细胞黏附的力学建模及其力敏感性的机理研究

细胞黏附在机体的生理和病理过程中起着重要的作用。作为细胞内、外信息交流和传递的通道，细胞黏附斑具有独特的力敏感性。实验表明，在力的作用下，黏附斑不仅可以生长、成熟和破坏，而且还能感知外部环境的力学性质，如基底硬度、硬度梯度和形貌等等。细胞黏附如何响应不同的力学刺激，物理机理是什么，如何定量描述这些物理机理？这些问题是细胞生物学和细胞力学中的重要问题。本论文通过在分子和亚细胞尺度上的力学建模研究了黏附斑的力敏感性机理，主要包括以下几方面的内容： (1) 发展了一个非线性的撕裂模型，研究了细胞黏附的稳定性和边缘依赖性。通过引入黏附分子键的非线性本构关系，并考虑黏附分子键的多种分布形式，我们发现黏附分子键的非线性效应对维持细胞黏附的稳定性起着至关重要的作用。黏附分子键的非线性力学性质使黏附分子键可以同时承载，降低了细胞对黏附分子键分布的依赖性，大大提高了细胞的黏附强度。本文的预测结果与实验结果一致。 (2) 建立了细胞黏附的细观力学模型，研究了在力作用下黏附斑生长和失稳的分子机理。在细观力学模型中，引入了“整联蛋白的聚集”和“整联蛋白-配体的反应”两个分子作用机理，并用两个化学反应来描述。通过基于Monte Carlo思想的Gillespie算法模拟了细胞黏附在不同载荷下的响应。我们发现黏附斑只能在一定范围的张力下生长，在这个范围内整联蛋白的聚集机制占主导。而当张力大于某个临界值时，黏附斑将失稳并导致破坏，这时整联蛋白-配体分子键的解离机制占主导。因此，黏附斑对作用力的不同响应，是不同分子作用机制在力作用下相互消长的结果。同时我们还建立了一个唯象的热力学模型中，验证了我们的细观力学模型。 (3) 基于细胞黏附的细观力学模型，研究了周期性载荷下细胞的重排和转向机理。在细观力学模型中，通过黏附块(adhesion plaque)，将整联蛋白-配体分子键和细胞骨架联系起来。基于Monte Calro模拟，我们发现存在一个载荷临界值，当外载大于临界值时，细胞将进行重排。细胞重排的原因是在周期性载荷下黏附斑的失稳。通过引入整联蛋白-配体成键的化学反应动力学和应力纤维的粘弹性性质，解释了细胞黏附稳定性的频率依赖性。本文预测的细胞转向临界载荷和重排方向，与实验结果一致。

Flexible microimplants for in vivo sensing

The work in this thesis develops two types of microimplants for the application of cardiovascular in vivo biomedical sensing, one for short-term diagnosis and the other for long-term monitoring.

Despite advances in diagnosis and therapy, atherosclerotic cardiovascular disease remains the leading cause of morbidity and mortality in the Western world. Predicting metabolically active atherosclerotic plaques has remained an unmet clinical need. A stretchable impedance sensor manifested as a pair of quasi-concentric microelectrodes was developed to detect unstable intravascular. By integrating the impedance sensor with a cardiac catheter, high-resolution Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) measurements can be conducted during cardiac catheterization. An inflatable silicone balloon is added to the sensor to secure a well-controlled contact with the plaque under test in vivo. By deploying the device to the explants of NZW rabbit aorta and live animals, distinct EIS measurements were observed for unstable atherosclerotic plaques that harbored active lipids and inflammatory cells.

On the other hand, zebrafish (Danio rerio) is an emerging genetic model for heart regenerative medicine. In humans, myocardial infarction results in the irreversible loss of cardiomyocytes. Zebrafish hearts can fully regenerate after two months with 20% ventricular resection. Long-term electrocardiogram (ECG) recording can characterize the heart regeneration in a functional dimension. A flexible microelectrode membrane was developed to be percutaneously implanted onto a zebrafish heart and record epicardial ECG signals from specific regions on it. Region-specific aberrant cardiac signals were obtained from injured and regenerated hearts. Following that, in order to achieve continuous and wireless recording from non-sedated and non-restricted small animal models, a wireless ECG recording system was designed for the microelectrode membrane, prototyped on a printed circuit board and demonstrated on a one-day-old neonatal mouse. Furthermore, a flexible and compact parylene C printed circuit membrane was used as the integration platform for the wireless ECG recording electronics. A substantially miniature wireless ECG recording system was achieved.

Avaliação da eficácia da terapia fotodinâmica como adjunto ao tratamento periodontal de pacientes com periodontite agressiva

A periodontite agressiva é um processo inflamatório de origem bacteriana mediado pelo sistema imunológico do hospedeiro e é provavelmente a forma mais grave de doença periodontal, apresentando destruição das estruturas tanto de proteção quanto de suporte dentário, num período relativamente rápido, normalmente levando a perda prematura dos elementos dentários e, em alguns casos, terapia antimicrobiana adjunta é necessária em adição à terapia mecânica. O objetivo do presente ensaio clínico randomizado controlado foi avaliar o efeito clínico da terapia fotodinâmica como adjunto ao tratamento periodontal não cirúrgico no tratamento da periodontite agressiva Os seguintes parâmetros clínicos foram avaliados: índice de placa visível, sangramento à sondagem, profundidade de bolsa à sondagem, nível de inserção clínica relativo, envolvimento de furca e mobilidade. Foram selecionados dez pacientes com periodontite agressiva, os quais foram examinados no dia zero e após três meses.O desenho do estudo consistiu em um modelo de boca dividida, onde um hemiarco foi tratado com raspagem e alisamento radicular e terapia fotodinâmica (laser diodo) e o outro apenas com raspagem e alisamento radicular. Três meses após o término do tratamento, os grupos terapêuticos apresentaram resultados semelhantes para todos os parâmetros clínicos avaliados: ambas as terapias tiveram sucesso, como redução de profundidade de bolsa, ganho de nível de inserção clínica relativo, redução de índice de placa visível, redução de sangramento à sondagem, diminuição de envolvimento de furca e diminuição de mobilidade, porém sem diferenças estatisticamente significantes entre elas. Dentro das limitações do presente estudo, os resultados sugerem que a terapia fotodinâmica adjuntamente ao tratamento periodontal não cirúrgico mecânico foi tão eficaz quanto o tratamento periodontal não cirúrgico mecânico sozinho.

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.

A papaína no tratamento da periodontite crônica

A raspagem subgengival e o alisamento radicular constituem o "padrão ouro" e o tratamento de eleição para a periodontite; porém, é um procedimento difícil de ser executado, que requer um intenso treinamento e que pode expor a dentina, causando hipersensibilidade dentinária pela remoção excessiva de cemento, ou produzir defeitos, como sulcos e ranhuras, além de deixar cálculo residual e não conseguir atingir toda as superfície radicular. Recentemente, um gel a base de papaína e cloramina foi introduzido no mercado (Papacárie), utilizado no tratamento da remoção de dentina cariada. Este gel poderia auxiliar na remoção do cálculo subgengival com menor desgaste do cemento. O objetivo deste trabalho foi comparar a eficácia e analisar a superfície radicular na utilização de um gel à base de papaína e cloramina, associado ao alisamento radicular, na região subgengival. Após receberem instruções de higiene oral, raspagem supragengival e polimento coronário, 18 pacientes com periodontite crônica, 6 mulheres e 12 homens, com idade média de 51 anos (8) foram tratados num modelo de boca dividida. O tratamento-teste foi constituído pela aplicação do gel na área subgengival por 1 min., seguida pelo alisamento radicular; o tratamento-controle foi constituído pela raspagem subgengival e alisamento radiculares. A terapia foi executada por 3 operadoras e os exames inicial, de 28 dias e 3 meses, foram realizados por um único examinador. Quatro dentes nunca tratados de dois outros pacientes (2 incisivos centrais inferiores e 2 premolares), com indicação para extração, foram submetidos ao tratamento teste e controle e, após a exodontia, analisados em microscopia eletrônica de varredura (MEV). Ao longo dos 3 meses, os resultados demonstraram significativa melhora nos parâmetros clínicos: sangramento à sondagem, profundidade de bolsa e ganho de inserção, tanto no lado-teste, como no lado-controle, principalmente aos 28 dias; mas não foi observada significância estatística quando ambas as formas de terapia foram comparadas. O índice de placa médio permaneceu alto ao longo do estudo. A análise do MEV demonstrou que o tratamento-teste deixou uma maior quantidade de cálculo residual sobre a superfície radicular; porém, áreas livres de cálculo também foram observadas. No tratamento-controle, verificaram-se regiões mais profundas não atingidas pelas curetas, áreas livres de cálculo e um sulco produzido pela cureta. Concluiu-se que tanto o tratamento-teste, como o controle, foram eficazes no tratamento da periodontite crônica nos 3 meses observados.

Perfil imunológico e microbiológico de pacientes com periodontites crônica e agressiva

O objetivo deste estudo foi determinar os níveis de interleucina-1β (IL-1 β), IL-2, IL-4, IL-8, interferon-γ (IFN-γ) e a atividade de elastase no fluido gengival (FG) de pacientes com periodontite crônica generalizada (PCG) e periodontite agressiva generalizada (PAgG), e correlacionar com indivíduos de um grupo controle com gengivite apenas. Um objetivo secundário foi analisar o perfil microbiológico subgengival destes indivíduos. Dados clínicos transversais foram obtidos de 20 pacientes com PCG, 17 pacientes com PAgG e 10 indivíduos com gengivite. Amostras de FG foram coletadas com tiras de papel e os níveis de: IL-1β, IL-2, IL-4, IL-8 e IFN-γ foram medidos, utilizando um imunoensaio do tipo multiplex (Luminex). Atividade da elastase foi avaliada por um ensaio enzimático. Amostras de placa subgengival foram analisadas através do checkerboard DNA-DNA hybridization. As diferenças de significância entre os grupos para dados imunológicos e microbiológicos foram realizadas utilizando o teste Kruskal-Wallis, ajustando para múltiplas comparações. As médias dos parâmetros clínicos e os volumes de FG foram maiores nos pacientes com PCG e PAgG comparados ao grupo gengivite. Níveis mais elevados de IL-1β e atividade de elastase foram encontrados em sítios profundos quando comparado a sítios rasos em ambos os grupos com periodontite (p <0,05). Os dados microbiológicos apresentaram níveis significativamente mais elevados das espécies do complexo vermelho em pacientes com PCG e PAgG, quando comparados aos indivíduos com gengivite (p <0,05). Não houve diferença estatisticamente significante nos níveis de biomarcadores no FG e nos níveis de espécies bacterianas subgengivais entre pacientes com PCG e pacientes com PAgG. Sendo assim, concluímos que os dados do presente estudo não mostraram diferença estatisticamente significante nos parâmetros imunológicos e microbiológicos medidos entre indivíduos com PCG e PAgG.

Relação da doença periodontal com a anticoagulação oral e os benefícios do tratamento periodontal em pacientes anticoagulados

Anticoagulantes orais são amplamente indicados para prevenção de eventos tromboembólicos. No entanto, nem sempre os pacientes atingem a faixa terapêutica recomendada. Os objetivos desse estudo foram avaliar a associação entre periodontite e níveis de anticoagulação (fase 1) e o efeito do tratamento periodontal nos níveis de anticoagulação (fase 2) em pacientes que faziam uso do anticoagulante oral varfarina. O exame clínico incluiu índice CPO-D, índice de placa, sangramento à sondagem, profundidade de bolsa e nível de inserção clínica. Coeficiente normalizado internacional (INR), níveis de albumina, proteína C-reativa (PCR) e fibrinogênio foram avaliados no dia zero e até 180 dias após tratamento periodontal. Na fase 1 do estudo foram examinados 62 pacientes (42 mulheres e 20 homens, com idade média de 50,8 9,2 anos). Observamos uma correlação negativa entre extensão e severidade da doença periodontal e índice de placa com valores de INR. Não houve associação entre diagnóstico periodontal e níveis de anticoagulação. Dentre os pacientes fora do alvo terapêutico, 87% apresentavam diagnóstico de periodontite, enquanto no grupo na faixa terapêutica apenas 56%. Participaram da fase 2 do estudo 26 pacientes com periodontite severa (15 mulheres e 11 homens, com idade média de 51,3 9,2 anos). O tratamento periodontal resultou em melhora significativa de todos os parâmetros periodontais e dos níveis de anticoagulação 30, 60 90 e 180 dias após conclusão da terapia periodontal. Não houve alteração significativa na dose semanal da varfarina. Foi observada redução significativa entre níveis séricos de albumina dos dia 90 e 180 após a terapia periodontal, quando comparado aos valores do dia 0 (p < 0,05). De acordo com o alvo terapêutico estabelecido, observamos que no dia 0 doze pacientes (46,15%) estavam fora dessa faixa. Esse percentual foi reduzido significativamente após tratamento periodontal, sendo 26,1% e 29,2% nos dias 60 e 90, respectivamente. Embora tenha ocorrido melhora nos níveis de anticoagulação, não houve alteração significativa nos níveis de PCR e fibrinogênio. Sendo assim, pacientes com periodontite severa podem apresentar dificuldade para atingir a faixa terapêutica e o tratamento periodontal pode resultar em benefícios na busca da anticoagulação plena. Novos estudos são necessários para avaliar se formas menos severas de doença periodontal também podem interferir com a varfarina.

Efeito do tratamento periodontal não cirúrgico em pacientes com periodontite crônica e agressiva: achados microbiológicos e imunológicos

O objetivo do presente estudo foi comparar a expressão de IL-1β, IL-4, IL-8, interferon-γ, atividade de elastase e a composição do perfil microbiano subgengival antes e depois do tratamento periodontal não cirúrgico em pacientes com doença peridontal crônica generalizada (PC) e agressiva generalizada (PA). Vinte pacientes com PC e quatorze com PA foram avaliados. Dados clínicos, fluido gengival e biofilme subgengival foram analisados na visita inicial (VI) e 3 meses (3M) após o tratamento periodontal não cirúrgico. Amostras de fluido gengival (FG) foram coletadas com tiras de papel e os níveis de: IL-1β, IL-4, IL-8 e INF-γ foram medidos, utilizando um tipo de imunoensaio multiplexado (Luminex). Atividade da elastase foi avaliada por um ensaio enzimático. Amostras de placa subgengival foram analisadas através do checkerboard DNA-DNA hybridization. Na avaliação de 3 meses após terapia periodontal foi encontrado melhora significativa para todos os parâmetros clínicos em ambos os grupos. Foram encontradas reduções significativas na atividade de elastase nos sítios rasos e profundos dos pacientes do grupo PA e nos sítios profundos do grupo PC, também foi achado um aumento significativo de INF-γ nos sítios rasos do grupo PA. Os dados microbiológicos, mostraram reduções significativas para os níveis dos membros do complexo vermelho (P. gingivalis, T. forsythia, T.denticola), e para as espécies E.nodatum e P.micra no grupo PC. No grupo PA, ocorreram reduções significativas no níveis de P. gingivalis, T. forsythia, Fusobacterium nucleatum ss polymorphum e Fusobacterium periodonticum. Quando as respostas clínica e imunológica 3M após terapia foram comparadas entre os grupos, apenas diferenças sutis foram observadas. Nenhuma diferença microbiológica foi encontrada entre os grupos após a terapia. Em conclusão, os achados suportam nossa hipótese de que as periodontites cronica e agressiva respondem de forma semelhante ao tratamento periodontal nao cirúrgico.

Kinetics and mechanisms of adsorption of Escherichia coli bacteriophage T_4 to activated carbon

A study was conducted on the adsorption of Escherichia coli bacteriophage T₄ to activated carbon. Preliminary adsorption experiments were also made with poliovirus Type III. The effectiveness of such adsorbents as diatomaceous earth, Ottawa sand, and coconut charcoal was also tested for virus adsorption.

The kinetics of adsorption were studied in an agitated solution containing virus and carbon. The mechanism of attachment and site characteristics were investigated by varying pH and ionic strength and using site-blocking reagents.

Plaque assay procedures were developed for bacteriophage T₄ on Escherichia coli cells and poliovirus Type III on monkey kidney cells. Factors influencing the efficiency of plaque formation were investigated.

The kinetics of bacteriophage T₄ adsorption to activated carbon can be described by a reversible second-order equation. The reaction order was first order with respect to both virus and carbon concentration. This kinetic representation, however, is probably incorrect at optimum adsorption conditions, which occurred at a pH of 7.0 and ionic strength of 0.08. At optimum conditions the adsorption rate was satisfactorily described by a diffusion-limited process. Interpretation of adsorption data by a development of the diffusion equation for Langmuir adsorption yielded a diffusion coefficient of 12 X 10^-8 cm²/sec for bacteriophage T₄. This diffusion coefficient is in excellent agreement with the accepted value of 8 X 10^-8 cm²/sec. A diffusion-limited theory may also represent adsorption at conditions other than the maximal. A clear conclusion on the limiting process cannot be made.

Adsorption of bacteriophage T₄ to activated carbon obeys the Langmuir isotherm and is thermodynamically reversible. Thus virus is not inactivated by adsorption. Adsorption is unimolecular with very inefficient use of the available carbon surface area. The virus is probably completely excluded from pores due to its size.

Adsorption is of a physical nature and independent of temperature. Attraction is due to electrostatic forces between the virus and carbon. Effects of pH and ionic strength indicated that carboxyl groups, amino groups, and the virus's tail fibers are involved in the attachment of virus to carbon. The active sites on activated carbon for adsorption of bacteriophage T₄ are carboxyl groups. Adsorption can be completely blocked by esterifying these groups.

Part I: The abortive infection of bacteriophage øx174 at low temperatures. Part II: The early stages in the process of infection by bacteriophage øx174

Part I

The infection of E. coli by ΦX174 at 15°C is abortive; the cells are killed by the infection but neither mature phage nor SS (single-stranded) DNA are synthesized. Parental RF (replicative form) is formed and subsequently replicated at 15°C. The RF made at 15°C shows normal infectivity and full competence to act as precursor to progeny SS DNA after an increase in temperature to 37°C. The investigations suggest that all of the proteins required for SS DNA synthesis and phage maturation are present in the abortive infection at 15°C.

Three possible causes are suggested for the abortive infection at 15°C: (a) A virus-coded protein whose role is essential to the infection is made at 15°C and assumes its native conformation, but its rate of activity is too low at this temperature to sustain the infection process. (b) Virus maturation may involve the formation of a DNA-protein complex and conformational changes which have an energy threshold infrequently reached at 15°C. (c) A host-coded protein present in uninfected cells, and whose activity is essential to the infection at all temperatures, but not to the host at 15°C, is inactive at 15°C. An hypothesis of this type is offered which proposes that the temperature-limiting factor in SS DNA synthesis in vivo may reflect a temperature-dependent property of the host DNA polymerase.

Part II

Three distinct stages are demonstrated in the process whereby ΦX174 invades its host: (1) Attachment: The phage attach to the cell in a manner that does not irreversibly alter the phage particle and which exhibits "single-hit" kinetics. The total charge on the phage particle is demonstrated to be important in determining the rate at which stable attachment is effected. The proteins specified by ΦX cistrons II, III and VII play roles, which may be indirect, in the attachment reaction. (2) Eclipse: 'The attached phage undergo a conformational change. Some of the altered phage particles spontaneously detach from the cell (in a non-infective form) while the remainder are more tightly bound to the cell. The altered phage particles detached (spontaneously or chemically) from such complexes have at least 40% of their DNA extruded from the phage coat. It is proposed that this particle is, or derives from, a direct intermediate in the penetration of the viral DNA.

The kinetics for the eclipse of attached phage particles are first-order with respect to phage concentration and biphasic; about 85% of the phage eclipse at one rate (k = 0.86 min^-1) and the remainder do so at a distinctly lesser rate (k = 0.21 min^-1).

The eclipse event is very temperature-dependent and has the relatively high Arrhenius activation energy of 36.6 kcal/mole, indicating the cooperative nature of the process. The temperature threshold for eclipse is 17 to 18°C.

At present no specific ΦX cistron is identified as affecting the eclipse process. (3) DNA penetration: A fraction of the attached, eclipsed phage particles corresponding in number to the plaque-forming units complete DNA penetration. The penetrated DNA is found in the cell as RF, and the empty phage protein coat remains firmly attached to the exterior of the cell. This step is inhibited by prior irradiation of the phage with relatively high doses of UV light and is insensitive to the presence of KCN and NaN₃. Temporally excluded superinfecting phages do not achieve DNA penetration.

Both eclipsed phage particles and empty phage protein coats may be dissociated from infected cells; some of their properties are described.

Radiobiological and biochemical investigations of polyoma virus-cell interactions

The cytolytic interaction of Polyoma virus with mouse embryo cells has been studied by radiobiological methods known to distinguish temperate from virulent bacteriophage. No evidence for "temperate" properties of Polyoma was found. During the course of these studies, it was observed that the curve of inactivation of Polyoma virus by ultraviolet light had two components - a more sensitive one at low doses, and a less sensitive one at higher doses. Virus which survives a low dose has an eclipse period similar to that of unirradiated virus, while virus surviving higher doses shows a significantly longer eclipse period. If Puromycin is present during the early part of the eclipse period, the survival curve becomes a single exponential with the sensitivity of the less sensitive component. These results suggest a repair mechanism in mouse cells which operates more effectively if virus development is delayed.

A comparison of the rates of inactivation of the cytolytic and transforming abilities of Polyoma by ultraviolet light, X-rays, nitrous acid treatment, or the decay of incorporated P³², showed that the transforming ability has a target size roughly 60% of that of the plaque-forming ability. It is thus concluded that only a fraction of the viral genes are necessary for causing transformation.

The appearance of virus-specific RNA in productively infected mouse kidney cells has been followed by means of hybridization between pulse-labelled RNA from the infected cells and the purified virus DNA. The results show a sharp increase in the amount of virus-specific RNA around the time of virus DNA synthesis. The presence of a small amount of virus-specific RNA in virus-free transformed cells has also been shown. This result offers strong evidence for the persistence of at least part of the viral genome in transformed cells.

Fachada de chapa perforada: análisis de su comportamiento acústico

[ES]Este proyecto tiene como objetivo servir de punto de partida al estudio del comportamiento acústico de las chapas perforadas como solución para el revestimiento de fachadas. Para ello se presentan dos posibles modelos de fachada analizados a través del software SoundFlow que determina su coeficiente de absorción. Con el fin de encontrar la solución más adecuada nos centraremos en las siguientes variables: separación de la chapa a la pared (d), diámetro del agujero de las chapas (Ø), y porcentaje de área perforada de la chapa o porosidad (p). Previamente se estudiarán las principales fuentes de contaminación acústica y su espectro de ruido para determinar la frecuencia en la que deben centrarse nuestros esfuerzos por aumentar el coeficiente de absorción.

Studies of temperature sensitive mutants of polyoma virus

Polyoma virus can undergo two different types of interactions with susceptible cells; one type of interaction leads to the production of new infectious virus and eventual cell death while the other leads to a neoplastically transformed cell which is able to continue to divide under conditions that inhibit the multiplication of uninfected normal cells. In order to study the viral genes involved in both of these virus-cell interactions the isolation of temperature sensitive mutants of polyoma virus was undertaken.

Two strains (TS-a, TS-b) which were temperature sensitive in their plaque forming ability at 38.5˚C, but not at 31.5˚C, were isolated from a mutagenized stock of the polyoma wild type virus (PY). TS-a was studied in further detail.

TS-a grown at 31.5˚C was found to be indistinguishable from PY in a number of physical characteristics including the heat sensitivity of the completed viral components. TS-a was inhibited in its ability to produce infectious virus in mouse cells when incubated at 38.5˚C; this inhibition could be overcome by infection with high multiplicities.

The nature of the intracellular temperature sensitive step of TS-a was analysed to some degree. It was found that this step occurs after uncoating of the infecting virus particles and about the time of new viral DNA synthesis. New infectious viral DNA does not appear to be made at the nonpermissive temperature; in contrast noninfectious capsids are made at 38.5˚C, but in amounts smaller than a full yield, such as made by TS-a at 31.5˚C or by PY at both the high and low temperature.

TS-a has also been found to be temperature sensitive in its transforming ability in vitro. Cells transformed at 31.5˚C by TS-a retain their transformed characteristics upon cultivation at 38.5˚C. Thus the temperature sensitive function seems to be important for the initiation of transformation, but not essential for the maintenance of the transformed state. TS-a also appears to be temperature sensitive in the production of tumors in newborn hamsters.

Alteração do volume de fluido gengival de pacientes com periodontite crônica em manutenção periodontal sob tratamento ortodôntico: estudo piloto

O objetivo do estudo foi mensurar as alterações na quantidade do volume de fluido gengival (FG) dos dentes submetidos à movimentação ortodôntica, em adultos com periodontite crônica na fase de manutenção periodontal. O FG foi coletado com uma tira de papel absorvente padrão das áreas de pressão dos dentes de 10 pacientes (sete homens e três mulheres) e medido em microlitro no Periotron em seis dias distintos (dia -7, dia 0, dia 1, dia 7, dia 14 e dia 21). Os pacientes foram submetidos a um rigoroso programa de controle de placa. O teste de Wilcoxon foi aplicado para comparar os dados obtidos. Os resultados mostraram que o controle de placa efetivo baixou a quantidade de FG do dia -7 para o dia 0, e em seguida houve uma elevação do FG até o dia 7 por conta do início da movimentação ortodôntica, e uma nova queda do dia 7 até o 21. O maior volume de FG foi encontrado no dia 7, uma semana após o início da movimentação. O menor volume no dia 0. Concluindo, a movimentação ortodôntica aumentou o volume de FG do dia 0 até o dia 7.

Redução dos níveis de IL-18 no fundo gengival após tratamento periodontal não-cirúrgico

O objetivo desse estudo foi avaliar o efeito do tratamento não-cirúrgico sobre os níveis da IL-18 em sítios inflamados de pacientes com doença periodontal. Foram avaliados 14 pacientes com doença periodontal, sendo 9 pacientes com periodontite crônica generalizada (media 48,8 DP 7,4 anos) e 5 pacientes com gengivite (43,6 DP 11,8 anos). Nos pacientes com periodontite, os sítios foram divididos em: sem (GP) e com perda de inserção clínica (PP). Os sítios de pacientes com gengivite foram denominados GG. Os pacientes foram avaliados no dia 0, receberam tratamento periodontal não-cirúrgico, e foram novamente avaliados 30 dias depois. Os parâmetros clínicos utilizados no dia 0 e dia 30 foram: Índice de Placa (IP), Índice gengival (IG), Índice de placa visível (IPV), sangramento gengival a sondagem, profundidade de bolsa à sondagem (PBS) e nível de inserção (NI). Foram realizadas coletas de fluido gengival (FG) em 5 sítios GP, 5 sítios PP e em 5 sítios GG por paciente no dia 0 e dia 30. IPV reduziu significantemente de 33,7% para 10,7%. A % de sitos comPBS >4 mm reduziu significantemente de 81,7% para 53,4%. Quando todos os sítios (GG, GP, PP) foram analisados juntos, houve uma redução significante para os níveis de IL-18, IP, IG e PBS. Sendo assim, podemos concluir que houve uma redução significante dos níveis de IL-18 nos sítios inflamados de pacientes com doença periodontal acompanhado por uma melhora significante nos parâmetros clínicos periodontais.