Genetic Sharing with Cardiovascular Disease Risk Factors and Diabetes Reveals Novel Bone Mineral Density Loci

Bone Mineral Density (BMD) is a highly heritable trait, but genome-wide association studies have identified few genetic risk factors. Epidemiological studies suggest associations between BMD and several traits and diseases, but the nature of the suggestive comorbidity is still unknown. We used a novel genetic pleiotropy-informed conditional False Discovery Rate (FDR) method to identify single nucleotide polymorphisms (SNPs) associated with BMD by leveraging cardiovascular disease (CVD) associated disorders and metabolic traits. By conditioning on SNPs associated with the CVD-related phenotypes, type 1 diabetes, type 2 diabetes, systolic blood pressure, diastolic blood pressure, high density lipoprotein, low density lipoprotein, triglycerides and waist hip ratio, we identified 65 novel independent BMD loci (26 with femoral neck BMD and 47 with lumbar spine BMD) at conditional FDR < 0.01. Many of the loci were confirmed in genetic expression studies. Genes validated at the mRNA levels were characteristic for the osteoblast/osteocyte lineage, Wnt signaling pathway and bone metabolism. The results provide new insight into genetic mechanisms of variability in BMD, and a better understanding of the genetic underpinnings of clinical comorbidity.

The dynamics of murid gammaherpesvirus 4 within wild, sympatric populations of bank voles and wood mice

Murid gammaherpesvirus 4 (MuHV-4) is widely used as a small animal model for understanding gammaherpesvirus infections in man. However, there have been no epidemiological studies of the virus in wild populations of small mammals. As MuHV-4 both infects cells associated with the respiratory and immune systems and attempts to evade immune control via various molecular mechanisms, infection may reduce immunocompetence with potentially serious fitness consequences for individuals. Here we report a longitudinal study of antibody to MuHV-4 in a mixed assemblage of bank voles (Clethrionomys glareolus) and wood mice (Apodemus sylvaticus) in the UK. The study was conducted between April 2001 and March 2004. Seroprevalence was higher in wood mice than bank voles, supporting earlier work that suggested wood mice were the major host even though the virus was originally isolated from a bank vole. Analyses of both the probability of having antibodies and the probability of initial seroconversion indicated no clear seasonal pattern or relationship with host density. Instead, infection risk was most closely associated with individual characteristics, with heavier males having the highest risk. This may reflect individual variation in susceptibility, potentially related to variability in the ability to mount an effective immune response.

Cataract surgery and subtype in a defined, older population: the SEECAT Project

AIM:

To describe the distribution of cataract subtypes present before surgery among a defined population of older, bilaterally pseudophakic individuals.

METHODS:

This was a cohort study of bilaterally pseudophakic individuals participating in the Salisbury Eye Evaluation (SEE), and their locally resident siblings. Subjects underwent slit lamp and retroillumination photography and grading using the Wilmer Cataract Grading System. For all individuals determined to be bilaterally pseudophakic, an attempt was made to determine for each eye the type(s) of cataract present before surgery, based on previous SEE photographs (for SEE participants) and/or medical records obtained from the operating ophthalmologist (for both SEE participants and their siblings).

RESULTS:

The mean age of 223 participants providing data in this study was 78.7 (SD 5.2) years, 19.3% of subjects were black and 60.1% female. The most common surgically removed cataract subtype in this population was pure nuclear (43.5%), followed by nuclear combined with posterior subcapsular cataract (PSC) (20.6%), and nuclear combined with cortical (13.9%); less common types were pure cortical (4.9%), pure PSC (4.5%), and PSC combined with cortical (2.7%). Factors such as sex and source of lens data (study photograph versus clinical record) did not significantly affect the distribution of lens opacity types, while PSC was significantly (p = 0.01) more common among younger people and nuclear cataract was significantly (p = 0.001) more common among white compared to black people.

CONCLUSION:

Epidemiological studies have suggested that the different subtypes of cataract are associated with different risk factors. As studies begin to identify new prevention strategies for cataract, it would appear likely that different strategies will be efficacious against different types of cataract. In this setting, it will be helpful to know which cataract types are most frequently associated with surgery. Among this older, majority white population, nuclear cataract showed a clear predominance among individuals having undergone surgery in both eyes. This may be contrasted with both clinic and population based studies of younger people, which have generally found PSC cataract to predominate.

Nonsteroidal Anti-Inflammatory Drug Use is Not Associated With Reduced Risk of Barrett’s Esophagus

OBJECTIVES: Regular use of nonsteroidal anti-inflammatory drugs (NSAIDs) is associated with a reduced risk of esophageal adenocarcinoma. Epidemiological studies examining the association between NSAID use and the risk of the precursor lesion, Barrett’s esophagus, have been inconclusive.

METHODS: We analyzed pooled individual-level participant data from six case-control studies of Barrett’s esophagus in the Barrett’s and Esophageal Adenocarcinoma Consortium (BEACON). We compared medication use from 1474 patients with Barrett’s esophagus separately with two control groups: 2256 population-based controls and 2018 gastroesophageal reflux disease (GERD) controls. Study-specific odds ratios (OR) and 95% confidence intervals (CI) were estimated using multivariable logistic regression models and were combined using a random effects meta-analytic model.

RESULTS: Regular (at least once weekly) use of any NSAIDs was not associated with the risk of Barrett’s esophagus (vs. population-based controls, adjusted OR = 1.00, 95% CI = 0.76–1.32; I2=61%; vs. GERD controls, adjusted OR = 0.99, 95% CI = 0.82–1.19; I2=19%). Similar null findings were observed among individuals who took aspirin or non-aspirin NSAIDs. We also found no association with highest levels of frequency (at least daily use) and duration (≥5 years) of NSAID use. There was evidence of moderate between-study heterogeneity; however, associations with NSAID use remained non-significant in “leave-one-out” sensitivity analyses.

CONCLUSIONS: Use of NSAIDs was not associated with the risk of Barrett’s esophagus. The previously reported inverse association between NSAID use and esophageal adenocarcinoma may be through reducing the risk of neoplastic progression in patients with Barrett’s esophagus.

Indoor air quality in elementary schools of Lisbon and Aveiro

Tem havido uma preocupação crescente com a qualidade do ar interior (QAI) nas escolas em muitos países. Muitos estudos epidemiológicos têm encontrado diferenças regionais entre ambientes interiores. Apesar da elevada incidência de asma e rinite na população infantil, praticamente nada se sabia sobre a QAI em escolas portuguesas. A percepção dos problemas de QAI é crucial para avaliar os riscos para a saúde e rendimento dos estudantes, e para sugerir meios de reduzir a exposição a poluentes indesejáveis. Neste estudo procurou-se obter as concentrações de poluentes de interesse em estabelecimentos de ensino do 1º ciclo de Lisboa e Aveiro, estimar o estado atual de casos de asma e rinite em escolas primárias da capital, avaliar a influência de diferentes materiais das salas de aula/construção e hábitos escolares na QAI, identificar potenciais fontes de poluentes nos interiores e exteriores das salas de aula e propor medidas mitigadoras. Catorze escolas de Lisboa foram visitadas para obter a caracterização física das construções em termos de estrutura, ventilação, materiais de acabamento, produtos de limpeza, densidade de ocupação e potenciais fontes interiores de poluição. Os estudantes foram questionados sobre os seus hábitos e sintomas respiratórios através de inquéritos do modelo ISAAC (International Study of Asthma and Allergies in Childhood). Durante a primavera, outono e inverno (2008-2010), nas salas de aula e pátios, foram monitorizados, por amostragem passiva, compostos orgânicos voláteis (COVs), carbonilos e dióxido de azoto (NO2). Foram também medidos parâmetros de conforto e níveis de microrganismos. Duas escolas localizadas, uma no centro da cidade e outra na região suburbana, em Aveiro foram estudadas em 2010. Parâmetros de conforto, microrganismos, COVs, NO2, material particulado (PM10) foram medidos no interior e no exterior de ambas escolas. Os iões solúveis, carbono orgânico e elementar (OC e EC), e compostos orgânicos presentes no material particulado foram subsequentemente analisados em laboratório. Uma medida mitigadora - fitoremediação - foi avaliada na escola do centro da cidade de Aveiro em 2011. Os resultados do estudo mostraram que a QAI é pior do que a do ar exterior. Em geral, os níveis de CO2 e dos bioaerosóis excederam os níveis máximos aceitáveis para o conforto dos ocupantes estipulado pelas regulamentações portuguesas. Quase todos os COVs e carbonilos identificados mostraram razões interior/exterior (I/E) maiores que uma unidade, o que demonstra a importante contribuição de fontes interiores em todas as escolas. As razões I/E das concentrações de NO2 nunca excederam a unidade. Os níveis interiores diários de PM10 foram sempre maiores que os exteriores, exceto nos fins de semana. Após a colocação de plantas numa das salas de aula, observou-se uma redução estatisticamente significativa nos níveis de CO2, COVs, carbonilos, PM10, OC, e dos iões nitrato, sulfato, amónia, cálcio e carbonato. A possível redução dos níveis de poluentes no interior após a colocação de plantas pode representar uma solução de baixo custo para reduzir a exposição a muitos compostos, melhorar o rendimento e aumentar o bem estar dos alunos e professores em sala de aula.

Exposure modelling to traffic-related air toxic pollutants

Atualmente, a poluição atmosférica constitui uma das principais causas ambientais de mortalidade. Cerca de 30% da população europeia residente em áreas urbanas encontra-se exposta a níveis de poluição atmosférica superiores aos valores- limite de qualidade do ar legislados para proteção da saúde humana, representando o tráfego rodoviário uma das principais fontes de poluição urbana. Além dos poluentes tradicionais avaliados em áreas urbanas, os poluentes classificados como perigosos para a saúde (Hazard Air Pollutants - HAPs) têm particular relevância devido aos seus conhecidos efeitos tóxicos e cancerígenos. Neste sentido, a avaliação da exposição tornase primordial para a determinação da relação entre a poluição atmosférica urbana e efeitos na saúde. O presente estudo tem como principal objetivo o desenvolvimento e implementação de uma metodologia para avaliação da exposição individual à poluição atmosférica urbana relacionada com o tráfego rodoviário. De modo a atingir este objetivo, foram identificados os parâmetros relevantes para a quantificação de exposição e analisados os atuais e futuros potenciais impactos na saúde associados com a exposição à poluição urbana. Neste âmbito, o modelo ExPOSITION (EXPOSure model to traffIc-relaTed aIr pOllutioN) foi desenvolvido baseado numa abordagem inovadora que envolve a análise da trajetória dos indivíduos recolhidas por telemóveis com tecnologia GPS e processadas através da abordagem de data mining e análise geoespacial. O modelo ExPOSITION considera também uma abordagem probabilística para caracterizar a variabilidade dos parâmetros microambientais e a sua contribuição para exposição individual. Adicionalmente, de forma a atingir os objetivos do estudo foi desenvolvido um novo módulo de cálculo de emissões de HAPs provenientes do transporte rodoviário. Neste estudo, um sistema de modelação, incluindo os modelos de transporteemissões- dispersão-exposição, foi aplicado na área urbana de Leiria para quantificação de exposição individual a PM2.5 e benzeno. Os resultados de modelação foram validados com base em medições obtidas por monitorização pessoal e monitorização biológica verificando-se uma boa concordância entre os resultados do modelo e dados de medições. A metodologia desenvolvida e implementada no âmbito deste trabalho permite analisar e estimar a magnitude, frequência e inter e intra-variabilidade dos níveis de exposição individual, bem como a contribuição de diferentes microambientes, considerando claramente a sequência de eventos de exposição e relação fonte-recetor, que é fundamental para avaliação dos efeitos na saúde e estudos epidemiológicos. O presente trabalho contribui para uma melhor compreensão da exposição individual em áreas urbanas, proporcionando novas perspetivas sobre a exposição individual, essenciais na seleção de estratégias de redução da exposição à poluição atmosférica urbana, e consequentes efeitos na saúde.

Sinalização celular e a resposta a estrogénios do epitélio mamário

Estrogens, such as 17β-estradiol (E2) are essential for normal growth and differentiation of the mammary gland. There are two estrogen receptors (ERs), ERα and ERβ which are ligand activated transcription factors. ERα stimulates proliferation and is the single most powerful predictor of breast cancer prognosis and since 70% of breast cancers express ERα, strategies to block this receptor are the primary breast cancer treatment. Unlike ERα, the role of ERβ in breast cancer and its potential as alternative therapeutic target remains controversial, mainly due to the lack of correlation between results obtained in vitro and epidemiological studies. The aim of this thesis was to increase our understanding of the molecular and cellular mechanisms of estrogen signaling in normal and cancerous cells, in different cellular contexts and with focus on ERβ. In Paper I we characterized the effect of the flavone PD098059 - which is a commonly used MEK1 inhibitor - on activation of transcription by ERα and ERβ. We found that the estrogenic effect of PD098059 is dose dependent in concentrations ranging from 1 – 10 μM and that activation of transcription by ER is suppressed by the inhibitory effect of PD98059 on MEK1 at concentrations above 50 μM. In agreement with its flavone nature, PD098059 had a much stronger effect on ERβ than on ERα transcriptional activity. Therefore, use of this compound for the study of signalling events in cells expressing ER should be carefully considered. In Paper II we assessed the effect of ERβ agonists in vivo and administered under different conditions in vitro. In basal conditions, ERβ induced apoptosis; however, in vivo ERβ agonists stimulated proliferation and inhibited apoptosis. In vivo effects were reproduced in culture, by activation of MAPK/ERK½ pathway with epidermal growth factor or basement membrane extract. In addition, insulin signalling and PI3-K/AKT activation was necessary for stimulation of proliferation. These results suggest that the cellular context modulates ERβ activity. Manuscript presents preliminary work aimed at the set-up of a methodological strategy to isolate ERs and to identify interacting proteins in different cellular contexts and which could modulate the bi-phased effects of ERβ in cell growth. In conclusion, the studies presented in this thesis contribute to clarify the apparent contradictory information regarding ERβ function in normal and cancerous mammary epithelium and suggest that the cellular context should be considered when ERβ effects are studied.

Estimating the size of the population of persons who inject drugs in the island of Montréal, Canada, using a six-source capture-recapture model

BACKGROUND: To plan and implement services to persons who inject drugs (PWID), knowing their number is essential. For the island of Montréal, Canada, the only estimate, of 11,700 PWID, was obtained in 1996 through a capture-recapture method. Thirteen years later, this study was undertaken to produce a new estimate. METHODS: PWID were defined as individuals aged 14-65 years, having injected recently and living on the island of Montréal. The study period was 07/01/2009 to 06/30/2010. An estimate was produced using a six-source capture-recapture log-linear regression method. The data sources were two epidemiological studies and four drug dependence treatment centres. Model selection was conducted in two steps, the first focusing on interactions between sources and the second, on age group and gender as covariates and as modulators of interactions. RESULTS: A total of 1480 PWID were identified in the six capture sources. They corresponded to 1132 different individuals. Based on the best-fitting model, which included age group and sex as covariates and six two-source interactions (some modulated by age), the estimated population was 3910 PWID (95% confidence intervals (CI): 3180-4900) which represents a prevalence of 2.8 (95% CI: 2.3-3.5) PWID per 1000 persons aged 14-65 years. CONCLUSIONS: The 2009-2010 estimate represents a two-third reduction compared to the one for 1996. The multisource capture-recapture method is useful to produce estimates of the size of the PWID population. It is of particular interest when conducted at regular intervals thus allowing for close monitoring of the injection phenomenon.

Captura-recaptura como método epidemiológico a aplicarà esclerose múltipla

Tese de Doutoramento, Neurologia, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2014

Regulatory interactions between the metabolic sensors SIRT1 and AMPK in modulating PPARα linked functions, in obesity-dependent type 2 diabetes mellitus

Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Ciências Funcionais), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014

Role of β-adrenergic signaling in ovarian cancer cells biology

Tese de mestrado. Biologia (Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Do Urban Canyons Influence Street Level Grass Pollen Concentrations

In epidemiological studies, outdoor exposure to pollen is typically estimated using rooftop monitoring station data, whilst exposure overwhelmingly occurs at street level. In this study the relationship between street level and roof level grass pollen concentrations was investigated for city centre street canyon environments in Aarhus, Denmark, and London, UK, during the grass pollen seasons of 2010 and 2011 respectively. For the period mid-day to late evening, street level concentrations in both cities tended to be lower than roof-level concentrations, though this difference was found to be statistically significant only in London. The ratio of street/roof level concentrations was compared with temperature, relative humidity, wind speed and direction, and solar radiation. Results indicated that the concentration ratio responds to wind direction with respect to relative canyon orientation and local source distribution. In the London study, an increase in relative humidity was linked to a significant decrease in street/roof level concentration ratio, and a possible causative mechanism involving moisture mediated pollen grain buoyancy is proposed. Relationships with the other weather variables were not found to be significant in either location. These results suggest a tendency for monitoring station data to overestimate exposure in the canyon environment.

Influence of ventilation type in volatile organic compounds exposure: poultry case

Agricultural workers especially poultry farmers are at increased risk of occupational respiratory diseases. Epidemiological studies showed increased prevalence of respiratory symptoms and adverse changes in pulmonary function parameters in poultry workers. In poultry production volatile organic compounds (VOCs) presence can be due to some compounds produced by molds that are volatile and are released directly into the air. These are known as microbial volatile organic compounds (MVOCs). Because these compounds often have strong and/or unpleasant odors, they can be the source of odors associated with molds. MVOC's are products of the microorganisms primary and secondary metabolism and are composed of low molecular weight alcohols, aldehydes, amines, ketones, terpenes, aromatic and chlorinated hydrocarbons, and sulfur-based compounds, all of which are variations of carbon-based molecules.

Análise do padrão de recrutamento abdominal em crianças com dor espinal, entre os 7 e os 10 anos, durante a flexão rápida do ombro, com recurso a electromiografia de superfície

Estudos epidemiológicos dão conta de um aumento exponencial de crianças que reportam dor espinal nalgum momento da vida, tendo-se vindo a atribuir a esta um interesse crescente. Nesta sequência têm vindo a ser estudados factores de risco para a dor espinal, cujo leque tem aumentado devido ao contexto social em que nos inserimos. Um dos aspectos sobre o qual recai a nossa investigação relaciona-se com a activação muscular nas crianças com dor espinal, aspecto ainda não estudado nesta população em particular. A literatura indica que, na população adulta sem dor espinal existe pré-activação muscular abdominal aquando da flexão rápida do ombro e a maioria dos estudos revistos apontam para a inexistência da mesma nos indivíduos com dor espinal. Apesar disso, não existem evidências que o demonstrem em crianças pelo que o nosso estudo pretende descrever o padrão de recrutamento abdominal utilizado pelas crianças com dor espinal, aquando do movimento rápido do membro superior bem como analisar os principais factores de risco. Para recolha dos dados utilizou-se o Questionário de Dor Adaptado, para rastrear a amostra com dor espinal e descrever a sua história ocupacional, e Electromiografia de Superfície, com utilização do acelerómetro, que nos deu conta do início do movimento. Os dados obtidos neste estudo indicam que existe activação muscular abdominal, no momento imediatamente prévio ao início do movimento de flexão do ombro, em quase toda a musculatura abdominal, em crianças com dor espinal excepto em dois participantes que revelam um atraso na activação do músculo oblíquo interno direito e num outro que revela um atraso na activação do recto abdominal. Um dos participantes apresentou pré-activação em todos os músculos estudados. Isto provavelmente encontra-se relacionado com o processo de maturação e indica que possivelmente esta é uma boa altura para prevenir a evolução da dor e possíveis futuros problemas ocupacionais daí advindos, como faltar ao trabalho e ter uma baixa participação social. Estudos futuros devem debruçar-se sobre esta temática e sobre a delineação de novos programas, desta feita de prevenção, de modo a evitar problemas ocupacionais na idade adulta, já que crianças com dor são mais susceptíveis de se tornarem adultos com dor crónica.

Prevalência do consumo de drogas ilícitas nas Forças Armadas estudo epidemiológico num dos ramos

RESUMO: Desde 1976 que as Forças Armadas desenvolvem acções de prevenção do consumo de drogas e álcool. Na década de 80 foi criada capacidade laboratorial e deu-se início a um programa de rastreios toxicológicos. No quinquénio 2001 a 2005, as proporções de resultados positivos, associando todos os tipos de rastreio, variaram entre 3,7% e 1,5%. De Outubro de 2006 a Julho de 2007 realizou-se um estudo analítico transversal, para estimar a prevalência do consumo de drogas (canabinóides, opiáceos, cocaína e anfetaminas) num dos Ramos das Forças Armadas, com base nos despistes realizados pelo seu laboratório. Foi utilizada uma amostra aleatória simples de 1039 militares, profissionais (QP) e contratados (RC), no activo e de ambos os sexos. Desde a nomeação dos militares a rastrear, passando pela cadeia de custódia das amostras até à obtenção do resultado foi utilizado apoio informático específico. O processo de pesquisa utilizou duas técnicas de triagem por imunoensaio e tecnologia de confirmação por GC/MS, de acordo com as recomendações europeias, permitindo estabelecer uma metodologia standard para organizações e empresas. A prevalência estimada, de consumidores de droga, foi de 3,8/1.000, para um erro de 0,37%. O número de casos registado (4) não permitiu a utilização de testes estatísticos que conduzissem à identificação de características determinantes da positividade, mas não deixou de revelar aspectos inesperados. A observação de séries de casos e a realização regular de estudos epidemiológicos, que ajudem a redefinir grupos alvo e a perceber a dimensão, as determinantes e as consequências do consumo de drogas é sugerida, em conclusão.--------------------------------------- RÉSUMÉ: Depuis 1976, les Forces Armées mettent au point des mesures visant à prévenir la consommation de drogues et d'alcool. En 1980, fut créé capacité laboratoriel et ont ensuite commencé un programme de dépistage toxicologique. Au cours des cinq années allant de 2001 à 2005, les proportions de consommateurs, impliquant tous les types de dépistage, allaient de 3,7% à 1,5 %. D'octobre 2006 à juillet 2007, une étude analytique transversale a été organisée pour évaluer la prévalence de l’usage de drogues (cannabis, opiacés, cocaïne et amphétamines) dans une branche de les Forces Armées, basée sur les dépistages faites par un laboratoire militaire, à l'aide d'un échantillon aléatoire de 1039 militaires, professionnels (QP) et sous contract (RC), à l’actif et des deux sexes. Tout au long du procès, de la nomination des donneurs, en passant par la chaine de garde des échantillons, jusqu’à obtention du résultat, il fut employé un appui informatique sécurisé. Le processus de recherche employa deux techniques de tri par imunoessay et la technologie de confirmation GC/MS, selon les recommandations européennes, permettant d'établir une méthodologie standard pour les organisations et les entreprises. La prévalence estimée fut de 3,8/1.000 pour une marge d’erreur de 0,37%. Le nombre de cas enregistrés (4) n'autorise pas l'utilisation de testes statistiques de menant à l'identification de caractéristiques déterminant de la positivité, mais il permet à révéler des aspects inattendus. L'observation de séries de cas et la tenue régulière d’études épidémiologiques, qui contribuent à redéfinir les groupes cibles et de comprendre l'ampleur, les déterminants et les conséquences de l'usage de drogues, est suggéré, en fin de compte.--------------------------------------- ABSTRACT: Since 1976, the Armed Forces, have been developing measures to prevent the use of drugs and alcohol. In 1980, was created laboratory facility which then started a program of toxicological screenings. In the five years running from 2001 to 2005, the proportions of consumers, involving all types of screening, ranged from 3,7% to 1,5%. From October 2006 to July 2007, a cross-sectional study was held to estimate the prevalence of drug use (cannabinoids, opiates, cocaine and amphetamines) in one branch of the Portuguese Armed Forces, based on laboratory screenings, using a random sample of 1039 military, professional (QP) and enlisted (RC), active-duty and of both sexes. Specific computer support was used all the way, from the appointment, including the chain of custody of samples, to the obtaining of the result. The process of search used two techniques for sorting by immunoassay and confirmation technology GC/MS, according to European recommendations, allowing to establish a standard methodology for organizations and companies. The estimated prevalence of drug users was 3.8/1.000 for a 0.37% error (95% confidence interval). The number of cases registered (4) does not permit use of statistical testing leading to the identification of characteristics weighing in the establishing to extrapolate for the population, but it allows revealing unexpected aspects. The observation of series of cases and the regular holding of epidemiological studies, which help redefine target groups and to understand the extent, the determinants and consequences of drug use, is suggested, in conclusion.