------------------------------------ABSTRACT: This study wants to describe several problems as a result of the family’s relationship with HIV/AIDS patients, like overload. In a brief theoric introduction, we made a small revision about the concepts of family’s overload, and feelings or emotions that have been lived by the people who provide cares to the patients with this chronic disease. Methodology: This is a describing and exploratory study, with a sample with 51 individuals, with the aim to characterize the people inside the family who give care HIV/AIDS patients. Aim: To identify who are the most important people in informal cares from the patient perspective. To characterize, in a social-demographic point of view, patients and the people who take care of them. To identify feelings and emotions that could explain an emotional suffer, and some causes in the family burden. Means: to evaluate the family’s overload we used the Family Problems Questionnaire (FPQ). To identify life events we adopted the Holmes and Rahe scale. To identify the social stratum we used the Graffer scale. Finally to do a socio-economic characterization we did two kinds of questionnaire, the first one was directed for the patients, and the second one was chosen for the people who give care. Conclusions: The HIV/AIDS disease burden on the people who takes familiar cares isn’t uniform on several areas that we studied. The subjective overload it is superior to the objective. The social support is weak and poor, and related with family losses by dead, dysfunctional family relationships, and the lack of support and information by the medical staff. Mothers and wives are the dominant relative degree. And the singles are the major group with HIV/AIDS disease. The people who take care are usually older than the sick. The major social status is low or medium-low. The relatives keep evolved though the negative attitude of the sick. According with the evaluation multiaxial proposed by the DM-IV, in axle 1 we note clinic sintomatologic belonging to the type depressive perturbations and perturbations of the anxiety. Regarding with axle IV the caretakers show up psycho-social and environmental problems, namely on the categories: problems with the primary support group and problems related as social group, educational problems, accommodation problems and.

Employment of the side product of biodiesel production in the formation of surfactant like molecules

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

Production optimization of rotavirus-like particles: a system biology approach

Dissertation presented to obtain a Ph.D. degree in Engineering and Technology Sciences, Systems Biology at the Instituto de Tecnologia Química e Biológica, Universidade Nova de Lisboa

Expression of antibodies and retroviralVectors from defined chromosomal sites: strategies towards reliable production systems

Dissertation presented to obtain a Ph.D. degree in Sciences of Engineering and Technology, Cell Technology, at the Instituto de Tecnologia Química e Biológica, Universidade Nova de Lisboa

Chlorella sp. coagulation‐flocculation by inducing a modification on the pH broth medium

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para a obtenção do grau de Mestre em Bioenergia