Dose terapêutica de radiação ionizante induz um fenótipo migratório em células de carcinoma de colon humano (caco-2): vias de sinalização envolvidas

O câncer colo-retal é a terceira neoplasia mais frequente em todo o mundo e a recorrência local e neoplasia refratária são desafios no tratamento do câncer colo-retal após a cirurgia convencional. Com o intuito de controlar a recorrência e aumentar a média de sobrevida dos pacientes, uma estratégia multidisciplinar que combina a radioterapia (RT) e a quimioterapia com o processo cirúrgico tem sido protocolo clínico de escolha. Embora esta combinação seja capaz de otimizar o tratamento, nem todos os pacientes são beneficiados com o protocolo quimio-rádio combinado, uma vez que existem os insucessos terapêuticos relacionados com a incidência de neoplasias secundárias tardias em pacientes que foram submetidos à RT para tratamento de neoplasias anteriores. Além da doença refratária, outro agravante da RT são os efeitos colaterais produzidos pela radiação ionizante (IR), em especial àqueles do trato gastrointestinal. Estes efeitos estão relacionados com alterações da homeostase do epitélio intestinal, através da desorganização dos complexos juncionais. Porém, os mecanismos que medeiam estes efeitos ainda não estão elucidados. Este estudo avaliou as vias de sinalização que medeiam os efeitos da IR em células Caco-2. Foi observado que a IR causa uma desorganização da junção aderente via Src, EGFR e MAPK, sendo estas alterações acompanhadas por desorganização do citoesqueleto de actina em todo o volume celular. Src, EGFR e MAPK participam de maneira diferenciada na modulação destes efeitos. Observamos também que a radiação aumenta a motilidade dessas células via Src e MAPK e não induz alteração na proliferação celular até 48 horas após o tratamento. Este é o primeiro trabalho que correlaciona vias de sobrevivência celular como Src, EGFR e MAPK com alterações nas proteínas de junção aderente, alterações do citoesqueleto e migração celular. Estes eventos são relacionados aos efeitos colaterais primários e tardios induzidos pela IR, e podem favorecer à aquisição de um fenótipo maligno herdável durante o fracionamento de doses na RT, favorecendo a progressão tumoral do câncer colo-retal. Logo, além da correlação das vias de sinalização envolvidas nos eventos induzidos pela IR mostrados neste estudo, os resultados também corroboram para um melhor entendimento da atividade farmacológica dos inibidores químicos utilizados, uma vez que muitos deles encontram-se em fase de ensaios pré-clínicos e clínicos.

Efeito do tratamento com a proteína quimérica IL-13PE sobre a inflamação pulmonar induzida por partículas de sílica em camundongos

A interleucina 13 (IL-13) tem sido apontada como um dos principais mediadores em processos de ativação de fibroblastos e indução de fibrose pulmonar, sendo, portanto, considerada como um alvo terapêutico importante. A silicose é uma doença pulmonar inflamatória crônica, de caráter ocupacional, caracterizada por uma intensa resposta fibrótica e granulomatosa. Com base nestas observações, tivemos por objetivo investigar o potencial efeito da administração da imunotoxina IL-13-PE38QQR (IL-13PE) sobre o modelo de silicose em camundongos. Camundongos Swiss-Webster foram anestesiados e instilados intranasalmente com partículas de sílica (10 mg), sendo a administração da IL-13PE (200ng/dia) realizada por via intranasal, uma vez ao dia em dias alternados no período entre 21 a 27 dias após a provocação. Analisamos o componente inflamatório, a deposição de colágeno e a área de granuloma avaliados através de técnicas clássicas de histologia, incluindo coloração com H&E e Picrus-sirius, ou ainda a quantificação do conteúdo de colágeno por Sircol. Os componentes de matriz extracelular fibronectina e laminina foram avaliados através de imunohistoquímica. Citocinas e quimiocinas foram quantificadas por sistema de ELISA. As medidas de função pulmonar e resposta de hiperreatividade foram realizadas através do sistema de pletismografia de corpo inteiro invasiva. Verificamos que o tratamento curativo com a IL-13PE inibiu de forma acentuada o comprometimento da função pulmonar nos camundongos silicóticos, incluindo tanto aumento da resistência como da elastância, assim como a resposta de hiperratividade das vias aéreas ao agente broncoconstrictor metacolina. De forma coerente, os animais silicóticos quando submetidos ao tratamento com IL-13PE apresentaram marcada redução do componente inflamatório pulmonar e da resposta fibrótica, atestado pela diminuição na produção de colágeno, laminina e fibronectina e redução importante da área de granuloma. De forma semelhante, as citocinas (TNF-α e TGF-) e quimiocinas (MIP-1α, MIP-2, TARC, IP-10, MDC) detectadas em quantidade aumentada no pulmão de animais silicóticos foram reduzidas pelo tratamento com a IL-13PE. Em conclusão, nossos resultados mostram que a administração curativa da IL-13PE foi capaz de inibir os componentes inflamatórios e fibróticos da fase crônica do quadro silicótico em camundongos, o que se refletiu de forma clara na melhora da função pulmonar. Em conjunto, nossos achados indicam que a utilização da IL13PE parece constituir uma abordagem terapêutica extremamente promissora para aplicação em casos de doenças crônicas de natureza fibrótica como a silicose.

Achromobacter xylosoxidans na fibrose cística: infecção crônica e disseminação clonal

A mortalidade na Fibrose Cística (FC) é decorrente de infecções pulmonares causadas comumente por: Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus e espécies do Complexo Burkholderia cepacia (CBc). Mais recentemente, tem sido observada a emergência de BGN-NF raros, como Achromobacter xylosoxidans, porém, sua prevalência, potencial de transmissão e significado clínico são desconhecidos. O objetivo deste trabalho foi verificar a ocorrência de colonização crônica por A. xylosoxidans e avaliar a possibilidade de transmissão cruzada entre os pacientes acompanhados em dois centros de referência na cidade do Rio de Janeiro. Foram incluídos 39 pacientes com FC, com pelo menos uma cultura positiva para o gênero Achromobacter spp., em um total de 897 analisadas, do período de janeiro de 2003 a dezembro de 2008. A frequência de isolamento de Achromobacter spp. nas culturas analisadas foi de 14,5% (130 em 897 culturas). A maioria (n=122; 93,8%) foi identificada como A. xylosoxidans por testes fenotípicos e pelo sequenciamento do gene rrs que codifica o 16S rRNA. A análise do polimorfismo genético dos isolados de A. xylosoxidans pela técnica de PFGE, mostrou 22 grupos clonais. Destes, sete foram compartilhados entre pacientes distintos sugerindo transmissão cruzada. Apenas o clone G foi amplamente disseminado entre 56,4% dos pacientes estudados, sugerindo a possibilidade de um surto. Os 15 clones restantes constituíram-se em clones exclusivos por pacientes. Os cinco pacientes colonizados cronicamente por A. xylosoxidans mostraram a prevalência de clones únicos. Até o momento, este é o primeiro caso da ocorrência de surto por A. xylosoxidans em pacientes com Fibrose Cística. A. xylosoxidans é um microrganismo que vem se destacando em frequência e como um possível patógeno pulmonar nesses pacientes. Entretanto, até o momento os dados são insuficientes para avaliar a sua contribuição para a evolução da doença pulmonar. Estudos que busquem elucidar as características de A. xylosoxidans que o permitem colonizar persistentemente o pulmão dos pacientes com FC, bem como seu potencial de virulência, são necessários.

Mouse Toxicity of Anabaena flos-aquae from Lake Dianchi, China

Some species of the genera Anabaena can produce various kinds of cyanotoxins, which may pose risks to environment and human health. Anabaena has frequently been observed in eutrophic freshwater of China in recent years, but its toxicity has been reported only in a few studies. In the present study, the toxicity of an Anabaena flos-aquae strain isolated from Lake Dianchi was investigated. Acute toxicity testing was performed by mouse bioassay using crude extracts from the lyophilized cultures. The mice exposed to crude extracts showed visible symptoms of toxicity and died within 10-24 h of the injection. Serum biochemical parameters were evaluated by the use of commercial diagnostic kits. Significant alterations were found in the serum biochemical parameters: alkaline phosphatase (AKP), gamma-glutamyl transpepticlase (gamma-GT), aspartate amino transferase (AST), alanine amino transferase (ALT), AST/ALT ratio, total protein content, albumin content, albumin/globulin (A/G) ratio, blood urea nitrogen (BUN), serum creatinine (Ssr), and total antioxidative capacity (T-AOC). Histopathological observations were carried out with hematoxylin and eosin (HE) stain under light microscope. Severe lesions were seen in the livers, kidneys, and lungs of the mice injected with crude extracts. The alterations of biochemical parameters were in a dose-dependent manner, and the severities of histological lesions were in the same manner. Based on biochemical and histological studies, this research firstly shows the presence of toxin-producing Anabaena species in Lake Dianchi and the toxic effects of its crude extracts on mammals. (C) 2008 Wiley Periodicals, Inc. Environ Toxicol 24: 10-18, 2009.

High-throughput synergy screening identifies microbial metabolites as combination agents for the treatment of fungal infections

The high mortality rate of immunocompromised patients with fungal infections and the limited availability of highly efficacious and safe agents demand the development of new antifungal therapeutics. To rapidly discover such agents, we developed a high-throughput synergy screening (HTSS) strategy for novel microbial natural products. Specifically, a microbial natural product library was screened for hits that synergize the effect of a low dosage of ketoconazole (KTC) that alone shows little detectable fungicidal activity. Through screening of approximate to 20,000 microbial extracts, 12 hits were identified with broadspectrum antifungal activity. Seven of them showed little cytotoxicity against human hepatoma cells. Fractionation of the active extracts revealed beauvericin (BEA) as the most potent component, because it dramatically synergized KTC activity against diverse fungal pathogens by a checkerboard assay. Significantly, in our immunocompromised mouse model, combinations of BEA (0.5 mg/kg) and KTC (0.5 mg/kg) prolonged survival of the host infected with Candida parapsilosis and reduced fungal colony counts in animal organs including kidneys, lungs, and brains. Such an effect was not achieved even with the high dose of 50 mg/kg KTC. These data support synergism between BEA and KTC and thereby a prospective strategy for antifungal therapy.

Volume-Time Curve: An Alternative for Endotracheal Tube Cuff Management

BACKGROUND: Despite numerous studies on endotracheal tube cuff pressure (CP) management, the literature has yet to establish a technique capable of adequately tilling the cuff with an appropriate volume of air while generating low CP in a less subjective way. the purpose of this prospective study was to evaluate and compare the CP levels and air volume required to fill the endotracheal tubes cuff using 2 different techniques (volume-time curve versus minimal occlusive volume) in the immediate postoperative period after coronary artery bypass grafting. METHODS: A total of 267 subjects were analyzed. After the surgery, the lungs were ventilated using pressure controlled continuous mandatory ventilation, and the same ventilatory parameters were adjusted. Upon arrival in the ICU, the cuff was completely deflated and re-inflated, and at this point the volume of air to fill the cuff was adjusted using one of 2 randomly selected techniques: volume-time curve and minimal occlusive volume. We measured the volume of air injected into the cuff, the CP, and the expired tidal volume of the mechanical ventilation after the application of each technique. RESULTS: the volume-time curve technique demonstrated a significantly lower CP and a lower volume of air injected into the cuff, compared to the minimal occlusive volume technique (P < .001). No significant difference was observed in the expired tidal volume between the 2 techniques (P = .052). However, when the subjects were submitted to the minimal occlusive volume technique, 17% (n = 47) experienced air leakage as observed by the volume-time graph. CONCLUSIONS: the volume-time curve technique was associated with a lower CP and a lower volume of air injected into the cuff, when compared to the minimal occlusive volume technique in the immediate postoperative period after coronary artery bypass grafting. Therefore, the volume-time curve may be a more reliable alternative for endotracheal tube cuff management.

Novos sistemas farmacêuticos para administração pulmonar

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

Selénio e a importância para o organismo humano

O selénio (Se) é um micronutriente essencial para o crescimento, desenvolvimento e normal metabolismo dos animais, incluindo o ser humano. É parte integrante de um conjunto de proteínas, as selenoproteínas, com ação antioxidante (protegendo as membranas celulares contra danos dos radicais livres), envolvidas no metabolismo das hormonas da tiróide, na regulação do crescimento e viabilidade celular, nas funções do sistema imune e na reprodução. É introduzido na dieta alimentar (principalmente nas formas de selenometionina e selenocisteína) através das plantas, e de produtos que delas derivam, que assimilam os compostos de selénio presentes no solo. Uma vez que a quantidade de selénio existente nos solos é muito variável, o teor nos alimentos vai depender da sua origem geográfica e, por consequência, a ingestão de selénio varia entre regiões e países. Baixos níveis de selénio estão associados a um declínio na função imune e problemas cognitivos. A deficiência de Se pode também ocasionar problemas musculares e cardiomiopatia. Concentrações reduzidas foram observadas em indíviduos com crises epiléticas e também em casos de pré-eclampsia. A deficiência de selénio pode também desenvolver-se durante a nutrição parenteral. Atualmente, a Dose Diária Recomendada (DDR) é de 55 μg/dia para homens e mulheres adultos e saudáveis. No entanto, existem evidências clínicas de que a ingestão em doses superiores (200-300 μg/dia) pode ter um papel benéfico na prevenção de alguns tipos de cancro e doenças cardiovasculares, na melhoria da resposta imunológica, como neuroprotetor e na fertilidade. O Se desempenha um papel importante na fertilidade masculina, sendo necessário na biossíntese da testosterona e na formação e normal desenvolvimento dos espermatozóides. Em mulheres grávidas o Se, ajuda a prevenir complicações antes e durante o parto e promove o normal desenvolvimento do feto. Como antioxidante o selénio vai combater os danos provocados pelos radicais livres, impedindo que estes exerçam o seu papel prejudicial no organismo. Sendo o sistema imunológico muito suscetível aos danos provocados pelo stress oxidativo, o Se vai exercer efeitos benéficos combatendo os danos por ele causados. Relativamente à capacidade viral, não é possível saber com exatidão qual a quantidade de Se necessária ou concentração ideal no plasma para evitar a ocorrência e desenvolvimento de infeções virais. No entanto, sabe-se que tem um efeito benéfico em pacientes HIV positivos e em indivíduos infetados com o vírus da hepatite (B ou C) contra a progressão para o neoplasia de fígado. Em teoria, a nível cardiovascular, este elemento pode exercer um efeito protetor, embora alguns estudos epidemiológicos não tenham mostrado uma associação clara entre o risco cardiovascular e os níveis selénio. A nível cerebral o Se vai atuar como neuroprotetor, prevenindo o aparecimento de patologias como demência e doença de Alzheimer. Apesar destes indicadores, a maioria dos países europeus, incluindo Portugal, regista uma deficiente ingestão de selénio por parte da população. A suplementação poderá constituir uma opção para garantir os níveis nutricionais recomendados e/ou ser utilizada com o objetivo de prevenir algumas doenças e o envelhecimento. No entanto o selénio pode também ser tóxico se ingerido em excesso, estando a dose máxima admissível fixada em 400 μg/dia. A intoxicação por selénio é chamada selenose e os sintomas comuns incluem: hálito a alho, distúrbios gastrointestinais, perda de cabelo, descamação das unhas, danos neurológicos e fadiga. Assim, atualmente acredita-se que enquanto indivíduos com baixo nível de Se podem obter benefícios da suplementação, esta pode ser prejudicial aqueles com valores normais ou elevados.

Integrated Chest Image Analysis System "BU-MIA"

We introduce "BU-MIA," a Medical Image Analysis system that integrates various advanced chest image analysis methods for detection, estimation, segmentation, and registration. BU-MIA evaluates repeated computed tomography (CT) scans of the same patient to facilitate identification and evaluation of pulmonary nodules for interval growth. It provides a user-friendly graphical user interface with a number of interaction tools for development, evaluation, and validation of chest image analysis methods. The structures that BU-MIA processes include the thorax, lungs, and trachea, pulmonary structures, such as lobes, fissures, nodules, and vessels, and bones, such as sternum, vertebrae, and ribs.

Computing a Uniform Scaling Parameter for 3D Registration of Lung Surfaces

A difficulty in lung image registration is accounting for changes in the size of the lungs due to inspiration. We propose two methods for computing a uniform scale parameter for use in lung image registration that account for size change. A scaled rigid-body transformation allows analysis of corresponding lung CT scans taken at different times and can serve as a good low-order transformation to initialize non-rigid registration approaches. Two different features are used to compute the scale parameter. The first method uses lung surfaces. The second uses lung volumes. Both approaches are computationally inexpensive and improve the alignment of lung images over rigid registration. The two methods produce different scale parameters and may highlight different functional information about the lungs.

Synecology in soft sediment bivalves: the influence of parasites, physiological processes, and environmental stressors on health and disease

Ecosystem goods and services provided by estuarine and near coastal regions are being increasingly recognised for their immense value, as is the biodiversity in these areas and these near coastal communities have been identified as sentinels of climate change also. Population structure and reproductive biology of two bivalve molluscs, Cerastoderma edule and, Mytilus edulis were assessed at two study sites over a 16-month study period. Following an anomalously harsh winter, advancement of spawning time was observed in both species. Throughout Ireland and Europe the cockle has experienced mass surfacings in geographically distinct regions, and a concurrent study of cockles was undertaken to explore this phenomenon. Surfaced and buried cockles were collected on a monthly basis and their health compared. Age was highlighted as a source of variation between dying and healthy animals with a parasite threshold being reached possibly around age three. Local factors dominated when looking at the cause of surfacing at each site. The health of mussels was explored too on a temporal and seasonal basis in an attempt to assess what constitutes a healthy organism. In essence external drivers can tip the balance between “acceptable” levels of infection where the mussel can still function physiologically and “unacceptable” where prevalence and intensity of infection can result in physiological impairment at the individual and population level. Synecological studies of intertidal ecosystems are lacking, so all bivalves encountered during the sampling were assessed in terms of population structure, reproduction, and health. It became clear, that some parasites might specialize on one host species while others are not so specific in host choice. Furthermore the population genetics of the cockle, its parasite Meiogymnophallus minutus, and its hyperparasite Unikaryon legeri were examined too. A small nucleotide polymorphism was detected upon comparison of Ireland and Morocco.

Hyperpolarized Xe MR imaging of alveolar gas uptake in humans.

BACKGROUND: One of the central physiological functions of the lungs is to transfer inhaled gases from the alveoli to pulmonary capillary blood. However, current measures of alveolar gas uptake provide only global information and thus lack the sensitivity and specificity needed to account for regional variations in gas exchange. METHODS AND PRINCIPAL FINDINGS: Here we exploit the solubility, high magnetic resonance (MR) signal intensity, and large chemical shift of hyperpolarized (HP) (129)Xe to probe the regional uptake of alveolar gases by directly imaging HP (129)Xe dissolved in the gas exchange tissues and pulmonary capillary blood of human subjects. The resulting single breath-hold, three-dimensional MR images are optimized using millisecond repetition times and high flip angle radio-frequency pulses, because the dissolved HP (129)Xe magnetization is rapidly replenished by diffusive exchange with alveolar (129)Xe. The dissolved HP (129)Xe MR images display significant, directional heterogeneity, with increased signal intensity observed from the gravity-dependent portions of the lungs. CONCLUSIONS: The features observed in dissolved-phase (129)Xe MR images are consistent with gravity-dependent lung deformation, which produces increased ventilation, reduced alveolar size (i.e., higher surface-to-volume ratios), higher tissue densities, and increased perfusion in the dependent portions of the lungs. Thus, these results suggest that dissolved HP (129)Xe imaging reports on pulmonary function at a fundamental level.

Bacterial vaginosis as a risk factor for high-grade cervical lesions and cancer in HIV-seropositive women.

OBJECTIVE: To assess the effect of bacterial vaginosis (BV) on the risk of high-grade squamous intraepithelial lesions (HSIL) among HIV-seropositive women. METHODS: A hospital-based prospective cohort study of HIV-seropositive women was conducted in Johannesburg, South Africa from January 2005 to September 2009. Multivariate log-binomial and Poisson regressions were used to estimate prevalence and rate ratios, respectively. RESULTS: Among 1954 HIV-seropositive women, the baseline prevalence of HSIL was 17%. BV prevalence was high (54%) and showed no association with prevalence of HSIL (adjusted prevalence ratio, 1.12; 95% confidence intervals (CI), 0.92-1.35) nor with cervical lesion progression at follow-up visit (n=503) (adjusted rate ratio: 1.00; 95% CI, 0.65-1.53). CONCLUSION: Among HIV-seropositive women, BV was not associated with an increased risk of HSIL or cervical lesion progression.