Planeamento de Trajetória para Operações de Busca e Salvamento com UAVs

Os sistemas autónomos trazem como mais valia aos cenários de busca e salvamento a possibilidade de minimizar a presença de Humanos em situações de perigo e a capacidade de aceder a locais de difícil acesso. Na dissertação propõe-se endereçar novos métodos para perceção e navegação de veículos aéreos não tripulados (UAV), tendo como foco principal o planeamento de trajetórias e deteção de obstáculos. No que respeita à perceção foi desenvolvido um método para gerar clusters tendo por base os voxels gerados pelo Octomap. Na área de navegação, foram desenvolvidos dois novos métodos de planeamento de trajetórias, GPRM (Grid Probabilistic Roadmap) e PPRM (Particle Probabilistic Roadmap), que tem como método base para o seu desenvolvimento o PRM. O primeiro método desenvolvido, GPRM, espalha as partículas numa grid pré-definida, construindo posteriormente o roadmap na área determinada pela grid e com isto estima o trajeto mais curto até ao ponto destino. O segundo método desenvolvido, PPRM, espalha as partículas pelo cenário de aplicação, gera o roadmap considerando o mapa total e atribui uma probabilidade que irá permitir definir a trajetória otimizada. Para analisar a performance de cada método em comparação com o PRM, efetua-se a sua avaliação em três cenários distintos com recurso ao simulador MORSE.

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.

Contribuição da Microscopia Confocal In Vivo para o Diagnóstico e Follow-Up de Neoplasias Conjuntivais Intraepiteliais

Objectivo: Analisar o contributo da microscopia confocal in vivo para o diagnóstico efollow-up de neoplasias conjuntivais intraepiteliais. Métodos: Avaliámos 5 doentes com neoplasia conjuntival intraepitelial unilateral com o Heidelberg Retina Tomograph II, Rostock Cornea Module. Três doentes foram submetidos a excisão com crioterapia adjuvante, um doente a excisão com crioterapia adjuvante e ciclos de IFN-a2b e um doente a excisão simples e ciclos de IFN-a2b. As imagens de microscopia confocal foram comparadas com a histologia das mesmas lesões. 0 follow-up clínico, através de fotografias do segmento anterior, foi comparado com os achados da microscopia confocal. Resultados: Três dos doentes foram identificados histologicamente como neoplasia intraepitelial de alto grau e dois como carcinoma in situ. As características histológicas descritas correlacionam- se bem com as visíveis à microscopia confocal: alteração da estrutura do epitélio com acantose, disqueratose, pleomorfismo celular, aumento da refletibilidade celular e nuclear, com relação núcleo/citoplasma aumentada e por vezes binucleação. A lesão é bem delimitada e os plexos nervosos sob a lesão não são visíveis. A microscopia confocal identificou uma recidiva e demonstrou-se útil na monitorização da resposta ao tratamento. Conclusão: A microscopia confocal ill vivo pode ter um papel importante não só no diagnóstico inicial como também na deteção de recidivas e na avaliação da resposta ao tratamento, de uma forma minimamente invasiva.

O2/CO2-sensitive cyclic AMP-signalling pathway in peripheral chemoreceptors

RESUMO: O corpo carotídeo (CB) é um pequeno órgão sensível a variações na PaO2, PaCO2 e pH. As células tipo I (células glómicas) do corpo carotídeo, as unidades sensoriais deste órgão, libertam neurotransmissores em resposta às variações dos gases arteriais. Estes neurotransmissores atuam quer em recetores pré-sinápticos, localizados nas células tipo I, quer em recetores póssinápticos, localizados nas terminações do nervo do seio carotídeo, ou em ambos. A activação dos recetores pré-sinápticos modula a atividade do corpo carotídeo, enquanto que, a activação dos recetores pós-sinápticos, de carater excitatório, desencadeia um aumento da frequência de descarga das fibras do CSN, com subsequente despolarização dos neurónios do gânglio petroso, e posterior despolarização de um grupo específico de neurónios do centro respiratório central, desencadeando, como resposta final, hiperventilação. Estes recetores pré- e pós-sinápticos podem ser classificados em ionotrópicos ou metabotrópicos, estando os últimos acoplados a adenilatos ciclases transmembranares (tmAC). O mecanismo exato pelo qual as variações dos gases arteriais são detetadas pelo CB não se encontra ainda completamente elucidado, mas tem sido sugerido que alterações nos níveis de cAMP estejam associadas ao mecanismo de deteção de variações de O2 e CO2. Os níveis de cAMP podem ser regulados através da sua via de síntese, mediada por dois tipos de adenilatos ciclases: tmAC sensível aos eurotransmissores e adenilato ciclase solúvel (sAC)sensível a variações de HCO3/CO2, e pela sua via de degradação mediada por fosfodiesterases. A via de degradação do cAMP pode ser manipulada farmacologicamente, funcionando enquanto alvo terapêutico para o tratamento de patologias do foro respiratório (e.g. asma, hipertensão pulmonar, doença pulmonar obstructiva crónica e apneia do sono), que induzem um aumento da actividade do CB.O trabalho descrito nesta dissertação partiu da hipótese de que a actividade do CB é manipulada por fármacos, que interferem com a via de sinalização do cAMP, tendo sido nosso objectivo geral, investigar o papel do cAMP na quimiotransdução do CB de rato, e determinar se a actividade dos enzimas responsáveis pela via de sinalização do cAMP é ou não regulada por variações de O2/CO2. Assim, a relevância deste trabalho é a de estudar e identificar possíveis alvos moleculares (sAC, isoformas de tmAC e PDE) com potencial para serem usados no tratamento de patologias relacionadas com o controlo respiratório. A primeira parte do presente trabalho, centrou-se na caracterização farmacológica da PDE4 no CB e em tecidos não quimiorecetores (e.g. gânglio cervical superior e artérias carótidas), e na observação do efeito de hipóxia aguda na acumulação dos níveis de cAMP, induzidos pelos inibidores de PDE, nestes tecidos. A quantificação de cAMP foi efectuada por técnica imunoenzimática (EIA), tendo sido elaboradas curvas de dose-resposta para os efeitos de inibidores, não específicos (IBMX) e específicos para a PDE2 e PDE4 (EHNA, Rolipram e Ro 20-1724), nos níveis de cAMP acumulados, em situações de normóxia (20%O2/5%CO2) e hipóxia (5%O2/5%CO2). A caracterização das PDE no gânglio cervical superior foi aprofundada, utilizando-se a técnica de transferência de energia de ressonância por fluorescência (FRET) em culturas primárias de neurónios, na presença de inibidores não específicos (IBMX) e específicos para a PDE3 e PDE4 (milrinone e rolipram, respetivamente). Foram igualmente estudadas, através de RT-qPCR, as alterações na expressão de PDE3A-B e PDE4A-D, no gânglio cervical superior, em resposta a diferentes percentagens de oxigénio. Na segunda parte do trabalho investigou-se a via de síntese do cAMP no CB em resposta a variações na concentração de HCO3/CO2. Em concreto, o protocolo experimental centrou-se na caracterização da sAC, dado que a sua actividade é regulada por variações de HCO3/CO2. A caracterização da expressão e regulação da sAC, em resposta a variações de HCO3/CO2 ,foi efectuada no CB e em tecidos não quimioreceptores periféricos (e.g. gânglio cervical superior, petroso e nodoso) por qRT-PCR. A actividade deste enzima foi caracterizada indirectamente através da quantificação dos níveis de cAMP (quantificação por EIA), induzidos por diferentes concentrações de HCO3/CO2, na presença de MDL-12,33-A, um inibidore da tmAC. A expressão das isoformas da tmAC no CB e gânglio petroso foi determinada por RT-qPCR. Adicionalmente, estudámos a contribuição relativa da tmAC e sAC no mecanismo de sensibilidade ao CO2 no CB. Para o efeito foram estudadas as alterações: 1) nos níveis de cAMP (quantificado por EIA) na presença de diferentes concentrações de HCO3/CO2 e ao longo do tempo (5-30 min); 2) na ativação da proteína cinase A (PKA, FRET baseado em sensores) em células tipo I do CB; e 3) na frequência de descarga do CSN (registos) na presença e ausência de ativadores e inibidores da sAC,tmAC e PKA. Por último, foi caracterizada a expressão e actividade da sAC nos quimioreceptors centrais (locus ceruleus, rafe e medula ventro-lateral) através de técnicas de RT-qPCR e EIA. A expressão das isoformas da tmAC foi aprofundada no locus coeruleus através de RT-qPCR. Por fim, comparámos a contribuição da tmAC e sAC nos níveis de cAMP no locus coeruleus em condições de normocapnia e hipercapnia.O nosso trabalho teve os seguintes resultados principais: 1) PDE4 está funcional no corpo carotídeo, artérias carótidas e gânglio cervical superior de rato, embora a PDE2 só se encontre funcional neste último; 2) Os efeitos dos inibidores de PDE nos níveis de acumulação de cAMP foram exacerbados em situações de hipóxia aguda no CB e artérias carótidas, mas foram atenuados no gânglio cervical superior; 3) No gânglio cervical superior, diferentes tipos de células apresentaram uma caracterização específica de PDEs, sugerindo uma subpopulação de células neste gânglio com funções fisiológicas distintas; 4) Embora todas as isoformas de PDE4 e PDE3 estivessem presentes no gânglio, a PDE3a, PDE4b e a PDE4d foram as isoformas mais expressas. Por outro lado, incubações de gânglio cervical superior, em diferentes percentagens de oxigénio, não alteraram (não regularam) significativamente a expressão das diferentes isoformas de PDE neste órgão; 5) a sAC encontra-se expressa e funcional no CB e nos quimiorecetores centrais estudados (locus coeruleus, rafe e medula ventrolateral). A sAC apresenta maior expressão no CB comparativamente aos restantes orgãos estudados, exceptuando os testículos, orgão controlo. Variações de HCO3/CO2 de 0/0 para 24/5 aumentaram os níveis de cAMP no CB e quimiorecetores centrais, tendo sido o aumento mais significativo observado no CB. Concentrações acima dos 24mM HCO3/5%CO2 não induziram alterações nos níveis de cAMP, sugerindo que a actividade da sAC se encontra saturada em condições fisiológicas (normocapnia) e que este enzima não desempenha qualquer papel na deteção de situações de hipercapnia; 6) No CB, a expressão das isoformas tmAC1, tmAC4, tmAC6 e tmAC9 é mais elevada comparativamente à expressão da sAC; 7) Utilizamos diferentes inibidores da tmAC (MDL 12-330A, 500μM, 2’5’-ddADO, 30-300μM, SQ 22536, 200μM) e da sAC (KH7, 10-100μM) para estudar a contribuição relativa destes enzimas na acumulação do cAMP no CB. Tanto a tmAC como a sAC contribuem para a acumulação dos níveis de cAMP em condições de hipercapnia. Contudo, existe um maior efeito destes inibidores nas condições de 12 mM HCO3/2.5%CO2 do que em condições de normocapnia e hipercapnia, sugerindo um papel relevante destes enzimas na atividade do CB em situações de hipocapnia; 8) Não se observaram variações nos níveis de cAMP em resposta a diferentes concentrações de HCO3/CO2 ao longo do tempo (5-30 min). O efeito inibitório induzido por ddADO e KH7 foi sobreponível após 5 ou 30 minutos de incubação em todas as concentrações de HCO3/CO2 estudadas; 9) Por último, verificou-se um aumento na frequência da descarga do nervo do seio carotídeo entre as condições de normocapnia e hipercapnia acídica. Ao contrário do KH7 (10μM), o 2’5’-ddADO reduziu significativamente a frequência de descarga do nervo, quer em condições de normocapnia quer de hipercapnia acídica. Contudo, não se verificou aumento na frequência de descarga do nervo entre normocapnia e hipercapnia isohídrica, sugerindo que a sensibilidade à hipercapnia no CB é mediada por variações de pH. Em conclusão, os resultados decorrentes deste trabalho permitiram demonstrar que, embora os enzimas que medeiam a via de sinalização do cAMP possam ser bons alvos terapêuticos em condições particulares, a sua actividade não é específica para o CB. Os resultados sugerem ainda que o cAMP não é um mediador específico da transdução à hipercapnia neste orgão. Contudo, os nossos resultados demonstraram que os níveis de cAMP são mais elevados em condições fisiológicas, o que sugere que o cAMP possa ter uma função homeostática neste orgão. Por último, o presente trabalho demonstrou que os aumentos de cAMP descritos por outros em condições de hipercapnia, não são observáveis quando o pH se encontra controlado. ------------------ ABSTRACT: The work presented in this dissertation was aimed to establish how specific is cAMP-signaling pathways in the CB mainly in different CO2 conditions and how O2 concentrations alter/drives the manipulation of cAMP signaling in the CB. The experimental studies included in this thesis sought to investigate the role of cAMP in the rat CB chemotransduction mechanisms and to determine whether the enzymes that participate in cAMP signal transduction in the CB are regulated by O2/CO2. We characterized the enzymes involved in the cAMP-signaling pathway in the CB (sAC, tmAC, PDE) under different O2/CO2 conditions. Our results demonstrated that many of these enzymes are involved in CO2/O2 sensing and while they may be useful in treating conditions with alterations in CO2/O2 sensing,they will not be specific to chemoreception within the CB: 1) PDE4 is ubiquitously expressed in CB and non-chemoreceptor related tissues and their affinity to inhibitors change with O2 tensions in both CB and carotid arteries, and 2) sAC and tmAC are expressed in peripheral and central chemo- and non-chemoreceptor tissues and their effect on cAMP levels do not change between normocapnic and isohydric hypercapnic conditions. Our results provide evidence against a specific role of cAMP as a mediator for O2 and CO2 chemotransduction in the rat CB and emphasized the role of pH in CO2 sensitivity of the CB. Furthermore, our results demonstrate that cAMP levels are maintained higher under physiological conditions, supporting recent finding from our lab, which all together suggests that cAMP has a homeostatic function in this organ.

Modelação do crescimento urbano da província de Luanda, Angola

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica

A detecção remota e os sistemas de informação geográfica na contribuiçã dos grandes projectos de segurança aeroportuária

Relatório de Estágio apresentado para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Gestão do Território, área de especialização em Detecção Remota e SIG

Dengue em Portugal – Experiência da Região Autónoma da Madeira

Introdução: O dengue é uma doença viral, autolimitada, transmitida pelo mosquito do género Aedes. A introdução do vetor de transmissão na ilha da Madeira levantou a ameaça de uma epidemia. Apesar da implementação de medidas de controlo do vetor, oito anos após a sua deteção verificou-se o primeiro surto de dengue na região. Este estudo teve como objetivo a caracterização dos casos de dengue em idade pediátrica no primeiro surto desta doença na Madeira. Métodos: Estudo retrospetivo, observacional e descritivo. Foram incluídas crianças e adolescentes dos zero aos catorze anos com diagnóstico de dengue confirmado laboratorialmente. Foi feita a caracterização das variáveis demográficas, clínicas e analíticas, com posterior análise e tratamento estatístico. Resultados: Foram confirmados laboratorialmente 182 casos, verificando-se predomínio do sexo masculino e idade média de 9,6 anos. A taxa de incidência foi de 413,5/100000 habitantes, com pico de incidência em novembro de 2012. Os sintomas de apresentação mais frequentes foram febre (98,3%), cefaleias (75,2%), mialgias (66,5%) e exantema (51,6%), surgindo manifestações hemorrágicas em 9,9% dos casos. A taxa de internamento foi de 15,9%, com duração média de 3,8 dias, não sendo registados óbitos. Foi identificado somente o serotipo DEN-1. Conclusões: A elevada densidade do vetor associada à presença de hospedeiros suscetíveis poderá ter originado a explosão do surto, após a introdução do vírus na região. Sendo a imunidade serotipo-específica, a presença de um novo serotipo poderia ter consequências devastadoras, pelo que dada a possibilidade de um novo surto, deverão ser mantidas as medidas de controlo entomológico e de proteção individual.

Implementação BIM nos processos organizacionais em empresas de construção – um caso de estudo

Dissertação para obtenção do Grau Mestre em Engenharia Civil – Perfil de Construção

RetQuality – validador de qualidade de retinografias

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Etiologia das infeções respiratórias virais em criançass em idade pré-escolar

RESUMO: Os vírus respiratórios continuam a ocupar um papel relevante na morbilidade e mortalidade infantil, tendo na última década sido alargado o espectro de vírus potencialmente causadores das infeções respiratórias. O diagnóstico destas infeções pode ser efetuado por várias metodologias, sendo as técnicas de biologia molecular consideradas as mais sensíveis para este fim. No âmbito do Projeto Ambiente e Saúde em Creches e Infantários (ENVIRH) foi efetuada uma comparação da prevalência dos principais vírus respiratórios em crianças em idade pré-escolar, com critérios de infeção respiratória, recorrendo a técnicas de biologia molecular, em duas populações: crianças que se encontravam na escola/domicilio e crianças que recorreram a uma urgência hospitalar. O estudo decorreu em dois períodos, de Fevereiro a Maio de 2011 e de Outubro de 2011 a Abril de 2012. Foram efetuadas duas colheitas de zaragatoas, uma nasal e outra orofaríngea. A metodologia utilizada para a identificação viral nas amostras foi a PCR e RT-PCR multiplex em tempo real. Os vírus pesquisados foram: Influenza A e B, Parainfluenza 1-4, Metapneumovirus humano, Vírus Sincicial respiratório (VSR), Rinovírus, Enterovírus, Coronavírus e Bocavirus. Foram realizadas 100 colheitas em crianças com idades compreendidas entre os 5 meses e os 5 anos. Foram obtidas 64 amostras dos infantários/domicílios, das quais 47 foram positivas. Da urgência Hospitalar obtiveram-se 36 amostras, em que 32 foram positivas. O vírus da gripe A (H3) foi o mais frequentemente detetado nas duas populações, mas apenas durante o surto de 2012. O VSR e os adenovírus foram mais frequentes nas crianças que recorreram ao hospital, ao contrário dos enterovirus e dos coronavírus, que não foram detetados nesta população. Os bocavirus nunca foram detetados isoladamente. Este estudo reforça a importância de se utilizarem técnicas de biologia molecular para o diagnóstico etiológico das infeções respiratórias, devido à elevada sensibilidade das mesmas, o que se reflete na elevada percentagem de amostras positivas. O facto de se utilizarem técnicas “multiplex”, que permitem a pesquisa simultânea de vários vírus, facilita a deteção de um maior espectro destes agentes. A elevada prevalência de Influenza A H3N2 deveu-se ao facto de grande parte do estudo ter coincidido com um período de surto por este vírus. O sistema de alerta montado durante o projeto ENVIRH pareceu promissor para uma eventual utilização futura em períodos de atividade gripal.--------------ABSTRACT: In the last decade, as respiratory viruses keep representing a relevant factor in child morbidity and mortality, the spectrum of viruses that may potentially cause respiratory infections has been widened. Within the several methodologies that may be applied in the diagnosis of these types of infections, the ones that use molecular biology are considered to be the most sensitive. The Environment and Health in Daycares and Nurseries Project (ENVIRH) arranged for a study, by means of molecular biology techniques, on the main respiratory viruses' influence in pre-school aged children with respiratory infection symptoms. This study compared children in two different populations: children at school or at home and children that were taken to a hospital emergency service. The study was conducted in two different time periods, one from February to May 2011 and the other from October 2011 to April 2012. During this time, two swab collections were held, one nasal and one oropharyngeal. PCR and RT-PCR multiplex in real time techniques were used for viral identification of the samples, searching for the viruses Influenza A and B, Parainfluenza 1-4, human Metapneumovirus, Respiratory Sincytial Virus (RSV), Rhinovirus, Enterovirus, Coronavirus and Bocavirus. One hundred (100) collections were held in children between the ages of 5 months and 5 years, sixty-four (64) at home/school and thirty-six (36) at the hospital's emergency service. From a total of seventy-nine (79) positive samples, forty-seven (47) were obtained at home/school and thirty-two (32) at the hospital. The virus detected the most in both populations was the Influenza A (H3), but only during the outbreak of 2012. Unlike the enteroviruses and coronaviruses, that were not detected within this population, the RSV and the adenoviruses were most common within the children at the hospital. Bocaviruses were never detected isolated from other viruses. The high percentage of positive samples reinforces the significance of using molecular biology techniques for the etiological diagnosis of respiratory infections. The use of multiplex techniques, that make the simultaneous search for multiple viruses possible, enhances the detection of a larger spectrum of such agents. Most of the study coincided with an outbreak of the Influenza A H3N2 virus, thus explaining the high number of its cases identified. The alert system set up during the ENVIRH project looked promising enough for eventual periods of flu activity in the future.

Implementação BIM e integração com sistemas informáticos em empresas de construção. Estudo de caso

Congresso Construção 2012 - 4º Congresso Nacional/ 18, 19 e 20 Dezembro

Rastreamento de mutações somáticas do gene EGFR de pacientes com CPNPC

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

Incoerências do Sistema de Gestão Territorial de Âmbito Local

Trabalho de Projeto apresentado para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Gestão do Território – Área de Especialização em Deteção Remota e Sistemas de Informação Geográfica

Desenvolvimento de dispositivos microfluídicos 3D em papel para utilização em biossensores

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Expressão e purificação da proteína E3 do vírus chikungunya (CHIKV)

RESUMO: O vírus chikungunya (CHIKV) é um vírus de RNA, com invólucro, da família Togaviridae, transmitido por mosquitos Aedes spp. Distribuído por largas regiões de África e Ásia, causa grandes epidemias de artrite grave. A semelhança de sintomas com outras doenças como a dengue e a malária e a persistência de IgM específicas, dificultam o diagnóstico da infeção por CHIKV. A deteção no sangue de E3, uma glicoproteína viral secretada, a incluir num ensaio imunoenzimático poderá melhorar o diagnóstico nos países onde as técnicas de biologia molecular são de difícil acesso. Para testar a utilidade de E3 num ensaio de diagnóstico, esta deverá ser expressa em quantidade, purificada e usada para produção de anticorpos específicos. Para expressar E3 numa forma solúvel, suscetível de ser purificada num único passo cromatográfico sem proteases, recorreu-se à estratégia da fusão com o domínio de ligação à quitina (CBD)-inteína (IMPACT™ System, NEB). A sequência codificadora de E3 foi amplificada a partir de RNA viral, clonada em pTYB21 e expressa em E. coli como uma proteína de fusão insolúvel de 64 kDa. A expressão a 12ºC induzida por IPTG 0,1 mM aumentou a solubilidade de CBD-inteína-E3. A aplicação de lisados celulares em colunas de quitina originou a retenção de CBD-inteína-E3 na matriz. Porém, a autoclivagem da inteína na coluna, induzida com reagentes tiol, foi pouco eficiente e mesmo a proteína E3 separada não eluiu da coluna. E3 foi ainda expressa em E. coli com uma cauda de seis histidinas (E3[His]6) por clonagem no vetor pET28b(+). Lisados celulares aplicados em colunas de níquel permitiram a eluição de uma proteína de 9 kDa, compatível com a massa molecular estimada para E3[His]6, ainda que com outros contaminantes proteicos. A identidade da proteína de 9 kDa será confirmada pela indução de anticorpos com esta preparação e reatividade daqueles com células infetadas com CHIKV.----------------ABSTRACT: Chikungunya virus (CHIKV) is an enveloped, positive strand RNA virus belonging to the family Togaviridae. Transmitted by Aedes spp mosquitoes, CHIKV causes large epidemics of severe arthritogenic disease in Africa and Asia and represents a serious threat in countries where vectors are present. Symptoms similarity with other diseases, e.g. dengue and malaria, along with CHIKV IgM persistence turns accurate CHIKV diagnosis a difficult task in low-income countries. Detection of E3, a small secreted viral glycoprotein, to be included in an immunoenzymatic test was envisaged as a possible improvement in CHIKV diagnosis. To test the diagnostic value of E3, recombinant E3 should be expressed and purified to generate antibodies. In order to express CHIKV E3 in a soluble form amenable to purification by a single step affinity chromatography, the chitin binding domain (CBD)-intein fusion strategy without proteases (IMPACT™ System, NEB) was employed. The E3 coding sequence was amplified from viral RNA, cloned in pTYB21 and expressed in E. coli ER2566 as an insoluble 64 kDa CBD-intein-E3 fusion protein. Solubility was partially achieved by lowering the expression temperature to 12ºC and the inducer (IPTG) concentration to 0.1 mM. Clarified cell lysate loaded onto a chitin column allowed ligation of the fusion protein but the intein-mediated cleavage efficiency was low and E3 failed to elute from the column as demonstrated by SDS-PAGE. E3 was further expressed with a six histidine tag, E3[His]6, employing the pET System (Novagen). E3[His]6 was expressed in E. coli Rosetta (30ºC, 0.4 mM IPTG) as a 9 kDa protein. Soluble cell extracts in 20-40 mM imidazole, applied onto a nickel column and eluted with 500 mM imidazole yielded a protein preparation enriched in the 9kDa protein. The 9 kDa will be used as antigen to generate antibodies that upon reaction with CHIKV infected cells will confirm its identity.