A multi-center study of ACE and the risk of late-onset Alzheimer's disease

A key pathological feature of late-onset Alzheimer's disease (LOAD) is the abnormal extracellular accumulation of the amyloid-ß (Aß) peptide. Thus, altered Aß degradation could be a major contributor to the development of LOAD. Variants in the gene encoding the Aß-degrading enzyme, angiotensin-1 converting enzyme (ACE) therefore represent plausible candidates for association with LOAD pathology and risk. Following Alzgene meta-analyses of all published case-control studies, the ACE variants rs4291 and rs1800764 showed significant association with LOAD risk. Furthermore ACE haplotypes are associated with both plasma ACE levels and LOAD risk. We tested three ACE variants (rs4291, rs4343, and rs1800764) for association with LOAD in ten Caucasian case-control populations (n = 8,212). No association was found using multiple logistic models (all p > 0.09). We found no population heterogeneity (all p > 0.38) or evidence for association with LOAD risk following meta-analysis of the ten populations for rs4343 (OR = 1.00), rs4291 (OR = 0.97), or rs1800764 (OR = 0.99). Although we found no haplotypic association in our complete dataset (p = 0.51), a significant global haplotypic p-value was observed in one population (p = 0.007) due to an association of the H3 haplotype (OR = 0.72, p = 0.02) and a trend towards an association of H4 (OR = 1.38, p = 0.09) and H7 (OR = 2.07, p = 0.08) although these did not survive Bonferroni correction. Previously reported associations of ACE variants with LOAD will be diminished following this study. At best, ACE variants have modest effect sizes, which are likely part of a complex interaction between genetic, phenotypic and pharmacological effects that would be undetected in traditional case-control studies.

A morphologic and autoradiographic study of cell death and regeneration in the retinal microvasculature of normal and diabetic rats

Cell loss and regeneration were investigated and compared in the retinal microvasculature of age- and sex-matched normal and streptozotocin diabetic rats. Selective pericyte loss in the diabetic rat was characterized by changes in the pericyte to endothelial cell ratio in retinal capillaries isolated for microscopy by the trypsin digest technique. A comparison of 3- and 9-month-old normal rats showed no significant change in the pericyte to endothelial cell ratio (1:2.7). In diabetic animals the ratio was reduced to 1:4.03, which was statistically significant (P less than .001). Premitotic retinal vascular cells in normal and diabetic rats were labelled with tritiated thymidine and the labelling indices calculated from cell counts of trypsin digest preparations. Methyl H3 thymidine was infused continuously over an eight-day period using osmotic mini pumps. The labelling index of endothelial cells (0.33%) in normal rats increased to 0.91% in diabetic animals (P less than .05). The labelling index of pericyte cells in normal animals (0.16%) did not increase significantly (P greater than .05) in diabetic animals (0.19%). A special stain was used to exclude labelled polymorphonuclear leukocytes from the cell counts.

The androgen receptor induces a distinct transcriptional program in castration-resistant prostate cancer in man

The androgen receptor (AR) regulates prostate cell growth in man, and prostate cancer is the commonest cancer in men in the UK. We present a comprehensive analysis of AR binding sites in human prostate cancer tissues, including castrate-resistant prostate cancer (CRPC). We identified thousands of AR binding sites in CRPC tissue, most of which were not identified in PC cell lines. Many adjacent genes showed AR regulation in xenografts but not in cultured LNCaPs, demonstrating an in-vivo-restricted set of AR-regulated genes. Functional studies support a model of altered signaling in vivo that directs AR binding. We identified a 16 gene signature that outperformed a larger in-vitro-derived signature in clinical data sets, showing the importance of persistent AR signaling in CRPC.

Sustained inhibition of deacetylases is required for the antitumor activity of the histone deactylase inhibitors panobinostat and vorinostat in models of colorectal cancer

Despite compelling preclinical data in colorectal cancer (CRC), the efficacy of HDACIs has been disappointing in the clinic. The goal of this study was to evaluate the effectiveness of vorinostat and panobinostat in a dose- and exposure-dependent manner in order to better understand the dynamics of drug action and antitumor efficacy. In a standard 72 h drug exposure MTS assay, notable concentration-dependent antiproliferative effects were observed in the IC50 range of 1.2-2.8 μmol/L for vorinostat and 5.1-17.5 nmol/L for panobinostat. However, shorter clinically relevant exposures of 3 or 6 h failed to elicit any significant growth inhibition and in most cases a >24 h exposure to vorinostat or panobinostat was required to induce a sigmoidal dose-response. Similar results were observed in colony formation assays where ≥ 24 h of exposure was required to effectively reduce colony formation. Induction of acetyl-H3, acetyl-H4 and p21 by vorinostat were transient and rapidly reversed within 12 h of drug removal. In contrast, panobinostat-induced acetyl-H3, acetyl-H4, and p21 persisted for 48 h after an initial 3 h exposure. Treatment of HCT116 xenografts with panobinostat induced significant increases in acetyl-H3 and downregulation of thymidylate synthase after treatment. Although HDACIs exert both potent growth inhibition and cytotoxic effects when CRC cells were exposed to drug for ≥ 24 h, these cells demonstrate an inherent ability to survive HDACI concentrations and exposure times that exceed those clinically achievable. Continued efforts to develop novel HDACIs with improved pharmacokinetics/phamacodynamics, enhanced intratumoral delivery and class/isoform-specificity are needed to improve the therapeutic potential of HDACIs and HDACI-based combination regimens in solid tumors.

Study of oxidation and non-enzymatic glycosylation posttranslational modifications using a proteomic approach

A glicosilação não-enzimática e o stress oxidativo representam dois processos importantes visto desempenharem um papel importante no que respeita às complicações de vários processos patofisiológicos. No presente, a associação entre a glicosilação não-enzimática e a oxidação de proteínas é reconhecida como sendo um dos principais responsáveis pela acumulação de proteínas não-funcionais que, por sua vez, promove uma contínua sensibilização para um aumento do stress oxidativo ao nível celular. Embora esteja disponível bastante informação no que respeita aos dois processos e suas consequências ao nível estrutural e funcional, permanecem questões por esclarecer acerca do que se desenvolve ao nível molecular. Com o objectivo de contribuir para uma melhor compreensão da relação entre a glicosilação não-enzimática e a oxidação, proteínas modelo (albumina, insulina e histonas H2B e H1) foram submetidas a sistemas in vitro de glicosilação não-enzimática e oxidação em condições controladas e durante um período de tempo específico. A identificação dos locais de glicosilação e oxidação foi realizada através de uma abordagem proteómica, na qual após digestão enzimática se procedeu à análise por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massa tandem (MALDI-TOF/TOF). Esta abordagem permitiu a obtenção de elevadas taxas de cobertura das sequências proteicas, permitindo a identificação dos locais preferenciais de glicosilação e oxidação nas diferentes proteínas estudadas. Como esperado, os resíduos de lisina foram os preferencialmente glicosilados. No que respeita à oxidação, além das modificações envolvendo hidroxilações e adições de oxigénio, foram identificadas deamidações, carbamilações e conversões oxidativas específicas de vários aminoácidos. No geral, os resíduos mais afectados pela oxidação foram os resíduos de cisteína, metionina, triptofano, tirosina, prolina, lisina e fenilalanina. Ao longo do período de tempo estudado, os resultados indicaram que a oxidação teve início em zonas expostas da proteína e/ou localizadas na vizinhança de resíduos de cisteína e metionina, ao invés de exibir um comportamente aleatório, ocorrendo de uma forma nãolinear por sua vez dependente da estabilidade conformacional da proteína. O estudo ao longo do tempo mostrou igualmente que, no caso das proteínas préglicosiladas, a oxidação das mesmas ocorreu de forma mais rápida e acentuada, sugerindo que as alterações estruturais induzidas pela glicosilação promovem um estado pro-oxidativo. No caso das proteínas pré-glicosiladas e oxidadas, foi identificado um maior número de modificações oxidativas assim como de resíduos modificados na vizinhança de resíduos glicosilados. Com esta abordagem é realizada uma importante contribuição na investigação das consequências do dano ‘glico-oxidativo’ em proteínas ao nível molecular através da combinação da espectrometria de massa e da bioinformática.

A aprendizagem musical como elemento de aperfeiçoamento de competências matemáticas

Tomando como ponto de partida a relação entre música e matemática, nesta investigação temos como principal objetivo estudar a influência da aprendizagem musical no desempenho matemático. Pretendeu-se ainda observar o efeito de um conjunto de preditores no referido desempenho, mais concretamente do nível socioeconómico, da inteligência e de variáveis cognitivo-motivacionais (motivação, expectativas de autoeficácia e atribuições causais). Numa primeira parte, delineámos as linhas teóricas desta investigação. Começámos por relatar a relação entre música e matemática no âmbito da musicologia histórica, da teoria e análise musicais, da acústica e das tendências na composição musical, evidenciando os mecanismos de ligação entre elementos e conceitos musicais e tópicos e temas matemáticos. Relatámos os benefícios da exposição musical ao nível do desenvolvimento cognitivo e intelectual, destacando o aumento do raciocínio espacial, do desempenho matemático e da inteligência com a aprendizagem musical. De seguida, descrevemos o impacto das aulas de música no aumento do desempenho académico a várias disciplinas, nomeadamente a Matemática, enfatizando a associação da duração da aprendizagem musical com o aumento das capacidades matemáticas; para além do efeito da aprendizagem musical, procurámos ainda explicação de um desempenho académico melhorado com base em variáveis potenciadoras da performance, tais como o nível socioeconómico e a inteligência. Nesta linha de abordagem, explorámos os efeitos de variáveis influentes do desempenho académico fora do contexto musical, reportando-nos ao nível socioeconómico, à inteligência e às dimensões cognitivo-motivacionais (motivação, expectativas de autoeficácia e atribuições causais), destacando o poder preditivo da inteligência, seguido do nível socioeconómico e da motivação. Por fim, referimo-nos à interação entre música e encéfalo por meio das temáticas da plasticidade neural estrutural e funcional, do efeito da aprendizagem e performance musicais, da cognição musical e domínios não musicais, bem como dos fatores genéticos; sublinhamos a possibilidade de ligações entre a cognição musical e os domínios espacial e matemático. Numa segunda parte, apresentamos a investigação que desenvolvemos em contexto escolar com 112 alunos do 7º ano de escolaridade provenientes de 12 escolas do Ensino Básico. Nove são do Ensino Especializado de Música e três são do Ensino Regular. No total, as escolas enquadram-se nas zonas urbanas de Braga, Coimbra e Lisboa. O estudo possui carácter longitudinal e abrange três anos letivos, do 7º ao 9º anos de escolaridade. Após explanação dos objetivos, das hipóteses de investigação, da caracterização da amostra, da descrição dos instrumentos de avaliação e respetiva validação empírica, relatamos os resultados que encontrámos. Estes permitiram, por um lado, validar a hipótese de que os alunos submetidos ao ensino formal de música apresentam um desempenho matemático superior comparativamente aos alunos que não frequentaram este tipo de ensino (H1) e, por outro, sustentar que o número de anos de aprendizagem musical contribui para o aumento do desempenho matemático (H3). Sublinha-se, ainda, que os alunos de instrumento de teclado revelaram desempenho matemático mais elevado em relação aos seus pares que estudaram outros instrumentos. Já no que se refere ao poder preditivo do tipo de ensino (Ensino Especializado de Música vs. Ensino Regular), apurámos que a formação em música prevê melhores desempenhos a matemática; destaca-se que as variáveis em estudo, tais como o nível socioeconómico, a motivação, as expectativas de autoeficácia e a inteligência adicionam capacidade explicativa do desempenho matemático, sendo que a presença da aprendizagem musical perdeu aptidão preditiva apenas na presença da inteligência. Contudo, após controlo estatístico da inteligência, foi possível concluir que a aprendizagem musical mantém o poder preditivo no desempenho matemático (H2). Os resultados permitiram identificar em que tópicos e temas matemáticos relacionados com os elementos e conceitos musicais os alunos com aprendizagem musical apresentam melhores desempenhos, evidenciando-se os tópicos no âmbito da Geometria (H4). Observámos, também, que é possível prever o desempenho matemático a partir do raciocínio espacial dos alunos (H5). Finalmente, referimos as limitações, refletimos sobre as implicações que estes resultados poderão trazer no âmbito do ensino da música em Portugal e apontamos pistas conducentes ao desenvolvimento de investigações futuras.

BWL-Studium in Regelstudienzeit? Eine empirische Untersuchung der Gründe langer Studienzeiten am FB Wirtschaft der FH Hannover

Im November 2001 hat sich am FB Wirtschaft der FH Hannover eine Arbeitsgruppe konstituiert, die sich insbesondere mit dem Phänomen „Langzeitstudium“ auseinander setzen wollte. Hauptziel der Arbeitsgruppe war es, die wesentlichen Ursachen für eine zu lange Studienzeit zu identifizieren. In mehreren Sitzungen wurden ausgehend von zunächst ca. 30 Arbeitshypothesen im Rahmen eines mehrstufigen Bewertungs- und Filterprozesses die Kernthesen formuliert, die nach Auswertung diverser Sekundärmaterialien (z.B. Vordiplome/Diplome, Prüfungsergebnisse) sowie persönlicher Erfahrung der AG-Mitglieder aus dem Studienbetrieb am plausibelsten erschienen. Diese Kernhypothesen (potentielle Gründe) für ein Langzeitstudium am FB Wirtschaft der FH Hannover waren im Ergebnis: H1 Langzeitstudium aufgrund eines Engpass-/Angstscheins oder aufgrund besonders schwerer Prüfungen. H2 Langzeitstudium, weil zur Lebensfinanzierung nebenbei gearbeitet werden muss. H3 Langzeitstudium von Quereinsteigern (Quereinsteiger studieren länger). H4 Langzeitstudium aufgrund höherer Gewichtung „sozialer“ Faktoren gegenüber studiumfocussierter Lebensausrichtung. H5 Langzeitstudium aufgrund schlechten Prüfungsmanagements der Studierenden. Da die vorliegenden Sekundärmaterialien nicht ausreichten, diese Hypothesen zu testen, waren neue Primärerhebungen und entsprechende Ursachenanalysen erforderlich. Im Rahmen seiner Forschungssemesteraktivitäten hat sich der Autor u.a. diese Aufgabe zu eigen gemacht. Es wurde ein Fragebogen konzipiert (vgl. Anhang 1), der im Juni 2002 an Studenten des Hauptstudiums verteilt wurde (Rücklauf N = 144). Die obigen Hypothesen H1 bis H5 werden nachfolgend auf Basis dieses Datensatzes getestet. Eine weitere Befragung von Studenten im Hauptstudium fand am FB Wirtschaft bereits im Januar 2002 statt (zum Fragebogen vgl. Anhang 2; Rücklauf N = 122). Die Ergebnisse dieser Untersuchung werden hier in Auszügen vergleichend mitbetrachtet.

Nuclear and mitochondrial control of the apoptosis machinery regulates neural stem cell fate

Tese de doutoramento, Farmácia (Bioquímica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Interaction between glucocorticoid and adenosine A2A receptors in the hippocampus : implications for learning and memory

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

Diagnostic value of H3F3A mutations in giant cell tumour of bone compared to osteoclast-rich mimics

Driver mutations in the two histone 3.3 (H3.3) genes, H3F3A and H3F3B, were recently identified by whole genome sequencing in 95% of chondroblastoma (CB) and by targeted gene sequencing in 92% of giant cell tumour of bone (GCT). Given the high prevalence of these driver mutations, it may be possible to utilise these alterations as diagnostic adjuncts in clinical practice. Here, we explored the spectrum of H3.3 mutations in a wide range and large number of bone tumours (n 5 412) to determine if these alterations could be used to distinguish GCT from other osteoclast-rich tumours such as aneurysmal bone cyst, nonossifying fibroma, giant cell granuloma, and osteoclast-rich malignant bone tumours and others. In addition, we explored the driver landscape of GCT through whole genome, exome and targeted sequencing (14 gene panel). We found that H3.3 mutations, namely mutations of glycine 34 in H3F3A, occur in 96% of GCT. We did not find additional driver mutations in GCT, including mutations in IDH1, IDH2, USP6, TP53. The genomes of GCT exhibited few somatic mutations, akin to the picture seen in CB. Overall our observations suggest that the presence of H3F3A p.Gly34 mutations does not entirely exclude malignancy in osteoclast-rich tumours. However, H3F3A p.Gly34 mutations appear to be an almost essential feature of GCT that will aid pathological evaluation of bone tumours, especially when confronted with small needle core biopsies. In the absence of H3F3A p.Gly34 mutations, a diagnosis of GCT should be made with caution.

Distinct H3F3A and H3F3B driver mutations define chondroblastoma and giant cell tumor of bone

It is recognized that some mutated cancer genes contribute to the development of many cancer types, whereas others are cancer type specific. For genes that are mutated in multiple cancer classes, mutations are usually similar in the different affected cancer types. Here, however, we report exquisite tumor type specificity for different histone H3.3 driver alterations. In 73 of 77 cases of chondroblastoma (95%), we found p.Lys36Met alterations predominantly encoded in H3F3B, which is one of two genes for histone H3.3. In contrast, in 92% (49/53) of giant cell tumors of bone, we found histone H3.3 alterations exclusively in H3F3A, leading to p.Gly34Trp or, in one case, p.Gly34Leu alterations. The mutations were restricted to the stromal cell population and were not detected in osteoclasts or their precursors. In the context of previously reported H3F3A mutations encoding p.Lys27Met and p.Gly34Arg or p.Gly34Val alterations in childhood brain tumors, a remarkable picture of tumor type specificity for histone H3.3 driver alterations emerges, indicating that histone H3.3 residues, mutations and genes have distinct functions.

Ortografia e desenvolvimento da escrita

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Desenvolvimento e Perturbações da Linguagem na Criança, área de especialização em Educação e Ensino da Língua

A glycine-arginine domain in control of the human MRE11 DNA repair protein.

Human MRE11 is a key enzyme in DNA double-strand break repair and genome stability. Human MRE11 bears a glycine-arginine-rich (GAR) motif that is conserved among multicellular eukaryotic species. We investigated how this motif influences MRE11 function. Human MRE11 alone or a complex of MRE11, RAD50, and NBS1 (MRN) was methylated in insect cells, suggesting that this modification is conserved during evolution. We demonstrate that PRMT1 interacts with MRE11 but not with the MRN complex, suggesting that MRE11 arginine methylation occurs prior to the binding of NBS1 and RAD50. Moreover, the first six methylated arginines are essential for the regulation of MRE11 DNA binding and nuclease activity. The inhibition of arginine methylation leads to a reduction in MRE11 and RAD51 focus formation on a unique double-strand break in vivo. Furthermore, the MRE11-methylated GAR domain is sufficient for its targeting to DNA damage foci and colocalization with gamma-H2AX. These studies highlight an important role for the GAR domain in regulating MRE11 function at the biochemical and cellular levels during DNA double-strand break repair.