Extent and mechanism of phase separation during the extrusion of calcium phosphate pastes

The aim of this study was to increase understanding of the mechanism and dominant drivers influencing phase separation during ram extrusion of calcium phosphate (CaP) paste for orthopaedic applications. The liquid content of extrudate was determined, and the flow of liquid and powder phases within the syringe barrel during extrusion were observed, subject to various extrusion parameters. Increasing the initial liquid-to-powder mass ratio, LPR, (0.4-0.45), plunger rate (5-20 mm/min), and tapering the barrel exit (45°-90°) significantly reduced the extent of phase separation. Phase separation values ranged from (6.22 ± 0.69 to 18.94 ± 0.69 %). However altering needle geometry had no significant effect on phase separation. From powder tracing and liquid content determination, static zones of powder and a non-uniform liquid distribution was observed within the barrel. Measurements of extrudate and paste LPR within the barrel indicated that extrudate LPR remained constant during extrusion, while LPR of paste within the barrel decreased steadily. These observations indicate the mechanism of phase separation was located within the syringe barrel. Therefore phase separation can be attributed to either; (1) the liquid being forced downstream by an increase in pore pressure as a result of powder consolidation due to the pressure exerted by the plunger or (2) the liquid being drawn from paste within the barrel, due to suction, driven by dilation of the solids matrix at the barrel exit. Differentiating between these two mechanisms is difficult; however results obtained suggest that suction is the dominant phase separation mechanism occurring during extrusion of CaP paste.

Participating in a fruit and vegetable intervention trial improves longer term fruit and vegetable consumption and barriers to fruit and vegetable consumption: a follow-up of the ADIT study

BACKGROUND: Fruit and vegetable (FV) based intervention studies can be effective in increasing short term FV consumption. However, the longer term efficacy of such interventions is still unclear. The aim of the current study was to examine the maintenance of change in FV consumption 18-months after cessation of a FV intervention and to examine the effect of participating in a FV intervention on barriers to FV consumption.

METHODS: A follow-up of a randomised controlled FV trial in 83 older adults (habitually consuming ≤2 portions/day) was conducted. At baseline, participants were assigned to continue consuming ≤2 portions FV/day or consume ≥5 portions FV/day for 16-weeks. We assessed FV intake and barriers to FV consumption at baseline, end of intervention and 18-months post-intervention.

RESULTS: At 18-months, mean FV intakes in both groups were greater than baseline. The 5 portions/day group continued to show greater increases in FV consumption at 18-months than the 2 portions/day group (p < 0.01). At 18-months, both groups reported greater liking (p < 0.01) and ease in consuming FV (p = 0.001) while difficulties with consuming FV decreased (p < 0.001). The 2 portions/day group reported greater awareness of FV recommendations at 18-months (p < 0.001).

CONCLUSIONS: Participating in a FV intervention can lead to longer-term positive changes in FV consumption regardless of original group allocation.

TRIAL REGISTRATION: Clinical Trials.gov NCT00858728 .

Identification of diagnostic biomarkers for infection in premature neonates

Infection is a leading cause of neonatal morbidity and mortality worldwide. Premature neonates are particularly susceptible to infection because of physiologic immaturity, comorbidity, and extraneous medical interventions. Additionally premature infants are at higher risk of progression to sepsis or severe sepsis, adverse outcomes, and antimicrobial toxicity. Currently initial diagnosis is based upon clinical suspicion accompanied by nonspecific clinical signs and is confirmed upon positive microbiologic culture results several days after institution of empiric therapy. There exists a significant need for rapid, objective, in vitro tests for diagnosis of infection in neonates who are experiencing clinical instability. We used immunoassays multiplexed on microarrays to identify differentially expressed serum proteins in clinically infected and non-infected neonates. Immunoassay arrays were effective for measurement of more than 100 cytokines in small volumes of serum available from neonates. Our analyses revealed significant alterations in levels of eight serum proteins in infected neonates that are associated with inflammation, coagulation, and fibrinolysis. Specifically P- and E-selectins, interleukin 2 soluble receptor alpha, interleukin 18, neutrophil elastase, urokinase plasminogen activator and its cognate receptor, and C-reactive protein were observed at statistically significant increased levels. Multivariate classifiers based on combinations of serum analytes exhibited better diagnostic specificity and sensitivity than single analytes. Multiplexed immunoassays of serum cytokines may have clinical utility as an adjunct for rapid diagnosis of infection and differentiation of etiologic agent in neonates with clinical decompensation.

Metabolically-inactive glucagon-like peptide-1(9-36)amide confers selective protective actions against post-myocardial infarction remodelling

BACKGROUND: Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) therapies are routinely used for glycaemic control in diabetes and their emerging cardiovascular actions have been a major recent research focus. In addition to GLP-1 receptor activation, the metabolically-inactive breakdown product, GLP-1(9-36)amide, also appears to exert notable cardiovascular effects, including protection against acute cardiac ischaemia. Here, we specifically studied the influence of GLP-1(9-36)amide on chronic post-myocardial infarction (MI) remodelling, which is a major driver of heart failure progression.

METHODS: Adult female C57BL/6 J mice were subjected to permanent coronary artery ligation or sham surgery prior to continuous infusion with GLP-1(9-36)amide or vehicle control for 4 weeks.

RESULTS: Infarct size was similar between groups with no effect of GLP-1(9-36)amide on MI-induced cardiac hypertrophy, although modest reduction of in vitro phenylephrine-induced H9c2 cardiomyoblast hypertrophy was observed. Whilst echocardiographic systolic dysfunction post-MI remained unchanged, diastolic dysfunction (decreased mitral valve E/A ratio, increased E wave deceleration rate) was improved by GLP-1(9-36)amide treatment. This was associated with modulation of genes related to extracellular matrix turnover (MMP-2, MMP-9, TIMP-2), although interstitial fibrosis and pro-fibrotic gene expression were unaltered by GLP-1(9-36)amide. Cardiac macrophage infiltration was also reduced by GLP-1(9-36)amide together with pro-inflammatory cytokine expression (IL-1β, IL-6, MCP-1), whilst in vitro studies using RAW264.7 macrophages revealed global potentiation of basal pro-inflammatory and tissue protective cytokines (e.g. IL-1β, TNF-α, IL-10, Fizz1) in the presence of GLP-1(9-36)amide versus exendin-4.

CONCLUSIONS: These data suggest that GLP-1(9-36)amide confers selective protection against post-MI remodelling via preferential preservation of diastolic function, most likely due to modulation of infiltrating macrophages, indicating that this often overlooked GLP-1 breakdown product may exert significant actions in this setting which should be considered in the context of GLP-1 therapy in patients with cardiovascular disease.

Ex Vivo Model for Percutaneous Vertebroplasty

The testing of novel biomaterials for percutaneous vertebroplasty depends on suitable animal models. The aim of this study was to develop ex vivo a reproducible and feasible model of percutaneous vertebroplasty, for ulterior application in vivo. A large animal model was used (Merino sheep), due to its translational properties. Vertebroplasty was performed under tactile and fluoroscopic control, through a bilateral modified parapedicular access in lumbar vertebrae (n=12). Care was taken in order to avoid disruption of the vertebral foramen. The average defect volume was 1234±240 mm3. This mean volume ensures practical defects to test novel injectable biomaterials. 6 vertebrae were injected with a commercial cement (Cerament®, Bone Support, Sweden). Adequate defect filling was observed in all vertebrae. All vertebrae were assessed by microCT, prior to and post defect creation and after biomaterial injection. All vertebrae were mechanical tested. No mechanical failure was observed under loads higher than the physiological. Ultimately, this model is considered suitable for pre-clinical in vivo studies, mimicking clinical application.

PROJETO CONHECER E PREVENIR O VIH: INTERVENÇÃO NA UNIVERSIDADE DE ÉVORA

Portugal, no contexto da Europa Ocidental, é o 3.º país com a mais elevada taxa de incidência por infeção VIH/SIDA [i.e. 13.5/100.000 hab.] (ECDC, 2012). O reconhecimento dos efeitos positivos conseguidos através de parcerias com jovens-adultos, dão voz aos mais novos, empoderando-os na prevenção (UNFPA, 2014). O projeto-piloto de intervenção por pares é uma parceria da Escola Superior de Enfermagem S. João de Deus-Universidade de Évora com a Administração Regional de Saúde, no âmbito das políticas do Ministério da Saúde e Plano Nacional de prevenção e controlo da infeção por VIH Sida. Objetivo: Contribuir para a Prevenção do HIV-SIDA na Comunidade Académica. Método: O projeto assenta em metodologias de trabalho interdisciplinar e interpares como estratégia de promoção da saúde. Constituídas bolsas de voluntários e formados “pares de educadores”. Realizadas intervenções na Universidade de Évora que abrangeram o pessoal docente, não docente e discente. Realizados debates e jogos dobre a temática do VIH. Distribuídos preservativos e feita demonstração do correto uso do mesmo. Entre outras atividades ouve ainda a possibilidade de realizar de forma gratuito e confidencial o teste rápido do VIH. Resultados: De Fevereiro de 2013 a Maio de 2014 foram formados 54 “pares de educadores”. Das intervenções realizadas resultaram 11 debates com a presença de 522 Pessoas, a distribuição de 11017 preservativos masculinos, 950 femininos, 241 Atividades de aconselhamento individual e realização de Testes Rápidos do VIH. Conclusão: A comunidade académica, pela diversidade de papéis, idades e experiências das pessoas, constitui um grupo interessante para a realização do programa de intervenção comunitária. Considera-se pertinente a continuidade deste projeto, estando já agendadas novas intervenções para o Ano 2014/15

Phytochelatin signal tranduction and cadmium chelation in plants

As plantas utilizam diversas estratégias de sinalização para reconhecer e responder aos stresses ambientais. A maioria das vias de transdução de sinais partilham um sinal genérico, normalmente a modulação dos níveis intracelulares de Ca2+. Esta por sua vez pode iniciar uma cascata de fosforilação proteica que finalmente afecta as proteínas directamente envolvidas na protecção celular ou culmina em factores de transcrição que vão determinar a resposta fisiológica ao stresse. A percepção destes sinais e a compreensão de como estes podem activar as respostas adaptativas são factores-chave para a tolerância das plantas a stresses abióticos. Um dos principais stresses abóticos que restrigem o crescimento das plantas é a presença de metais pesados. A produção de fitoquelatinas e a subsequente quelação dos metais é o mecanismo mais conhecido de tolerância ao stresse metálico em plantas. Fitoquelatinas (PCs) são péptidos com grupos tiol que são sintetizados através da transpeptidação da glutationa (GSH), pela acção da enzima fitoquelatina sintase (PCS). No entanto, até ao momento, as vias de sinalização que levam à síntese de fitoquelatinas e à percepção do stresse metálico são pouco compreendidas. Dentro deste contexto, o presente trabalho foi elaborado com o intuito de elucidar a via de sinalização através da qual o cádmio é detectado pelas células vegetais e induz a síntese de PCs. Quase todos, os estudos de stresses abióticos em plantas apontam para o facto de a sua sinalização se basear nos mesmos tipos de sinais moleculares, nomeadamente a sinalização por cálcio, a fosforilação proteica e a indução de espécies reactivas de oxigénio (ROS). Trabalhos recentes sugerem que a sinalização de PCs poderá envolver todos estes parâmetros. Assim, uma primeira abordagem foi efectuada para compreender a síntese de PCs na espécie Arabidopsis thaliana, através da monitorizaçção da actividade de enzimas relacionadas, a γ-EC sintetase, GSH sintetase e a PC sintase (PCS), assim como o tempo necessário para o elongamento das PCs e a sua acumulação. Seguidamente, ao longo deste processo foi analisada a expressão de sinais específicos, associados com sinais de cálcio, fosforilação proteica e sinalização por ROS. A importância destes factores na síntese de PCs foi também avaliada através do uso de moduladores farmacológicos de cálcio e fosfatases proteicas e também pela indução de stresse oxidativo. Os resultados demonstraram novos dados sobre o papel do cálcio e da fosforilação proteica na produção de PCs e na síntese de GSH, revelando que a actvidade da PCS é regulada por fosforilação e que a sinalização de cálcio pode mediar a síntese de GSH. O envolvimento da sinalização de ROS na síntese de GSH, atráves de crosstalk com a sinalização de cálcio também foi proposta. Assim, os resultados aqui apresentados descrevem uma possível via de sinalização de cádmio nas plantas e da indução de fitoquelatinas. Este trabalho poderá ser portanto muito útil na implementação de novas metodologias de agricultura sustentável e práticas de fitorremediação em solos contaminados com metais pesados.

Protein phosphatases acting on the replication checkpoint

A génese de um cancro está dependente da acumulação de mutações genéticas que dão origem a instabilidade genómica, que por sua vez resulta na proliferação descontrolada. Para prevenir a acumulação destas mutações, as células têm mecanismos de controlo (checkpoints) que suspendem o ciclo celular e accionam as vias de reparação do ADN. Estes eventos são muitas vezes regulados por dinâmicas de (des)fosforilação de proteínas. As proteínas fosfatases (PPs), enzimas responsáveis pela remoção do grupo fosfato de resíduos fosforilados, desempenham funções cruciais na regulação de muitos mecanismos celulares. Enquanto que no início do projecto as cinases envolvidas no checkpoint da replicação estavam bem estabelecidas, as PPs envolvidas não eram conhecidas. A Chk1, um componente da maquinaria do checkpoint da replicação, é exemplo dessa regulação por (des)fosforilação, como sejam nos resíduos Ser317 e Ser345. Assim, como primeira abordagem para determinar quais os grupos de PPs envolvidos na regulação do checkpoint da replicação, decidimos investigar o seu papel na regulação da fosforilação da Chk1. A primeira conclusão é que a desfosforilação da Chk1 ao longo do tempo, tanto in vivo como in vitro, ocorre com uma dinâmica bi-fásica. Em segundo, a abordagem in vitro sugere que as famílias PP1, PP2A e PP2C estão envolvidas na desfosforilação da Chk1. Uma vez que a família PP2A foi a que mostrou a maior acção nesta reacção, decidimos investigar outros membros da família in vivo, primeiro com uma abordagem geral (tratando com OA ou sobreexpressando a PME-1), e depois com o knockdown específico da PP4 e PP6 (através de siRNA). Os resultados mostram que a inibição das PPs afectam tanto a desfosforilação como o estado de activação da Chk1 em resposta a tratamento com Hidroxiureia (HU). Todas as PPs testadas in vivo pareceram ser capazes de regular, a níveis diferentes, tanto a fosforilação como a desfosforilação da Chk1. A função das PPs foi também investigada ao nível: da regulação do disparo das origens de replicação, e da recuperação da suspensão da replicação, induzida pela HU. No último caso, os dados indicam que na situação simultânea de knockdown da PP4 com tratamento de HU, há um atraso do ciclo celular na resolução da transição de G2/M. No ensaio de replicação por pulse-chase, os resultamos mostram que tanto o tratamento com OA, como a sobre-expressão de I-2 ou PME-1, atrasam a cronologia do disparo programado das origens de replicação. No entanto, nenhum dos tratamentos efectuados parece desregular o início do checkpoint da replicação. Um rastreio de 2-híbrido de levedura com uma biblioteca de cDNA de testículo humano foi realizado, usando a Chk1 como isco, no sentido de descobrir novos interactores e definir novas possíveis funções para a Chk1 no contexto da meiose. Com base nos resultados do rastreio, duas novas funções são sugeridas: a interacção com a GAGE12 sugere uma função na recombinação genómica/vigilância do genoma durante a meiose, e as interacções com a EEF1α1 e a RPS5 sugerem uma função na regulação da síntese proteíca. Estas experiências fornecem um visão geral para a compreensão da diversidade de funções das proteínas fosfatases envolvidas no checkpoint da replicação, bem como, abre novos caminhos para o desenvolvimento de novas drogas para o tratamento do cancro.

Progesterone actions in protein phosphorylation in the central nervous system

O presente trabalho propõe-se esclarecer o papel que a progesterona e os seus metabolitos exercem no sistema nervoso central. Nos últimos anos, com a descoberta da síntese local de esteróides no cérebro, a progesterona, assim como outras hormonas sexuais, ganharam uma relevância crescente em fenómenos tais como plasticidade neuronal e neuroprotecção. Ainda que já se comece a entender o papel de muitas hormonas no cérebro, tal como o estrogénio, o papel da progesterona continua menos conhecido. Deste modo, o nosso trabalho centrou-se na elucidação dos efeitos da progesterona em fenómenos de sobrevivência celular, plasticidade neuronal/sináptica. Graças à colaboração com um grupo pioneiro em estudos sobre hormonas sexuais neuroactivas, o presente trabalho fornece uma importante contribuição ao entendimento do papel desta hormona no sistema nervoso central. Este trabalho fornece novos dados, relativamente ao papel da progesterona e dos seus metabolitos reduzidos na regulação de vias de sinalização associadas com sobrevivência celular, tal como Akt/PI3K e ERK. Também é analisado o efeito do tratamento hormonal na expressão e estado de fosforilação da proteína Tau, sendo ainda motivo de estudo cinases e fosfatases envolvidas nestes mecanismos.

O efeito do stress celular na proteína precursora de amilóide de Alzheimer = The effect of cellular stress on the Alzheimer's amyloid precursor protein

A proteína precursora de amilóide de Alzheimer (APP) é um factor chave na doença de Alzheimer (AD). Essencialmente o processamento da APP resulta na produção de Abeta, o peptídeo tóxico depositado nas placas de amilóide dos indivíduos com AD. Ainda permanece por esclarecer se o processamento da APP é afectado sob condições de stress celular, potencialmente aumentando a quantidade de Abeta produzida. Além disso, o stress celular pode induzir alterações moleculares, associadas à AD, que podem representar marcadores moleculares úteis para o diagnóstico da AD. Com estas questões em mente, procurámos identificar alterações, em resposta ao stress celular, no processamento da APP e na expressão de outras proteínas. Nestes estudos de monitorização considerámos que a fosforilação proteica anormal e o stress oxidativo podem contribuir para a condição patológica. Assim, investigámos o processamento da APP dependente da fosforilação durante o stress celular. Os dados obtidos confirmam que a secreção da APP é reduzida em situações de stress, e que o efeito é idêntico em linhas celulares de tipo neuronal e não neuronal. Os resultados obtidos revelam que o PMA, mesmo em situações de stress (azida de sódio 1 mM) pode afectar o processamento da APP, aumentando a produção de sAPP (o fragmento secretado após o processamento de APP) que pode potencialmente reduzir a produção de Abeta. A hipótese de afectar a produção de Abeta dependente da fosforilação, que por sua vez pode ter relevância num quadro clínico, mantém-se mesmo em condições de stress. Os resultados revelaram que a indução de sAPP, após a adição de ésteres de forbol, ou ácido ocadeíco, em condições de stress não é idêntica. Em contraste, sob condições controlo, tanto os ésteres de forbol como o ácido ocadeíco produzem o mesmo efeito em termos da produção de sAPP. Aparentemente estas duas vias podem ser dissociadas em condições de stress, o que de algum modo pode reflectir processamento alterado da APP em condições adversas. Nas experiências em que se analisou a expressão de outros potenciais marcadores moleculares, foram detectadas alterações nos níveis de expressão de várias proteínas. Estes marcadores moleculares representam alvos interessantes para futura validação e potenciais candidatos para um diagnóstico molecular na AD. As proteínas já identificadas são importantes do ponto de vista da transdução de sinais, e incluem a PP1, a HSP70, a PARP e a própria APP.

The PREDICTS database: a global database of how local terrestrial biodiversity responds to human impacts

Biodiversity continues to decline in the face of increasing anthropogenic pressures such as habitat destruction, exploitation, pollution and introduction of alien species. Existing global databases of species’ threat status or population time series are dominated by charismatic species. The collation of datasets with broad taxonomic and biogeographic extents, and that support computation of a range of biodiversity indicators, is necessary to enable better understanding of historical declines and to project – and avert – future declines. We describe and assess a new database of more than 1.6 million samples from 78 countries representing over 28,000 species, collated from existing spatial comparisons of local-scale biodiversity exposed to different intensities and types of anthropogenic pressures, from terrestrial sites around the world. The database contains measurements taken in 208 (of 814) ecoregions, 13 (of 14) biomes, 25 (of 35) biodiversity hotspots and 16 (of 17) megadiverse countries. The database contains more than 1% of the total number of all species described, and more than 1% of the described species within many taxonomic groups – including flowering plants, gymnosperms, birds, mammals, reptiles, amphibians, beetles, lepidopterans and hymenopterans. The dataset, which is still being added to, is therefore already considerably larger and more representative than those used by previous quantitative models of biodiversity trends and responses. The database is being assembled as part of the PREDICTS project (Projecting Responses of Ecological Diversity In Changing Terrestrial Systems – www.predicts.org.uk). We make site-level summary data available alongside this article. The full database will be publicly available in 2015.

O perfil do enoturista: o caso português

Tese de doutoramento, Turismo, Faculdade de Economia, Universidade do Algarve, 2015

Reabilitação do edifício localizado na rua Miguel Bombarda nº 69 em Loulé

Trabalho Final de Mestrado para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil na Área de Especialização de Edificações