Development of a "green process" for the isolation of natural functional extracts with anti-cancer activity - Application of high-pressure technology

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Quantification of the TMS-EEG response in epilepsy

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

NMR assignment of the apo-form of a Desulfovibrio gigas protein containing a novel Mo–Cu cluster

Biomol NMR Assign (2007) 1:81–83 DOI 10.1007/s12104-007-9022-3

Homogneous time resolved fluorescence: a new technique for detection and quantifications of infliximab in autoimmune patients

RESUMO:As terapias biológicas revolucionaram o tratamento das doenças autoimunes nos últimos anos. Tipicamente têm como alvos mediadores importantes no mecanismo das doenças. Os antagonistas do fator de necrose tumoral-α (TNF-α) são um grupo de agentes biológicos muito prescrito, pois estão indicados no tratamento de doenças imuno-mediadas comuns, tais como artrite reumatoide, artrite idiopática juvenil, artrite psoriática, espondilite anquilosante, doença de Crohn e colite ulcerosa. Com o uso frequente de inibidores do TNF-α, tem-se tornado evidente que estes agentes têm um potencial imunogénico importante, que pode comprometer o prognóstico a longo prazo dos doentes cronicamente tratados. A produção de anticorpos anti-fármaco parece causar falência terapêutica secundária em muitos doentes. Um dos efeitos dos anticorpos anti-fármaco é o aumento da eliminação do fármaco. A eliminação do fármaco, por sua vez, varia entre indivíduos, refletindo diferentes perfis farmacocinéticos. A determinação dos níveis séricos mínimos do agente anti-TNF-α é assim muito informativa e pode auxiliar nas decisões terapêuticas. Contudo, os testes imunológicos para determinar as concentrações séricas do fármaco não estão facilmente disponíveis na prática clínica. De forma a investigar uma nova técnica potencialmente fidedigna e prática para a deteção e quantificação dos agentes biológicos anti-TNF-α, foi testada a técnica por HTRF (homogeneous time-resolved fluorescence resonance energy transfer) para a determinação de concentrações séricas de infliximab. Apesar de apresentar algumas limitações relacionadas com as condições de leitura da fluorescência, esta técnica provou obter resultados próximos das concentrações obtidas por ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) bridging. Adicionalmente, tem a vantagem de ser de execução muito mais fácil e rápida. Deste modo, a técnica por HTRF poderá ser otimizada e tornar-se uma valiosa ferramenta laboratorial para orientar as decisões terapêuticas em doentes autoimunes com falência da terapêutica anti-TNF-α.--------- ABSTRACT: Biologic therapies revolutionized the treatment of autoimmune diseases in the last years. Typically, they target important disease mediators. Tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) antagonists constitute a very prescribed group of biologic agents as they are indicated for the treatment of common immune-mediated diseases, such as rheumatoid arthritis, juvenile idiopathic arthritis, psoriatic arthritis, ankylosing spondylitis, Crohn’s disease and ulcerative colitis. With the increasing use of TNF-α inhibitors it has been noticed that they have an important immunogenic potential that can compromise long-term outcomes in chronically treated patients. The production of anti-drug antibodies seems to cause secondary therapeutic failure in many patients. One of the effects of anti-drug antibodies is the enhancement of drug clearance. Drug clearance, in turn, varies among individuals, reflecting different pharmacokinetic profiles. Determination of serum anti-TNF-α drug trough levels is though very informative and could support treatment decisions. However, immunologic assays to determine drug serum concentrations are not readily available in clinical practice. In order to investigate a potentially reliable and practical new technique for detection and quantification of anti-TNF-α biologic agents, homogeneous time-resolved fluorescence resonance energy transfer (HTRF) technique was tested for determination of serum infliximab concentrations. Although presenting some limitations related with fluorescence reading conditions, this technique proved to give results close to the concentrations obtained by the widely used bridging enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). In addition, it has the advantage of being much easier and faster to perform. Thus, HTRF technique can be optimized and become a valuable laboratorial tool to guide treatment decisions in autoimmune patients with anti-TNF-α therapy failure.

Saúde Mental em meio prisional : avaliação de necessidades de cuidados em reclusos com perturbação mental

RESUMO: A população prisional é constituída por indivíduos geralmente sujeitos a alguma forma de exclusão social e que apresentam problemas de saúde física e mental mais frequentes do que na população em geral. A prevalência mais elevada de perturbações mentais e de suicídio nos reclusos, em relação à população civil, é consensual e está demonstrada em numerosos estudos internacionais. O abuso/dependência de substâncias, a depressão, as psicoses e a perturbação anti-social de personalidade são as perturbações mais comuns na população prisional. As perturbações mentais são importantes factores de risco de suicídio, de vitimização, de reincidência e de reentrada no sistema prisional. Assim sendo, o grupo de reclusos com perturbação mental constitui um grupo de risco relevante. A avaliação de necessidades de cuidados foi iniciada no Reino Unido como um método para o planeamento, medição dos resultados e financiamento dos cuidados de saúde. Para esta avaliação foram desenvolvidos instrumentos que avaliam as necessidades em diversos domínios (clínicos e sociais) para aplicação aos utentes, cuidadores e profissionais. Até aos anos noventa, a avaliação de necessidades no contexto prisional incidia especialmente nas necessidades de segurança dos serviços, segundo a perspectiva dos profissionais. Contudo, a partir do relatório Reed (1992), sobre a situação dos reclusos com perturbação mental, verificou-se uma abordagem mais abrangente, que incluía a avaliação das necessidades de cuidados dos reclusos. Embora as necessidades dos reclusos com perturbação mental pareçam ser similares às dos doentes psiquiátricos em geral, existem diferenças em determinados domínios como a comorbilidade do eixo II, o abuso de substâncias e o risco de violência. Por este motivo, as necessidades de cuidados de saúde mental dos reclusos são elevadas e frequentemente não se encontram satisfeitas. De forma a incluir estas especificidades foi desenvolvida a versão forense do Camberwell Assessment of Need (CAN), designada por CAN - Forensic Version (CANFOR). Actualmente existe um consenso generalizado entre as instituições internacionais do dever de proporcionar aos reclusos cuidados de saúde, de prevenção e de tratamento, equivalentes aos cuidados disponíveis para a população civil - o princípio da equivalência de cuidados. A presente investigação pretendeu caracterizar e avaliar as necessidades de cuidados dos reclusos acompanhados nos serviços de psiquiatria prisionais na área da Grande Lisboa (internamento no Serviço de Psiquiatria do Hospital Prisional de S. João de Deus (HPSJD) e consultas nos Estabelecimentos Prisionais (EP) de Caxias e de Tires). De modo a estabelecer uma comparação com sujeitos civis foi seleccionada uma amostra de conveniência de pacientes acompanhados num departamento de psiquiatria da mesma região, segundo um emparelhamento por sexo, escalão etário, e por diagnóstico, num período de 3 meses. Realizou-se um estudo de tipo observacional, transversal e comparativo. Aplicaram-se os seguintes instrumentos de avaliação: questionário específico, Brief Psychiatric Rating Scale 4.0, Mini International Neuropsychiatric Interview 5.0.0, Global Assessment Functioning, CAN-R e CANFOR-R. No período do estudo (12 meses) foram assistidos 149 reclusos, dos quais, 35 (23,5%) não cumpriram os critérios de inclusão. A amostra final de reclusos (PRs) (n=114) foi constituída por 79 homens (69,3%) e 35 mulheres (30,7%), dos quais 77 eram condenados (67,5%) e 37 (32,5%) encontravam-se detidos preventivamente. A amostra final de participantes civis (PCs) foi constituída por 121 indivíduos, dos quais 76 eram homens (62,8%) e 45 eram mulheres (37,2%).A amostra final de participantes civis (PCs) foi constituída por 121 indivíduos, dos quais 76 eram homens (62,8%) e 45 eram mulheres (37,2%). Relativamente aos PRs, o diagnóstico mais frequente foi a Perturbação Anti-social da Personalidade (57,9%), seguida pela Depressão Major (56,1%). A maioria (53,5%) apresentava três ou mais categorias diagnósticas. Aproximadamente um terço dos PRs (30%) pontuou o nível elevado de risco de suicídio. A probabilidade deste risco aumentava, significativamente, nos portadores de Depressão Major, de um maior nível de psicopatologia e de uma condenação actual. Perto de metade dos PRs (47,4%) possuía duas ou mais condenações prévias e mais de metade estavam envolvidos em crimes contra pessoas (53,5%). A probabilidade de condenações múltiplas foi significativamente superior nos portadores de Perturbação Antisocial da Personalidade e nos reclusos com maior número de necessidades totais. Entre os PRs dos dois sexos, as principais diferenças significativas residiram na maior frequência de consumo de substâncias e no maior número de necessidades de cuidados nãosatisfeitas nos homens versus mulheres. A comparação entre os PRs, antes da detenção, e os PCs mostrou que os primeiros possuíam menor escolaridade, menos medicação psiquiátrica, mas mais emprego e mais consumos de substâncias ilícitas. A Perturbação Anti-social da Personalidade (OR=26,4; IC95%: 10,7-64,9), a Perturbação Pós-stress Traumático (OR=15,0; IC95%: 3,5-65,4), a Dependência/Abuso de Substâncias (OR=8,5; IC95%: 4,2-17,6) a Depressão Major (OR=2,6; IC95%: 1,5-4,4) e o Risco de Suicídio Elevado (OR=2,6; IC95%: 1,4-5,0) foram significativamente mais frequentes nos PRs versus PCs. Relativamente à avaliação de necessidades de cuidados, os PRs mostraram maior número de necessidades não-satisfeitas e maior necessidade de ajuda profissional, em relação aos PCs. Embora diversas necessidades não-satisfeitas possam resultar da condição de recluso, outras, em domínios da saúde física, da segurança do próprio e dos consumos tóxicos, poderão indicar que os PRs recebem um nível de cuidados inferior ao necessário, em comparação com os PCs. Os PRs apresentaram patologia mental, predominantemente não-psicótica e elevado risco de suicídio/auto-agressão, associado a depressão, necessidades de cuidados e uma pena de prisão. Possuíam, numa frequência elevada, características, consistentemente, associadas à reincidência criminal (personalidade anti-social, consumos tóxicos, condenações anteriores), pelo que se justifica um especial acompanhamento deste grupo, no período pré e pós-libertação. A comparação de necessidades de cuidados no contexto civil e prisional indica um maior nível de necessidades e um menor nível de cuidados recebidos pelos PRs, em relação aos PCs. O princípio da equivalência de cuidados poderá estar comprometido nos indivíduos reclusos com perturbação mental. A utilização do CANFOR foi fácil e poderá contribuir para um melhor planeamento, oferta e avaliação de resultados ao nível individual. Os PRs e PCs revelaram características clínicas e de necessidades muito diferentes entre si, pelo que, os reclusos com perturbação mental deverão ser assistidos em serviços de saúde mental preparados para abordar as suas especificidades.---------------ABSTRACT: The prison population is generally made up of individuals who are usually subject to some sort of social exclusion and who show physical and mental problems more frequently than the general population. Various international studies have found higher rates of mental disturbances and suicide within the prison population. The most common mental disturbances found are substance abuse or dependency, depression, psychosis, and anti-social personality disturbance. Such mental disturbances are important factors in suicide, victimization, delinquency recurrence, and the risk of reentry into prison. As a result, prison inmates with mental disturbances are a relevant at risk group. Assessment of needs of care first started in the United Kingdom as a method of care planning, results measuring and finance health care. The method involved the development of certain measuring instruments to be used by patients, caregivers and professionals in order to evaluate needs in various domains (clinical and social). Until the nineties, the assessment of needs of care in a prison context focused mainly on the service’s security needs. However, after the Reed (1992) report on mentally disturbed inmates, a much wider approach was considered, which included evaluation of the inmate’s needs of care. However similar mentally disturbed prison inmates’ needs may appear to those of other psychiatric patients, there are some differences in particular domains, namely, co-morbidity of Axis II, substance abuse and the risk of violence. For this reason, inmates’ mental health care needs are high and very often not met. In order to include these specificities, a forensic version of the Camberwell assessment of need (CAN,) designated CAN – Forensic version (CANFOR) was developed. There is now generalized consensus among international institutions of the duty under the equivalent health care principle to provide inmates with preventative health care and treatment, that are equivalent to the care available to the civil population. This investigation aims to characterize and assess the health care provision of prison inmates admitted to Lisbon’s Psychiatric Prison ward - the Psychiatric Ward of São João de Deus Hospital (HPSJD) - and inmates in the Caxias and Tires Prison Establishments (EP) undertaking outpatient treatment. In order to establish a comparison between prison and civilian patients, a convenience sample was selected from civilian patients being treated in a psychiatric ward in the same geographical area. This sample was paired by gender, age group and diagnosis during a three month period. The study was observational, transversal and comparative. The following measuring instruments were used: a purpose-built questionnaire, Brief Psychiatric Rating Scale 4.0, Mini International Neuropsychiatric Interview 5.0.0, Global Assessment Functioning Scale, CAN-R and CANFOR-R. During the research period (12 months), 149 inmates received care, of whom 35 (23.5%) did not comply with the prerequisite criteria of this study. The final sample of inmates (PRs) (n=114) comprised 79 men (69.3%) and 35 (30.7%) women, of whom 77 (67.5%) were convicted prisoners and 37 (32.5%) were in preventive custody. The final sample for Civilian Participants (PCs) was made up of 121 individuals, of whom 76 (62.8%) were men and 45 (37.2%) were women. The most common diagnosis among the PRs was Anti-Social Personality Disorder (57.9%), followed by Major Depression (56.1%). More than half of the subjects in the sample (53.5%) showed three or more diagnostic categories. Approximately one third (30%) of the PRs showed a high level of suicide risk. The probability of this risk was significantly higher among Major Depression patients, those showing a higher level of psychopathology and those with a current conviction. Almost half of the PRs (47.4%) had been given two or more prior convictions and more than half (53.5%) were involved in crimes against people. The probability of multiple convictions was significantly higher among inmates with Anti-Social Personality Disorder and in those with more total needs. With regard to gender, the main significant difference among the PRs was that men were found to have a higher frequency of substance use and a greater number of unsatisfied caring needs than women. Comparison between the PRs prior to detention and PCs revealed that the former held lower educational qualifications and received less psychiatric medication, but had higher levels of employment and showed greater consumption of illicit substances. In addition Anti-Social Personality Disorder (OR=26.4; IC 95%: 10.7-64.9), Post-Stress Traumatic Disturbance (OR=15.0; IC 95%: 3.5-65.4), Substance Dependency/Abuse (OR=8.5; IC 95%: 4.2-17.6), Major Depression (OR=2.6; IC 95%: 1.5-4.4), and High Suicide Risk (OR=2.6; IC 95%: 1.4-5.0) were significantly more frequent amongst PRs than PCs. The results for needs assessment revealed that the PRs showed higher levels of unmet needs and a greater need for professional help in comparison with the PCs. Although various unmet needs may result from the inmate’s condition, other needs - in particular those regarding physical health, personal security and toxic substance use - suggest that the care given to PRs may be inadequate in comparison with that given to PCs. This implies that the principle of equivalent health care for PRs with mental illnesses may not be upheld. Furthermore, the mental morbidity results of the PRs indicated that they suffer predominantly from non-psychotic and high suicide/self inflicted aggression risk associated with depression, caring needs and a prison sentence. They also often showed characteristics that are consistently associated with criminal recidivism (Anti-social Personality, use of toxic substances, prior convictions). This result justifies that there should be special follow-up for this group in the pre- and after release period. The use of CANFOR proved to be simple and the application delay was acceptable. No difficulties were encountered in the understanding of its categories by its users. As a result, itcould contribute towards better planning, supply and assessment of results at an individual level. Given that the PRs and PCs revealed different clinical and needs characteristics, it is recommended that inmates with mental disturbances should be assisted in mental health services that are adequately prepared to address their specificities.

Evaluation of neuroprotective effects of natural extracts obtained from portuguese agro-food residues

Countries are currently faced with problems derived from changes in lifespan and an increase in lifestyle-related diseases. Neurodegenerative disorders such Parkinson’s (PD) and Alzheimer’s (AD) diseases are an increasing problem in aged societies. Data from World Alzheimer Report 2011 indicate that 36 million people worldwide are living with dementia. Oxidative stress has been associated with the development of AD and PD. Therefore there is interest to search for effective compounds or therapies to combat the oxidative damage in these diseases. Current evidence strongly supports a contribution of phenolic compounds present in fruits and vegetables to the prevention of neurodegenerative diseases such AD and PD. The industrial processing of a wide variety of fruits results in the accumulation of by-products without commercial value. Opuntia ficus-indica (cactus pear) is consumed fresh and processed like in juice. Prunnus avium (sweet cherry) is consumed fresh but the organoleptics characteristics of the fruits leads to the smaller and ragged fruits have no commercial value. Fruit extracts of both species has described to be rich in phenolic compounds and to have high antioxidant activities due to its composition. The aim of this work was assessing the efficacy of O. ficus-indica and P. avium by-products extracts obtained with conventional solvent extraction and pressurized liquid extraction in a neurodegeneration cell model. All extracts have protected neuroblastoma cells from H2O2-induced death at low, non-toxic levels, which approach to physiologically-relevant serum concentration. However, cherry extract has a slighter neuroprotective activity. The protective effect of Opuntia extracts are not conducted by a direct antioxidant activity since there are not decreases in intracellular ROS levels in cell treated with extracts and challenged with H2O2, while cherry extract neuroprotection seems to be due to a direct scavenging activity. Extracts from different biological matrixes seems to protect neuronal cells trough different cellular mechanisms.

Study of glycosidic changes in lung cancer: potential effectors in hematogenous metastasis

RESUMO: O cancro do pulmão (LC), uma das principais causas de mortalidade relacionada com cancro em Portugal, pode levar à formação de metástases hematogénicas. A adesão das células tumorais ao endotélio é considerada um dos passos fundamentais envolvidos na metástase. Em células sanguíneas, esta adesão é mediada por ligandos de E-selectina (E-SL), glicoproteínas ou glicolípidos decorados principalmente com sialyl-Lewis x (sLex) e sialyl-Lewis a (sLea). Tem sido descrito a expressão destes antigénios em LC, contudo o seu papel funcional em permitir a adesão das células de LC ao endotélio é ainda pouco compreendido. Foram analisadas amostras emparelhadas normais e tumorais de pacientes com cancro de pulmão de não-pequenas células (NSCLC) e três linhas celulares de LC. Immunoblotting assays com anti-sLex/sLea e molécula quimérica de E-selectina demonstraram que tecidos tumorais de LC sobreexpressam significativamente E-SL e resultados de citometria de fluxo demonstraram uma expressão elevada de E-SL nas linhas celulares. Para compreender o mecanismo da sobreexpressão de E-SL em tecidos tumorais e linhas celulares de LC, foi analisada a expressão de genes envolvidos na biossíntese de E-SL, nomeadamente FUT3, FUT4, FUT6, FUT7, ST3GAL3, ST3GAL4, ST3GAL6, β4GALT1, GCNT1 e GALNT3. Observou-se a sobreexpressão das fucosiltransferases FUT3, FUT6 e FUT7 em tecidos tumorais de LC e FUT3 em linhas celulares de LC, sendo que neste último, esta expressão é correlacionada com um aumento da adesão das células de LC às selectinas endoteliais. Foi observado que uma baixa expressão de FUT4 em tecidos tumorais está associada com estadios menos avançados de NSCLC. Foram analisadas ainda proteínas decoradas com sLex/sLea, tendo-se identificado como E-SL o antigénio carcinoembrionário em NSCLC. Em resumo, esta tese contribuiu para uma melhor compreensão das alterações glicosídicas e moléculas que podem influenciar a progressão tumoral do LC, podendo permitir identificar futuramente novos biomarcadores de diagnóstico/prognóstico e potenciais alvos terapêuticos para o NSCLC.--------------------------ABSTRACT: Lung cancer (LC), one of the major causes of mortality related to cancer in Portugal, may lead to hematogenous metastasis. Adhesion of cancer cells to endothelium is considered one of the crucial steps involved in metastasis. In blood cells, this adhesion is initiated by endothelial selectin ligands (E-SL) that are glycoproteins or glycolipids decorated mostly with sialyl-Lewis x (sLex) and sialyl-Lewis a (sLea). While LC has been described as expressing these sialyl Lewis antigens, its functional role in allowing LC adhesion to endothelium is still poorly understood. We analyzed paired tumor and normal tissues samples from non-small cell lung cancer (NSCLC) patients and three LC cell lines. Immunoblotting assays with anti-sLex/sLea and E-selectin chimera demonstrated that LC tumor tissues significantly overexpress E-SL and flow cytometry results indicated that E-SL are also abundantly expressed in LC cell lines. To understand the mechanism behind the overexpression of E-SL in LC tissues and cell lines, we analyzed the expression of genes involved in its biosynthesis, namely FUT3, FUT4, FUT6, FUT7, ST3GAL3, ST3GAL4, ST3GAL6, β4GALT1, GCNT1 and GALNT3. It was observed the overexpression of fucosyltransferases FUT3, FUT6 and FUT7 in LC tumor tissues and FUT3 in LC cell lines, being this last one correlated with an increased reactivity of the LC cells to endothelial selectins. It was described that low expression of FUT4 in tumor tissues is correlated with early stages of NSCLC. We also analyzed scaffolds proteins of sLex/sLea and it was identified the carcinoembryonic antigen as an E-SL in NSCLC. In summary, this thesis contributed to a better understanding of the glycosidic changes and molecules that can influence tumor progression of LC, allowing identifying in the future new diagnosis/prognosis biomarkers and potential therapeutic targets for NSCLC.