Estudo dosimétrico prévio de irradiação da próstata com arco conformacional dinâmico

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

Lipoproteínas e inflamação na esclerose múltipla

Preâmbulo Os processos inflamatórios induzem alterações marcadas do metabolismo das lipoproteínas plasmáticas e estas, por sua vez, regulam as reacções imunitárias. Dadas as muitas relações existentes entre imunidade inata e adquirida e o metabolismo das lipoproteínas, investigámos neste trabalho a sua possível relevância para a compreensão da Esclerose Múltipla (EM), uma doença neuroinflamatória e neurodegenrativa do Sistema Nervoso Central (SNC). Como será evidente ao longo da nossa exposição, consideramos também que ao tomarmos esta doença como modelo de investigação para estas interacções, poderemos também obter informação importante sobre as bases bioquímicas de mecanismos fisiopatológicos relevantes para muitas outras entidades patológicas. Dividiu-se esta dissertação nas seguintes partes e capítulos: PARTE I – INTRODUÇÃO Capítulo I. Introdução Neste capítulo faz-se uma breve definição da Esclerose Múltipla, dos seus mecanismos patogénicos, apresentação clínica, diagnóstico e tratamento. Capítulo 2. Inflamação e Esclerose Múltipla Apresentam-se alguns marcadores inflamatórios e as suas relações com EM detalhando aqueles com relevância para a discussão deste trabalho Capítulo 3. Lipoproteínas e EM Neste local são revistas as relações do metabolismo lipoproteico com os processos inflamatórios e a sua possível relevância para a EM Capítulo 4. Fundamentos e Objectivos do Trabalho Com base na revisão efectuada neste capítulo são apresentados os objectivos deste trabalho. PARTE II - MATERIAL E MÉTODOS Neste é caracterizada a população estudada, os parâmetros determinados, e metodologia laboratorial utilizada, e métodos estatísticos usados. PARTE III – RESULTADOS Os resultados obtidos e publicados são aqui apresentados PARTE IV – DISCUSSÃO Neste local efectuamos uma discussão geral dos resultados Parte V - SÍNTESE E CONCLUSÃO PARTE VI – BIBLIOGRAFIA ANEXOS

Embolização das artérias prostáticas no tratamento da hiperplasia benigna da próstata : estudo anátomo-clínico

Resumo: A hiperplasia benigna da próstata (HBP) tem elevada prevalência nos homens entre os 50 e 79 anos de idade, sendo ubiquitária com o envelhecimento. Devido à significativa morbi-mortalidade associada aos tratamentos médicos e cirúrgicos currentemente disponíveis, são necessárias novas tecnologias para melhorar os resultados e minimizar o desconforto dos doentes. Recentemente, estudos preliminares de experimentação animal e em 3 doentes tratados, sugeriram a embolização arterial prostática selectiva (EAPS) como hipótese terapêutica para a HBP. Decidimos investigar se a EAPS poderia ser um procedimento bem sucedido no tratamento da HBP gravemente sintomática. Para tal realizámos um estudo anátomo-radiológico e clínico em 63 doentes com recurso a uma terapêutica inovadora minimamente invasiva guiada pela imagem. Avaliámos 126 hemipélvis com recurso a Angio-RM, Angio-TC e Angiografia Digital de Subtracção, com o intuito de definir os padrões básicos de bifurcação das artérias ilíacas internas até agora apenas descritos em estudos cadavéricos. Estudámos ainda o suprimento vascular arterial prostático, identificando: 1 as artérias prostáticas; 2 origem e direcção; 3 os ramos intra-prostáticos; 4 anastomoses com outras artérias. Em relação aos resultados anatómicos, identificámos 181 artérias prostáticas, já que em 43.7% das hemipélvis existiam dois pedículos arteriais prostáticos com origens independentes. A origem mais frequente foi a artéria pudenda interna (39.7%), seguida do tronco comum glúteo-pudendo (21%) e da artéria vesical superior (18.2%). Origens menos frequentes foram a artéria obturadora (12.1%), as artérias glúteas inferior (3.9%)ou superior (1.7%), ramos rectais provenientes da artéria mesentérica inferior (1.7%) e a artéria pudenda acessória (1.7%). Identificaram-se anastomoses com as artérias adjacentes em 57.9% dos casos: com a terminação da artéria pudenda interna (41.6%),artérias prostáticas contra-laterais (18.2%) e homo-laterais (11.7%), com ramos rectais (15.6%) e com artérias vesicais (12.9%). Em relação ao estudo clínico tratámos 63 doentes (idades compreendidas entre 52 - 82 anos, média 69.5 anos) com HBP gravemente sintomática refractária à terapêutica médica há mais de 6 meses. Foi possível avaliação após o tratamento em 37 doentes: média de seguimento de 4.7 meses (variando entre 1 e 12 meses). A EAPS unilateral foi possível em todos os doentes, com embolização bilateral em 73% dos casos. A embolização bilateral não foi possível em 27% dos casos devido a tortuosidade, alterações ateroescleróticas e pequeno calibre das artérias ilíacas e/ou prostáticas. Em média houve uma melhoria do International Prostate Symptom Score (IPSS) de 10.8 pontos, da QoL de 1.5 pontos e do Internationl Index of Erectile Function (IIEF) de 2.1 pontos. Houve uma redução média do PSA de 30% (2.4 ng/mL), um aumento do pico de fluxo urinário (Qmax) de 3.1 - 3.85 mL/s e uma redução média do volume prostático de 21% (18.5 mL). Registou-se uma complicação major: pequena área de isquémia da parede vesical tratada cirurgicamente. Em 75% dos doentes tratados obteve-se sucesso clínico com franca melhoria dos sintomas, enquanto 25% dos doentes foram considerados insucesso clínico por se ter registado uma fraca ou ausente melhoria sintomática após a embolização. Os restantes doentes tratados estão sob controlo evolutivo, pararam toda a medicação prostática, sem qualquer caso de disfunção sexual associada com o tratamento. Este trabalho constitui o primeiro estudo anatómico descritivo in vivo das artérias prostáticas, conseguido devido à utilização de técnicas de imagem nunca usadas para este fim. O uso clínico dos dados anatómicos acima referidos permitiu a implementação de técnicas de Radiologia de Intervenção no tratatamento de uma doença de elevada prevalência. ------------------------------- ABSTRACT: Benign prostatic hyperplasia (BPH) has high prevalence in men aged 50–79 years being ubiquitous with aging. Due to significant morbi-mortality associated with currently available medical and surgical treatments, there is the need for innovative technologies to continue to improve outcomes and minimize patient discomfort and morbidity. Recently, prostatic arterial embolization (PAE) was suggested as a treatmentoption for BPH based on preliminary results from animal studies and 3 treated patients. We decided to investigate if PAE might be a successful treatment option for severely symptomatic BPH patients. We performed a clinical and anatomical-radiological study in 63 patients with the use of an inovative image-guided minimally invasive technique. We evaluated 126 pelvic sides using Angio-MR or Angio-CT and Catheter Angiography before embolisation to treat symptomatic BPH. We aimed to define the main branching patterns of the male internal iliac arteries, so far only studied in the cadaver. We also evaluated the prostatic arterial supply, identifying: 1 the prostatic arteries; 2 origin and direction; 3 intra-prostatic branches; 4 anastomoses with surrounding arteries. Regarding the anatomical study we identified 181 prostatic arteries, because in 43.7% of pelvic sides 2 separate prostatic vascular pedicles were found. The most frequent origin was the internal pudendal artery (39.7%) with the common glutealpudendal trunk (21%) and superior vesical arteries (18.2%) the next commonest. Less frequent origins were the obturator artery (12.1%), the inferior (3.9%) or superior (1.7%) gluteal arteries, rectal branches from the inferior mesenteric artery (1.7%) and the accessory pudendal artery (1.7%). There were anastomoses with the surrounding arteries in 57.9% of cases: termination of the internal pudendal artery (41.6%), contralateral prostatic arteries (18.2%), same-side prostatic arteries (11.7%), rectal branches (15.6%), and vesical arteries (12.9%).Regarding the clinical study, we treated 63 patients aged 52–82 years (mean 69.5 years) who presented with symptomatic BPH refractory to medical treatment for at least 6 months. Follow-up evaluation (mean 4.7 months, range 1-12 months) was possible in 37 patients. PAE was achieved in all patients with bilateral embolization in 73%. In 27% PAE was performed unilaterally due to tortuosity, atherosclerotic changes and small size of iliac and prostatic arteries. There was a mean decrease in the IPSS of 10.8 points, a mean improvement in QoL of 1.5 points, and a mean increase in the sexual function score of 2.1 points. There was a mean PSA reduction of 30% (2.4 ng/mL), a Qmax increase of 3.1 to 3.85 mL/sec, and a mean prostate volume decrease of 21% (18.5 mL). There was one major complication: a small area of bladder wall ischemia treated by surgery. Overall, 75% of patients were considered clinical success with major improvement after PAE, while 25% of patients were considered clinical failure with little or no improvement after PAE. All remaining patients are under follow-up, stopped all prostatic medication, and reported no sexual dysfunction. This study is the first one to describe the radiological anatomy of the prostatic arteries, with the use of imaging techniques never used for this purpose before. The clinical use of the anatomical findings allowed the implementation of Interventional Radiology tehniques in the treatment of a disease with a high prevalence.

Mecanismos de inflamação brônquica resultantes da exposição a factores ambientais

RESUMO Tratando-se a asma de uma doença respiratória, desde há várias décadas que tem sido abordada a hipótese de que factores ambientais, nomeadamente os relacionados com a qualidade do ar inalado, possam contribuir para o seu agravamento. Para além dos aeroalergenos, outros factores ambientais como a poluição atmosférica estarão associados às doenças respiratórias. O ar respirado contém uma variedade de poluentes atmosféricos, provenientes quer de fontes naturais quer de origem antropogénica, nomeadamente de actividades industriais, domésticas ou das emissões de veículos. Estes poluentes, tradicionalmente considerados como um problema de foro ambiental, têm sido cada vez mais encarados como um problema de saúde pública. Também a qualidade do ar interior, tem sido associada a queixas respiratórias, não só em termos ocupacionais mas também em exposições domésticas. Dentro dos principais poluentes, encontramos a matéria particulada (como as PM10), o O3, NO2, e os compostos orgânicos voláteis (COVs). Se é verdade que os três primeiros têm como principais fontes de exposição a combustão fóssil associada aos veículos automóveis, já os COVs (como o benzeno, tolueno, xileno, etilbenzeno e formaldeído) são poluentes mais característicos do ar interior. Os mecanismos fisiopatológicos subjacentes à agressão dos poluentes do ar não se encontram convenientemente esclarecidos. Pensa-se que após a sua inalação, induzam um grau crescente de stress oxidativo que será responsável pelo desenvolvimento da inflamação das vias aéreas. A progressão do stress oxidativo e da inflamação, associarse- ão posteriormente a lesão local (pulmonar) e sistémica. Neste trabalho pretendeu-se avaliar os efeitos da exposição individual a diversos poluentes, do ar exterior e interior, sobre as vias aéreas, recorrendo a parâmetros funcionais, inflamatórios e do estudo do stress oxidativo. Neste sentido, desenvolveu-se um estudo de painel na cidade de Viseu, em que foram acompanhadas durante 18 meses, 51 crianças com história de sibilância, identificadas pelo questionário do estudo ISAAC. As crianças foram avaliadas em quatro Visitas (quatro medidas repetidas), através de diversos exames, que incluíram execução de espirometria com broncodilatação, medição ambulatória do PEF, medição de FENO e estudo do pH no condensado brônquico do ar exalado. O estudo dos 8-isoprostanos no condensado brônquico foi efectuado somente em duas Visitas, e o do doseamento de malonaldeído urinário somente na última Visita. Para além da avaliação do grau de infestação de ácaros do pó do colchão, para cada criança foi calculado o valor de exposição individual a PM10, O3, NO2, benzeno, tolueno, xileno, etilbenzeno e formaldeído, através de uma complexa metodologia que envolveu técnicas de modelação associadas a medições directas do ar interior (na casa e escola da criança) e do ar exterior. Para a análise de dados foram utilizadas equações de estimação generalizadas com uma matriz de correlação de trabalho uniforme, com excepção do estudo das associações entre poluentes, 8-isoprostanos e malonaldeído. Verificou-se na análise multivariável a existência de uma associação entre o agravamento dos parâmetros espirométricos e a exposição aumentada a PM10, NO2, benzeno, tolueno e etilbenzeno. Foram também encontradas associações entre diminuição do pH do EBC e exposição crescente a PM10, NO2, benzeno e etilbenzeno e associações entre valores aumentados de FENO e exposição a etilbenzeno e tolueno. O benzeno, o tolueno e o etilbenzeno foram associados com maior recurso a broncodilatador nos 6 meses anteriores à Visita e o tolueno com deslocações ao serviço de urgência. Os resultados dos modelos de regressão que incluíram o efeito do poluente ajustado para o grau de infestação de ácaros do pó foram, de uma forma geral, idênticos ao da análise multivariável anterior, com excepção das associações para com o FENO. Nos modelos de exposição com dois poluentes, com o FEV1 como variável resposta, somente o benzeno persistiu com significado estatístico. No modelo com dois poluentes tendo o pH do EBC como variável resposta, somente persistiram as PM10. Os 8-isoprostanos correlacionaram-se com alguns COVs, designadamente etilbenzeno, xileno, tolueno e benzeno. Os valores de malonaldeído urinário não se correlacionaram com os valores de poluentes. Verificou-se no entanto que de uma forma geral, e em particular mais uma vez para os COVs, as crianças mais expostas a poluentes, apresentaram valores superiores de malonaldeído na urina. Verificou-se que os poluentes do ar em geral, e os COVs em particular, se associaram com uma deterioração das vias aéreas. A exposição crescente a poluentes associou-se não só com obstrução brônquica, mas também com FENO aumentado e maior acidez das vias aéreas. A exposição crescente a COVs correlacionou-se com um maior stress oxidativo das vias aéreas (medido pelos 8-isoprostanos). As crianças com exposição superior a COVs apresentaram maiores valores de malonaldeído urinário. Este trabalho sugere uma associação entre exposição a poluentes, inflamação das vias aéreas e stress oxidativo. Vem reforçar o interesse dos poluentes do ar, nomeadamente os associados a ambientes interiores, frequentemente esquecidos e que poderão ser explicativos do agravamento duma criança com sibilância.-----------ABSTRACT: Asthma is a chronic respiratory disease that could be influenced by environmental factors, as allergens and air pollutants. The air breathed contains a diversity of air pollutants, both from natural or anthropogenic sources. Atmospheric pollution, traditionally considered an environmental problem, is nowadays looked as an important public health problem. Indoor air pollutants are also related with respiratory diseases, not only in terms of occupational exposures but also in domestic activities. Particulate matter (such as PM10), O3, NO2 and volatile organic compounds (VOCs) are the main air pollutants. The main source for PM10, O3, NO2 exposure is traffic exhaust while for VOCs (such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and phormaldehyde) the main sources for exposure are located in indoor environments. The pathophysiologic mechanisms underlying the aggression of air pollutants are not properly understood. It is thought that after inhalation, air pollutants could induce oxidative stress, which would be responsible for airways inflammation. The progression of oxidative stress and airways inflammation, would contribute for the local and systemic effects of the air pollutants. The present study aimed to evaluate the effects of individual exposure to various pollutants over the airways, through lung function tests, inflammatory and oxidative stress biomarkers. In this sense, we developed a panel study in the city of Viseu, that included 51 children with a history of wheezing. Those children that were identified by the ISAAC questionnaire, were followed for 18 months. Children were assessed four times (four repeated measures) through the following tests: spirometry with bronchodilation test, PEF study, FENO evaluation and exhaled breath condensate pH measurement. 8-isoprostane in the exhaled breath condensate were also measured but only in two visits. Urinary malonaldehyde measurement was performed only in the last visit. Besides the assessment of the house dust mite infestation, we calculated for each child the value of individual exposure to a wide range of pollutants: PM10, O3, NO2, benzene, toluene, xylene, ethyl benzene and formaldehyde. This strategy used a complex methodology that included air pollution modelling techniques and direct measurements indoors (homes and schools) and outdoors. Generalized estimating equations with an exchangeable working correlation matrix were used for the analysis of the data. Exceptions were for the study of associations between air pollutants, malonaldehyde and 8-isoprostanes. In the multivariate analysis we found an association between worsening of spirometric outcomes and increased exposure to PM10, NO2, benzene, toluene and ethylbenzene. In the multivariate analysis we found also negative associations between EBC pH and exposure to PM10, NO2, benzene, ethylbenzene and positive associations between FENO and exposure to ethylbenzene and toluene. Benzene, toluene and ethylbenzene were associated with increased use of bronchodilator in the 6 months prior to the visit and toluene with emergency department visits. Results of the regression models that included also the effect of the pollutant adjusted for the degree of infestation to house dust mites, were identical to the previous models. Exceptions were for FENO associations. In the two-pollutant models, with the FEV1 as dependent variable, only benzene persisted with statistical significance. In the two pollutant model with pH of EBC as dependent variable, only PM10 persisted. 8-isoprostanes were well correlated with some VOCs, namely with ethylbenzene, xylene, toluene and benzene. Urinary malonaldehyde did not present any correlation with air pollutants exposure. However, those children more exposed to air pollutants (namely to VOCs), presented higher values of malonaldehyde. It was found that air pollutants in general, and namely VOCs, were associated with deterioration of the airways. The increased exposure to air pollutants was associated not only with airways obstruction, but also with increased FENO and higher acidity of the airways. The increased exposure to VOCs was correlated with increased airways oxidative stress (measured by 8-isoprostane). Children with higher levels of exposure to VOCs had higher values of urinary malonaldehyde. This study suggests a relation between air pollution, airways inflammation and oxidative stress. It suggests also that attention should be dedicated to air quality as air pollutants could cause airways deterioration.

Otimização de esquemas terapêuticos do carcinoma da próstata envolvendo braquiterapia de baixa taxa de dose e radioterapia externa : abordagens física e radiobiológica

RESUMO: Este trabalho teve como objetivo a determinação de esquemas de tratamento alternativos para o carcinoma da próstata com radioterapia externa (EBRT) e braquiterapia de baixa taxa de dose (LDRBT) com implantes permanentes de Iodo-125, biologicamente equivalentes aos convencionalmente usados na prática clínica, com recurso a modelos teóricos e a métodos de Monte Carlo (MC). Os conceitos de dose biológica efetiva (BED) e de dose uniforme equivalente (EUD) foram utilizados, com o modelo linear-quadrático (LQ), para a determinação de regimes de tratamento equivalentes. Numa primeira abordagem, utilizou-se a BED para determinar: 1) esquemas hipofracionados de EBRT mantendo as complicações retais tardias de regimes convencionais com doses totais de 75,6 Gy, 77,4 Gy, 79,2 Gy e 81,0 Gy; e 2) a relação entre as doses totais de EBRT e LDRBT de modo a manter a BED do regime convencional de 45 Gy de EBRT e 110 Gy de LDRBT. Numa segunda abordagem, recorreu-se ao código de MC MCNPX para a simulação de distribuições de dose de EBRT e LDRBT em dois fantomas de voxel segmentados a partir das imagens de tomografia computorizada de pacientes com carcinoma da próstata. Os resultados das simulações de EBRT e LDRBT foram somados e determinada uma EUD total de forma a obterem-se: 1) esquemas equivalentes ao tratamento convencional de 25 frações de 1,8 Gy de EBRT em combinação com 110 Gy de LDRBT; e 2) esquemas equivalentes a EUD na próstata de 67 Gy, 72 Gy, 80 Gy, 90 Gy, 100 Gy e 110 Gy. Em todos os resultados nota-se um ganho terapêutico teórico na utilização de esquemas hipofracionados de EBRT. Para uma BED no reto equivalente ao esquema convencional, tem-se um aumento de 2% na BED da próstata com menos 5 frações. Este incremento dá-se de forma cada vez mais visível à medida que se reduz o número de frações, sendo da ordem dos 10-11% com menos 20 frações e dos 35-45% com menos 40 frações. Considerando os resultados das simulações de EBRT, obteve-se uma EUD média de 107 Gy para a próstata e de 42 Gy para o reto, com o esquema convencional de 110 Gy de LDRBT, seguidos de 25 frações de 1,8 Gy de EBRT. Em termos de probabilidade de controlo tumoral (igual EUD), é equivalente a este tratamento a administração de EBRT em 66 frações de 1,8 Gy, 56 de 2 Gy, 40 de 2,5 Gy, 31 de 3 Gy, 20 de 4 Gy ou 13 de 5 Gy. Relativamente à administração de 66 frações de 1,8 Gy, a EUD generalizada no reto reduz em 6% com o recurso a frações de 2,5 Gy e em 10% com frações de 4 Gy. Determinou-se uma BED total de 162 Gy para a administração de 25 frações de 1,8 Gy de EBRT em combinação com 110 Gy de LDRBT. Variando-se a dose total de LDRBT (TDLDRBT) em função da dose total de EBRT (TDEBRT), de modo a garantir uma BED de 162 Gy, obteve-se a seguinte relação:.......... Os resultados das simulações mostram que a EUD no reto diminui com o aumento da dose total de LDRBT para dose por fração de EBRT (dEBRT) inferiores a 2, Gy e aumenta para dEBRT a partir dos 3 Gy. Para quantidades de TDLDRBT mais baixas (<50 Gy), o reto beneficia de frações maiores de EBRT. À medida que se aumenta a TDLDRBT, a EUD generalizada no reto torna-se menos dependente da dEBRT. Este trabalho mostra que é possível a utilização de diferentes regimes de tratamento para o carcinoma da próstata com radioterapia que possibilitem um ganho terapêutico, quer seja administrando uma maior dose biológica com efeitos tardios constantes, quer mantendo a dose no tumor e diminuindo a toxicidade retal. A utilização com precaução de esquemas hipofracionados de EBRT, para além do benefício terapêutico, pode trazer vantagens ao nível da conveniência para o paciente e economia de custos. Os resultados das simulações deste estudo e conversão para doses de efeito biológico para o tratamento do carcinoma da próstata apresentam linhas de orientação teórica de interesse para novos ensaios clínicos. --------------------------------------------------ABSTRACT: The purpose of this work was to determine alternative radiotherapy regimens for the treatment of prostate cancer using external beam radiotherapy (EBRT) and low dose-rate brachytherapy (LDRBT) with Iodine-125 permanent implants which are biologically equivalent to conventional clinical treatments, by the use of theoretical models and Monte Carlo techniques. The concepts of biological effective dose (BED) and equivalent uniform dose (EUD), together with the linear-quadratic model (LQ), were used for determining equivalent treatment regimens. In a first approach, the BED concept was used to determine: 1) hypofractionated schemes of EBRT maintaining late rectal complications as with the conventional regimens with total doses of 75.6 Gy, 77.4 Gy, 79.2 Gy and 81.0 Gy; and 2) the relationship between total doses of EBRT and LDRBT in order to keep the BED of the conventional treatment of 45 Gy of EBRT and 110 Gy of LDRBT. In a second approach, the MC code MCNPX was used for simulating dose distributions of EBRT and LDRBT in two voxel phantoms segmented from the computed tomography of patients with prostate cancer. The results of the simulations of EBRT and LDRBT were added up and given an overall EUD in order to obtain: 1) equivalent to conventional treatment regimens of 25 fraction of 1.8 Gy of EBRT in combination with 110Gy of LDRBT; and 2) equivalent schemes of EUD of 67 Gy, 72 Gy, 80 Gy, 90 Gy, 100 Gy, and 110Gy to the prostate. In all the results it is noted a therapeutic gain using hypofractionated EBRT schemes. For a rectal BED equivalent to the conventional regimen, an increment of 2% in the prostate BED was achieved with less 5 fractions. This increase is visibly higher as the number of fractions decrease, amounting 10-11% with less 20 fractions and 35-45% with less 20 fractions. Considering the results of the EBRT simulations an average EUD of 107 Gy was achieved for the prostate and of 42 Gy for the rectum with the conventional scheme of 110 Gy of LDRBT followed by 25 fractions of 1.8 Gy of EBRT. In terms of tumor control probability (same EUD) it is equivalent to this treatment, for example, delivering the EBRT in 66 fractions of 1.8 Gy, 56 fractions of 2 Gy, 40 fractions of 2.5 Gy, 31 fractions of 3 Gy, 20 fractions of 4 Gy or 13 fractions of 5 Gy. Regarding the use of 66 fractions of 1.8 Gy, the rectum EUD is reduced to 6% with 2.5 Gy per fraction and to 10% with 4 Gy. A total BED of 162 Gy was achieved for the delivery of 25 fractions of 1.8 Gy of EBRT in combination with 110 Gy of LDRBT. By varying the total dose of LDRBT (TDLDRBT) with the total dose of EBRT (TDEBRT) so as to ensure a BED of 162 Gy, the following relationship was obtained: ....... The simulation results show that the rectum EUD decreases with the increase of the TDLDRBT, for EBRT dose per fracion (dEBRT) less than 2.5 Gy and increases for dEBRT above 3 Gy. For lower amounts of TDLDRBT (< 50Gy), the rectum benefits of larger EBRT fractions. As the TDLDRBT increases, the rectum gEUD becomes less dependent on the dEBRT. The use of different regimens which enable a therapeutic gain, whether deivering a higher dose with the same late biological effects or maintaining the dose to the tumor and reducing rectal toxicity is possible. The use with precaution of hypofractionated regimens, in addition to the therapeutic benefit, can bring advantages in terms of convenience for the patient and cost savings. The simulation results of this study together with the biological dose conversion for the treatment of prostate cancer serve as guidelines of interest for new clinical trials.

Síntese de uma biblioteca de derivados de indole com potencial actividade antioxidante e inibição selectiva da COX‐2

Os compostos indólicos constituem uma extensa e larga família de compostos presentes em bactérias, plantas e animais, sendo alvo de especial interesse nas áreas tanto da química biológica como na da química medicinal. O triptofano, aminoácido essencial para o Homem, constitui um importante exemplo de derivados de indole. Outros exemplos, derivados desta importante estrutura, são o ácido indole‐3‐acético (hormona presente nas plantas) e a melatonina (hormona segregada pela glândula pineal). Uma importante característica dos compostos derivados do indole é que estes podem ser úteis como fármacos usados no tratamento da inflamação (por exemplo,indometacina, acemetacina, etodolac), assim como no tratamento de doenças associadas ao stress oxidativo, como o cancro e doenças neurodegenerativas. Com o intuito de estudar a relação estrutura‐actividade sintetizou‐se uma biblioteca de derivados de indole e, posteriormente, avaliou‐se a actividade antioxidante dos compostos preparados usando como espécie reactiva de oxigénio o radical peroxilo. Todos os compostos testados, à excepção de um, revelaram actividade. Os resultados obtidos contribuirão para o design racional de futuras gerações de bibliotecas. Foram, ainda, desenvolvidos estudos sintéticos para a preparação de um potencial inibidor selectivo da COX‐2.

Estudo, avaliação e optimização em radioterapia - IMRT

Mestrado Integrado em Engenharia Biomédica

Braquiterapia prostática: morbilidade urinária e sexual

RESUMO: Objectivos 1. Avaliar a morbilidade urinária e sexual secundária à braquiterapia prostática com implante de I125. 2. Avaliar a influência da hormonoterapia neoadjuvante e adjuvante na morbilidade urinária e sexual secundária à braquiterapia(I125). 3. Avaliar a influência da associação da radioterapia externa na morbilidade urinária e sexual secundária à braquiterapia(I125). 4. Avaliar a morbilidade urinária dos doentes com contra-indicação relativa (próstatas volumosas, IPSS elevado).Material e métodos De Setembro de 2000 a Dezembro de 2004 foram recrutados 204 doentes com o diagnóstico de carcinoma da próstata localizado (T1 e T2) ou localmente avançado (T3) e expectativa de vida superior a 10 anos. Foram submetidos a braquiterapia, com implante transperineal de Iodo 125 (I125) em monoterapia ou combinada com hormonoterapia e/ou radioterapia externa (tratamento trimodal). Definiram-se diversos sub-grupos de pacientes, consoante algumas características habitualmente referidas como factores de risco para a morbilidade do tratamento de braquiterapia prostática, com o objectivo de analisar a sua influência sobre a morbilidade urinária e sexual: Grupo 1: Braquiterapia em monoterapia (MONO) versus braquiterapia associada a radioterapia externa (BCOMB) Grupo 2: Próstatas volumosas (>50ml) versus próstatas não volumosas (<50ml)Grupo 3: Braquiterapia associada a hormonoterapia (HORM) versus braquiterapia sem hormonoterapia (NHORM)Grupo 4: IPSS elevado versus IPSS baixo Avaliou-se a evolução do IPSS, QoL, taxa de RTU-P e retenção urinária pós implante, e evolução do BSFI durante todo o período de seguimento. Resultados Grupo 1: Para o grupo MONO o IPSS iniciou-se com 7.1, sofreu agravamento para 16.1 e 15.9 ao primeiro e terceiro meses. Aos 12 meses, o IPSS desceu para 10.1 enquanto que, aos 18 e 24 meses, o IPSS foi de 7.3 e 5.8. O grupo BCOMB iniciou com IPSS de 9.4. Sofreu agravamento ligeiro e pouco acentuado até aos 6 meses (IPSS de 14). A evolução do IPSS foi, então, flutuante com IPSS de 5.9 aos 12 meses e 9.5 aos 18 meses. Aos 24 meses apresentava IPSS de 6.7. A taxa de retenção urinária (6.4% e 0%) e de RTU-P (2.0% e 0%) foram semelhantes nos grupos MONO e BCOMB, respectivamente (p=0.375 e p=1). A evolução da qualidade das erecções foi semelhante nos dois grupos excepto aos 6 meses em que MONO apresentou o valor 6 e BCOMB 3.7 (p=0.029). A percentagem de doentes potentes foi significativamente inferior nos primeiros 6 meses após a braquiterapia para o grupo BCOMB relativamente ao grupo MONO: 36%–74%; 33%–73%; 33%–75%. Após os 6 meses os grupos foram homogéneos. Grupo 2: O IPSS evoluiu nas próstatas <50ml e >50ml de 7–9 para 15-19 ao primeiro mês e 15-18 ao 3.º mês. Apenas ao primeiro mês é que as diferenças no IPSS foram significativas (p=0.061). Após o 3.º mês os dois grupos foram semelhantes: IPSS de 8 e 12 ao 12.º mês e 5.7 e 6 ao 24.º mês. As taxas de retenção urinária e de RTU-P foram semelhantes (p=0.054 e p=0.286) Grupo 3: A evolução do IPSS, taxas de retenção urinária e de RTU-P foram sobreponíveis em ambos os grupos. A evolução da líbido, erecções, percentagem de doentes potentes, ejaculação, incómodo e satisfação foi significativamente inferior no grupo HORM relativamente ao grupo N HORM apenas ao primeiro mês (valores de p<0.0001; <0.0001; < 0.0001; 0.009 e 0.002 respectivamente) Grupo 4: A evolução do IPSS nos doentes com IPSS elevado foi a seguinte: 22.17(0M); 19.5(1M); 20.5(3M); 15.3(6M); 15.7(12M); 11(18M); 8(24M) A evolução do IPSS nos doentes com IPSS baixo foi a seguinte: 5.9(0M); 15.3(1M); 14.9(3M); 12.2(6M); 8.9(12M); 7.2(18M), 5.5(24M) As taxas de RTU-P (2.8% e 0%) e retenção urinária (5.1% e 5.9%) foram semelhantes em ambos os grupos de doentes (p=1). Conclusões 1. A radioterapia intersticial da próstata com implante transperineal e ecoguiado de Iodo 125 é frequentemente acompanhada de morbilidade urinária transitória e de intensidade moderada. A Morbilidade consiste em sintomatologia do aparelho urinário baixo (“LUTS – lower urinary tract symptoms”) que, na maioria dos doentes, sofre um agravamento máximo do primeiro ao 3.º mês. Segue-se uma melhoria ligeira até ao 6.º mês que é mais acentuada daí em diante. Por volta do 12.º e 18.º mês, a maior parte dos doentes apresenta sintomatologia urinária muito semelhante à que apresentava antes do tratamento. Após o 18.º mês, os doentes mantêm uma melhoria da sintomatologia urinária para além da que apresentavam previamente ao implante. As taxas de retenção urinária e de ressecção transuretral prostática após o implante de braquiterapia são muito baixas, inferiores a 10%. 2. A associação da braquiterapia prostática com radioterapia externa adjuvante influencia a evolução da sintomatologia urinária: o aparecimento da sintomatologia urinária é mais lento, demorando 6 meses a atingir o seu valor máximo que, por sua vez, é de intensidade menos acentuada do que quando a braquiterapia é utilizada em monoterapia. 3. O volume prostático superior a 50 ml não influencia a morbilidade urinária. 4. A terapêutica hormonal, neoadjuvante e adjuvante, não influencia a sintomatologia urinária. 5. Os doentes com sintomatologia urinária prévia muito acentuada não sofrem agravamento da referida sintomatologia. Pelo contrário, apresentam uma melhoria de sintomas urinários desde o primeiro mês, e que se mantém ao longo dos 24 meses de seguimento, apresentando, no final deste período, sintomatologia urinária ligeira e muito inferior à que apresentavam antes do implante. As taxas de retenção urinária e RTU-P após a braquiterapia são semelhantes às que ocorrem nos doentes assintomáticos previamente ao implante. 6. A vida sexual está preservada, em mais de 70% dos casos, ao fim dos 24 meses de seguimento. No entanto, imediatamente após o primeiro mês de seguimento, ocorre uma diminuição ligeira da qualidade das erecções que se mantém, sem melhoria ou agravamento, durante todo o período de seguimento. A hormonoterapia afecta todos os parâmetros da vida sexual, embora de forma apenas temporária. Após a suspensão da terapêutica hormonal este grupo de doentes recupera a actividade sexual e apresenta-se idêntico ao grupo de doentes que não foram sujeitos a essa terapêutica.----------------ABSTRACT: Objectives 1. To assess urinary and sexual morbility after prostatic brachytherapy with the implant of I125 seeds. 2. To assess the influence of neoadjuvant and adjuvant hormone therapy in urinary and sexual morbility after prostatic brachytherapy with the implant of I125 seeds. 3. To assess the effects, on urinary and sexual morbility, of associating external radiotherapy after prostatic brachytherapy with the implant of I125 seeds. 4. To assess the urinary morbility in patients with relative contraindications (voluminous prostates, high IPSS). Material and Methods From September, 2000 to December, 2004 a total of 204 patients were recruited with a diagnosis of localized (T1 and T2) or locally advanced (T3) carcinoma of the prostate and a life expectancy in excess of 10 years. The patients underwent brachytherapy with transperineal seed implant of iodine (I125) as a monotherapy or in combination with hormone therapy and/or external radiotherapy (trimodal treatment). With the aim of evaluating the treatment’s influence on urinary and sexual morbility, a number of patient sub-groups were defined in accordance with certain characteristics normally mentioned as morbility risk factors for prostatic brachytherapy treatment: Group 1: Brachytherapy as monotherapy (MONO) versus brachytherapy in combination with external radiotherapy (BCOMB) Group 2: Voluminous prostates (>50ml) versus non- voluminous prostates (<50ml) Group 3: Brachytherapy in combination with hormone therapy (HORM) versus brachytherapy without hormone therapy (NHORM)Group 4: High IPSS versus a low IPSS. The evolution of the IPSS, QoL, TURP rate and post-implant urinary retention as well as the BSFI were assessed throughout the entire follow-up period. Results Group 1: For the MONO group the IPSS began at 7.1, and then rose to 16.1 and 15.9 in the first and third months, respectively. At month 12, the IPSS had dropped to 10.1 and at month 18 and 24 the IPSS was registered at 7.3 and 5.8, respectively. The BCOMB group started out with an IPSS of 9.4. It underwent a slight and little-significant rise until month 6 (IPSS at 14). The evolution of the IPSS then began to fluctuate from an IPSS of 5.9 at month 12 and 9.5 at month 18. At month 24 we registered an IPSS of 6.7. The urinary retention rate (6.4% and 0%) and TURP rate (2.0% e 0%) were similar to those of the MONO and BCOMB groups, respectively (p=0.375 and p=1). The evolution regarding the quality of erections was similar for the two groups except at 6 months when the MONO group displayed a value of 6 and the BCOMB group 3.7 (p=0.029). The percentage of sexually potent patients was significantly lower in the first six months after brachytherapy for the BCOMB group when compared with the MONO group: 36%–74%; 33%–73%; 33%–75%. After six months, the results became more consistent. Group 2: IPSS results evolved in <50ml and >50ml prostates from 7–9 to 15-19 in the first month and from 15-18 after the third month. It was only in the first month that the differences in the IPSS were significant (p=0.061). After the third month, the two groups displayed similar outcomes: IPSS 8 and 12 at month 12 and 5.7 and 6 at month 24. Urinary retention and TURP rates were similar (p=0.054 e p=0.286). Group 3: IPSS evolution and rates of urinary retention and TURP were identical in both groups. Figures regarding libido, erections, percentage of sexually potent patients, ejaculation, discomfort and sexual satisfaction were always significantly lower for the HORM group, when compared to the NHORM group in the first month only (values of p<0.0001; <0.0001; <0.0001; 0.009 e 0.002, respectively). Group 4: IPSS evolution in patients with a high IPSS was as follows: 22.17(0M); 19.5(1M); 20.5(3M); 15.3(6M); 15.7(12M); 11(18M); 8(24M) IPSS evolution in patients with a low IPSS was as follows: 5.9(0M); 15.3(1M); 14.9(3M); 12.2(6M); 8.9(12M); 7.2(18M), 5.5(24M)TURP rates (2.8% e 0%) and those for urinary retention (5.1% e 5.9%) were similar in both patient groups (p=1). Conclusions 1. Interstitial radiotherapy of the prostate with transperineal, ultrasound-guided implant of Iodine-125 seeds is often followed by transitory urinary morbility of moderate intensity. The morbility involves symptoms of the lower urinary tract which, in most cases are at their worst from the first to the third months. There is a slight improvement up to the sixth month, at which point improvement becomes more accentuated. Around months 12 or 18, most patients display urinary symptoms that are very similar to those noted before treatment. After month 18, patients’ urinary symptoms continue to improve past the point they displayed prior to the implant. Urinary retention rates and those for transurethral resection of the prostate are very low (below 10%), after brachytherapy seed implant. 2. The combination of prostatic brachytherapy and adjuvant external radiotherapy affects the evolution of urinary symptoms: the appearance of urinary symptoms is much slower, taking six months to peak, and is less intense than when brachytherapy is employed as the only means of treatment. 3. The fact that the prostate displays a volume greater than 50 ml does not influence urinary morbility. 4. Neoadjuvant and adjuvant hormone therapy do not influence urinary symptomology. 5. Patients with severe, preexisting symptoms of the urinary tract do not experience a worsening of those symptoms. On the contrary, they exhibit an improvement in urinary symptoms as of the first month. This improvement continues for the 24 months, after which patients display symptoms of the urinary tract that are slight and a noticeable improvement over the urinary complaints registered before the implant. Urinary retention and TURP rates subsequent to brachytherapy are similar to those registered for asymptomatic patients. 6. The patient’s sexual performance is maintained in more than 70% of the cases, as noted after 24 months of follow-up. However, immediately after the first follow-up month there is a lessening in the quality of erections that continues, without improving or worsening, for the whole follow-up period. Hormone therapy affects all the parameters of sexual performance, albeit temporarily. After suspending hormone therapy, this group recovered with regard to sexual performance, and showed itself to be identical to the group of patients that had not undergone hormone therapy.-------------------RESUMÉ:Objectives 1. Évaluer la morbilité urinaire et sexuelle après la realisation la curiethérapie de la prostate avec implant de I125. 2. Évaluer l’ influence de la thérapie hormonale néoadjuvante et adjuvante en ce qui concerne la morbilité urinaire et sexuelle après la réalisation de la curiethérapie (I125). 3. Évaluer l’influence de l’association de la radiothérapie externe dans la morbilité urinaire et sexuelle après la réalisation de la curiethérapie (I125). 4. Évaluer la morbilité urinaire des malades avec des contre indications relatives (prostates volumineuses, IPSS élevé). Matériel et méthodologie De Septembre 2000 à Décembre 2004, on a recruté 204 patients ayant pour diagnostique un carcinome de la prostate localisé (T1 et T2) ou localement avancé (T3) et dont l’expectative de vie était de plus de 10 ans. Ils ont été soumis au traitement de la curiethérapie avec l’implantation transpérinéal de l’iode 125 (I125) en monothérapie ou en traitement combiné avec une thérapie hormonale et/ou radiothérapie externe (traitement trimodale). Il y a eu plusieurs sous-catégories de patients, et cela dépend de quelques caractéristiques normalement considérées comme des facteurs à risque en ce qui concerne la morbilité du traitement de la curiethérapie de la prostate, et l’objective étant d’analyser son influence sur la morbilité urinaire et sexuelle. Groupe 1: Curiethérapie en traitement unique (MONO) par rapport à la curiethérapie associée au traitement externe (BCOMB). Groupe 2: Prostates volumineuses (>50ml) par rapport au prostates qui ne sont pas volumineuses (<50ml). Groupe 3: Curiethérapie associée au traitement hormonale (HORM) par rapport à la curiethérapie sans traitement hormonale (NHORM). Groupe 4: IPSS élevé par rapport au IPSS diminué. Nous avons évalué l’evolution du IPSS, Qualité de vie, le taux de RTU-P et la retention de l’urine après l’implant, BSFI pendant toute la période du traitement. Résultats Groupe 1: Pour le groupe MONO l’IPSS a commençé avec un taux de 7.1, et les patients ont souffert d’un empirement allant jusqu’à 16.1 et 15.9 pendant le premier et le troisième mois. 12 mois après l’IPSS diminua jusqu’à 10.1 À 18 mois le taux fût de 7.3 et à 24 mois il diminua encore jusqu’à atteindre 5.8. Le groupe BCOMB commença avec un taux d’IPSS de 9.4. Ils souffrirent un empirement légér et peu accentué jusqu’aux 6 premiers mois (IPSS de 14). L’évolution de l’IPSS était fluctuante allant de 5.9 à 12 mois et 9.5 à 18 mois. À 24 mois, l’IPSS était de 6.7. Le taux de retention de l’urine (6.4% et 0%) et de la RTU-P (2.0% et 0%) étaient simmilaires dans les groupes MONO et BCOMB respectivement (p=0.375 et p=1). L’ évolution de la qualité des érections fût semblable dans les 2 groupes excepté le groupe MONO qui présenta une valeure de 6 à 6 mois et le groupe BCOMB qui présenta une valeure de 3.7 (p=0.029). Le pourcentage des malades sexuellement puissants a été significativement inférieur pendant les 6 premiers mois depuis la curiethérapie pour le groupe BCOMB si on le compare au groupe MONO: 36%–74%; 33%–73%; 33%–75%. Après cette période, les groupes eûrent des résultats homogénes. Groupe 2: L’ IPSS a évolué dans les prostates <50ml et >50ml de 7–9 jusqu’à 15-19 pendant le premier mois et jusqu’à 15-18 au 3ème mois. C’est seulement pendant le premier mois que les différences de l’IPSS ont été significatives (p=0.061). Après le 3ème mois les deux groupes ont eu des résultats semblables: IPSS 8 et 12 à 12.º mois et 5.7 et 6 à 24.º mois. Le taux de retention de l’urine et de la RTU-P ont été simmilaires (p=0.054 e p=0.286). Groupe 3: L’evolution de l’ IPSS, les taux de retention de l’urine et de la RTU-P pourraient se surposer pour les deux groupes. L’évolution de la libido, des érections, le pourcentage des malades sexuellements puissants, l’incommodité et la satisfaction ont été toujours significativement infériures dans le groupe HORM par rapport au groupe NHORM dès le premier mois (valeurs de p <0.0001; <0.0001; < 0.0001; 0.009 et 0.002 respectivement) Groupe 4: L’évolution de l’ IPSS pour les malades ayant un IPSS élevé fût ainsi: 22.17(0M); 19.5(1M); 20.5(3M); 15.3(6M); 15.7(12M); 11(18M); 8(24M)L’évolution de l’ IPSS pour les malades ayant un IPSS diminué fût ainsi:5.9(0M); 15.3(1M); 14.9(3M); 12.2(6M); 8.9(12M); 7.2(18M), 5.5(24M) Le taux de RTU-P (2.8% e 0%) et de retention de l’urine (5.1% et 5.9%) ont été semblables dans les 2 groupes de malades (p=1). Conclusions 1. La radiothérapie interstitielle de la prostate avec implant transpérinéal de l’iode 125 est fréquamment acompagnée d’une morbilité urinaire transitoire et d’intensité modérée. La morbilité consiste d’une symptomatologie de l’apparéil urinaire inférieure qui, dans la plupart des malades, empire gravement du premier au troisième mois. La situation s’améliore légèrement jusqu’au 6ème mois, l’amélioration étant plus accentuée à partir de là. Autour du 12ème jusqu’au 18ème mois, la majorité des malades présente une symptomatologie urinaire qui se ressemble beaucoup à celle qu’ils avaient avant le traitement. Après le 18ème mois l’amélioration de la symptomatologie urinaire est constante par rapport à celle qu’ils présentaient avant l’implant. Le taux de retention de l’urine et de RTU-P après l’implant de la curiethérapie sont très basses, au dessus de 10%. 2. L’association de la curiethérapie de la prostate avec la radiothérapie externe adjuvante a une influence sur l’évolution de la symptomatologie urinaire: l’apparition des symptômes est plus lente, prenant jusqu’à 6 mois pour atteindre son niveau maximum, qui à son tour, a une intensité moins accentuée que lorsque la curiethérapie est utilisée en monothérapie. 3. Le volume de la prostate supérieure à 50 ml n’a pas d’influence sur la morbilité urinaire. 4. La thérapie hormonale, néoadjuvante et adjuvante, n’a pas d’influence sur la symptomatologie urinaire. 5. Les malades ayant une symptomatologie urinaire préalable et très accentuée ne souffrent pas d’empirement de leur situation. Au contraire, ils présentent une amélioration des symptômes urinaires à partir du premier mois et ceci se maintient tout au long des 24 mois que dure le traitement, ayant à la fin de cette période une symptomatologie urinaire légère et beaucoup plus basse que celle qu’ils présentaient avant l’implant. Le taux de retention de l’urine et de la RTU-P après la curiethérapie est simmilaire à celui que les malades qui n’ont pas de symptômes présentent avant l’implant. 6. La vie sexuelle est préservée dans plus du 70% des cas à la fin de la période de traitement (24 mois). Entretemps, immédiatement après le premier mois d’étude, on note une légère diminution de la qualité des érections qui se maintient sans amélioration ou empirement tout au long du traitement. Le traitement à base d’hormones affecte tous les paramètres de la vie sexuelle, mais de façon temporaire. Après la suspension de la thérapie hormonale ce groupe de malades récupère l’activité sexuelle et se présente de façon égale au groupe de malades qui n’ont pas été soumis à ce traitement.

Influência do ciclo menstrual na fracção exalada de óxido nítrico

RESUMO:A determinação da fracção exalada de óxido nítrico (FENO) é amplamente utilizada como um biomarcador da inflamação eosinofílica das vias aéreas. Alguns estudos sugerem que a produção de óxido nítrico (NO) é influenciada pelas variações cíclicas hormonais na mulher,porém os dados não são consensuais. Deste modo, o objectivo do nosso estudo foi avaliar como varia a FENO ao longo do ciclo menstrual. Com esta finalidade, avaliamos um grupo de 20 voluntárias, em idade fértil, com ciclo menstrual regular, não fumadoras, que não utilizavam contraceptivos hormonais, nem suplementos alimentares e/ou medicamentosos e que não se encontravam grávidas, nem a amamentar. Todas referiram não ter conhecimento de qualquer patologia que afecte a FENO. A existência de atopia foi controlada através de testes cutâneos por prick, tendo-se excluído as participantes que apresentaram testes positivos. Realizamos quatro visitas de estudo, com base na periodicidade do ciclo de cada participante, nas quais, efectuamos a determinação da FENO, a quantificação dos níveis plasmáticos de óxido nítrico e nitratos (NO/NO3 -) e o doseamento hormonal de 17 -estradiol e progesterona. As avaliações realizaram-se no período da manhã, em jejum absoluto, tendo respeitado uma dieta pobre em nitratos no dia anterior e abstido da prática de exercício vigoroso uma hora antes da avaliação. Com este trabalho, verificamos um aumento significativo da FENO na fase secretora (17.97 ppb ± 5.8) comparativamente com a fase menstrual e proliferativa (16.48 ppb ± 3.6 e 15.95 ppb ±2.8, respectivamente). Não observamos variações significativas dos níveis plasmáticos de NO/NO3 - ao longo do ciclo. Constatamos uma correlação positiva entre a FENO e os níveis plasmáticos de NO/NO3 - durante a ovulação e verificamos que, para a nossa amostra, os níveis hormonais de estradiol e progesterona não são preditores do valor da FENO, nem dos níveis plasmáticos de NO/NO3-. Os resultados deste trabalho mostram uma variação da FENO ao longo do ciclo, ainda assim, mantendo-se os seus valores dentro do intervalo de referência, reforçando a fiabilidade deste biomarcador.--ABSTRACT:The determination of fractional exhaled nitric oxide (FENO) is widely used as a biomarker of eosinophilic airway inflammation. Some studies suggest that nitric oxide (NO) is influenced by cyclical hormonal changes in women, but those are not consensual. The aim of our study was to assess how FENO varies throughout the menstrual cycle. With this purpose, we studied a group of 20 volunteers within childbearing age, with regular menstrual cycle, non-smokers, who were not taking any medications including hormonal contraception and food supplements and who were not pregnant or breast-feeding. All participants reported not being aware of any condition that could affect the FENO. The presence of atopy was controlled by a skin prick test, having been excluded participants with positive test. We conducted four study visits, based on the periodicity of the cycle of each participant. In each visit, we made the determination of the FENO, the quantification of plasmatic levels of nitric oxide and nitrates (NO/NO3 -) and the blood levels of hormone estradiol-17 and progesterone. The evaluations occurred at morning, after overnight fasting. The participants were request to follow a low-nitrate diet in the previous day and refrained from vigorous exercise, for at least one hour before the visit We found a significant increase of FENO on secretory phase (17.97 ppb ± 5.8) compared with the menstrual and proliferative phase (16.48 ppb ± 3.6 and 15.95 ppb ± 2.8, espectively). No significant variations were found throughout the menstrual cycle in plasmatic levels of NO/NO3 -. We found a positive correlation between FENO and plasmatic levels of NO/NO3 - during ovulation. Finally, in our sample, the levels of oestradiol and progesterone are not predictors of FENO value nor of plasmatic levels of NO/NO3-. This study shows a variation of FENO over the menstrual cycle, nevertheless, the values remain within the reference range, reinforcing the reliability of this biomarker.

Desenvolvimento de suportes biodegradáveis para regeneração do tecido neuronal

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Ankylosing spondylitis: genomic and functional characterization of candidate genes and their repercussion in clinical practice

RESUMO: Introdução: A espondilite anquilosante (EA) é uma doença inflamatória crónica caracterizada pela inflamação das articulações sacroilíacas e da coluna. A anquilose progressiva motiva uma deterioração gradual da função física e da qualidade de vida. O diagnóstico e o tratamento precoces podem contribuir para um melhor prognóstico. Neste contexto, a identificação de biomarcadores, assume-se como sendo muito útil para a prática clínica e representa hoje um grande desafio para a comunidade científica. Objetivos: Este estudo teve como objetivos: 1 - caracterizar a EA em Portugal; 2 - investigar possíveis associações entre genes, MHC e não-MHC, com a suscetibilidade e as características fenotípicas da EA; 3 - identificar genes candidatos associados a EA através da tecnologia de microarray. Material e Métodos: Foram recrutados doentes com EA, de acordo com os critérios modificados de Nova Iorque, nas consultas de Reumatologia dos diferentes hospitais participantes. Colecionaram-se dados demográficos, clínicos e radiológicos e colhidas amostras de sangue periférico. Selecionaram-se de forma aleatória, doentes HLA-B27 positivos, os quais foram tipados em termos de HLA classe I e II por PCR-rSSOP. Os haplótipos HLA estendidos foram estimados pelo algoritmo Expectation Maximization com recurso ao software Arlequin v3.11. As variantes alélicas dos genes IL23R, ERAP1 e ANKH foram estudadas através de ensaios de discriminação alélica TaqMan. A análise de associação foi realizada utilizando testes da Cochrane-Armitage e de regressão linear, tal como implementado pelo PLINK, para variáveis qualitativas e quantitativas, respetivamente. O estudo de expressão génica foi realizado por Illumina HT-12 Whole-Genome Expression BeadChips. Os genes candidatos foram validados usando qPCR-based TaqMan Low Density Arrays (TLDAs). Resultados: Foram incluídos 369 doentes (62,3% do sexo masculino, com idade média de 45,4 ± 13,2 anos, duração média da doença de 11,4 ± 10,5 anos). No momento da avaliação, 49,9% tinham doença axial, 2,4% periférica, 40,9% mista e 7,1% entesopática. A uveíte anterior aguda (33,6%) foi a manifestação extra-articular mais comum. Foram positivos para o HLA-B27, 80,3% dos doentes. Os haplótipo A*02/B*27/Cw*02/DRB1*01/DQB1*05 parece conferir suscetibilidade para a EA, e o A*02/B*27/Cw*01/DRB1*08/DQB1*04 parece conferir proteção em termos de atividade, repercussão funcional e radiológica da doença. Três variantes (2 para IL23R e 1 para ERAP1) mostraram significativa associação com a doença, confirmando a associação destes genes com a EA na população Portuguesa. O mesmo não se verificou com as variantes estudadas do ANKH. Não se verificou associação entre as variantes génicas não-MHC e as manifestações clínicas da EA. Foi identificado um perfil de expressão génica para a EA, tendo sido validados catorze genes - alguns têm um papel bem documentado em termos de inflamação, outros no metabolismo da cartilagem e do osso. Conclusões: Foi estabelecido um perfil demográfico e clínico dos doentes com EA em Portugal. A identificação de variantes génicas e de um perfil de expressão contribuem para uma melhor compreensão da sua fisiopatologia e podem ser úteis para estabelecer modelos com relevância em termos de diagnóstico, prognóstico e orientação terapêutica dos doentes. -----------ABSTRACT: Background: Ankylosing Spondylitis (AS) is a chronic inflammatory disorder characterized by inflammation in the spine and sacroiliac joints leading to progressive joint ankylosis and in progressive deterioration of physical function and quality of life. An early diagnosis and early therapy may contribute to a better prognosis. The identification of biomarkers would be helpful and represents a great challenge for the scientific community. Objectives: The present study had the following aims: 1- to characterize the pattern of AS in Portuguese patients; 2- to investigate MHC and non-MHC gene associations with susceptibility and phenotypic features of AS and; 3- to identify candidate genes associated with AS by means of whole-genome microarray. Material and Methods: AS was defined in accordance to the modified New York criteria and AS cases were recruited from hospital outcares patient clinics. Demographic and clinical data were recorded and blood samples collected. A random group of HLA-B27 positive patients and controls were selected and typed for HLA class I and II by PCR-rSSOP. The extended HLA haplotypes were estimated by Expectation Maximization Algorithm using Arlequin v3.11 software. Genotyping of IL23R, ERAP1 and ANKH allelic variants was carried out with TaqMan allelic discrimination assays. Association analysis was performed using the Cochrane-Armitage and linear regression tests as implemented in PLINK, for dichotomous and quantitative variables, respectively. Gene expression profile was carried out using Illumina HT-12 Whole-Genome Expression BeadChips and candidate genes were validated using qPCR-based TaqMan Low Density Arrays (TLDAs). Results: A total of 369 patients (62.3% male; mean age 45.4±13.2 years; mean disease duration 11.4±10.5 years), were included. Regarding clinical disease pattern, at the time of assessment, 49.9% had axial disease, 2.4% peripheral disease, 40.9% mixed disease and 7.1% isolated enthesopathic disease. Acute anterior uveitis (33.6%) was the most common extra-articular manifestation. 80.3% of AS patients were HLA-B27 positive. The haplotype A*02/B*27/Cw*02/DRB1*01/DQB1*05 seems to confer susceptibility to AS, whereas A*02/B*27/Cw*01/DRB1*08/DQB1*04 seems to provide protection in terms of disease activity, functional and radiological repercussion. Three markers (two for IL23R and one for ERAP1) showed significant single-locus disease associations. Association of these genes with AS in the Portuguese population was confirmed, whereas ANKH markers studied did not show an association with AS. No association was seen between non-MHC genes and clinical manifestations of AS. A gene expression signature for AS was established; among the fourteen validated genes, a number of them have a well-documented inflammatory role or in modulation of cartilage and bone metabolism. Conclusions: A demographic and clinical profile of patients with AS in Portugal was established. Identification of genetic variants of target genes as well as gene expression signatures could provide a better understanding of AS pathophysiology and could be useful to establish models with relevance in terms of susceptibility, prognosis, and potential therapeutic guidance.

Avaliação de mecanismo de escape imunológico do complexo Burkholderia cepacia

Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicia

Patologia óssea do insuficiente renal crónico: desafio clínico-biológico ; Caracterização da osteodistrofia renal e efeitos da biocompatibilidade de membranas de hemodiálise, na remodelação óssea

Resumo: Os resultados das nossas investigações, apresentadas ao longo desta dissertação,contribuíram para a otimização do diagnóstico invasivo e não invasivo da osteodistrofia renal e permitiram evidenciar a relevância, para a expressão clínica e histológica da ODR, de algumas articularidades específicas da população hemodialisada, nomeadamente: a utilização de membranas de hemodiálise mais biocompatíveis e com elevada permeabilidade, o recurso a técnicas de hemodiafiltração com otimização da capacidade convectiva, as limitações dos marcadores bioquímicos de remodelação óssea ou a insuficiência / deficiência em vitamina D nativa (bem como os resultados da suplementação com esta vitamina). Testámos, pela primeira vez em doentes hemodialisados, novos marcadores da formação e reabsorção óssea, que validámos mediante a comparação com os resultados da histomorfometria óssea. No seu conjunto, e de forma integrada, as nossas investigações permitiram-nos: - Evidenciar a diminuição da expressão do recetor da PTH/PTHrP na cartilagem de crescimento, num modelo animal de IRC, o que explica, pelo menos em parte, o atraso de crescimento observado nesta patologia, bem como a diminuição da resposta à ação da PTH; - Demonstrar as vantagens da determinação da isoforma óssea da fosfatase alcalina, em relação à fosfatase alcalina total, no diagnóstico diferencial entre baixa e elevada remodelação óssea; - Utilizar, pela primeira vez em hemodialisados, a piridinolina e a desoxipiridinolina no diagnóstico da reabsorção óssea. Este foi o primeiro marcador sérico específico da atividade osteoclástica, utilizado com sucesso em doentes anúricos em hemodiálise. Evidenciámos uma excelente correlação destes dois marcadores bioquímicos com a superfície osteoclástica e com o número de osteoclastos/mm2;- Demonstrar as acentuadas limitações de outros marcadores da formação e reabsorção óssea (nomeadamente a osteocalcina, o propeptido carboxiterminal do procolagénio tipo I-PICP, e o Telopeptido do colagénio tipo I – ICTP) com base nas correlações entre os doseamentos séricos ou plasmáticos destes marcadores e a biópsia óssea com avaliação histomorfométrica; -Evidenciar as limitações induzidas pela sobrecarga alumínica na interpretação dos níveis séricos dos marcadores não invasivos da remodelação óssea;-Testar a eficácia e segurança da utilização de “microdoses” de desferroxamina na terapêutica da intoxicação alumínica, em doentes com acentuada exposição a este metal;-Demonstrar que os doentes hemodialisados cronicamente com dialisadores de poliacrilonitrilo (membranas de alta permeabilidade),apresentavam menor ativação osteoblástica e osteoclástica, que os doentes dialisados com membranas de cuprofano(baixa permeabilidade), sendo os níveis de iPTH semelhantes em ambos os grupos estudados. Estes resultados apontam para uma menor ativação da remodelação óssea quando se utilizam membranas de hemodiálise mais biocompatíveis e/ou de maior permeabilidade, o que se poderá relacionar com a ultrafiltração de mediadores da ativação celular ou com a menor ativação dos mecanismos estimuladores da remodelação óssea, por parte destas membranas. Entre os mediadores da remodelação óssea que demonstrámos serem relevantes e estarem aumentados no soro de hemodialisados com membranas de baixo fluxo, contam-se a beta-2-microglobulina (2-M) e algumas citoquinas, com ação estimuladora das linhagens celulares envolvidas na remodelação óssea. Demonstrámos igualmente uma correlação positiva dos níveis séricos de 2-M com os níveis séricos da osteocalcina, da isoenzima óssea da fosfatase alcalina (marcadores da formação óssea) e com os níveis séricos da piridinolina (marcador da reabsorção óssea). Os níveis séricos de 2-M correlacionaram-se ainda, de forma negativa, com o volume osteoide (matriz óssea não calcificada). Nestes doentes hemodialisados, demonstrámos a presença de níveis séricos aumentados da interleucina-1, do antagonista do recetor da interleucina-1, da interleucina-6 e do recetor solúvel da interleucina-6. Salientamos as relações inversas que observámos, por um lado entre os níveis de antagonista do recetor da interleucina-1 e a superfície osteoblástica, e por outro lado entre o rácio do recetor da interleucina-6 / interleucina-6 (IL6-r/IL6) e a superfície osteoclástica. De acordo com estes nossos resultados originais, entendemos que a interferência nos níveis circulantes e na ativação local destes mediadores poderá justificar, em grande parte, o aumento da prevalência de doença óssea adinâmica, descrita por nós e por outros grupos. Evidenciámos uma elevadíssima prevalência de doença adinâmica (>50% dos doentes), numa população de hemodialisados sem exposição prévia ao alumínio, tratados de acordo com os K/DOQI “guidelines” e que ao longo de um ano mantiveram níveis séricos de cálcio e de fósforo controlados. Consequentemente, os doentes tratados de forma otimizada apresentaram uma prevalência surpreendentemente elevada de doença adinâmica. Os nossos resultados (classificados com o grau de evidência máxima pelos peritos KDIGO) contribuíram para dar suporte à grande diferença nos guidelines K/DOQI (2003) e KDIGO (2009) no que respeita aos valores alvo da PTH. Estamos conscientes que de que o facto de termos uma percentagem tão elevada de doença óssea adinâmica nas nossas populações de hemodialisados, bem como a demonstração de que alguns doentes com valores de PTH intacta (2ª geração) de cerca de 600 pg/ml tinham doença óssea adinâmica, condicionaram os novos objetivos KDIGO para a PTH. Os nossos resultados suportam, em nossa opinião, a adequação e vantagem da utilização dos critérios da KDIGO em vez dos KDOQI. Tendo em conta que os primeiros definem objetivos para a PTH entre 2 e 9 vezes o limite superior do normal e não se comprometem com valores alvo absolutos e rígidos (definidos previamente nos KDOQI entre 150 e 300 pg/mL), esta nova abordagem parece-nos mais correta.Na nossa investigação clínica, caracterizámos ainda a população hemodialisada portuguesa no que respeita aos níveis séricos de calcidiol, identificando a população com suficiência, insuficiência ou deficiência em vitamina D3. Documentámos uma acentuada prevalência de insuficiência e mesmo de deficiência nesta vitamina, numa vasta população de hemodialisados, a qual, muito provavelmente, reflete de forma fidedigna, o que se pode observar na restante população de doentes portugueses IRC em estádio 5d (em diálise). Descrevemos, pela primeira vez em doentes hemodialisados, uma associação entre deficiência em calcidiol e a presença de fatores de risco cardiovascular (que têm sido identificados nos doentes urémicos). A nossa investigação conduziu-nos a resultados originais, ao identificar os níveis baixos de 25(OH)vitamina D3 como um provável fator de risco cardiovascular em hemodialisados, visto que a deficiência nesta vitamina se associou, de forma muito significativa, ao aumento da prevalência de calcificações vasculares, a inflamação, a pressão de pulso mais elevada, a hipertrofia ventricular esquerda, a insuficiência cardíaca e a níveis séricos aumentados de “BNP-Brain natriuretic peptide”. Finalmente, numa avaliação prospetiva, de intervenção terapêutica, corrigimos a insuficiência ou deficiência em 25(OH)vitamina D3 e demonstrámos que essa correção se associou a uma redução dos fatores de risco cardiovascular. Esta última intervenção foi totalmente inovadora, visto ser a primeira avaliação prospetiva da evolução dos fatores de risco cardiovasculares, em função da suplementação com vitamina D nativa, em doentes hemodialisados. Em resumo, pensamos que os resultados das nossas investigações, acima sumarizadas e apresentadas ao longo dos diversos capítulos desta dissertação,contribuiram para uma nova perspetiva da osteodistrofia renal e para recolocar o foco da atenção dos nefrologistas no tecido ósseo e no eixo paratormona – vitamina D – remodelação óssea. Este eixo surje claramente envolvido em múltiplos processos fisiopatológicos, que suportam a elevada morbilidade e mortalidade (nomeadamente de causa cardiovascular) observada nos doentes urémicos.---------ABSTRACT: The results of our research, presented throughout this thesis, contributed towards the optimisation of the invasive and non-invasive diagnosis of renal osteodystrophy. They have also highlighted the importance, to the clinical and histological expression of the ODR, of some specific characteristics of the haemodialysis population, including: the use of biocompatible high permeability haemodialysis membranes, the use of haemodiafiltration techniques with convection enhancement, as well as the limitations of biochemical markers of bone turnover or native vitamin D insufficiency/deficiency (along with the supplementation results of this vitamin). New bone formation and resorption markers, which were validated by comparison with the results of bone histomorphometry, have been tested for the first time on haemodialysis patients.As a whole, and in an integrated approach, our research enabled us to: - Show the decrease of the PTH/PTHrP receptor expression in cartilage growth, used on an IRC animal model, which explains, to some extent, not only the delayed growth observed in this pathology, but also the slow response to PTH. - Point out the advantages of the determination of bone isoform of alkaline phosphatase, in relation to the total alkaline phosphatase, in the differential diagnosis between low and high-bone turnover.- Use pyridinoline and deoxypyridinoline in the diagnosis of bone resorption for the first time on haemodialysis patients. This was the first specific serum market of the osteoclastic activity, which was successfully used on anuric patients undergoing haemodialysis treatment. We also observed an excellent correlation of these biochemical markers with the osteoclastic surface and the number of osteoclasts/mm2. - Demonstrate the sharp limitations of other markers of bone formation and resorption (namely osteocalcin, carboxyterminal propeptide of type I-PICP procollagen and telopeptide of type I-ICTP collagen) based on correlations between these markers’ serum or plasma assays and bone biopsy with histomorphometric assessment.-Show the limitations induced by aluminium overload in the interpretation of serum levels of bone remodelling non-invasive markers.-Test the efficacy and the safety of the use of deferoxamine “microdoses” for treatment of aluminium overload among patients with high levels of serum aluminium. - Demonstrate that patients with chronic haemodialysis dialysers of polyacrylonitrile (high permeability membranes) show a lower osteoblastic and osteoclastic activation than those undergoing dialysis with cuprofan membranes (low permeability), being the iPTH levels similar in both groups of patients. These findings point towards a lower activation of bone remodelling when using more biocompatible dialysis membranes and/or of higher permeability, which may relate to the ultrafiltration of cell activation mediators or to the lower activation of the stimulating mechanisms of bone remodelling, regarding the membranes. Beta-2-microglobulin (2-M) and some cytokines that play a role/participate in bone remodelling are among the bone remodelling mediators, which we demonstrated to be relevant and to be increased in the serum of haemodialysis with low flow membranes. We also proved that there is a positive correlation of serum 2-M levels not only with serum osteocalcin levels, of the bone isoenzyme of alkaline phosphatase (bone forming markers), but also with levels of serum pyridinoline (bone resorption marker).Serum 2-M levels correlate negatively with the volume of osteoid (uncalcified bone matrix). We also demonstrated the presence of elevated serum levels of interleukin-1,interleukin-1 receptor antagonist, interleukin-6 and soluble interleukin-6 receptor in haemodialysis patients. We stress the inverse relationship which we observed on one hand between the interleukin-1 receptor antagonist levels and the osteoblastic surface and on the other between the ratio of interleukin-6 receptor / interleukin-6 (IL6-r/IL6) and the osteoblastic surface. According to these unique findings, we believe that the interference in the circulating levels and in the local activation of these mediators may partly explain the rising prevalence of adynamic bone disease. A high prevalence of adynamic disease has also been observed in a haemodialysis population (>50% of patients) with no previous exposure to aluminium. The patients were treated according to K/DOQI guidelines and maintained controlled serum calcium and phosphorus levels over one year. As a result, the patients who received optimised treatment showed a surprisingly high prevalence of adynamic disease. Our results, which were ranked with the highest degree of evidence by KDIGO experts, contributed to the great difference regarding the target values of PTH in the K/DOQI (2003) and KDIGO (2009) guidelines. We are aware that the finding of such a high percentage of adynamic bone disease in our haemodialysis population, as well as the evidence that some patients with intact PTH values (2nd generation) of 600 pg/ml suffered from adynamic bone disease, have hindered, the new KDIGO objectives to PTH.In our opinion, our results support the suitability and the advantage of using KDIGO criteria instead of KDOQI. This seems to be the right approach when taking into consideration that KDIGO sets objectives to PTH between 2 and 9 times the normal upper limit and does not compromise with the rigid and absolute target values (between 150 and 300 pg/mL) previously defined by KDOQI. In our clinical research, the Portuguese haemodialysis population was characterised in terms of serum clacidiol levels and identified as having vitamin D3 sufficiency, insufficiency or deficiency. It was also recorded the prevalence of severe vitamin D3 insufficiency and even deficiency in a large haemodialysis population, which most likely provides a reliable picture of the rest of the population in IRC Portuguese patients with 5d stage (undergoing dialysis). We described for the first time in aemosialysis patients an association between calcidiol deficiency and the presence of ardiovascular risk factors, (which have been identified on uraemic patients).Our research led us to unique findings by having identified the low levels of 25(OH) vitamin D3 as a likely cardiovascular risk factor in patients undergoing haemodialysis treatment, given that deficiency in this vitamin has been significantly associated not only with a rise in the prevalence of vascular calcifications, but also inflammation, left ventricular hypertrophy, high pulse pressure and high serum BNPBrain natriuretic peptide levels. Finally, based on a prospective assessment of therapeutic intervention, 25(OH)vitamin D3 insufficiency or deficiency was corrected and we were able to demonstrate that this same correction was associated with a reduction in cardiovascular risk factors. This was a forward-looking intervention regarding the supplementation of native vitamin D in haemodialysis patients, since it was the first prospective assessment of the evolution of cardiovascular risk factors. In short, the results of our research, summarised above and presented throughout the various chapters of this thesis, contributed towards a new perspective of the renal osteodystrophy and also to draw the nephrologists’ attention to the bone tissue and to the axis PTH – vitamin D – bone remodelling. This axis appears clearly involved in multiple physiopathological processes, which support the high morbidity and mortality rate, (particularly of cardiovascular causes), observed in uraemic patients.

Avaliação da explosão oxidativa em neutrófilos de doentes com sepsis - uma abordagem longitudinal

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

Efeito da Minociclina em Mus Musculus Infectados com Trypanosoma brucei brucei

As patologias provocadas tanto em humanos como em outros mamíferos, pelo parasita hemoflagelado Trypanosoma brucei são um verdadeiro flagelo em África, ma-tando milhares de pessoas e cabeças de gado todos os anos. No caso da terapêutica hu-mana, todas as drogas foram implementadas em meados do século XX, sem novas pa-tentes desde 1981. Urge portanto a descoberta de novas moléculas, que em esquema monoterapêutico ou em associação, possam de alguma forma intervir no controlo do parasita ou contra a inflamação provocada pelas sucessivas ondas de parasitémia. Em estudos anteriores a minociclina, tetraciclina de 2ª geração, provou ser eficaz na protecção do sistema nervoso central (SNC) de ratos infectados com Trypanosoma brucei brucei (T.b.brucei), diminuindo a passagem pela barreira hemato-encefálica (BHE) de leucócitos e parasitas. No presente estudo, o efeito dessa droga parece estar relacionado com uma maior resistência à perda de vários componentes hematológicos como eritrócitos, leucócitos ou granulócitos em amostras de animais com vinte dias (20 DPI) de progressão de infecção com o parasita. Também as parasitémias são substanci-almente mais baixas (cerca de dez vezes menores) nos animais tratados em 20 DPI. Em termos das citocinas interleucina 4 (IL-4), interferão gama (IFN-γ) e óxido nítrico (NO), parece existir um padrão de secreção diferente nos animais tratados e não tratados. A IL-4 parece neste caso estar associada a um perfil anti-inflamatório; o NO, importante no controlo do parasita, existe em maiores quantidades nos animais tratados, ao contrá-rio do IFN-γ com quantidades mais elevadas nos animais controlos. Esta última citocina está escrita na literatura como factor de crescimento parasitário. A expressão de metaloproteinases é aparentemente superior no baço quando comparada com tecido hepático, contudo sem aparentes diferenças entre os dois grupos persisitindo um sistema de dupla banda compreendidas entre r de 30 e 40 kDa, valores de massa molecular, na maioria dos animais dos dois grupos. As metaloproteinases po-dem se endógenas do hospedeiro, mas com elevada possibilidade de serem secretadas pelo parasita no seu processo de invasão tecidular.