High-Content Analysis of Breast Cancer Using Single-Cell Deep Transfer Learning

High-content analysis has revolutionized cancer drug discovery by identifying substances that alter the phenotype of a cell, which prevents tumor growth and metastasis. The high-resolution biofluorescence images from assays allow precise quantitative measures enabling the distinction of small molecules of a host cell from a tumor. In this work, we are particularly interested in the application of deep neural networks (DNNs), a cutting-edge machine learning method, to the classification of compounds in chemical mechanisms of action (MOAs). Compound classification has been performed using image-based profiling methods sometimes combined with feature reduction methods such as principal component analysis or factor analysis. In this article, we map the input features of each cell to a particular MOA class without using any treatment-level profiles or feature reduction methods. To the best of our knowledge, this is the first application of DNN in this domain, leveraging single-cell information. Furthermore, we use deep transfer learning (DTL) to alleviate the intensive and computational demanding effort of searching the huge parameter's space of a DNN. Results show that using this approach, we obtain a 30% speedup and a 2% accuracy improvement.

Relatório de estágio em Ensino do 1.º Ciclo do Ensino Básico

Relatório EPE - Relatório de estágio em Educação Pré-Escolar: O presente relatório de estágio foi realizado no âmbito da Unidade Curricular (UC) de Prática Pedagógica Supervisionada na Educação Pré-Escolar, inserida no Mestrado em Educação Pré-Escolar e Ensino do 1.º Ciclo do Ensino Básico. Sendo que este perspetiva o percurso de formação da mestranda, importa conceptualizar os referenciais teóricos e legais que sustentaram a sua ação e a metodologia utlizada durante todo o processo – investigação-ação – que inclui os seguintes processos educativos: a observação, a planificação, a ação, a avaliação e a reflexão. A Prática Pedagógica Supervisionada realizou-se na valência de creche, no Colégio Novo da Maia e teve como principais objetivos o desenvolvimento das competências profissionais e disposições subjacentes ao Perfil Geral e Específico de Desempenho do Educador de Infância. Apoiando a sua prática através da observação, recolha de dados, análise constante da ação e reflexão crítica permanente, a formanda, regulou-se pela metodologia de investigação-ação enquanto “processo em que os participantes analisam as suas próprias práticas educativas de uma forma sistemática e aprofundada” (Coutinho et al, 2009, p.360), com vista ao desenvolvimento de competências relativas a um educador enquanto investigador da própria ação. Importa acrescentar que o período de estágio foi de 210 horas e decorreu em díade de formação. A colaboração entre todos os atores intervenientes no contexto da prática pedagógica supervisionada “visa a construção de um perfil profissional que promova o desenvolvimento das competências socioprofissionais e pessoais, de forma fundamentada, reflexiva, integrada e autonomizante, à luz do princípio da aprendizagem ao longo da vida” (Ribeiro, 2013, p.2).

Effect of Efavirenz on High-Density Lipoprotein Antioxidant Properties in HIV-Infected Patients

WHAT IS ALREADY KNOWN ABOUT THIS SUBJECT: * In previous work, we showed a long-term and concentration-dependent beneficial effect of the non-nucleoside reverse transcriptase inhibitor efavirenz (EFV) on high-density lipoproteins (HDL) in human immunodeficiency virus (HIV)-infected patients. * Furthermore, it has been suggested that instead of the current practice of only measuring HDL-chelesterol values, the evaluation of HDL function, namely its antioxidant properties, might be an improved tool for identifying subjects at increased risk for cardiovascular events. * Paraoxonase-1 (PON-1) is an enzyme associated with HDL that is responsible for HDL antioxidant function. WHAT THIS STUDY ADDS: * In the present work, we studied the effect of EFV on the activity of PON-1 and showed, for the first time, that EFV-based antiretroviral therapy is associated with a better antioxidant function, i.e. with a higher PON-1 activity. AIMS: A long-term and concentration-dependent beneficial effect of efavirenz (EFV) on cholesterol associated with high-density lipoprotein (HDL-c) in human immunodeficiency virus (HIV)-infected patients has been documented. Furthermore, it has been suggested that, instead of the current practice of only measuring HDL-c values, the evaluation of HDL quality might be an improved tool for identifying subjects at increased risk of cardiovascular events. Paraoxonase-1 (PON-1) is an enzyme associated with HDL that is involved in the onset of cardiovascular disease and responsible for HDL antioxidant function. The aim of the present study was to investigate the effect of EFV on the circulating activity of PON-1 in HIV-infected patients. METHODS: The patients included were adults with a documented HIV-1 infection, nontreated or treated with antiretroviral regimens including EFV 600 mg once daily as first therapeutic regimen for at least 3 months. The influence of treatment with EFV, HDL-c and CD4 cell count on PON-1 activity was analysed. RESULTS: HIV-infected White patients treated with EFV had higher PON-1 activity [77.35 U l(-1) (65.66, 89.04)] (P < 0.05) and higher PON-1 activity : HDL-c ratio [1.88 (1.49, 2.28)] (P < 0.01) than untreated patients. PON-1 activity was higher in Black patients (P < 0.001) and in patients with a CD4 cell count >500 cells ml(-1) (P= 0.0120). CONCLUSIONS: EFV-based antiretroviral regimens are associated with HDL particles with a better antioxidant function, i.e. with a higher PON-1 activity. The PON-1 activity of Black patients is higher than that found in Whites regardless of treatment. Ethnicity should be taken into consideration when studying drug effects on PON-1 activity.

Reference-free high-speed cmos pipeline analog-to-digital converters

Submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy in Electrical and Computer Engineering of the Faculdade de Ciências e Tecnologia of Universidade Nova de Lisboa

Internationalization process of SkyPro Shoes in the Middle East

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Internationalization strategy of Aveleda’s Wine in the Chinese market

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

What do people do at work when they are not working?

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Speed and rhythm in organizations: How do different generations cope with speed and rhythm at work?

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Healthy brand extentions targeted at adolescents: Can products encourage healthier eating habits and still be fun?

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

Web-assisted tobacco intervention in Portuguese : intentions to make behavioural changes and behavioural changes

ABSTRACT - The problem of how to support “intentions to make behavioural changes” (IBC) and “behaviour changes” (BC) in smoking cessation when there is a scarcity of resources is a pressing issue in public health terms. The present research focuses on the use of information and communications technologies and their role in smoking cessation. It is developed in Portugal after the ratification of WHO Framework Convention on Tobacco Control (on 8 November 2005). The prevalence of smokers over fifteen years of age within the population stood at 20.9% (30.9% for men and 11.8% for women). While the strategy of helping people to quit smoking has been emphasised at National Health Service (NHS) level, the uptake of cessation assistance has exceeded the capacity of the service. This induced the search of new theoretical and practical venues to offer alternative options to people willing to stop smoking. Among these, the National Health Plan (NHP) of Portugal (2004-2010), identifies the use of information technologies in smoking cessation. eHealth and the importance of health literacy as a means of empowering people to make behavioural changes is recurrently considered an option worth investigating. The overall objective of this research is to understand, in the Portuguese context, the use of the Internet to help people to stop smoking. Research questions consider factors that may contribute to “intentions to make behavioural changes” (IBC) and “behavioural changes” (BC) while using a Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP). Also consideration is given to the trade-off on the use of the Web as a tool for smoking cessation: can it reach a vast number of people for a small cost (efficiency) demonstrating to work in the domain of smoking cessation (efficacy)”? In addition to the introduction, there is a second chapter in which the use of tobacco is discussed as a public health menace. The health gains achieved by stopping smoking and the means of quitting are also examined, as is the use of the Internet in smoking cessation. Then, several research issues are introduced. These include background theory and the theoretical framework for the Sense of Coherence. The research model is also discussed. A presentation of the methods, materials and of the Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP) follows. In chapter four the results of the use of the Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP) are presented. This study is divided into two sections. The first describes results related to quality control in relation to the Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP) and gives an overview of its users. Of these, 3,150 answered initial eligibility questions. In the end, 1,463 met all eligibility requirements, completed intake, decided on a day to quit smoking (Dday) and declared their “intentions to make behavioural changes” (IBC) while a second targeted group of 650 did not decide on a Dday. With two quit attempts made before joining the platform, most of the participants had experienced past failures while wanting to stop. The smoking rate averaged 21 cigarettes per day. With a mean age of 35, of the participants 55% were males. Among several other considerations, gender and the Sense of Coherence (SOC) influenced the success of participants in their IBC and endeavour to set quit dates. The results of comparing males and females showed that, for current smokers, establishing a Dday was related to gender differences, not favouring males (OR=0.76, p<0.005). Belonging to higher Socio-economic strata (SES) was associated with the intention to consider IBC (when compared to lower SES condition) (OR=1.57, p<0.001) and higher number of school years (OR=0.70, p<0.005) favoured the decision to smoking cessation. Those who demonstrated higher confidence in their likelihood of success in stopping in the shortest time had a higher rate of setting a Dday (OR=0.51, p<0.001). There were differences between groups in IBC reflecting the high and low levels of the SOC score (OR=1.43, p=0.006), as those who considered setting a Dday had higher levels of SOC. After adjusting for all variables, stages of readiness to change and SOC were kept in the model. This is the first Arm of this research where the focus is a discussion of the system’s implications for the participants’ “intentions to make behavioural changes” (IBC). Moreover, a second section of this study (second Arm) offers input collected from 77 in-depth interviews with the Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP) users. Here, “Behaviour Change” (BC) and the usability of the platform are explored a year after IBC was declared. A percentage of 32.9% of self-reported, 12-month quitters in continuous abstinence from smoking from Dday to the 12-month follow- up point of the use of the Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP) has been assessed. Comparing the Sense of Coherence (SOC) scores of participants by their respective means, according to the two groups, there was a significant difference in these scores of non smokers (BC) (M=144,66, SD=22,52) and Sense of Coherence (SOC) of smokers (noBC) (M=131,51, SD=21,43) p=0.014. This WATIP strategy and its contents benefit from the strengthening of the smoker’s sense of coherence (SOC), so that the person’s progress towards a life without tobacco may be experienced as comprehensible, manageable and meaningful. In this sample the sense of coherence (SOC) effect is moderate although it is associated with the day to quit smoking (Dday). Some of the limitations of this research have to do with self-selection bias, sample size (power) and self-reporting (no biochemical validation). The enrolment of participants was therefore not representative of the smoking population. It is not possible to verify the Web-Assisted Tobacco Intervention Probe (WATIP) evaluation of external validity; consequently, the results obtained cannot be applied generalized. No participation bias is provided. Another limitation of this study is the associated limitations of interviews. Interviewees’ perception that fabricating answers could benefit them more than telling the simple truth in response to questions is a risk that is not evaluated (with no external validation like measuring participants’ carbon monoxide levels). What emerges in this analysis is the relevance of the process that leads to the establishment of the quit day (Dday) to stop using tobacco. In addition, technological issues, when tailoring is the focus, are key elements for scrutiny. The high number of dropouts of users of the web platform mandates future research that should concentrate on the matters of the user-centred design of portals. The focus on gains in health through patient-centred care needs more research, so that technology usability be considered within the context of best practices in smoking cessation.

Aconselhamento médico na prevenção da doença e promoção da saúde : análise a propósito do consumo de tabaco

RESUMO - O consumo de tabaco foi responsável por 100 milhões de mortes no século XX. Apesar dos grandes avanços alcançados no controlo deste problema a nível mundial, sob os auspícios da OMS, no contexto da Convenção-Quadro para o Controlo do Tabaco da OMS, se não forem adoptadas medidas consistentes e efectivas de saúde pública, a morbi-mortalidade que lhe está associada continuará a aumentar durante o presente século. A promoção da cessação tabágica constitui a estratégia populacional que permitirá obter ganhos em saúde a mais curto prazo. Embora a larga maioria dos fumadores faça, ao longo da vida, várias tentativas para parar de fumar sem apoio, apenas uma pequena minoria consegue manter-se abstinente a longo prazo. Os médicos de Medicina Geral e Familiar são, de entre todos os profissionais de saúde, os que podem intervir de modo mais consistente e efectivo neste âmbito e que melhores resultados obtêm na cessação tabágica dos pacientes fumadores, dado o vínculo terapêutico e a interacção frequente e continuada que com eles estabelecem ao longo do seu ciclo de vida. O aconselhamento breve, tendo por base a adopção de um estilo de comunicação motivacional centrado no paciente, adaptado aos estádios de mudança comportamental, tem-se revelado efectivo no apoio à mudança de comportamentos relacionados com a saúde e à resolução da ambivalência que caracteriza este processo. A revisão de literatura evidenciou o facto de os médicos nem sempre intervirem nas áreas preventivas e de promoção da saúde, em particular na área da cessação tabágica, com o investimento e a continuidade desejáveis. Por outro lado, muitos pacientes fumadores referem nunca ter sido aconselhados pelo seu médico a deixar de fumar.. Não são conhecidos estudos de âmbito nacional que permitam conhecer esta realidade, bem como os factores associados às melhores práticas de intervenção ou as barreiras sentidas pelos médicos de MGF à actuação nesta área. O presente trabalho teve como objectivos: (i) avaliar a hipótese de que os médicos que disseram adoptar o método clínico centrado no paciente teriam atitudes mais favoráveis relativamente à cessação tabágica e uma maior probabilidade de aconselhar os seus pacientes a parar de fumar; (ii) estudar a relação entre as atitudes, a percepção de auto-eficácia, a expectativa de efectividade e as práticas de aconselhamento sobre cessação tabágica, auto-referidas pelos médicos; (iii) Identificar as variáveis preditivas da adopção de intervenções breves de aconselhamento adaptadas ao estádio de mudança comportamental dos pacientes fumadores; (iv) identificar as barreiras e os incentivos à adopção de boas práticas de aconselhamento nesta área. A população de estudo foi constituída pelo total de médicos de medicina geral e familiar inscritos na Associação Portuguesa de Médicos de Clínica Geral, residentes em Portugal. Para recolha de informação, foi utilizado um questionário de resposta anónima, de autopreenchimento, aplicado por via postal a 2942 médicos, em duas séries de envio. O questionário integrou perguntas fechadas, semifechadas, escalas de tipo Likert e escalas de tipo visual analógico. Para avaliação da adopção do método clínico centrado no paciente, foi usada a Patient Practitioner Orientation Scale (PPOS). O tratamento estatístico dos dados foi efectuado com o Programa PASW Statistics (ex-SPSS), versão 18. Foram utilizados: o índice de α de Cronbach, diversos testes não paramétricos e a análise de regressão logística binária. Foi obtida uma taxa de resposta de 22,4%. Foram analisadas 639 respostas (67,4% de mulheres e 32,6% de homens). Referiram ser fumadores 23% dos homens e 14% das mulheres. Foi identificada uma grande carência formativa em cessação tabágica, tendo apenas 4% dos médicos afirmado não necessitar de formação nesta área. Responderam necessitar de formação em entrevista motivacional 66%, em prevenção da recaída 59%, de treino numa consulta de apoio intensivo 55%, em intervenção breve 54% e em terapêutica farmacológica 55%. Cerca de 92% dos respondentes consideraram que o aconselhamento para a cessação tabágica é uma tarefa que faz parte das suas atribuições, mas apenas 76% concordaram totalmente com a realização de uma abordagem oportunística deste assunto em todos os contactos com os seus pacientes. Como prática mais frequente, perante um paciente em preparação para parar, 85% dos médicos disseram tomar a iniciativa de aconselhar, 79% avaliar a motivação, 67% avaliar o grau de dependência, 60% marcar o “dia D” e 50% propor terapêutica farmacológica. Apenas 21% assumiram realizar com frequência uma intervenção breve com pacientes em preparação (5 Ás); 13% uma intervenção motivacional com pacientes não motivados para mudar (5 Rs) e 20% uma intervenção segundo os princípios da entrevista motivacional, relativamente a pacientes ambivalentes em relação à mudança. A análise multivariada de regressão logística permitiu concluir que as variáveis com maior influência na decisão de aconselhar os pacientes sobre cessação tabágica foram a percepção de auto-eficácia, o nível de atitudes negativas, a adopção habitual do Programa-tipo de cessação tabágica da DGS, a posse de formação específica nesta área e a não identificação de barreiras ao aconselhamento, em particular organizacionais ou ligadas ao processo de comunicação na consulta. Embora se tenha confirmado a existência de associação entre a adopção do método clínico centrado no paciente e as atitudes face à cessação tabágica, não foi possível confirmar plenamente a associação entre a adopção deste método e as práticas autoreferidas de aconselhamento. Os médicos que manifestaram um nível baixo ou moderado de atitudes negativas, uma percepção elevada de auto-eficácia, que nunca fumaram, que referiram adoptar o Programa-tipo de cessação tabágica e que não identificaram barreiras organizacionais apresentaram uma maior probabilidade de realizar uma intervenção breve (“5 Ás”) de aconselhamento de pacientes fumadores em preparação para parar de fumar. Nunca ter fumado apresentou-se associado a uma probabilidade de realizar uma intervenção breve (“5 Ás”) com frequência, superior à verificada entre os médicos que referiram ser fumadores (Odds-ratio ajustado = 2,6; IC a 95%: 1,1; 5,7). Os médicos com o nível de auto-eficácia no aconselhamento mais elevado apresentaram uma probabilidade superior à encontrada entre os médicos com o menor nível de auto-eficácia de realizar com frequência uma intervenção breve de aconselhamento, integrando as cinco vertentes dos “5 Ás” (Odds ratio ajustado = 2,6; IC a 95%: 1,3; 5,3); de realizar uma intervenção motivacional breve com fumadores renitentes a parar de fumar (Odds ratio ajustado = 3,1; IC a 95%: 1,4; 6,5) ou de realizar com frequência uma intervenção motivacional com pacientes em estádio de ambivalência (Odds ratio = 8,8; IC a 95%: 3,8; 19,9). A falta de tempo, a falta de formação específica e a falta de equipa de apoio foram as barreiras ao aconselhamento mais citadas. Como factores facilitadores de um maior investimento nesta área, cerca de 60% dos médicos referiram a realização de um estágio prático de formação; 57% a possibilidade de dispor do apoio de outros profissionais; cerca de metade a melhoria da sua formação teórica. Cerca de 25% dos médicos investiria mais em cessação tabágica se dispusesse de um incentivo financeiro e 20% se os pacientes demonstrassem maior interesse em discutir o assunto ou existisse uma maior valorização desta área por parte dos colegas e dos órgãos de gestão. As limitações de representatividade da amostra, decorrentes da taxa de resposta obtida, impõem reservas à possibilidade de extrapolação destes resultados para a população de estudo, sendo de admitir que os respondentes possam corresponder aos médicos mais interessados por este tema e que optam por não fumar. Outra importante limitação advém do facto de não ter sido estudada a vertente relativa aos pacientes, no que se refere às suas atitudes, percepções e expectativas quanto à actuação do médico neste campo. Pesem embora estas limitações, os resultados obtidos revelaram uma grande perda de oportunidades de prevenção da doença e de promoção da saúde. Parece ter ficado demonstrada a importante influência que as atitudes, em especial as negativas, e as percepções, em particular a percepção de auto-eficácia, podem exercer sobre as práticas de aconselhamento auto-referidas. Todavia, será necessário aprofundar os resultados agora encontrados com estudos de natureza qualitativa, que permitam compreender melhor, por um lado, as percepções, expectativas e necessidades dos pacientes, por outro, as estratégias de comunicação que deverão ser adoptadas pelo médico, atendendo à complexidade do problema e ao tempo disponível na consulta, tendo em vista aumentar a literacia dos pacientes para uma melhor autogestão da sua saúde. Parece ter ficado igualmente patente a grande carência formativa neste domínio. A adopção do modelo biomédico como paradigma da formação médica pré e pós-graduada, proposto, há precisamente cem anos, por Flexner, tem contribuído para a desvalorização das componentes psicoemocionais e sociais dos fenómenos de saúde e de doença, assim como para criar clivagens entre cuidados curativos e preventivos e entre medicina geral e familiar e saúde pública. Porém, o actual padrão de saúde/doença próprio das sociedades desenvolvidas, caracterizado por “pandemias” de doenças crónicas e incapacitantes, determinadas por factores de natureza sociocultural e comportamental, irá obrigar certamente à revisão daquele paradigma e à necessidade de se (re)adoptarem os grandes princípios Hipocráticos de compreensão dos processos de saúde/doença e do papel da medicina.

Supply chain integration model: practices and customer values

Dissertation to obtain PhD in Industrial Engineering

Clinical and epidemiological findings during a measles outbreak occurring in a population with high vaccination coverage

From March 1991 to April 1992, 250 measles suspected cases were studied in the Municipality of Niterói, State of Rio de Janeiro. The median age found was 11 years and 76.0% of the cases were in school age children. Exposure histories were present in 149 patients and schools were the most frequent sites of transmission (45.0%). Vaccination status was known for 127 studied cases and 76.4% of them had received measles vaccine before their first birthday. One or more complications were reported for 68 cases aitd in 8.9% of the studied cases hospitalization was required. Frequency of complications varied according to each age group studied and were more commonly encountered among children < 1 year of age (55.6%). The history of previous vaccination did not diminish the number of complications of the cases studied. The results of this work show changes in age distribution of measles leading to sizeable outbreaks among teenagers and young adults.

Humoral response towards high density lipoprotein : a new mechanism for atherogenesis

RESUMO:Aterosclerose é uma das principais causas de morbilidade e mortalidade no mundo ocidental. É responsável, direta ou indiretamente, pela maior percentagem de gastos com a saúde na maioria dos países europeus. A “teoria lipídica” da aterosclerose, que se baseia na dislipidemia como causa primária para a doença vascular tem algumas implicações práticas importantes: permite a definição de linhas de orientação e protocolos simples e ainda estabelece alvos terapêuticos que podem ser atingidos na maior parte dos casos com a atual intervenção farmacológica. A associação da aterosclerose com o sistema imunológico (a “teoria imunológica”), forneceu por sua vez novas formas de explorar os mecanismos envolvidos e abriu novas perspetivas para um conhecimento mais completo da doença. No entanto, levanta dificuldades evidentes no que diz respeito às possibilidades terapêuticas. De todos os intervenientes no processo aterosclerótico (bioquímicos, imunológicos e anatómicos), as lipoproteínas de elevada densidade (HDL) são atualmente reconhecidas como um dos fatores mais importantes na aterogénese. Isto é baseado no reconhecimento das múltiplas propriedades anti-aterogénicas das HDL como por exemplo: a anti-oxidante, a anti-inflamatória e a antitrombótica, bem como o seu importante papel na melhoraria da função endotelial. Atualmente, é consensual que as funções anti-aterogénicas das HDL vão além do seu papel no transporte reverso do colesterol (RCT) e a importância das HDL no processo aterosclerótico baseia-se não apenas no seu papel protetor impedindo a formação da placa de ateroma, mas também na estabilização destas, prevenindo a sua ruptura e, consequentemente o evento trombótico. Como fundamentais no processo aterosclerótico estão reconhecidos dois principais conjuntos de eventos: um caracterizado por alterações no metabolismo das lipoproteínas que resultam em lipoproteínas pró-inflamatórias e pró-oxidantes que interagem com os componentes celulares da parede arterial e que conduzem à formação da placa de ateroma; o outro evento é a resposta imunológica desencadeada contra um novo conjunto de antigénios que por sua vez leva à produção de citoquinas pró-inflamatórias. Dada a complexidade da HDL e das suas múltiplas funções estas lipoproteínas tornaram-se um potencial alvo para a resposta auto-imune, e cujas consequências podem explicar algumas das associações identificados em estudos clínicos e epidemiológicos. Contudo esta interação entre o sistema imunológico e HDL nunca foi exaustivamente estudada. Portanto, pomos a hipótese de que em condições oxidativas e pró-inflamatórias, um aumento do antigénio (HDL) conduz a um consequente acréscimo na produção de anticorpos anti-HDL (aHDL) responsáveis pela alteração quantitativa e / ou qualitativa das HDL. O conceito de que estes anticorpos podem contribuir tanto para a evolução a longo prazo do processo aterosclerótico, como para o desencadeamento de eventos clínicos pode também explicar a heterogeneidade encontrada em cada doente e nos grandes estudos clínicos, no que diz respeito aos fatores de risco e outcomes clínicos. Para além disso, a confirmação desta hipótese pode permitir explicar porque é que as intervenções terapêuticas atualmente em desenvolvimento para aumentar os níveis de HDL, não conseguem mostrar a tão esperada redução do risco vascular. O objetivo geral desta tese foi identificar e caracterizar a resposta humoral contra os componentes da HDL, e avaliar possíveis mecanismos que possam contribuir para a modificação das propriedades anti-aterogénicas das HDL. Para alcançar este objetivo investigou-se: 1) A presença de anticorpos aHDL em doentes com lúpus eritematoso sistémico (SLE) e em doentes com manifestações clínicas de aterosclerose, como os doentes com doença arterial coronária (CAD), acidente vascular cerebral isquémico (IS) e diabetes tipo 2; 2) Os principais alvos antigénicos dentro do complexo das HDL e a associação entre os títulos de anticorpos aHDL e diferentes características clínicas destas doenças; 3) As modificações das funções normais associadas às HDL, em particular da função anti-oxidante e anti-inflamatória; 4) A atividade biológica dos anticorpos aHDL isolados do soro de doentes através de um conjunto de experiências in vitro de inibição da atividade da paraoxonase 1 (PON1) e da expressão de moléculas de adesão em culturas de células endoteliais. Para tal foi necessário estabelecer um método de isolamento dos anticorpos. Os anticorpos aHDL isolados do soro de doentes foram utilizados de forma a identificar as potenciais alterações dos sistemas celulares utilizados; 5) O efeito de fármacos usados no tratamento das dislipidemias, em particular o ácido nicotínico e as estatinas, na variação dos títulos de anticorpos aHDL através de ensaios clínicos randomizados, controlados com placebo e em dupla ocultação. Os métodos utilizados neste trabalho incluíram: técnicas imunológicas (como por exemplo, enzyme-linked immunoabsorbent assay - ELISA, ensaio imunoturbidimetrico e cromatografia de imuno-afinidade) técnicas bioquímicas (tais como a quantificação de atividade enzimática por espectrofotometria e por luminescência), experiências com cultura de células e citometria de fluxo. Os nossos resultados mostram que: 1) A presença de anticorpos aHDL, e mais especificamente anticorpos contra alguns do seus principais componentes como a apolipoproteína A-I (ApoA-I, principal apolipoproteína presente nas HDL) e a PON1 (o enzima que mais contribui para a propriedade anti-oxidante das HDL), quer em doentes com doenças auto-imunes, como o SLE, quer em doentes com manifestações clínicas de aterosclerose, como CAD, IS e diabetes tipo 2. Os doentes apresentaram títulos de anticorpos IgG aHDL, aApoA-I e aPON1 significativamente mais elevados do que controlos saudáveis com a mesma idade e sexo. 2) A correlação positiva estatisticamente significativa entre os títulos de aHDL e aApoA-I e aPON1 sugere que estes sejam dois dos principais alvos antigénicos dentro do complexo das HDL. Os anticorpos encontrados nestes doentes estão associados com a diminuição da atividade da PON1 e a uma redução da capacidade anti-oxidante total (TAC) do soro, um aumento dos biomarcadores de disfunção endotelial (como por exemplo dos metabolitos do óxido nítrico - NO2- e NO3-, as moléculas de adesão vascular e intracelular - VCAM-1 e ICAM-1 e os níveis de 3-nitrotirosina). Nos doentes com SLE os títulos destes estão associados a um aumento do dano cardiovascular e à atividade global da doença avaliados pelas escalas SLICC/ACR DI e BILAG score, respetivamente. Enquanto que nos doentes com diabetes tipo 2 estes anticorpos estão associados com um aumento dos níveis de glicemia em jejum (FGP) e hemoglobina glicada (HbA1c). 3) Após se ter estabelecido um método de isolamento dos anticorpos que permite isolar quantidades significativas de anticorpos do soro de doentes sem perder a sua especificidade, foi identificada a capacidade dos anticorpos isolados do soro de doentes inibirem de uma forma dependente da concentração a atividade da PON1 até um máximo de 70% no caso dos doentes com SLE e ente 7-52% no caso dos anticorpos isolados de doentes com CAD e IS. 4) O efeito anti-inflamatório das HDL na inibição da produção de VCAM-1 induzida por citoquinas (como o TNF-) foi revertido em mais de 80% pelos anticorpos aHDL isolados do soro de doentes. 5) A angiogenesis induzida por HDL através do aumento do fator de crescimento do endotélio vascular (VEGF) foi anulada em 65% pelos anticorpos aHDL isolados do soro de doentes. 6) Os atuais agentes farmacológicos disponíveis para aumentar as concentrações de HDL-C estão associados a um aumento dos títulos de anticorpos.-------- ABSTRACTAtherosclerosis is the major cause of morbidity and mortality in the western world. It is also responsible, directly or indirectly, for the highest percentage of health costs in most European countries. Despite the use of new technologies for the diagnosis of vascular disease and regardless of the major advances in treatment, the atherosclerosis-related clinical burden is still raising. The “lipid theory” of atherogenesis, which identifies dyslipidemia as the primary cause of this vascular disease has some important practical implications: it allows the definition of simple guidelines and establishes therapeutic targets which can be generally met with current pharmacologic intervention. The association between atherosclerosis an the immune system (the immune concept) has in turn provided new ways of exploring the mechanisms involved in this condition and has opened new perspectives in the understanding of the disease. However, it raises obvious difficulties when it comes to treatment options. Of all the players (biochemical, immunological and anatomical) involved in this matter, high-density lipoproteins (HDL) are currently recognised as one of the most important factors in atherogenesis. This is based on the recognition of HDL's multiple anti-atherogenic properties: anti-oxidant, anti-inflammatory and antithrombotic, as well as its capacity to improve endothelial function. Nowadays, it is widely recognized that the anti-atherogenic functions of HDL go beyond reverse cholesterol transport (RCT), and the importance of HDL is based not just on its ability to reduce atheroma formation but also on its ability to stabilise plaques, therefore preventing their rupture and ultimately thrombosis. Two main set of events have been recognised as fundamental in atherogenesis: one, characterized by lipoprotein metabolism alterations, resulting in pro-inflammatory and pro-oxidative lipoproteins, which interact with the normal cellular elements of the arterial wall leading to atheroma formation; the other, the immune cellular response towards new sets of antigens which lead to the production of pro-inflammatory cytokines. Given to HDL complexity and multiple functions this lipoprotein has became a potential target for an auto-immune response, the consequences of which may explain some of the association identified in epidemiological and clinical studies, though the interaction between the immune system and HDL has never been thoroughly addressed. Therefore, we hypothesized that under oxidative and pro-inflammatory conditions, the increase in the antigen (HDL) would lead to a consequent increase in the production of anti-HDL (aHDL) antibodies be responsible for quantitative and/or qualitative changes of HDL. The concept that these antibodies may contribute either to the long-term evolution of atherosclerosis or to the triggering of clinical events may also explain the heterogeneity found in individual patients and in large cohorts regarding risk factors and clinical outcomes. Moreover this may be a major breakthrough in understanding why therapeutic interventions that increase HDL levels, failed to show the anticipated reduction in vascular risk. The overall aims of this thesis were to identified and characterize the humoral response towards HDL components and to evaluate the possible mechanisms that may contribute to the modifications of the anti-atherogenic properties of HDL. To achieve this objective we investigated: 1) the presence of aHDL antibodies in patients with systemic lupus erythematosus (SLE) and in patients with atherosclerosis-related clinical events, such as coronary artery disease (CAD), ischemic stroke (IS) and type 2 diabetes; 2) the association between the titres of aHDL antibodies and different clinical features of these diseases; 3) the modifications of the anti-atherogenic properties of HDL; 4) the biologic effect of aHDL antibodies isolated from serum of patients on the anti-oxidant and anti-inflammatory properties of HDL; 5) the effect of different pharmacologic treatments for dyslipidemia on the prevalence and activity of aHDL antibodies. The methodologies used in this work included immunologic-related techniques (e.g. enzyme-linked immunoabsorbent assay – ELISA, immunoturbidimetric immunoassay and immunoaffinity chromatography), biochemical techniques (enzymatic assays with quantification by spectrophotometry and luminescence methods), cell culture experiments and flow cytometry. Our results indicate that: 1) The titres of IgG aHDL, anti-apolipoprotein A-I (aApoA-I) and anti-paraoxonase 1 (aPON1) antibodies were higher in patients with SLE, CAD, IS and type 2 diabetes when compared with age and sex matched healthy controls. 2) The antibodies found in these patients were associated with decreased PON1 activity, (the enzyme responsible for most of the anti-oxidant effect of HDL), reduced total anti-oxidant capacity (TAC) of serum and increased biomarkers of endothelial dysfunction (nitric oxide metabolites, adhesion molecules, nitrotyrosine). In patients with SLE the antibody titres were associated with an increase in disease-related cardiovascular damage and activity whereas in patients with type 2 diabetes they were directly related with the fasting glucose plasma (FGP) levels and the glycosylated haemoglobin (HbA1c). 3) The antibodies isolated from serum of our patients, directly inhibited HDL-associated PON1 activity in a dose dependent way ranging from 7 to 52%. 4) The anti-inflammatory effect of HDL, measured by the percentage of inhibition of the cytokine-induced production of vascular adhesion molecules (VCAM-1), was reduced in more than 80% by aHDL antibodies isolated from our patients. 5) The HDL-induced angiogenesis by increasing vascular endothelial growth factor (VEGF) levels was abrogated in 65% by the antibodies isolated from serum of patients. 6) The current available pharmacologic agents for increasing HDL-C concentrations were associated with an increase in the titres of IgG aApoA-I antibodies. This increase was higher in the extended release niacin when compared to statins probably due to their dampening effect on oxidative stress. In conclusion, aHDL antibodies are present in different pathologic conditions. aHDL antibodies represent a family of self-reacting immunoglobulins, of which ApoA-I and PON1 might be the most relevant targets. These antibodies are biologically active, interfering with the HDL anti-oxidant and anti-inflammatory properties and, consequently, with the atherosclerotic process. The pathogenic potential of these antibodies may lead to the identification of a new biomarker for vascular disease, whilst presenting itself as a novel target for a different treatment approach which may redefine the treatment strategies and clinical trials design for HDL interventions in the future.

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Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial