Mitochondrial Transfer via Tunneling Nanotubes (TNT) is an Important Mechanism by which Mesenchymal Stem Cells Enhance Macrophage Phagocytosis in the in vitro and in vivo Models of ARDS

Mesenchymal stromal cells (MSC) have been reported to improve bacterial clearance in pre-clinical models of Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) and sepsis. The mechanism of this effect is not fully elucidated yet. The primary objective of this study was to investigate the hypothesis that the anti-microbial effect of MSC in vivo depends on their modulation of macrophage phagocytic activity which occurs through mitochondrial transfer. We established that selective depletion of alveolar macrophages (AM) with intranasal (IN) administration of liposomal clodronate resulted in complete abrogation of MSC anti-microbial effect in the in vivo model of E.coli pneumonia. Furthermore, we showed that MSC administration was associated with enhanced AM phagocytosis in vivo. We showed that direct co-culture of MSC with monocyte-derived macrophages (MDMs) enhanced their phagocytic capacity. By fluorescent imaging and flow cytometry we demonstrated extensive mitochondrial transfer from MSC to macrophages which occurred at least partially through TNT-like structures. We also detected that lung macrophages readily acquire MSC mitochondria in vivo, and macrophages which are positive for MSC mitochondria display more pronounced phagocytic activity. Finally, partial inhibition of mitochondrial transfer through blockage of TNT formation by MSC resulted in failure to improve macrophage bioenergetics and complete abrogation of the MSC effect on macrophage phagocytosis in vitro and the anti-microbial effect of MSC in vivo.

Collectively, this work for the first time demonstrates that mitochondrial transfer from MSC to innate immune cells leads to enhancement in phagocytic activity and reveals an important novel mechanism for the anti-microbial effect of MSC in ARDS.

Uma abordagem de matabolómica no estudo comparativo do metabolismo de glucose e galactose no patogénico humano Streptococcus pneumoniae

Dissertação mest., Ciências Biomédicas, Universidade do Algarve, 2010

Cloning, expression and purification of pneumococcal proteins = clonagem, expressão e purificação de proteínas de pneumococcus

Dissertação de mest., Engenharia Biológica, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2008

Locust bean gum-based microparticles for pulmonary delivery of antibiotics

Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, Departamento de Ciências Biomédicas e Medicina, Universidade do Algarve, 2016

Massive shift in the pneumococcal nasopharyngeal flora after the 7-valent conjugate vaccine: epidemiological studies and testing pathogenic potential in animal models

Dissertation presented to obtain the PhD degree in Biology/Molecular Biology by Universidade Nova de Lisboa, Instituto de Tecnologia Química e Biológica

Epidemiological studies of Streptococcus pneumoniae carriage in the post-vaccination era among two risk groups: children and the elderly

Dissertation presented to obtain the Ph.D. degree in Biology/ Molecular Biology

Caracterização de múltiplos polimorfismos de Pneumocystis Jirovecii por multiplex-PCR/Single base extension

Pneumocystis jirovecii é conhecido por causar infecções específicas no aparelho respiratório de seus hospedeiros, principalmente em doentes imunocomprometidos, manifestando-se por uma pneumonia grave e por vezes fatal, normalmente designada por pneumonia por Pneumocystis. A caracterização da diversidade genética de P. jirovecii tem demonstrado que determinados polimorfismos de base única poderão ser reconhecidos como marcadores moleculares de eleição para o estudo da distribuição geográfica, vias de transmissão, resistência/susceptibilidade a fármacos, factores de virulência e genética populacional de subtipos genéticos. Este estudo teve como objectivo a caracterização de polimorfismos de P. jirovecii, através da metodologia PCR multiplex/Extensão de base única (do inglês single base extension), com a principal finalidade de constatar eventuais associações entre polimorfismos de base única, genótipos multilocus, e dados clínicos e demográficos da infecção. Sessenta e seis espécimes pulmonares, previamente considerados positivos para P. jirovecii, obtidos entre 2001 e 2012, a partir de doentes portugueses imunocomprometidos, foram seleccionados de forma aleatória para este estudo multilocus. PCR multiplex foi utilizada para a amplificação simultânea de três regiões genómicas: subunidade grande do rRNA mitocondrial, superóxido dismutase e dihidropteroato sintetase. Cinco polimorfismos de base única, previamente correlacionados com parâmetros da doença, foram genotipados por extensão de base única: mt85, SOD110, SOD215, DHPS165 e DHPS171. Um total de 330 polimorfismos de base única e 29 genótipos multilocus putativos de P. jirovecii foram identificados e caracterizados nos espécimes pulmonares analisados. Os padrões de distribuição dos polimorfismos foram analisados, sendo considerada a variação temporal e/ou geográfica das suas formas alélicas. Constatou-se grande diversidade genotípica entre os isolados de P. jirovecii que poderá ter influência a nível epidemiológico. Foram observadas associações estatísticas entre mt85/genótipos multilocus e parâmetros demográficos e clínicos. A correlação mais importante verificou-se entre mt85C e cargas parasitárias baixas a moderadas, enquanto mt85T foi associado com cargas parasitárias altas; MLG5, MLG9 e MLG13 foram associados com cargas parasitárias baixas, moderadas e altas, respectivamente. Tais associações demonstram que potenciais marcadores moleculares da infecção por P. jirovecii poderão existir e que polimorfismos/genótipos específicos poderão determinar perfis epidemiológicos da pneumonia por Pneumocystis. A análise genética cruzada permitiu verificar associações entre polimorfismos de base única. Os polimorfismos SOD110T e SOD215C, SOD110C e SOD215T, DHPS165A e DHPS171C, DHPS165G e DHPS171T foram associados estatisticamente. Os genótipos multilocus mais prevalentes foram considerados para o teste recombinatório d1. Dois genótipos multilocus (MLG7 e MLG9) foram observados com elevada frequência, e a análise genética indicou que estes se encontravam sobre-representados na população de P. jirovecii estudada. Estas evidências indicam que o fenómeno de desequilíbrio de ligação e a propagação clonal de subtipos genéticos é frequente, considerando que a espécie P. jirovecii poderá ser representada por uma população com estrutura epidémica. O presente trabalho confirmou a importância do estudo de polimorfismos em P. jirovecii, sugerindo que a caracterização multilocus poderá fornecer informação relevante para a compreensão dos padrões, causas e controlo da infecção, melhorando assim a investigação deste importante patogéneo.

The role of pneumococcal carbon metabolism in colonisation and invasive disease

Streptococcus pneumoniae is a common asymptomatic commensal of the human nasopharynx. However, it is better known as a threatening pathogen that causes serious diseases such as pneumonia, meningitis and sepsis, as well as other less severe but more prevalent infections (e.g. otitis media). With the increase of antibiotic resistance and the limited efficacy of vaccines, pneumococcal infections remain a major problem. Therefore, the discovery of new therapeutic targets and preventive drugs are in high demand.(...)

Caracterização genética da Glucano Sintetase de Pneumocystis jirovecii

Pneumocystis jirovecii é um micro-organismo fúngico que pode causar pneumonia em doentes imunocomprometidos. O ciclo de vida de Pneumocystis inclui uma forma biológica trófica e outra quística na qual estão presentes, em sua composição, hidratos de carbono chamados β-Glucanos. Estes componentes são liberados na corrente sanguínea após lise do micro-organismo pela resposta imunitária ou fármacos, sendo assim, considerado um marcador sorológico que atua como auxiliar no diagnóstico da PPc. Porém, este marcador não é específico para o gênero Pneumocystis, podendo ser um teste positivo em outras infecções fúngicas como a candidíase. Caracterizar a sequência genética da Glucano Sintetase permite uma nova abordagem em relação aos testes sorológicos e a possíveis novos alvos terapêuticos. Um teste sorológico para o β-Glucano específico para P. jirovecii podendo ser um marcador muito mais útil e confiável do que os utilizados atualmente. Neste trabalho foi feita a caracterização genética do fragmento correspondente à Glucano Sintetase de P. jirovecii com base na sequência de β-Glucano de P. carinii e na sequência completa de P. jirovecii através de metodologias de PCRs. Com o resultado do sequenciamento do fragmento de β-Glucano de P. jirovecii puderam ser observadas possíveis bases candidatas a polimorfismos de base única (SNP). Determinar os polimorfismos em uma sequência resulta em conhecimento da diversidade genética do micro-organismo para além de reconhecer marcadores moleculares que podem determinar sua origem geográfica, resistência a fármacos e fatores de virulência. Duas bases foram identificadas na sequência como possíveis SNPs. Estudos em projetos futuros com técnicas como o RFLP podem caracterizar e determinar as consequências e importância destes polimorfismos no fragmento da Glucano Sintetase de P. jirovecii. Estabelecer esta importância pode levar à compreensão do modelo de infecção e defesa deste micro-organismo para que possamos perceber melhor sua atuação

Internamentos hospitalares da população com mais de 65 anos em Portugal – Análise Descritiva

RESUMO - As mudanças na saúde são cada vez mais rápidas e os serviços de saúde têm cada vez mais dificuldade em dar resposta aos problemas de saúde dos portugueses. Responsáveis por grande parte da despesa em saúde, os idosos são a população que mais utiliza os serviços de saúde e as respetivas unidades hospitalares e serviços de urgência. Estes têm estadias mais prolongadas e consomem mais recursos durante essas permanências nas instituições de saúde. Sabendo isto revelou-se oportuno encontrar as principais causas de internamento hospitalar, os principais diagnósticos secundários, demoras médias e a sua relação com as principais causas de morte na população portuguesa com mais de 65 anos no período de 2003-2012. Para tal, optou-se por uma análise descritiva de 3375817 episódios de internamento referentes a dez anos. Daqui retirou-se que os diagnósticos principais mais frequentes para todos os anos e todas as faixas etárias são o acidente vascular cerebral isquémico e a pneumonia, sendo que o primeiro é o mais frequente até 2006, passando depois a ser a pneumonia o mais frequente. A demora média é maior quanto mais diagnósticos secundários associados houver e aumenta com a idade. Os diagnósticos secundários mais frequentes são a hipertensão essencial e a diabetes mellitus. Estes dados são relevantes para o conhecimento da saúde em Portugal, podendo-se alterar e uniformizar e melhorar práticas hospitalares e com isso progredir na qualidade dos tratamentos e aumentar a qualidade de vida com hipótese de diminuição da demora média.

Healthcare- Associated infections: An analysis of costs in a Portuguese Hospital

Hospital-acquired infections (HAIs) delay healing, prolong Hospital stay, and increase both Hospital costs and risk of death. This study aims to estimate the extra length of stay and mortality rate attributable to each of the following HAIs: wound infection (WI); bloodstream infection (BSI); urinary infections (UI); and Hospital-acquired pneumonia (HAP). The study population consisted of patients discharged in CHLC in 2014. Data was collected to identify demographic information, surgical operations, development of HAIs and its outputs. The study used regressions and a matched strategy to compare cases (infected) and controls (uninfected). The matching criteria were: age, sex, week and type of admission, number of admissions, major diagnostic category and type of discharge. When compared to matched controls, cases with HAI had a higher mortality rate and greater length of stay. WI related to hip or knee surgery, increased mortality rate by 27.27% and the length of stay by 74.97 days. WI due to colorectal surgery caused an extra mortality rate of 10.69% and an excess length of stay of 20.23 days. BSI increased Hospital stay by 28.80 days and mortality rate by 32.27%. UI caused an average additional length of stay of 19.66 days and risk of death of 12.85%. HAP resulted in an extra Hospital stay of 25.06 days and mortality rate of 24.71%. This study confirms the results of the previous literature that patients experiencing HAIs incur in an excess of mortality rates and Hospital stay, and, overall, it presents worse results comparing with other countries.

Morbidity and aging in HIV-infected persons: the Swiss HIV cohort study.

BACKGROUND: Patterns of morbidity and mortality among human immunodeficiency virus (HIV)-infected individuals taking antiretroviral therapy are changing as a result of immune reconstitution and improved survival. We studied the influence of aging on the epidemiology of non-AIDS diseases in the Swiss HIV Cohort Study. METHODS: The Swiss HIV Cohort Study is a prospective observational cohort established in 1988 with continuous enrollment. We determined the incidence of clinical events (per 1000 person-years) from January 2008 (when a new questionnaire on non-AIDS-related morbidity was introduced) through December 2010. Differences across age groups were analyzed using Cox regression, adjusted for CD4 cell count, viral load, sex, injection drug use, smoking, and years of HIV infection. RESULTS: Overall, 8444 (96%) of 8848 participants contributed data from 40,720 semiannual visits; 2233 individuals (26.4%) were aged 50-64 years, and 450 (5.3%) were aged ≥65 years. The median duration of HIV infection was 15.4 years (95% confidence interval [CI], 9.59-22.0 years); 23.2% had prior clinical AIDS. We observed 994 incident non-AIDS events in the reference period: 201 cases of bacterial pneumonia, 55 myocardial infarctions, 39 strokes, 70 cases of diabetes mellitus, 123 trauma-associated fractures, 37 fractures without adequate trauma, and 115 non-AIDS malignancies. Multivariable hazard ratios for stroke (17.7; CI, 7.06-44.5), myocardial infarction (5.89; 95% CI, 2.17-16.0), diabetes mellitus (3.75; 95% CI, 1.80-7.85), bone fractures without adequate trauma (10.5; 95% CI, 3.58-30.5), osteoporosis (9.13; 95% CI, 4.10-20.3), and non-AIDS-defining malignancies (6.88; 95% CI, 3.89-12.2) were elevated for persons aged ≥65 years. CONCLUSIONS: Comorbidity and multimorbidity because of non-AIDS diseases, particularly diabetes mellitus, cardiovascular disease, non-AIDS-defining malignancies, and osteoporosis, become more important in care of HIV-infected persons and increase with older age.

Uric acid is a danger signal activating NALP3 inflammasome in lung injury inflammation and fibrosis.

RATIONALE: Lung injury leads to pulmonary inflammation and fibrosis through myeloid differentiation primary response gene 88 (MyD88) and the IL-1 receptor 1 (IL-1R1) signaling pathway. The molecular mechanisms by which lung injury triggers IL-1beta production, inflammation, and fibrosis remain poorly understood. OBJECTIVES: To determine if lung injury depends on the NALP3 inflammasome and if bleomycin (BLM)-induced lung injury triggers local production of uric acid, thereby activating the NALP3 inflammasome in the lung. Methods: Inflammation upon BLM administration was evaluated in vivo in inflammasome-deficient mice. Pulmonary uric acid accumulation, inflammation, and fibrosis were analyzed in mice treated with the inhibitor of uric acid synthesis or with uricase, which degrades uric acid. MEASUREMENTS AND MAIN RESULTS: Lung injury depends on the NALP3 inflammasome, which is triggered by uric acid locally produced in the lung upon BLM-induced DNA damage and degradation. Reduction of uric acid levels using the inhibitor of uric acid synthesis allopurinol or uricase leads to a decrease in BLM-induced IL-1beta production, lung inflammation, repair, and fibrosis. Local administration of exogenous uric acid crystals recapitulates lung inflammation and repair, which depend on the NALP3 inflammasome, MyD88, and IL-1R1 pathways and Toll-like receptor (TLR)2 and TLR4 for optimal inflammation but are independent of the IL-18 receptor. CONCLUSIONS: Uric acid released from injured cells constitutes a major endogenous danger signal that activates the NALP3 inflammasome, leading to IL-1beta production. Reducing uric acid tissue levels represents a novel therapeutic approach to control IL-1beta production and chronic inflammatory lung pathology.

Pneumopathies interstitielles diffuses idiopathiques [Idiopathic interstitial pneumonias].

Idiopathic interstitial pneumonias represent approximately 30% of all interstitial lung diseases. The new classification of idiopathic interstitial pneumonias published in 2013 distinguishes 6 major entities, including chronic fibrosing forms (idiopathic pulmonary fibrosis and nonspecific interstitial pneumonia), acute/subacute forms (cryptogenic organizing pneumonia and acute interstitial pneumonia) and smoking-related disorders (respiratory bronchiolitis interstitial lung disease and desquamative interstitial pneumonia). Pleuroparenchymal fibroelastosis is individualized as a new rare clinco-pathologic entity. For cases not fitting any specific clinic- pathological category, a pragmatic classification based on disease behavior is proposed.