Porfirinas e Terapia Fotodinâmica em Neoplasias

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

Estratégias terapêuticas baseadas na modulação da atividade enzimática das caspases

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

A osteonecrose associada ao uso de bisfosfonatos

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Medicina Dentária

Frutas e produtos hortícolas na prevenção do cancro

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Ciências Farmacêuticas

Similar T-cell immune responses induced by group M consensus env immunogens with wild-type or minimum consensus variable regions.

Consensus HIV-1 genes can decrease the genetic distances between candidate immunogens and field virus strains. To ensure the functionality and optimal presentation of immunologic epitopes, we generated two group-M consensus env genes that contain variable regions either from a wild-type B/C recombinant virus isolate (CON6) or minimal consensus elements (CON-S) in the V1, V2, V4, and V5 regions. C57BL/6 and BALB/c mice were primed twice with CON6, CON-S, and subtype control (92UG37_A and HXB2/Bal_B) DNA and boosted with recombinant vaccinia virus (rVV). Mean antibody titers against 92UG37_A, 89.6_B, 96ZM651_C, CON6, and CON-S Env protein were determined. Both CON6 and CON-S induced higher mean antibody titers against several of the proteins, as compared with the subtype controls. However, no significant differences were found in mean antibody titers in animals immunized with CON6 or CON-S. Cellular immune responses were measured by using five complete Env overlapping peptide sets: subtype A (92UG37_A), subtype B (MN_B, 89.6_B and SF162_B), and subtype C (Chn19_C). The intensity of the induced cellular responses was measured by using pooled Env peptides; T-cell epitopes were identified by using matrix peptide pools and individual peptides. No significant differences in T-cell immune-response intensities were noted between CON6 and CON-S immunized BALB/c and C57BL/6 mice. In BALB/c mice, 10 and eight nonoverlapping T-cell epitopes were identified in CON6 and CON-S, whereas eight epitopes were identified in 92UG37_A and HXB2/BAL_B. In C57BL/6 mice, nine and six nonoverlapping T-cell epitopes were identified after immunization with CON6 and CON-S, respectively, whereas only four and three were identified in 92UG37_A and HXB2/BAL_B, respectively. When combined together from both mouse strains, 18 epitopes were identified. The group M artificial consensus env genes, CON6 and CON-S, were equally immunogenic in breadth and intensity for inducing humoral and cellular immune responses.

Ischemic preconditioning before lower limb ischemia-reperfusion protects against acute lung injury

Objective: Prolonged limb ischemia followed by reperfusion (I/R) is associated with a systemic inflammatory response syndrome and remote acute lung injury. Ischemic preconditioning (IPC), achieved with repeated brief periods of I/R before the prolonged ischemic period, has been shown to protect skeletal muscle against ischemic injury. The aim of this study was to ascertain whether IPC of the limb before I/R injury also attenuates systemic inflammation and acute lung injury in a fully resuscitated porcine model of hind limb I/R. Methods: This prospective, randomized, controlled, experimental animal study was performed in a university-based animal research facility with 18 male Landrace pigs that weighed from 30 to 35 kg. Anesthetized ventilated swine were randomized (n = 6 per group) to three groups: sham-operated control group, I/R group (2 hours of bilateral hind limb ischemia and 2.5 hours of reperfusion), and IPC group (three cycles of 5 minutes of ischemia/5 minutes of reperfusion immediately preceding I/R). Plasma was separated and stored at -70° C for later determination of plasma tumor necrosis factor-a and interleukin-6 with bioassay as markers of systemic inflammation. Circulating phagocytic cell priming was assessed with a whole blood chemiluminescence assay. Lung tissue wet-to-dry weight ratio and myeloperoxidase concentration were markers of edema and neutrophil sequestration, respectively. The alveolar-arterial oxygen gradient and pulmonary artery pressure were indices of lung function. Results: In a porcine model, bilateral hind limb (I/R) injury significantly increased plasma interleukin-6 concentrations, circulating phagocytic cell priming, and pulmonary leukosequestration, edema, and impaired gas exchange. Conversely, pigs treated with IPC before the onset of the ischemic period had significantly reduced interleukin-6 levels, circulating phagocytic cell priming, and experienced significantly less pulmonary edema, leukosequestration, and respiratory failure. Conclusion: Lower limb IPC protects against systemic inflammation and acute lung injury in lower limb I/R injury.

Effect of Loading, Voltage Difference and Phase Angle on the Synchronisation of a Small Alternator

Synchronisation of small distributed generation, 30 kVA–2 MVA, employing salient-pole synchronous machines is normally performed within a narrow range of tolerances for voltage, frequency and phase angle. However, there are situations when the ability to synchronise with non-ideal conditions would be beneficial. Such applications include power system islanding and rapid generator start-up. The physical process and effect of out-of-phase synchronisation is investigated both through simulation and experimental tests on a salient-pole alternator. There are many factors that affect synchronisation, but particular attention is given to synchronisation angle, voltage difference and, as generators will be loaded during islanding, the load angle. The results suggest that it would be acceptable for the maximum synchronisation angle of distributed generation to exceed that of current practice. Interesting observations on the nature of out-of-phase synchronisation are made, including some specific to small salient-pole synchronous machines. Furthermore, recommendations are made for synchronisation under different system conditions.

Current transients in the small salient-pole alternator caused by sudden short-circuit and synchronisation events

Small salient-pole machines, in the range 30 kVA to 2 MVA, are often used in distributed generators, which in turn are likely to form the major constituent of power generation in power system islanding schemes or microgrids. In addition to power system faults, such as short-circuits, islanding contains an inherent risk of out-of-synchronism re-closure onto the main power system. To understand more fully the effect of these phenomena on a small salient-pole alternator, the armature and field currents from tests conducted on a 31.5 kVA machine are analysed. This study demonstrates that by resolving the voltage difference between the machine terminals and bus into direct and quadrature axis components, interesting properties of the transient currents are revealed. The presence of saliency and short time-constants cause intriguing differences between machine events such as out-of-phase synchronisations and sudden three-phase short-circuits.

The poxvirus protein A52R targets Toll-like receptor signaling complexes to suppress host defense

Toll-like receptors (TLRs) are crucial in the innate immune response to pathogens, in that they recognize and respond to pathogen associated molecular patterns, which leads to activation of intracellular signaling pathways and altered gene expression. Vaccinia virus (VV), the poxvirus used to vaccinate against smallpox, encodes proteins that antagonize important components of host antiviral defense. Here we show that the VV protein A52R blocks the activation of the transcription factor nuclear factor kappa B (NF-kappa B) by multiple TLRs, including TLR3, a recently identified receptor for viral RNA. A52R associates with both interleukin 1 receptor-associated kinase 2 (IRAK2) and tumor necrosis factor receptor-associated factor 6 (TRAF6), two key proteins important in TLR signal transduction. Further, A52R could disrupt signaling complexes containing these proteins. A virus deletion mutant lacking the A52R gene was attenuated compared with wild-type and revertant controls in a murine intranasal model of infection. This study reveals a novel mechanism used by VV to suppress the host immunity. We demonstrate viral disabling of TLRs, providing further evidence for an important role for this family of receptors in the antiviral response.

"C. elegans: modelo biológico do presente e do futuro"

Nos meados da década de 60, o Nobel da Medicina Sidney Brenner propôs a utilização do nemátode bacteriófago, do solo, Caenorhabditis elegans, também conhecido como C. elegans, para estudos de genética e desenvolvimento, dado possuir um conjunto de características que o tornavam o ideal para modelo biológico, nomeadamente a sua pequena dimensão (ca. de 1 mm), facilidade de observação, facilidade de cultivo e manutenção em laboratório, curto ciclo de vida com uma capacidade reprodutiva notável, presença de hermafroditas e machos (5%). O seu artigo seminal de 1974, “The genetics of C. elegans” abriu o caminho para a investigação nesta área. Hoje em dia, revistas como a Nature, Science, Genes and Development, etc… publicam frequentemente os resultados da investigação com recurso a este modelo. É de notar, no entanto, que os nemátodes têm sido utilizados há muito tempo como modelo de estudo, tais como van Beneden, em finais do século XIX, que observando células de Ascaris equorum, descobriu o fenómeno da meiose. O fenómeno da fertilização foi igualmente descoberto num nemátode. Desde a década de setenta até aos nossos dias, o C. elegans tem sido intensamente utilizado para estudos de anatomia interna e sua correlação com linhagens celulares e desenvolvimento. Assim, Sulston e Horvitz elucidaram a origem e desenvolvimento das 959 células somáticas que, de uma forma constante, se produzem nesta espécie (eutelia). Um dos primeiros sistemas a ser estudado foi o sistema nervoso, sendo este nemátode o primeiro animal de que se conhece perfeitamente a identidade de todos os neurónios, a sua linhagem e o circuito nervoso global. Para além de modelo de biologia do desenvolvimento, o C. elegans tem sido alvo de estudo do fenómeno do envelhecimento celular, tendo sido possível identificar os respectivos genes. Kennyon, nos anos 90, e mais recentemente Arantes e Oliveira, têm demonstrado ser possível “prolongar” a vida deste animal de 21 para mais de 180 dias, o que corresponde a 675 anos em vida humana, através de manipulações diversas, tais como agentes mutagénicos, ablação com raio laser, etc.. Também o mecanismo de morte celular programada ou “apoptose” tem sido estudado neste modelo. Em 2002, o Comité Nobel entendeu atribuir o prémio Nobel da Medicina a Brenner, Sulston e Horvitz “for their discoveries concerning genetic regulation of organ development and programmed cell death”. É interessante notar pela leitura de “The common thread”, de John Sulston, a importância decisiva da sequenciação do genoma de C. elegans, em 1998, para o avanço na sequenciação do genoma humano efectuada em 2000, e de cuja mega-equipa Sulston participou de forma decisiva. Finalmente, e como modelo pedagógico, o nemátode C. elegans constitui a escolha ideal para diversas disciplinas dos cursos de Biologia, tais como Biologia celular, Histologia, Biologia do Desenvolvimento, Genética, Etologia, etc….

Expressão das proteínas da matriz na discondroplasia da tíbia

A discondroplasia da tíbia (TD) em aves consiste numa anomalia do esqueleto onde existe uma falha nos processos normais da ossificação endocondral. Esta patologia é caracterizada pela formação de uma cartilagem não vascularizada e não mineralizada que se estende até à metáfise. Uma vez que existem várias anomalias do esqueleto em mamíferos com lesões semelhantes às apresentadas pela TD, este trabalho teve como objectivo a caracterização desta patologia em termos das moléculas que podem estar envolvidas no seu desenvolvimento. Assim, foi estudada a expressão das macromoléculas da matriz extracelular, das enzimas degradadoras da matriz (metaloproteinases da matriz: MMPs), bem como das moléculas envolvidas na proliferação e diferenciação celular, na angiogénese e apoptose. A expressão génica foi realizada, por PCR quantitativo em tempo real, em placas de crescimento normais e discondroplásicas obtidas a partir de frangos de carne (broilers) da estirpe Cobb. Os níveis proteicos de algumas MMPs foram analisados por immunoblotting e zimografia de gelatina. No presente estudo não se verificou alteração na expressão dos genes dos colagénios do tipo II, IX, X e XI, bem como do agrecano, nas lesões discondroplásicas. Observou-se uma redução acentuada nos níveis de mRNA da gelatinase-B (MMP-9), da colagenase-3 (MMP-13) e das estromalisinas -2 (MMP-10) e -3 (MMP-11), bem como nos níveis proteicos da gelatinase-A (MMP-2) e da MMP-13. Por outro lado, a MMP-7 aumentou drasticamente a expressão do seu gene. As moléculas envolvidas na proliferação e diferenciação dos condrócitos, tais como a PTHrP, o Ihh, o Cbfa-1 e o Sox-9, mantiveram a sua expressão génica nas lesões. Por outro lado, o TGF-β reduziu a sua expressão. A caspase-3 também dimimuiu a sua expressão na patologia. Em relação aos factores angiogénicos, o FGF manteve a sua expressão e o VEGF aumentou significativamente nas lesões. Este aumento do VEGF juntamente com o aumento da MMP-7 sugere um aumento da hipoxia nas lesões. Os nossos resultados sugerem que a acumulação da cartilagem observada na discondroplasia é devida a uma diminuição da proteólise da matriz, resultado de uma sub-expressão das MMPs, e não de um aumento da produção das macromoléculas da matriz. Desta forma, os nossos resultados sugerem que a falha na expressão e/ou activação das MMPs poderá estar associada ao desenvolvimento da discondroplasia da tíbia em aves. Finalmente, os nossos resultados vêm suportar os resultados anteriores que sugerem uma ligação entre a expressão das MMPs e anomalias no processo de ossificação endocondral.

Nucella lapillus: imposex transcriptome analysis and phenotypic plasticity

O conhecimento de mecanismos de genómica funcional tem sido maioritariamente adquirido pela utilização de organismos modelo que são mantidos em condições laboratoriais. Contudo, estes organismos não reflectem as respostas a alterações ambientais. Por outro lado, várias espécies, ecologicamente bem estudadas, reflectem bem as interacções entre genes e ambiente mas que, das quais não existem recursos genéticos disponíveis. O imposex, caracterizado pela superimposição de caracteres sexuais masculinos em fêmeas, é induzido pelo tributilestanho (TBT) e trifenilestanho (TPT) e representa um dos melhores exemplos de disrupção endócrina com causas antropogénicas no ambiente aquático. Com o intuito de elucidar as bases moleculares deste fenómeno, procedeu-se à combinação das metodologias de pirosequenciação (sequenciação 454 da Roche) e microarrays (Agilent 4*180K) de forma a contribuir para um melhor conhecimento desta interacção gene-ambiente no gastrópode Nucella lapillus, uma espécie sentinela para imposex. O trancriptoma de N. lapillus foi sequenciado, reconstruído e anotado e posteriormente utilizado para a produção de um “array” de nucleótidos. Este array foi então utilizado para explorar níveis de expressão génica em resposta à contaminação por TBT. Os resultados obtidos confirmaram as hipóteses anteriormente propostas (esteróidica, neuroendócrina, retinóica) e adicionalmente revelou a existência de potenciais novos mecanismos envolvidos no fenómeno imposex. Evidência para alvos moleculares de disrupção endócrina não relacionados com funções reprodutoras, tais como, sistema imunitário, apoptose e supressores de tumores, foram identificados. Apesar disso, tendo em conta a forte componente reprodutiva do imposex, esta componente funcional foi a mais explorada. Assim, factores de transcrição e receptores nucleares lipofílicos, funções mitocondriais e actividade de transporte celular envolvidos na diferenciação de géneros estão na base de potenciais novos mecanismos associados ao imposex em N. lapillus. Em particular, foi identificado como estando sobre-expresso, um possível homólogo do receptor nuclear “peroxisome proliferator-activated receptor gamma” (PPARγ), cuja função na indução de imposex foi confirmada experimentalmente in vivo após injecção dos animais com Rosiglitazone, um conhecido ligando de PPARγ em vertebrados. De uma forma geral, os resultados obtidos mostram que o fenómeno imposex é um mecanismo complexo, que possivelmente envolve a cascata de sinalização envolvendo o receptor retinoid X (RXR):PPARγ “heterodimer” que, até à data não foi descrito em invertebrados. Adicionalmente, os resultados obtidos apontam para alguma conservação de mecanismos de acção envolvidos na disrupção endócrina em invertebrados e vertebrados. Finalmente, a informação molecular produzida e as ferramentas moleculares desenvolvidas contribuem de forma significativa para um melhor conhecimento do fenómeno imposex e constituem importantes recursos para a continuação da investigação deste fenómeno e, adicionalmente, poderão vir a ser aplicadas no estudo de outras respostas a alterações ambientais usando N. lapillus como organismo modelo. Neste sentido, N. lapillus foi também utilizada para explorar a adaptação na morfologia da concha em resposta a alterações naturais induzidas por acção das ondas e pelo risco de predação por caranguejos. O contributo da componente genética, plástica e da sua interacção para a expressão fenotípica é crucial para compreender a evolução de caracteres adaptativos a ambientes heterogéneos. A contribuição destes factores na morfologia da concha de N. lapillus foi explorada recorrendo a transplantes recíprocos e experiências laboratoriais em ambiente comum (com e sem influência de predação) e complementada com análises genéticas, utilizando juvenis provenientes de locais representativos de costas expostas e abrigadas da acção das ondas. As populações estudadas são diferentes geneticamente mas possuem o mesmo cariótipo. Adicionalmente, análises morfométricas revelaram plasticidade da morfologia da concha em ambas as direcções dos transplantes recíprocos e também a retenção parcial, em ambiente comum, da forma da concha nos indivíduos da F2, indicando uma correlação positiva (co-gradiente) entre heritabilidade e plasticidade. A presença de estímulos de predação por caranguejos estimulou a produção de conchas com labros mais grossos, de forma mais evidente em animais recolhidos de costas expostas e também provocou alterações na forma da concha em animais desta proveniência. Estes dados sugerem contra-gradiente em alterações provocadas por predação na morfologia da concha, na produção de labros mais grossos e em níveis de crescimento. O estudo das interacções gene-ambiente descritas acima demonstram a actual possibilidade de produzir recursos e conhecimento genómico numa espécie bem caracterizada ecologicamente mas com limitada informação genómica. Estes recursos permitem um maior conhecimento biológico desta espécie e abrirão novas oportunidades de investigação, que até aqui seriam impossíveis de abordar.

Metabonomic studies to assess beer quality and stability

The work reported in this thesis aimed at applying the methodology known as metabonomics to the detailed study of a particular type of beer and its quality control, with basis on the use of multivariate analysis (MVA) to extract meaningful information from given analytical data sets. In Chapter 1, a detailed description of beer is given considering the brewing process, main characteristics and typical composition of beer, beer stability and the commonly used analytical techniques for beer analysis. The fundamentals of the analytical methods employed here, namely nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy, gas-chromatography-mass spectrometry (GC-MS) and mid-infrared (MIR) spectroscopy, together with the description of the metabonomics methodology are described shortly in Chapter 2. In Chapter 3, the application of high resolution NMR to characterize the chemical composition of a lager beer is described. The 1H NMR spectrum obtained by direct analysis of beer show a high degree of complexity, confirming the great potential of NMR spectroscopy for the detection of a wide variety of families of compounds, in a single run. Spectral assignment was carried out by 2D NMR, resulting in the identification of about 40 compounds, including alcohols, amino acids, organic acids, nucleosides and sugars. In a second part of Chapter 3, the compositional variability of beer was assessed. For that purpose, metabonomics was applied to 1H NMR data (NMR/MVA) to evaluate beer variability between beers from the same brand (lager), produced nationally but differing in brewing site and date of production. Differences between brewing sites and/or dates were observed, reflecting compositional differences related to particular processing steps, including mashing, fermentation and maturation. Chapter 4 describes the quantification of organic acids in beer by NMR, using different quantitative methods: direct integration of NMR signals (vs. internal reference or vs. an external electronic reference, ERETIC method) and by quantitative statistical methods (using the partial least squares (PLS) regression) were developed and compared. PLS1 regression models were built using different quantitative methods as reference: capillary electrophoresis with direct and indirect detection and enzymatic essays. It was found that NMR integration results generally agree with those obtained by the best performance PLS models, although some overestimation for malic and pyruvic acids and an apparent underestimation for citric acid were observed. Finally, Chapter 5 describes metabonomic studies performed to better understand the forced aging (18 days, at 45 ºC) beer process. The aging process of lager beer was followed by i) NMR, ii) GC-MS, and iii) MIR spectroscopy. MVA methods of each analytical data set revealed clear separation between different aging days for both NMR and GC-MS data, enabling the identification of compounds closely related with the aging process: 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF), organic acids, γ-amino butyric acid (GABA), proline and the ratio linear/branched dextrins (NMR domain) and 5-HMF, furfural, diethyl succinate and phenylacetaldehyde (known aging markers) and, for the first time, 2,3-dihydro-3,5-dihydroxy-6-methyl-4(H)-pyran-4-one xii (DDMP) and maltoxazine (by GC-MS domain). For MIR/MVA, no aging trend could be measured, the results reflecting the need of further experimental optimizations. Data correlation between NMR and GC-MS data was performed by outer product analysis (OPA) and statistical heterospectroscopy (SHY) methodologies, enabling the identification of further compounds (11 compounds, 5 of each are still unassigned) highly related with the aging process. Data correlation between sensory characteristics and NMR and GC-MS was also assessed through PLS1 regression models using the sensory response as reference. The results obtained showed good relationships between analytical data response and sensory response, particularly for the aromatic region of the NMR spectra and for GC-MS data (r > 0.89). However, the prediction power of all built PLS1 regression models was relatively low, possibly reflecting the low number of samples/tasters employed, an aspect to improve in future studies.