Electrical and optical spectroscopy for quantitative screening of hepatic steatosis in donor livers.

Macro-steatosis in deceased donor livers is increasingly prevalent and is associated with poor or non-function of the liver upon reperfusion. Current assessment of the extent of steatosis depends upon the macroscopic assessment of the liver by the surgeon and histological examination, if available. In this paper we demonstrate electrical and optical spectroscopy techniques which quantitatively characterize fatty infiltration in liver tissue. Optical spectroscopy showed a correlation coefficient of 0.85 in humans when referenced to clinical hematoxylin and eosin (H&E) sections in 20 human samples. With further development, an optical probe may provide a comprehensive measure of steatosis across the liver at the time of procurement.

Anharmonic surface interactions for biomolecular screening and characterization.

The acoustic response of conventional mechanical oscillators, such as a piezoelectric crystal, is predominantly harmonic at modest amplitudes. However, here, we observe from the electrical response that significant motional anharmonicity is introduced in the presence of attached analyte. Experiments were conducted with streptavidin-coated polystyrene microbeads of various sizes attached to a quartz crystal resonator via specific and nonspecific molecular tethers in liquid. Quantitative analysis reveals that the deviation of odd Fourier harmonics of the response caused by introduction of microbeads as a function of oscillation amplitude presents a unique signature of the molecular tether. Hence, the described anharmonic detection technique (ADT) based on this function allows screening of biomolecules and provides an additional level of selectivity in receptor-based detection that is often associated with nonspecific interactions. We also propose methods to extract mechanical force-extension characteristics of the molecular tether and activation energy using this technique.

Impacto de la evolución científico-tecnológica en la Bioética neonatal-perinatal

Resumen: Los avances científico-tecnológicos en neonatología en los últimos 40 años han permitido una importante mejoría en la sobrevida de recién nacidos de extremo bajo peso al nacer, sin embargo la mortalidad neonatal aun representa un porcentaje muy grande de la mortalidad infantil. Esto esta principalmente relacionado a las muertes por prematuridad y sus complicaciones, anomalías congénitas y asfixia perinatal. La mayoría de los recién nacidos son tratados favorablemente en sala de partos y son admitidos a la Unidad de Cuidados Intensivos Neonatales (UCIN). La incertidumbre en el pronóstico de los prematuros extremos en el límite de la viabilidad con alto riesgo de morir en la UCIN o presentar alguna discapacidad, presenta un difícil dilema ético. Se deberá considerar cada caso en forma individual y evaluar el riesgo-beneficio entre las conductas a seguir y el “mejor interés para el niño” y los deseos de los padres que guiarán a decisiones éticas. Diferentes guías de cuidado y variaciones en la práctica médica en los límites de la viabilidad fetal se han descripto dentro y entre países. El objetivo es proveer a los padres una comunicación abierta, directa y transparente con suficiente entendimiento de los factores más relevantes en relación a la situación clínica, el pronóstico y las opciones de tratamiento para que ellos puedan tener una significativa participación en la toma de decisiones. Aceptar que en neonatología, hacer todo lo que uno puede hacer puede ser perjudicial, no útil o beneficioso. No todo lo técnicamente posible es éticamente correcto. El dilema afecta tanto al origen de la vida como a la terminación de la vida.

Wide Screening of Phage-Displayed Libraries Identifies Immune Targets in Planta

Microbe-Associated Molecular Patterns and virulence effectors are recognized by plants as a first step to mount a defence response against potential pathogens. This recognition involves a large family of extracellular membrane receptors and other immune proteins located in different sub-cellular compartments. We have used phage-display technology to express and select for Arabidopsis proteins able to bind bacterial pathogens. To rapidly identify microbe-bound phage, we developed a monitoring method based on microarrays. This combined strategy allowed for a genome-wide screening of plant proteins involved in pathogen perception. Two phage libraries for high-throughput selection were constructed from cDNA of plants infected with Pseudomonas aeruginosa PA14, or from combined samples of the virulent isolate DC3000 of Pseudomonas syringae pv. tomato and its avirulent variant avrRpt2. These three pathosystems represent different degrees in the specificity of plant-microbe interactions. Libraries cover up to 26107 different plant transcripts that can be displayed as functional proteins on the surface of T7 bacteriophage. A number of these were selected in a bio-panning assay for binding to Pseudomonas cells. Among the selected clones we isolated the ethylene response factor ATERF-1, which was able to bind the three bacterial strains in competition assays. ATERF-1 was rapidly exported from the nucleus upon infiltration of either alive or heat-killed Pseudomonas. Moreover, aterf-1 mutants exhibited enhanced susceptibility to infection. These findings suggest that ATERF-1 contains a microbe-recognition domain with a role in plant defence. To identify other putative pathogen-binding proteins on a genome-wide scale, the copy number of selected-vs.-total clones was compared by hybridizing phage cDNAs with Arabidopsis microarrays. Microarray analysis revealed a set of 472 candidates with significant fold change. Within this set defence-related genes, including well-known targets of bacterial effectors, are over-represented. Other genes non-previously related to defence can be associated through this study with general or strain-specific recognition of Pseudomonas.

Enfermería basada en la evidencia. Los cuidados centrados en el desarrollo neonatal: NIDCAP y la disminución de secuelas sensomotoras en prematuros

La neonatología es una modalidad de cuidados relativamente nueva, que ha ido evolucionando paralelamente al desarrollo tecnológico. A pesar de disminuir la mortalidad neonatal, el pronóstico en su desarrollo no se puede predecir. Muchos de los niños prematuros sufren alteraciones en el desarrollo infantil. En la mayoría de los casos, las complicaciones no sólo se deben a la prematuridad, si no que surgen a consecuencia de la traumática estancia hospitalaria. La Dra. Als pionera en los Cuidados Centrados en el Desarrollo en niños prematuros, impulsó la importancia de los factores externos que rodean al neonato, determinantes para el correcto desarrollo sensomotor, cognitivo y conductual. Por ello, Als crea el Programa de Evaluación y Atención Individualizada y Orientada al Desarrollo Neonatal (NIDCAP) que se establece como una metodología de cuidado para mejorar la calidad asistencial del neonato, con el fin de mejorar su desarrollo y disminuir las posibles complicaciones que se dan en la infancia. El objetivo de este trabajo es valorar la eficacia del NIDCAP en la disminución de secuelas en el desarrollo de niños prematuros a largo plazo mediante la evidencia científica, utilizando metodología PBE. Se realiza una búsqueda bibliográfica a través de la base de datos pubmed y The Cochrane library, para contrastar los resultados y hallar la evidencia. Los resultados recogidos no confirman de manera contundente que el NIDCAP sea determinante para la disminución de secuelas sensomotoras en la infancia, aunque si sugiere que el programa no es perjudicial y si en todo caso beneficioso para los cuidados de estos recién nacidos.

Efectividad del método canguro en el tratamiento del dolor en neonatos prematuros y de bajo peso gestacional junto a sacarosa oral en la técnica punción del talón en la Unidad Neonatal.

Durante muchos años se consideró que los neonatos no experimentaban el dolor por su incapacidad para verbalizarlo. Así, concepciones erróneas hicieron que el dolor neonatal no fuese tratado. En la actualidad, existe evidencia científica que corrobora la capacidad para percibir el dolor, siendo necesario su tratamiento. Aun así, el miedo a los posibles efectos secundarios de los fármacos ha obstaculizado el estudio de nuevos fármacos para el tratamiento del dolor. Es por eso que las estrategias no farmacológicas han tomado gran relevancia en el tratamiento de procedimientos dolorosos menores, y como coadyuvantes de los fármacos en procedimientos de mayor intensidad. El método canguro que se define como un contacto piel a piel entre madre e hijo, surgió como una alternativa ante la escasez de incubadoras. Sin embargo, numerosas investigaciones han demostrado los grandes beneficios que aporta, considerándolo también como una medida no farmacológica eficaz en el alivio del dolor neonatal. El objetivo de este estudio es evaluar la efectividad del método canguro junto a la administración de sacarosa oral en la disminución del dolor, en comparación con el procedimiento estándar al realizar la prueba de talón. Para ello, se realizará un ensayo clínico aleatorizado dirigido a los neonatos prematuros y de bajo peso gestacional ingresados en la unidad de neonatal del Hospital universitario de Cruces. La variable principal a estudio es la valoración del dolor medido mediante la escala PIPP. Se compararán los datos recogidos en el grupo control e intervención y el análisis de datos se realizará usando el programa informático SPSS.

Protein-protein recognition: The neonatal Fe receptor and immunoglobulin G

The neonatal Fe receptor (FeRn) binds the Fe portion of immunoglobulin G (IgG) at the acidic pH of endosomes or the gut and releases IgG at the alkaline pH of blood. FeRn is responsible for the maternofetal transfer of IgG and for rescuing endocytosed IgG from a default degradative pathway. We investigated how FeRn interacts with IgG by constructing a heterodimeric form of the Fe (hdFc) that contains one FeRn binding site. This molecule was used to characterize the interaction between one FeRn molecule and one Fe and to determine under what conditions FeRn forms a dimer. The hdFc binds one FeRn molecule at pH 6.0 with a K_d of 80 nM. In solution and with FeRn anchored to solid supports, the heterodimeric Fe does not induce a dimer of FeRn molecules. FcRnhdFc complex crystals were obtained and the complex structure was solved to 2.8 Å resolution. Analysis of this structure refined the understanding of the mechanism of the pH-dependent binding, shed light on the role played by carbohydrates in the Fe binding, and provided insights on how to design therapeutic IgG antibodies with longer serum half-lives. The FcRn-hdFc complex in the crystal did not contain the FeRn dimer. To characterize the tendency of FeRn to form a dimer in a membrane we analyzed the tendency of the hdFc to induce cross-phosphorylation of FeRn-tyrosine kinase chimeras. We also constructed FeRn-cyan and FeRn-yellow fluorescent proteins and have analyzed the tendency of these molecules to exhibit fluorescence resonance energy transfer. As of now, neither of these analyses have lead to conclusive results. In the process of acquiring the context to appreciate the structure of the FcRn-hdFc interface, we developed a study of 171 other nonobligate protein-protein interfaces that includes an original principal component analysis of the quantifiable aspects of these interfaces.

Wide Field-of-view Microscopes and Endoscopes for Time-lapse Imaging and High-throughput Screening

Wide field-of-view (FOV) microscopy is of high importance to biological research and clinical diagnosis where a high-throughput screening of samples is needed. This thesis presents the development of several novel wide FOV imaging technologies and demonstrates their capabilities in longitudinal imaging of living organisms, on the scale of viral plaques to live cells and tissues.

The ePetri Dish is a wide FOV on-chip bright-field microscope. Here we applied an ePetri platform for plaque analysis of murine norovirus 1 (MNV-1). The ePetri offers the ability to dynamically track plaques at the individual cell death event level over a wide FOV of 6 mm × 4 mm at 30 min intervals. A density-based clustering algorithm is used to analyze the spatial-temporal distribution of cell death events to identify plaques at their earliest stages. We also demonstrate the capabilities of the ePetri in viral titer count and dynamically monitoring plaque formation, growth, and the influence of antiviral drugs.

We developed another wide FOV imaging technique, the Talbot microscope, for the fluorescence imaging of live cells. The Talbot microscope takes advantage of the Talbot effect and can generate a focal spot array to scan the fluorescence samples directly on-chip. It has a resolution of 1.2 μm and a FOV of ~13 mm². We further upgraded the Talbot microscope for the long-term time-lapse fluorescence imaging of live cell cultures, and analyzed the cells’ dynamic response to an anticancer drug.

We present two wide FOV endoscopes for tissue imaging, named the AnCam and the PanCam. The AnCam is based on the contact image sensor (CIS) technology, and can scan the whole anal canal within 10 seconds with a resolution of 89 μm, a maximum FOV of 100 mm × 120 mm, and a depth-of-field (DOF) of 0.65 mm. We also demonstrate the performance of the AnCam in whole anal canal imaging in both animal models and real patients. In addition to this, the PanCam is based on a smartphone platform integrated with a panoramic annular lens (PAL), and can capture a FOV of 18 mm × 120 mm in a single shot with a resolution of 100─140 μm. In this work we demonstrate the PanCam’s performance in imaging a stained tissue sample.

Tão perto, tão longe: a vivência do enfermeiro na construção/desenvolvimento da relação mãe/recém-nascido na Unidade Terapia Intensiva Neonatal

Não há duvidas sobre a grandeza e intensidade que pode existir no relacionamento entre mãe e filho, porém, quando esse recém nascido é um bebê prematuro e/ou necessita de hospitalização em uma Unidade de Terapia Intensivo Neonatal (UTIN) pode haver um pode haver um choque, uma grande decepção, pois essa mãe não poderá interagir de forma plena com seu filho, não poderá amamentar e nem cuidar dele da forma habitual que se espera. Neste sentido, esse estudo propõe uma reflexão sobre a atuação do enfermeiro quanto à relação mãe/recém-nascido na UTIN. Assim sendo, tem-se como objeto A vivência do enfermeiro na construção/desenvolvimento da relação mãe/recém-nascido na UTIN. E como objetivo Compreender o significado da ação do enfermeiro na aproximação mãe/recém-nascido. Para o embasamento teórico foi necessário pensar sobre a prática do enfermeiro na UTIN, no que diz respeito a sua assistência, o processo de humanização neste ambiente e na inserção da família nos cuidados. Outro conceito fundamental discutido foi a interação, destacando o pensamento fenomenológico de Alfred Schutz. Estudo do tipo descritivo, desenvolvido com abordagem qualitativa e o referencial teórico-metodológico da fenomenologia. O cenário para sua realização foi a UTIN de um grande hospital da rede pública, localizado no subúrbio da cidade do Rio de Janeiro e foram sujeitos 16 enfermeiros lotados nesta unidade. A entrevista fenomenológica foi a técnica utilizada para captar as vivências profissionais e em seguida realizou-se a análise compreensiva tendo em vista a categorização. Como resultado chegou-se a 3 categorias do vivido; (1) ambientar as mães na UTIN: o começo da relação,(2) aproximar através do toque: usando os sentidos para se relacionar e (3) melhorar a relação entre mãe/recém-nascido: pensando no futuro. Além dessas categorias foi possível a apreensão do contexto vivencial das experiências dos enfermeiros no relacionamento com as mães de recém-nascidos na UTIN. Conclui-se que os enfermeiros que trabalham em UTIN têm a percepção de quão fundamental é promover a aproximação entre mãe e filho nesse ambiente. Contudo, essa ação ainda acontece de forma intuitiva, sem nenhum embasamento, e ainda muitas vezes é desprestigiada em detrimento da grande carga de trabalho deste setor, ou a gravidade do recém-nascido. É preciso que haja um maior engajamento por parte dos enfermeiros, em aprimorar as estratégias de aproximação entre mãe e recém-nascido, visando sempre um relacionamento mais saudável e harmonioso no futuro. Deste modo, o estudo contribui para enriquecer esta temática e despertar nos enfermeiros neonatologistas um olhar que compreenda não só os aspectos biológicos, mas também os psicossocias e torne, assim, a assistência ao recém nascido e sua família mais plena.

Enfermagem cuidando do recém-nascido na Unidade de Terapia Intensiva Neonatal: um olhar ético da ação profissional

Trata-se de um estudo do tipo qualitativo, sobre as ações experienciadas pela equipe de enfermagem no cotidiano da Unidade de Terapia Intensiva Neonatal (UTI Neonatal), tendo como objetivo apreender os aspectos éticos implícitos nas ações experienciadas pelos profissionais de enfermagem ao cuidar do recém-nascido (RN). Foram utilizados como referencial teórico-filosófico alguns autores renomados como: Mehry, Pegoraro, Pessini, entre outros. A abordagem metodológica aplicada no estudo foi a fenomenologia sociológica de Alfred Schutz, buscando, na intencionalidade das ações de enfermagem, a motivação que sustenta este cuidar. A aproximação face a face aos sujeitos do estudo deu-se solicitando o seguinte: Fale-me sobre a sua experiência ao cuidar de um RN no cotidiano da UTI. Para alcançar o objetivo proposto, utilizei as questões orientadoras da entrevista fenomenológica: O que você tem em vista ao cuidar do RN na UTI? Em relação à ética, o que você pensa ao cuidar do RN? As entrevistas foram realizadas com 16 profissionais da equipe de enfermagem da UTI de uma Maternidade Pública do Município do Rio de Janeiro, escolhidos de forma aleatória. Foram respeitados os critérios estabelecidos pela Resolução n 196/96, garantindo a privacidade e o anonimato dos entrevistados, bem como aprovação do estudo pelo comitê de ética em pesquisa. A partir da análise das falas emergiram três categorias, que possibilitaram a apreensão dos aspectos éticos das ações de enfermagem na UTI como um típico. Esses profissionais têm em vista realizar o melhor cuidado desejando a cura e a alta do RN, apoiando-se na tecnologia para valorizar a perspectiva humana do cuidado na UTI e na possibilidade de agir com ética. Na realidade pesquisada, a tecnologia manifestou-se de maneira positiva no projeto intencional dos profissionais, mostrando uma enfermagem que acredita estar fazendo o seu melhor, envolvida com as questões éticas e humanas. A apreensão do típico da ação e compreensão do cotidiano da equipe de enfermagem permitirá uma avaliação crítica e reflexiva sobre a adequação da tecnologia no cuidado neonatal, bem como a adoção de medidas e estratégias que valorizem e respeitem a vida humana em toda a sua dimensão. Ratifica a sensibilidade, intuição e percepção do cuidador, propiciando um cuidado individualizado e personalizado ao RN e sua família. Além disso, contribui para se repensar novas maneiras de cuidar, utilizando a arte e a criatividade na adequação e humanização das tecnologias.

Efeito da superalimentação neonatal sobre a função adrenal e o desenvolvimento da microesteatose hepática em ratos adultos

O estado nutricional e hormonal em fases iniciais de desenvolvimento (gestação e lactação) está relacionado a alterações epigenéticas, que podem levar ao desenvolvimento de doenças. A obesidade infantil está relacionada com a ocorrência da obesidade na idade adulta, resistência à insulina e maior risco cardiometabólico. Em estudos experimentais, a superalimentação neonatal causa obesidade e aumenta o risco de doenças cardiovasculares. Estes animais apresentam obesidade visceral, hiperfagia, hiperleptinemia e hipertensão na idade adulta. Previamente, demonstramos que a hiperleptinemia neonatal causa hiperfunção da medula adrenal e microesteatose na idade adulta. No presente estudo avaliamos a função adrenal de ratos adultos obesos no modelo de superalimentação neonatal por redução do tamanho da ninhada e a sensibilidade as catecolaminas no tecido adiposo visceral (TAV) e no fígado. Ao nascimento todas as ninhadas tiveram seu número de filhotes ajustados para 10. Para induzir a superalimentação neonatal, o tamanho da ninhada foi reduzido de dez para três filhotes machos no terceiro dia de lactação até o desmame (SA), enquanto que o grupo controle permaneceu com 10 filhotes durante toda a lactação. Após o desmame, os ratos tiveram livre acesso à dieta padrão e água até 180 dias (1 animal de cada ninhada, n = 7). O TAV e as glândulas adrenais foram pesadas. As contrações hormonais séricas, o conteúdo hepático de glicogênio e triglicerídeos foram avaliados por kits comerciais. O conteúdo e a secreção de catecolaminas adrenais foram avaliados utilizando o método do trihidroxindol. O conteúdo dos hormônios eixo hipotálamo-hipófise-córtex adrenal, das enzimas da via de síntese das catecolaminas na glândula adrenal, ADRB2 no fígado e ADRB3 no TAV foram determinados por Western blotting ou imunohistoquímica. As diferenças foram consideradas significativas quando p <0,05. Aos 180 dias de vida, o grupo SA apresentou maior massa corporal (+15%), maior consumo alimentar (+15%) e maior adiposidade visceral (+79%). Os hormônios do eixo hipotálamo-hipófise-córtex-adrenal não foram alterados. O grupo SA apresentou maior expressão de tirosina hidroxilase e de DOPA descarboxilase (+31% e 90%, respectivamente); conteúdo de catecolaminas adrenais (absoluta: 35% e relativa: 40%), e secreção de catecolaminas, tanto basal quanto estimulada por cafeína (+35% e 43%, respectivamente). O conteúdo ADRB3 no TAV não foi alterado nos grupo SA, entretanto o ADRB2 no fígado apresentou-se menor (-45%). O grupo SA apresentou maior conteúdo de glicogênio e triglicerídeos no fígado (+79% e +49%, respectivamente), além de microesteatose. A superalimentação neonatal resulta em hiperativação adrenomedular e aparentemente está associada a preservação da sensibilidade às catecolaminas no VAT. Adicionalmente sugerimos que o maior conteúdo de glicogênio e triglicerídeos hepático seja devido a menor sensibilidade as catecolaminas. Tal perfil pode contribuir para a disfunção metabólica hepática e hipertensão arterial que são características deste modelo de obesidade programada.

In Vitro Surfactant and Perfluorocarbon Aerosol Deposition in a Neonatal Physical Model of the Upper Conducting Airways

Objective: Aerosol delivery holds potential to release surfactant or perfluorocarbon (PFC) to the lungs of neonates with respiratory distress syndrome with minimal airway manipulation. Nevertheless, lung deposition in neonates tends to be very low due to extremely low lung volumes, narrow airways and high respiratory rates. In the present study, the feasibility of enhancing lung deposition by intracorporeal delivery of aerosols was investigated using a physical model of neonatal conducting airways. Methods: The main characteristics of the surfactant and PFC aerosols produced by a nebulization system, including the distal air pressure and air flow rate, liquid flow rate and mass median aerodynamic diameter (MMAD), were measured at different driving pressures (4-7 bar). Then, a three-dimensional model of the upper conducting airways of a neonate was manufactured by rapid prototyping and a deposition study was conducted. Results: The nebulization system produced relatively large amounts of aerosol ranging between 0.3 +/- 0.0 ml/min for surfactant at a driving pressure of 4 bar, and 2.0 +/- 0.1 ml/min for distilled water (H(2)Od) at 6 bar, with MMADs between 2.61 +/- 0.1 mu m for PFD at 7 bar and 10.18 +/- 0.4 mu m for FC-75 at 6 bar. The deposition study showed that for surfactant and H(2)Od aerosols, the highest percentage of the aerosolized mass (similar to 65%) was collected beyond the third generation of branching in the airway model. The use of this delivery system in combination with continuous positive airway pressure set at 5 cmH(2)O only increased total airway pressure by 1.59 cmH(2)O at the highest driving pressure (7 bar). Conclusion: This aerosol generating system has the potential to deliver relatively large amounts of surfactant and PFC beyond the third generation of branching in a neonatal airway model with minimal alteration of pre-set respiratory support.