RetInfo - Identificação de alterações retinianas usando processamento digital de imagem

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Processamento de imagens BOLD de Ressonância Magnética do músculo através da técnica ICA

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Identificação da actividade do sistema nervoso simpático e parassimpático em dados de pupilometria, utilizando a Singular Spectrum Analysis

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Caraterização estatística dos valores percentuais de sangue do grupo AB0 colhido pelo Centro Regional de Sangue de Lisboa e respetivo emparelhamento com a distribuição a nível hospitalar

RESUMO: A Medicina Transfusional está a mudar rapidamente em resposta a um número de diferentes catástrofes, patologias e novas técnicas da ciência. Por detrás de uma transfusão de sangue existe todo um conjunto de procedimentos, técnicas e atuações que salvaguardam o rigor e segurança científicas resultando numa maior eficiência na diminuição da morbilidade/mortalidade humana. Todo o processo de colheita, análise, processamento e distribuição de concentrados de eritrócitos comporta um capital elevado em termos da economia para a saúde e os requisitos básicos de uma gestão de qualidade, na área da saúde em geral e da hemoterapia em particular, tem de compreender, com rigor, estas condições de gestão parceria de forma a evitar um aumento nos custos da saúde. Para identificar as discrepâncias nos pedidos efetuados pelos Hospitais Públicos e Privados ao Centro de Sangue e Transplantação de Lisboa, no que diz respeito ao Sistema AB0 dos concentrados de Eritrócitos, foi feito um estudo quantitativo, com fins descritivos simples, aos 95 984 concentrados de eritrócitos enviados às 32 Instituições de Saúde da abrangência do CST de Lisboa. Tendo em conta o Sistema AB0 RhD, confirma-se que o grupo sanguíneo prevalente, tanto na população portuguesa como nos dadores de sangue que efetuaram a sua dádiva de sangue em 2011, é o grupo A Rh+. Observou-se no entanto que o grupo sanguíneo mais pedido e enviado pertence ao grupo 0 Rh positivo. Assim, apurou-se que existe uma disparidade, mesmo que pouco acentuada, nos pedidos efetuados pelos Hospitais Públicos e Privados ao Centro de Sangue e Transplantação de Lisboa no que configura ao Sistema AB0 dos concentrados de eritrócitos. Os Hospitais Públicos Sem Serviço de Colheita de Sangue e os Hospitais Privados são responsáveis por este desencontro de valores. No que se refere às inutilizações por prazo de validade ressalva-se que os desaproveitamentos de CE’s não são tão acentuados como se esperaria numa primeira fase de estudo. No entanto, e em termos económicos, se existem inutilizações por prazo de validade, existe igualmente despojo financeiro. Por detrás de cada unidade inutilizada existe um alto investimento que será desperdiçado por carência de solicitação. De forma a minimizar gastos e a salvaguardar um Banco de Sangue capaz de suportar qualquer eventualidade de rutura de stock estão patentes propostas de estratégias capazes de impedir constrangimentos diários e futuros no que diz respeito à disponibilidade de sangue e componentes sanguíneos.--------------ABSTRACT: The Transfusion Medicine it is changing fast in response to a number of different catastrophes, disease and new techniques of science. From behind a blood transfusion there is a whole set of procedures, techniques and actions that safeguard the safety and scientific rigor resulting in greater efficiency in reducing morbidity / mortality human. The entire process of procurement, testing, processing and distribution of concentrated erythrocytes involves a high capital in terms of the economy to health and the basic requirements of a quality management in healthcare in general and hemotherapy in particular has to understand with rigor, this partnership in order to avoid an increase in health costs. In order to identify discrepancies in the orders placed by the Government and Private Hospitals Center Blood and Transplant Lisbon regarding the AB0 system of concentrated erythrocytes was made a quantitative study with simple descriptive purposes to 95,984 erythrocytes concentrates sent to 32 Health Institutions of the scope of CST Lisbon. Having regard to the system AB0 blood group RhD prevalent both in the Portuguese population as blood donors, who made his blood donation in 2011, confirms that belong to group A Rh +. It was found that blood group most requested and sent belongs to group 0 Rh positive. Thus, it was found that there is a disparity, even a little sharp, requests made by the Government and Private Hospitals Blood Center and Transplantation in Lisbon that configures the system AB0 erythrocyte concentrates. The Public Hospitals without Blood Harvest and Private Hospitals are responsible for this clash of values. With regard the expiry date by disables proviso that the wastes of CE's are not as sharp as one would expect in a first phase of the study. However, in economic terms, if there is disables by expiry date, there is also financial squandering. Behind every unused unit is a high investment to be wasted by shortage of request. To minimize costs and safeguarding a Blood Bank can support any event of rupture of stock patents are proposed strategies to prevent future and diaries constraints with regard to the availability of blood and blood components.

Avaliação in vitro e in vivo da atividade antimalárica dos trioxolanos NAC89, LDC67 e LC50 em estirpes sensíveis e resistentes à artemisinina e ao artesunato.

A malária mantem-se como uma das doenças mais importantes do mundo, causando a morte de mais de 1 milhão de pessoas anualmente e elevada morbilidade. Face à propagação da resistência do Plasmodium falciparum à maioria dos medicamentos antimaláricos disponíveis, a Organização Mundial de Saúde (OMS), desde 2006, recomenda a utilização de terapias combinadas com artemisinina (ACTs) como tratamento de primeira linha para a malária não complicada. Em 2008, relatórios clínicos revelaram a falha terapêutica dos ACTs na fronteira Tailândia-Camboja e uma vez que não existem alternativas para o tratamento da malária é fundamental manter linhas de investigação sobre novos e eficazes fármacos. A partir da artemisinina (ART) surgiram novos peróxidos designados trioxolanos que apresentam como farmacóforo a função 1,2,4-trioxano. A acessibilidade, a preparação relativamente económica e a estabilidade da função 1,2,4-trioxano permite a síntese de derivados com estruturas diversas, alargando a possibilidade de desenvolvimento de novos fármacos. Foram realizados testes in vitro de triagem com o MARK III (OMS micro-ensaio), com controlos positivos (artemisinina e dihidroartemisinina) e controlo negativo (sem fármaco). Foram efetuados ensaios diversos com 3 compostos, aqui denominados NAC89, LCD67 e LC50 em culturas da estirpe de P. falciparum (Dd2) para avaliação da atividade antimalárica dos compostos, bem como ensaios utilizando o modelo de malária de murino, Plasmodium chabaudi, com 4 estirpes, denominadas AS-3CQ, AS-ATN, respectivamente sensível e resistente ao artesunato (ATN) e AS-30CQ e AS-ART respectivamente sensível e resistente à (ART). Também foi avaliada a citotoxicidade dos compostos, utilizando células HepG2 de hepatoma humano pelo ensaio com método colorimétrico metil-tiazol-tetrazólico (MTT). No modelo murino compararam-se também duas vias de administração dos novos compostos, sendo uma por via subcutânea nos 3 compostos e outra por via tópica apenas para LC50. A verificação de cura foi efetuada por observação microscópica de esfregaços sanguíneos corados pelo método de Giemsa e determinação da parasitemia. Os resultados observados foram: a) baixa citotoxicidade dos três compostos; b) o composto LC50 eliminou a parasitémia nos ensaios in vitro em cultivos de P. falciparum bem como eliminou P. chabaudi nos tratamentos por via subcutânea e tópica na dose de 50 mg/kg e na dose de 10 mg/Kg na via subcutânea; c) o NAC89 mostrou boa atividade no mesmo ensaio in vivo, na dose de 10 mg/Kg e 50 mg/Kg por via subcutânea; d) fraca atividade para LCD67 na dose de 50 mg/Kg. O LC50 e o NAC89 foram muito eficazes contra parasitas resistentes ao ATN e à ART sugerindo novos mecanismos de ação. Assim, este trabalho de investigação trouxe resultados promissores na àrea de potenciais novos antimaláricos.

Inibição da nodulação por N-mineral em soja.

Apesar da indicação da pesquisa de que a inoculação adequada com bactérias do gênero Bradyrhizobium é suficiente para suprir a demanda de N pela cultura da soja pela fixação biológica de nitrogênio (FBN), alguns agricultores ainda têm feito o uso de N mineral. Entretanto, a adubação nitrogenada aumenta os custos de produção, apresenta riscos de danos ambientais, e pode reduzir a nodulação e a eficiência da FBN. O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito de doses crescentes de N mineral na nodulação da soja. Utilizaram-se duas cultivares de soja: BMX Potência e BRS 360, inoculadas com Bradyrhizobium no momento da semeadura. Os tratamentos compreenderam 0, 5, 10, 15, 25, 50, 75, 100 e 125 mg de N vaso-1, em seis repetições. Para cada cultivar, um experimento foi conduzido simultaneamente, em delineamento inteiramente casualizado, em vasos de Leonard contendo solução nutritiva de Hoagland desprovida de N, fazendo-se a sua complementação, sem troca, sempre que necessário. As doses de N foram aplicadas a cada seis dias na solução nutritiva, totalizando 5 aplicações até 30 dias. Aos 35 dias após a emergência (DAE), no florescimento das plantas, foi realizada a desinstalação do experimento, com a contagem dos nódulos (NN) e obtenção da massa de nódulos secos (MNS) da região da coroa e das raízes secundárias, separadamente. Para a cultivar BMX Potência, o NN se manteve estável, tanto na região da coroa quanto nas raízes secundárias, até a dose 50 mg de N vaso-1, mas houve decréscimo acentuado com o aumento das doses, chegando à inibição quase total em 125 mg de N vaso-1. No entanto, a MNS apresentou redução linear com o aumento das doses de N. Para a cultivar BRS 360, o aumento da dose de N reduziu o NN e a MNS, tanto na região da coroa quanto nas raízes secundárias. A adubação nitrogenada reduz a contagem de nódulos, mas o efeito mais evidente se dá na massa de nódulos da região da coroa e da nodulação secundária. Sugere-se a massa de nódulos seja empregada como característica mais sensível à avaliação de efeitos negativos à nodulação, como o emprego de fertilizante nitrogenado, do que o número de nódulos.

Soroprevalência da infecção por Helicobacter pylori em crianças de diferentes níveis sócio-econômicos em Porto Velho, Estado de Rondônia

O estudo investigou a soroprevalência de infecção pelo Helicobacter pylori em 200 (subdivididas em 2 grupos) crianças da Cidade de Porto Velho, Rondônia. A prevalência da soropositividade variou consideravelmente de acordo com o nível sócio-econômico, onde 51% das crianças de baixo nível e 24% de classe média eram positivas. As características da população infantil relacionadas ao sexo, raça e dieta alimentar não representaram fatores de risco para a aquisição da infecção; porém, a maioria das infectadas pertencia à faixa etária de cinco ou mais anos, independente do nível sócio-econômico. A distribuição fenotípica dos grupos sanguíneos ABO, entre os indivíduos infectados e não infectados, mostrou4 que a sororeatividade ao Helicobacter pylori foi maior entre as crianças do grupo sanguíneo O, sugerindo que há uma maior susceptibilidade genética destas crianças para a infecção pelo Helicobacter pylori.

Size-Control Regulation during Regeneration

Functional regeneration of organs upon injury is a key process for animals survival. Contrary to humans, some vertebrates are remarkably competent in regenerating after acute organ or appendage lesions. This advantageous skill allows overcoming limitations in repair even in adult stages, when tissues are fully developed, via a process of epimorphic regeneration. One such organism is the zebrafish, which can regenerate several organs, namely its heart, retina, spinal cord and fins. (...)

Ocular lesions in gerbils (Meriones unguiculatus) infected with low larval burden of Toxocara canis: observations using indirect binocular ophthalmoscopy

To study the frequency of ocular lesions in 30 gerbils infected with 100 embryonated eggs of Toxocara canis, indirect binocular ophthalmoscopy was performed 3, 10, 17, 24, 31 and 38 days after infection. All the animals presented larvae in the tissues and 80% presented ocular lesions. Hemorrhagic foci in the choroid and retina were present in 92% of the animals with ocular lesions. Retinal exudative lesions, vitreous lesions, vasculitis and retinal detachment were less frequent. Mobile larvae or larval tracks were observed in four (13.3%) animals. Histological examination confirmed the ophthalmoscopic observations, showing that the lesions were focal and sparse. In one animal, there was a larva in the retina, without inflammatory reaction around it. The results demonstrated that gerbils presented frequent ocular lesions after infection with Toxocara canis, even when infected with a small number of embryonated eggs. The lesions observed were focal, consisting mainly of hemorrhages with signs of reabsorption or inflammation in different segments of eye, and differing from the granulomatous lesions described in ocular larva migrans in humans.

Contribuição para o estudo da anexina V na apoptose celular em concentrados de eritrócitos

A hemoterapia moderna baseia-se na utilização correcta dos diversos componentes sanguíneos, associados a um maior controle de qualidade do sangue, o que a torna mais segura e, actualmente, muitos doentes sao beneficiados pois, a transfusão de componentes sanguineos, em situaçoes várias, está na linha da frente na manutenção da vida e em casos extremos, o último recurso que salva vidas. A qualidade e a segurança nas transfusões de sangue são grandes preocupações da área médica, autoridades de saúde e doente1. O sangue obtido pelos Centros de Sangue provem de dadores voluntários, dotados de uma enorme sensibilidade social, que periodicamente assumem uma postura benevola e altruista e consequentemente mantêm os bancos de sangue providos de um produto imprescindivel no tratamento de diversas patologias. O produto final disponível – concentrado de eritrócitos (CE´s), plasma e concentrado plaquetário – tem de assumir um carácter seguro e viável de modo a que os riscos para o doente sejam diminutos2. O controlo de qualidade aplicado a todo o sangue doado realiza provas de conformidade nas unidades com especificações previamente definidas, sendo a hémolise um dos parâmetros importantes na avaliação da qualidade dos concentrados de eritrócitos, pois, pode ocasionar implicações clinicas para o receptor. Para além disso a avaliação da concentração de hemoglobina (Hg) no sangue doado mostra-se um controlo imprescindivel que salvaguarda a qualidade e segurança do componente a transfundir3;4.Até se obter um CE há todo um processo moroso e de responsabilidade vital. Todo o sangue obtido passa por várias etapas fundamentais até à obtenção do componente pretendido (analise, produção e armazenamento). Os CE’s obtidos quando armazenados, num ambiente de refrigeração, têm uma vida útil de 42 dias. Após este período, o sangue deve ser inutilizado por se verificar alterações bioquímicas, biomecânicas, e imunológicas nos CE’s e por consequência a sua instabilidade vital no que ao tratamento de patologias, para as quais este componente está indicado, diz respeito5. Foi realizado um estudo experimental com o objetivo de avaliar a contribuição da Anexina V na apoptose celular nos concentrados de eritrócitos, constatando a degradação dos mesmos ao longo de todo o período de armazenamento e validar o paradigma que a ciência preconiza: “Os CE’s após os 42 dias armazenados, em condições específicas (2 a 6º centígrados), são inviaveis para transfundir”6;7. A avaliação dos níveis de apoptose por citometria de fluxo é geralmente realizada por métodos que utilizam Anexina V como marcador vital, que se associa aos resíduos de fosfatidilserina, externalizados no início do processo apoptótico. A Anexina V é uma proteína humana endógena dependente do ião Ca+2, amplamente distribuída intracelularmente em altas concentrações na placenta e em concentrações mais baixas nos eritrócitos, plaquetas e monócitos. Apresenta como principal característica a capacidade de se ligar à fosfatidilserina, um fosfolipído presente na camada interna da bicamada lipídica, que durante a apoptose celular é translocada para a camada externa da membrana celular. A determinação da Anexina V é normalmente utilizada para verificar se as células são viáveis, apoptóticas ou necróticas por meio de diferenças na integridade da membrana plasmática. Assim, ao conjugar a Anexina V ao FITC (Isotiocianato de fluoresceína) é possível identificar e quantificar as células apoptóticas por citometria de fluxo7. Numa amostra de 15 CE’s, a qual foi induzida a hemólise, verificou-se, por citometria de fluxo, que a viabilidade deste componente se desvanesce ao longo do tempo, confirmando assim que o tratamento, manuseamento e armazenamento do sangue compromete a vitalidade terapeutica deste insubstituivel produto vital.

Projecto de um bio-reactor para cultura celular em membranas tubulares

O Grupo de Engenharia de Tecidos da FCT/UNL desenvolve e produz membranas poliméricas tubulares biodegradáveis que servem de substrato a culturas celulares e que se destinam a substituir temporariamente vasos sanguíneos danificados. O objectivo desta dissertação foi o desenvolvimento de um bio-reactor com a capacidade de bombeamento controlado de um fluido adequado à manutenção de uma cultura celular, que simula a passagem do fluxo sanguíneo pelo interior das membranas tubulares, permitindo que as células nelas semeadas recebam os estímulos adequados ao seu desenvolvimento. Foi construído um bio-reactor de perfusão pulsátil para cultura celular em membranas tubulares que é instalável numa incubadora, beneficiando assim de condições ambientais — pH, temperatura e humidade — semelhantes às fisiológicas. O bio-reactor é capaz de gerar estímulos mecânicos pulsáteis favoráveis ao alinhamento de células endoteliais e de músculo liso. O sistema foi desenvolvido de modo a que a pressão e o caudal aplicados às membranas pudessem ser monitorizados e controlados. Foram semeadas células endoteliais em matrizes planas de policaprolactona, tendo-se confirmado a sua adesão e proliferação por microscopia de fluorescência. Após enrolamento, obtiveram-se duas membranas tubulares com células endoteliais semeadas no lúmen. Uma delas foi submetida a cultura estática, e outra a cultura dinâmica no bio-reactor. Após 10 dias de condicionamento in vitro, as membranas foram novamente observadas por microscopia de fluorescência. Os resultados obtidos não foram conclusivos, pelo que serão necessários novos estudos para concluir se o bio-reactor construído é capaz de garantir o condicionamento mecânico das células semeadas nas matrizes.

Avaliação oftalmológica em pacientes com AIDS e neurotoxoplasmose

INTRODUÇÃO: Descrever os achados fundoscópicos em pacientes com AIDS e neurotoxoplasmose em fase ativa. MÉTODOS: Foi desenvolvido estudo prospectivo tipo série de casos incluindo 70 pacientes, de ambos os sexos, com idade variando de 20 a 63 anos, internados nas enfermarias de três hospitais públicos da Cidade do Recife, Pernambuco, com diagnósticos de AIDS e neurotoxoplasmose firmados segundo os critérios do Centers for Disease Control and Prevention (1992), no período de janeiro a outubro de 2008. Os pacientes se caracterizavam por: primeiro episódio de neurotoxoplasmose (65; 92,9%) ou recidiva (5; 7,1%); desconhecimento de ter AIDS (23; 32,9%), contagem média de linfócitos T CD4 de 139,8 ± 3,04 células/mm3 e carga viral média igual a 137.080 ± 39.380 cópias/mL. Todos foram submetidos a exame oftalmológico, consistindo de: inspeção ocular; aferição da acuidade visual; investigação da função muscular extrínseca ocular e fundoscopia, empregando oftalmoscópio indireto binocular (modelo OHN 3.5 (Eyetec®) e lente externa de 20 dioptrias (Volk®). RESULTADOS: Os achados consistiram em: exsudatos algodonosos retinianos (8,6%), constricção arteriolar difusa leve (8,6%); lesões de retinocoroidite cicatricial, características de toxoplasmose ocular (5,7%), atrofia do epitélio pigmentar retiniano (2,9%), descolamento da retina (2,9%), aumento de escavação papilar (1,4%), degeneração periférica retiniana (1,4%), macroaneurisma (1,4%), papiledema bilateral (1,4%), tração vítreo-retiniana (1,4%). CONCLUSÕES: Pacientes com AIDS e neurotoxoplasmose podem apresentar alterações fundoscópicas características da toxoplasmose ocular, na forma ativa ou cicatricial, relacionadas ao HIV ou, ainda, a outras doenças oportunistas ou sistêmicas, podendo ser de grande auxílio num tratamento integral do paciente por uma equipe multiprofissional.

Contaminação bacteriana em concentrados plaquetários: identificação, perfil de sensibilidade aos antimicrobianos e sepse associada à transfusão

INTRODUÇÃO: Devido à sepse bacteriana associada à transfusão de concentrados plaquetários (CPs) ter sérias consequências clínicas para os pacientes, alguns procedimentos têm sido incorporados na preparação e no controle de qualidade dos componentes sanguíneos para reduzir o risco da contaminação bacteriana. Este artigo descreve a prevalência da contaminação bacteriana dos CPs que foram transfundidos, o espectro bacteriano detectado com seu perfil de sensibilidade aos antimicrobianos e as reações transfusionais nos receptores. MÉTODOS: Um total de 292 CPs (278 randômicos e 14 por aférese), proveniente do Hemocentro do Estado do Rio Grande do Sul (HEMORGS) de Santa Maria foi testado. As quantidades de 100μL e 200μL foram coletadas da porção tubular da bolsa de plaquetas e semeadas utilizando dois tipos de metodologias. RESULTADOS: Em cinco unidades(1,7%; 5/292) foram isoladas bactérias pela metodologia qualitativa e apenas uma pela quantitativa. Staphylococcus epidermidis foi o microrganismo identificado em todas as amostras. Dois pacientes apresentaram sepse associada à transfusão com desfecho fatal. CONCLUSÕES: A contaminação bacteriana pelas transfusões de CPs constitui-se num importante problema de saúde pública devido a sua associação com altas taxas de morbidade e mortalidade. Neste estudo, somente microrganismos gram-positivos foram isolados sendo que nenhuma amostra obtida por aférese apresentou contaminação.

Cellular reprogramming strategies for degenerative disorders involving the retinal pigment epithelium

RESUMO: A reprogramação celular permite que uma célula somática seja reprogramada para outra célula diferente através da expressão forçada de factores de transcrição (FTs) específicos de determinada linhagem celular, e constitui uma área de investigação emergente nos últimos anos. As células somáticas podem ser experimentalmente manipuladas de modo a obter células estaminais pluripotentes induzidas (CEPi), ou convertidas directamente noutro tipo de célula somática. Estas descobertas inovadoras oferecem oportunidades promissoras para o desenvolvimento de novas terapias de substituição celular e modelos de doença, funcionando também como ferramentas valiosas para o estudo dos mecanismos moleculares que estabelecem a identidade celular e regulam os processos de desenvolvimento. Existem várias doenças degenerativas hereditárias e adquiridas da retina que causam deficiência visual devido a uma disfunção no tecido de suporte da retina, o epitélio pigmentar da retina (EPR). Uma destas doenças é a Coroideremia (CHM), uma doença hereditária monogénica ligada ao cromossoma X causada por mutações que implicam a perda de função duma proteína com funções importantes na regulação do tráfico intracelular. A CHM é caracterizada pela degenerescência progressiva do EPR, assim como dos foto-receptores e da coróide. Resultados experimentais sugerem que o EPR desempenha um papel importante na patogénese da CHM, o que parece indicar uma possível vantagem terapêutica na substituição do EPR nos doentes com CHM. Por outro lado, existe uma lacuna em termos de modelos in vitro de EPR para estudar a CHM, o que pode explicar o ainda desconhecimento dos mecanismos moleculares que explicam a patogénese desta doença. Assim, este trabalho focou-se principalmente na exploração das potencialidades das técnicas de reprogramação celular no contexto das doenças de degenerescência da retina, em particular no caso da CHM. Células de murganho de estirpe selvagem, bem como células derivadas de um ratinho modelo de knockout condicional de Chm, foram convertidos com sucesso em CEPi recorrendo a um sistema lentiviral induzido que permite a expressão forçada dos 4 factores clássicos de reprogramação, a saber Oct4, Sox2, Klf4 e c-Myc. Estas células mostraram ter equivalência morfológica, molecular e funcional a células estaminais embrionárias (CES). As CEPi obtidas foram seguidamente submetidas a protocolos de diferenciação com o objectivo final de obter células do EPR. Os resultados promissores obtidos revelam a possibilidade de gerar um valioso modelo de EPR-CHM para estudos in vitro. Em alternativa, a conversão directa de linhagens partindo de fibroblastos para obter células do EPR foi também abordada. Uma vasta gama de ferramentas moleculares foi gerada de modo a implementar uma estratégia mediada por FTs-chave, seleccionados devido ao seu papel fundamental no desenvolvimento embrionário e especificação do EPR. Conjuntos de 10 ou menos FTs foram usados para transduzir fibroblastos, que adquiriram morfologia pigmentada e expressão de alguns marcadores específicos do EPR. Adicionalmente, observou-se a activação de regiões promotoras de genes específicos de EPR, indicando que a identidade transcricional das células foi alterada no sentido pretendido. Em conclusão, avanços significativos foram atingidos no sentido da implementação de tecnologias de reprogramação celular já estabelecidas, bem como na concepção de novas estratégias inovadoras. Metodologias de reprogramação, quer para pluripotência, quer via conversão directa, foram aplicadas com o objectivo final de gerar células do EPR. O trabalho aqui descrito abre novos caminhos para o estabelecimento de terapias de substituição celular e, de uma maneira mais directa, levanta a possibilidade de modelar doenças degenerativas da retina com disfunção do EPR numa placa de petri, em particular no caso da CHM.---------------ABSTRACT: Cellular reprogramming is an emerging research field in which a somatic cell is reprogrammed into a different cell type by forcing the expression of lineage-specific transcription factors (TFs). Cellular identities can be manipulated using experimental techniques with the attainment of pluripotency properties and the generation of induced Pluripotent Stem (iPS) cells, or the direct conversion of one somatic cell into another somatic cell type. These pioneering discoveries offer new unprecedented opportunities for the establishment of novel cell-based therapies and disease models, as well as serving as valuable tools for the study of molecular mechanisms governing cell fate establishment and developmental processes. Several retinal degenerative disorders, inherited and acquired, lead to visual impairment due to an underlying dysfunction of the support cells of the retina, the retinal pigment epithelium (RPE). Choroideremia (CHM), an X-linked monogenic disease caused by a loss of function mutation in a key regulator of intracellular trafficking, is characterized by a progressive degeneration of the RPE and other components of the retina, such as the photoreceptors and the choroid. Evidence suggest that RPE plays an important role in CHM pathogenesis, thus implying that regenerative approaches aiming at rescuing RPE function may be of great benefit for CHM patients. Additionally, lack of appropriate in vitro models has contributed to the still poorly-characterized molecular events in the base of CHM degenerative process. Therefore, the main focus of this work was to explore the potential applications of cellular reprogramming technology in the context of RPE-related retinal degenerations. The generation of mouse iPS cells was established and optimized using an inducible lentiviral system to force the expression of the classic set of TFs, namely Oct4, Sox2, Klf4 and c-Myc. Wild-type cells, as well as cells derived from a conditional knockout (KO) mouse model of Chm, were successfully converted into a pluripotent state, that displayed morphology, molecular and functional equivalence to Embryonic Stem (ES) cells. Generated iPS cells were then subjected to differentiation protocols towards the attainment of a RPE cell fate, with promising results highlighting the possibility of generating a valuable Chm-RPE in vitro model. In alternative, direct lineage conversion of fibroblasts into RPE-like cells was also tackled. A TF-mediated approach was implemented after the generation of a panoply of molecular tools needed for such studies. After transduction with pools of 10 or less TFs, selected for their key role on RPE developmental process and specification, fibroblasts acquired a pigmented morphology and expression of some RPE-specific markers. Additionally, promoter regions of RPE-specific genes were activated indicating that the transcriptional identity of the cells was being altered into the pursued cell fate. In conclusion, highly significant progress was made towards the implementation of already established cellular reprogramming technologies, as well as the designing of new innovative ones. Reprogramming into pluripotency and lineage conversion methodologies were applied to ultimately generate RPE cells. These studies open new avenues for the establishment of cell replacement therapies and, more straightforwardly,raise the possibility of modelling retinal degenerations with underlying RPE defects in apetri dish, particularly CHM.

The cellular basis of a congenital heart defect Drosophila

RESUMO: Mutações em genes envolvidos na formação do coração e anomalias em qualquer etapa deste processo causam frequentemente malformações cardíacas, que representam o tipo mais comum de defeitos em neonatais, afetando cerca de 1% dos nascimentos por ano. Assim, estima-se que 20 milhões de pessoas sejam portadoras de um defeito cardíaco congénito. O coração da Drosophila melanogaster (mosca-da-fruta), denominado vaso dorsal, é um órgão relativamente simples que actua como uma bomba muscular, contraindo automaticamente para permitir a circulação da hemolinfa através do corpo. A formação do vaso dorsal na mosca é muito semelhante ao desenvolvimento do coração em vertebrados, representando por isso, um poderoso modelo para estudar a rede de genes e os padrões regulatórios relacionados com o desenvolvimento deste órgão. Anteriormente, nós identificámos um gene em Drosophila, darhgef10, fortemente expresso no coração em desenvolvimento e cuja deleção induz anormalidades cardíacas subtis mas prevalentes. Os mutantes para darhgef10 são viáveis e férteis no ambiente controlado de laboratório. Este trabalho teve como objectivos caracterizar fenotipicamente os mutantes nulos para darhgef10, determinar a localização subcelular da proteína dArhgef10 e investigar a base celular subjacente ao defeito no alinhamento dos cardioblastos observado nos mutantes. Os nossos resultados revelaram que a deleção de darhgef10 provoca uma severa redução da viabilidade, sem no entanto comprometer o tempo de desenvolvimento e a longevidade. Por outro lado, o aumento da expressão de darhgef10 em músculos, glândulas salivares e no disco imaginal do olho afeta drasticamente a integridade destes tecidos. A expressão ectópica de darhgef10 in vitro e in vivo revelou que a proteína está localiza no citoplasma com enriquecimento junto à membrana celular, com associação à actina F. Live imaging de embriões mutantes para darhgef10 revelou que os defeitos observados no coração podem estar associados a um defeito na adesão dos músculos alary e/ou das células pericardiais ao vaso dorsal. O homólogo humano de darhgef10, ARHGEF10, também é expresso no coração e está associação a uma maior susceptibilidade para a ocorrência de acidentes vasculares cerebrais aterotrombóticos, sugerindo que o que aprendemos sobre darhgef10 em Drosophila pode ter implicações do ponto de vista clínico para a saúde humana. ----------------------------- ABSTRACT: Mutations in genes controlling heart development and abnormalities in any of its steps frequently cause cardiac malformations, the most common type of birth defects in humans, affecting nearly 1% of births per year. Hence around 20 million adults are expected to live with a congenital heart defect. The Drosophila melanogaster heart, called dorsal vessel, is a relatively simple organ that acts as a muscular pump contracting automatically to allow the circulation of hemolymph. Drosophila heart formation shares many similarities with heart development in vertebrates providing a powerful system to study gene networks and regulatory pathways involved in heart development. We have previously identified a Drosophila gene, darhgef10, which is strongly expressed in the developing heart and when deleted, leads to flies with highly prevalent yet subtle heart abnormalities, compatible with unchallenged life in the laboratory. Our aims were to phenotypically characterize homozygous null darhgef10 mutants, characterize the subcellular localization of dArhgef10 and to study the cellular basis of the misaligned cardioblasts defect. We found that about half of darhgef10 mutants die during development. However, the survivors surprisingly have a nearly normal developmental time, adult locomotor behavior and total lifespan. Detection of transgene-derived dArhgef10 protein in vitro and in vivo using custom antibodies revealed a cytosolic protein slightly enriched in the cellular membranes and associated with F-actin. Tissue-specific darhgef10 expression disrupts the normal morphology of developing muscles, salivary glands and the eye. Live imaging of darhgef10 mutant embryos revealed that heart defect could be caused by a reduced capacity of attachment of pericardial cells and/or alary muscle to dorsal vessel. The human homolog of darhgef10 is also expressed in the heart and is a susceptibility gene for atherothrombotic stroke, suggesting that what we learn about the function of this gene and its phenotypes in Drosophila could have implications to human health.