Endocrine Surgery: Principles and Practice:adrenal chapter

The paired adrenal (suprarenal) glands are flattened retroperitoneal endocrine glands closely applied to the medial aspect of the superior pole of each kidney. The internal structure of these pale yellow glands are incongruous in that the adrenal gland is composed of two discrete parts, namely an outer cortex enveloping a central medulla. The adrenal cortex and medulla contain distinct endocrine tissues that secrete different hormones and are regulated by separate control systems.

PTEN Phosphatase-Independent Maintenance of Glandular Morphology in a Predictive Colorectal Cancer Model System

Organotypic models may provide mechanistic insight into colorectal cancer (CRC) morphology. Three-dimensional (3D) colorectal gland formation is regulated by phosphatase and tensin homologue deleted on chromosome 10 (PTEN) coupling of cell division cycle 42 (cdc42) to atypical protein kinase C (aPKC). This study investigated PTEN phosphatase-dependent and phosphatase-independent morphogenic functions in 3D models and assessed translational relevance in human studies. Isogenic PTEN-expressing or PTEN-deficient 3D colorectal cultures were used. In translational studies, apical aPKC activity readout was assessed against apical membrane (AM) orientation and gland morphology in 3D models and human CRC. We found that catalytically active or inactive PTEN constructs containing an intact C2 domain enhanced cdc42 activity, whereas mutants of the C2 domain calcium binding region 3 membrane-binding loop (M-CBR3) were ineffective. The isolated PTEN C2 domain (C2) accumulated in membrane fractions, but C2 M-CBR3 remained in cytosol. Transfection of C2 but not C2 M-CBR3 rescued defective AM orientation and 3D morphogenesis of PTEN-deficient Caco-2 cultures. The signal intensity of apical phospho-aPKC correlated with that of Na/H exchanger regulatory factor-1 (NHERF-1) in the 3D model. Apical NHERF-1 intensity thus provided readout of apical aPKC activity and associated with glandular morphology in the model system and human colon. Low apical NHERF-1 intensity in CRC associated with disruption of glandular architecture, high cancer grade, and metastatic dissemination. We conclude that the membrane-binding function of the catalytically inert PTEN C2 domain influences cdc42/aPKC-dependent AM dynamics and gland formation in a highly relevant 3D CRC morphogenesis model system.

The role of salt and shear on the storage and assembly of spider silk proteins

Major ampullate silk fibers of orb web-weaving spiders have impressive mechanical properties due to the fact that the underlying proteins partially fold into helical/amorphous structures, yielding relatively elastic matrices that are toughened by anisotropic nanoparticulate inclusions (formed from stacks of beta-sheets of the same proteins). In vivo the transition from soluble protein to solid fibers involves a combination of chemical and mechanical stimuli (such as ion exchange, extraction of water and shear forces). Here we elucidate the effects of such stimuli on the in vitro aggregation of engineered and recombinantly produced major ampullate silk-like proteins (focusing on structure-function relationships with respect to their primary structures), and discuss their relevance to the storage and assembly of spider silk proteins in vivo. (C) 2009 Elsevier Inc. All rights reserved.

Efficacy and safety of peri-prostatic local anaesthetic injection in tram-rectal biopsy of the prostrate:A prospective randomised study

Objective: To assess the efficacy and safety of periprostatic lignocaine injection in trans-rectal ultrasound (TRUS) -guided biopsy of the prostate gland.

Methods: Ninety- six men (mean age 65 years, range 47-74) undergoing TRUS biopsy were randomised into the local anaesthetic (LA) or placebo group. Six to twelve biopsy cores were taken, the majority being 10 cores. Patients were asked to fill in the expected pain score on a visual analogue scale (VAS) prior to the procedure. They also completed the actual pain experienced on VAS after the biopsy. The incidence of complications was documented.

Results: The age, mean prostate specific antigen (PSA) were comparable in both groups. The expected pain score was also comparable (5.2 +/- 1.6 in LA, 5.0 +/- 1.4 in Placebo). In the LA group, the mean actual pain score was 3.0 +/- 1.8 and in the placebo group it was 6.5 +/- 2.2 (P = 0.0001). When patients were asked whether they would undergo the procedure again in the same way, 100% of the LA group and only 64% of the placebo group responded 'yes'(P=0.002 using Fisher's test). The complication rates were not significantly different between the two groups.

Conclusion: Peri-prostatic injection of local anaesthetic is safe and reduces discomfort significantly, and should be routinely offered to patients.

The heart of a dragon: 3D anatomical reconstruction of the 'scaly-foot gastropod' (Mollusca: Gastropoda: Neomphalina) reveals its extraordinary circulatory system

Introduction: The 'scaly-foot gastropod' (Chrysomallon squamiferum Chen et al., 2015) from deep-sea hydrothermal vent ecosystems of the Indian Ocean is an active mobile gastropod occurring in locally high densities, and it is distinctive for the dermal scales covering the exterior surface of its foot. These iron-sulfide coated sclerites, and its nutritional dependence on endosymbiotic bacteria, are both noted as adaptations to the extreme environment in the flow of hydrogen sulfide. We present evidence for other adaptations of the 'scaly-foot gastropod' to life in an extreme environment, investigated through dissection and 3D tomographic reconstruction of the internal anatomy.

Results: Our anatomical investigations of juvenile and adult specimens reveal a large unganglionated nervous system, a simple and reduced digestive system, and that the animal is a simultaneous hermaphrodite. We show that Chrysomallon squamiferum relies on endosymbiotic bacteria throughout post-larval life. Of particular interest is the circulatory system: Chrysomallon has a very large ctenidium supported by extensive blood sinuses filled with haemocoel. The ctenidium provides oxygen for the host but the circulatory system is enlarged beyond the scope of other similar vent gastropods. At the posterior of the ctenidium is a remarkably large and well-developed heart. Based on the volume of the auricle and ventricle, the heart complex represents approximately 4 % of the body volume. This proportionally giant heart primarily sucks blood through the ctenidium and supplies the highly vascularised oesophageal gland. Thus we infer the elaborate cardiovascular system most likely evolved to oxygenate the endosymbionts in an oxygen poor environment and/or to supply hydrogen sulfide to the endosymbionts.

Conclusions: This study exemplifies how understanding the autecology of an organism can be enhanced by detailed investigation of internal anatomy. This gastropod is a large and active species that is abundant in its hydrothermal vent field ecosystem. Yet all of its remarkable features-protective dermal sclerites, circulatory system, high fecundity-can be viewed as adaptations beneficial to its endosymbiont microbes. We interpret these results to show that, as a result of specialisation to resolve energetic needs in an extreme chemosynthetic environment, this dramatic dragon-like species has become a carrying vessel for its bacteria.

Transforming Growth Factor-beta superfamily:evaluation as breast cancer biomarkers and preventive agents

The Transforming Growth Factor-beta (TGFbeta) superfamily of cytokines is comprised of a number of structurally-related, secreted polypeptides that regulate a multitude of cellular processes including proliferation, differentiation and neoplastic transformation. These growth regulatory molecules induce ligand-mediated hetero-oligomerization of distinct type II and type I serine/threonine kinase receptors that transmit signals predominantly through receptor-activated Smad proteins but also induce Smad-independent pathways. Ligands, receptors and intracellular mediators of signaling initiated by members of the TGFbeta family are expressed in the mammary gland and disruption of these pathways may contribute to the development and progression of human breast cancer. Since many facets of TGFbeta and breast cancer have been recently reviewed in several articles, except for discussion of recent developments on some aspects of TGFbeta, the major focus of this review will be on the role of activins, inhibins, BMPs, nodal and MIS-signaling in breast cancer with emphasis on their utility as potential diagnostic, prognostic and therapeutic targets.

Larval development of the pedunculate barnacles Octolasmis angulata Aurivillius 1894 and Octolasmis cor Aurivillius 1892 (Cirripedia: Thoracica: Poecilasmatidae) from the gills of the mud crab, Scylla tranquebarica Fabricius, 1798

Detailed studies of larval development of Octolasmis angulata and Octolasmis cor are pivotal in understanding the larval morphological evolution as well as enhancing the functional ecology. Six planktotrophic naupliar stages and one non-feeding cyprid stage are documented in details for the first time for the two species of Octolasmis. Morphologically, the larvae of O. angulata and O. cor are similar in body size, setation patterns on the naupliar appendages, labrum, dorsal setae-pores, frontal horns, cyprid carapace, fronto-lateral gland pores, and lattice organs. Numbers of peculiarities were observed on the gnathobases of the antennae and mandible throughout the naupliar life-cycle. The setation pattern on the naupliar appendages are classified based on the segmentation on the naupliar appendages. The nauplius VI of both species undergoes a conspicuous change before metamorphosis into cyprid stage. The cyprid structures begin to form and modify beneath the naupliar body towards the end of stage VI. This study emphasises the importance of the pedunculate barnacle larval developmental studies not only to comprehend the larval morphological evolution but also to fill in the gaps in understanding the modification of the naupliar structures to adapt into the cyprid life-style.

Ultrastructure of head organs (anterior adhesive apparatus) and posterior secretory systems of Caballeria liewi Lim, 1995 (Monogenea, Ancyrocephalidae)

Caballeria liewi Lim, 1995, uses adhesive secretions from the head organs and posterior secretory systems to assist in locomotion and attachment. Ultrastructural investigations show that the head organs of C. liewi consist of three pairs of antero-lateral pit-like openings bearing microvilli and ducts leading from two types of uninucleated gland cells (located lateral to the pharynx), one type producing rod-like (S1) bodies with an electron-dense matrix containing less electron-dense vesicles and the second type producing oval (S2) bodies with a homogeneous electron-dense matrix. Interlinking band-like structures are observed between S1 bodies and between S2 bodies. S1 body is synthesised in the granular endoplasmic reticulum, transported to a Golgi complex to be packaged into vesicles and routed into ducts for exudation. The synthesis of the S2 body is unresolved. Haptoral secretions manifested externally as net-like structures are derived from dual electron-dense (DED) secretory body produced in the peduncular gland cells. The DED body consists of a less electron-dense oval core in a homogeneous electron-dense matrix. On exocytosis into the pyriform haptoral reservoir, DED bodies are transformed into a secretion with two types of inclusions (less electron-dense oval and electron-dense spherical inclusions) in an electron-dense matrix. The secretions are further transformed (as small, oval, electron-dense bodies) when transported to the superficial anchor grooves, and on exudation into the gill tissues, the secretions become an electron-dense matrix. Secretory bodies associated with uniciliated structures, anchor sleeves and marginal hooks are also observed.

Androgen-regulated metabolism and biosynthesis in prostate cancer

Metabolic changes are a well-described hallmark of cancer and are responses to changes in the activity of diverse oncogenes and tumour suppressors. For example, steroid hormone biosynthesis is intimately associated with changes in lipid metabolism and represents a therapeutic intervention point in the treatment of prostate cancer (PCa). Both prostate gland development and tumorigenesis rely on the activity of a steroid hormone receptor family member, the androgen receptor (AR). Recent studies have sought to define the biological effect of the AR on PCa by defining the whole-genome binding sites and gene networks that are regulated by the AR. These studies have provided the first systematic evidence that the AR influences metabolism and biosynthesis at key regulatory steps within pathways that have also been defined as points of influence for other oncogenes, including c-Myc, p53 and hypoxia-inducible factor 1α, in other cancers. The success of interfering with these pathways in a therapeutic setting will, however, hinge on our ability to manage the concomitant stress and survival responses induced by such treatments and to define appropriate therapeutic windows.

Chromatin binding by the androgen receptor in prostate cancer

Alterations in transcriptional programs are fundamental to the development of cancers. The androgen receptor is central to the normal development of the prostate gland and to the development of prostate cancer. To a large extent this is believed to be due to the control of gene expression through the interaction of the androgen receptor with chromatin and subsequently with coregulators and the transcriptional machinery. Unbiased genome-wide studies have recently uncovered the recruitment sites that are gene-distal and intragenic rather than associated with proximal promoter regions. Whilst expression profiles from AR-positive primary prostate tumours and cell lines can directly relate to the AR cistrome in prostate cancer cells, this distribution raises significant challenges in making direct mechanistic connections. Furthermore, extrapolating from datasets assembled in one model to other model systems or clinical samples poses challenges if we are to use the AR-directed transcriptome to guide the development of novel biomarkers or treatment decisions. This review will provide an overview of the androgen receptor before addressing the challenges and opportunities created by whole-genome studies of the interplay between the androgen receptor and chromatin.

Vitamin D3 suppresses morphological evolution of the cribriform cancerous phenotype

Development of cribriform morphology (CM) heralds malignant change in human colon but lack of mechanistic understanding hampers preventive therapy. This study investigated CM pathobiology in three-dimensional (3D) Caco-2 culture models of colorectal glandular architecture, assessed translational relevance and tested effects of 1,25(OH)2D3, the active form of vitamin D. CM evolution was driven by oncogenic perturbation of the apical polarity (AP) complex comprising PTEN, CDC42 and PRKCZ (phosphatase and tensin homolog, cell division cycle 42 and protein kinase C zeta). Suppression of AP genes initiated a spatiotemporal cascade of mitotic spindle misorientation, apical membrane misalignment and aberrant epithelial configuration. Collectively, these events promoted “Swiss cheese-like” cribriform morphology (CM) comprising multiple abnormal “back to back” lumens surrounded by atypical stratified epithelium, in 3D colorectal gland models. Intestinal cancer driven purely by PTEN-deficiency in transgenic mice developed CM and in human CRC, CM associated with PTEN and PRKCZ readouts. Treatment of PTEN-deficient 3D cultures with 1,25(OH)2D3 upregulated PTEN, rapidly activated CDC42 and PRKCZ, corrected mitotic spindle alignment and suppressed CM development. Conversely, mutationally-activated KRAS blocked 1,25(OH)2D3 rescue of glandular architecture. We conclude that 1,25(OH)2D3 upregulates AP signalling to reverse CM in a KRAS wild type (wt), clinically predictive CRC model system. Vitamin D could be developed as therapy to suppress inception or progression of a subset of colorectal tumors.

Determinant factors for the use of imposex in TBT pollution monitoring

Os compostos de tributilestanho (TBT) foram utilizados como biocidas em tintas antivegetativas (AV) e amplamente aplicados, durante décadas, de forma a evitar a bioincrustação em superfícies submersas, principalmente em cascos de embarcações. Os seus efeitos deletérios em organismos não-alvo tornaram-se evidentes após o aparecimento de gastrópodes prosobrâquios com imposex – sobreposição de caracteres sexuais masculinos sobre o tracto reprodutivo das fêmeas. Desde então, a expressão do imposex em prosobrânquios tem sido amplamente utilizada como biomarcador da poluição por TBT. Um dos objectivos da presente tese é avaliar se as mais recentes restrições legais na utilização das tintas AV com compostos organoestânicos (OTs) resultaram numa redução da poluição pelos mesmos na costa continental Portuguesa. Para tal, foi levada a cabo a análise da variação temporal do imposex como biomarcador dos níveis ambientais de TBT e a validação de procedimentos, de modo a seguir de forma precisa a evolução da intensidade deste fenómeno ao longo do tempo. O trabalho de investigação teve início no momento em que a ineficácia da legislação anterior (Directiva 89/677/CEE) na redução da poluição por TBT no litoral Português era reportada na literatura e quando estavam já agendados instrumentos decisivos para a diminuição definitiva deste tipo de poluição: o Regulamento (CE) N.º 782/2003 do Parlamento e do Conselho da União Europeia (UE) que bania as tintas AV baseadas em TBT na sua frota a partir de 1 de Julho de 2003; a "Convenção Internacional sobre o Controlo de Sistemas Antivegetativos Nocivos em Navios” (Convenção AFS), adoptada em 2001 pela Organização Marítima Internacional (OMI), que procurava erradicar os OTs da frota mundial até 2008. Os níveis de imposex e as concentrações de OTs nos tecidos de fêmeas de Nucella lapillus foram medidos em 17 locais de amostragem ao longo da costa Portuguesa em 2003, a fim de se avaliarem os impactos do TBT nas populações desta espécie e de se criar uma base de dados para seguir a sua evolução futura. O índice da sequência do vaso deferente (VDSI), o índice do tamanho relativo do pénis (RPSI) e a percentagem de fêmeas afectadas por imposex (%I) foram utilizados na medição da intensidade deste fenómeno em cada local de amostragem e os seus valores variaram entre 0,20-4,04, 0,0- 42,2% e 16,7-100,0%, respectivamente. Foram encontradas fêmeas estéreis em 3 locais de amostragem, com percentagens a variar entre 4,0 e 6,2%. As concentrações de TBT e dibutilestanho (DBT) nas fêmeas variaram respectivamente entre 23-138 e <10-62 ng Sn.g-1 de peso seco, e o conteúdo em TBT nos tecidos revelou-se significativamente correlacionado com o imposex (nomeadamente com o RPSI e o VDSI). Os níveis de expressão do fenómeno e o conteúdo em OTs nos tecidos, foram superiores na proximidade de portos, confirmando as conclusões obtidas anteriormente por outros autores de que os navios e a actividade dos estaleiros são as principais fontes destes compostos no litoral Português. As infra-estruturas associadas ás principais fontes de OTs – portos, estaleiros e marinas – estão geralmente localizadas no interior de estuários, motivo pelo qual estas áreas têm vindo a ser descritas como as mais afectadas por estes poluentes. Por esta razão, foi levado a cabo o estudo pormenorizado da poluição por TBT na Ria de Aveiro, como caso de estudo representativo da poluição por estes compostos num sistema estuarino em Portugal continental. N. lapillus foi usada como bioindicador para avaliar a tendência temporal da poluição por TBT nesta área entre 1997 e 2007. Foi registada uma diminuição da intensidade do imposex após 2003, embora as melhorias mais evidentes tenham sido observadas entre 2005 e 2007, provavelmente devido à implementação do Regulamento (CE) N.º 782/2003 que proibiu a aplicação de tintas AV com TBT em navios com a bandeira da UE. Apesar desses progressos, as análises ao conteúdo em OTs nos tecidos de fêmeas de N. lapillus e em amostras de água colhidas em 2006 indicaram contaminação recente por TBT na área de estudo, evidenciando assim a permanência de fontes de poluição. A utilização de N. lapillus como bioindicador da poluição por TBT na Ria de Aveiro apresenta algumas limitações uma vez que a espécie não ocorre nas áreas mais interiores da Ria e não vive em contacto com sedimentos. Assim, a informação obtida a partir da sua utilização como bioindicador é fundamentalmente relativa aos níveis de TBT na coluna de água. Foi então necessário recorrer a um bioindicador complementar – Hydrobia ulvae – para melhor avaliar a evolução temporal da poluição por TBT no interior deste sistema estuarino e estudar a persistência de TBT nos sedimentos. Não foi registada uma diminuição dos níveis de imposex em H. ulvae na Ria de Aveiro entre 1998 e 2007, apesar da aplicação do Regulamento (CE) N.º 782/2003. Pelo contrário, houve um aumento global significativo da percentagem de fêmeas afectadas por imposex e um ligeiro aumento do VDSI, contrastando com o que tem sido descrito para outros bioindicadores na Ria de Aveiro no mesmo período. Estes resultados mostram que a diferente biologia/ecologia das espécies indicadoras determina vias distintas de acumulação de TBT, apontando a importância da escolha do bioindicador dependendo do compartimento a ser monitorizado (sedimento versus água). A ingestão de sedimento como hábito alimentar em H. ulvae foi discutida como sendo a razão para a escolha da espécie como indicadora da contaminação dos sedimentos por TBT. Foram também estudados os métodos mais fiáveis para reduzir a influência de variáveis críticas na medição dos níveis de imposex em H. ulvae. As comparações de parâmetros do imposex baseados em medições do pénis devem ser sempre realizadas sob condições de narcotização bem standardizadas uma vez que este procedimento provoca um aumento significativo do comprimento do pénis (PL) em ambos os sexos. O VDSI, a % e o PL em ambos os sexos revelaram ser fortemente influenciados pelo tamanho dos espécimes: a utilização de fêmeas mais pequenas conduz à subestimação do VDSI, da %I e do PL, enquanto que diferenças no tamanho dos machos provocam variações no índice do comprimento relativo do pénis (RPLI), independentemente dos níveis de poluição por TBT. Existe, portanto, a necessidade de controlar algumas variáveis envolvidas na análise do imposex que mostraram afectar a fiabilidade dos resultados. Uma vez que N. lapillus é o principal bioindicador dos efeitos biológicos específicos do TBT para a área da OSPAR, foi também estudada a influência de algumas variáveis na avaliação dos níveis de imposex nesta espécie, especificamente as relacionadas com o ciclo reprodutor e o tamanho dos espécimes. O estudo do ciclo reprodutor e a variação sazonal/espacial do comprimento do pénis do macho (MPL) incidiu num único local no litoral Português (Areão – região de Aveiro) de forma a avaliar se o RPSI varia sazonal e espacialmente na mesma estação de amostragem e se tais variações influenciam os resultados obtidos em programas de monitorização do imposex. Nos meses de Dezembro de 2005 a Junho de 2007, foram encontrados espécimes de N. lapillus sexualmente maturos e potencialmente aptos para a reprodução. Contudo, foi também evidente um padrão sazonal do ciclo reprodutor – o estado de desenvolvimento da gametogénese nas fêmeas variou sazonalmente e ocorreu uma diminuição do volume da glândula da cápsula e do factor de condição no final do Verão / início do Outono. Contrariamente, a gametogénese nos machos não apresentou variação sazonal significativa, embora os valores mais baixos do factor de condição, do comprimento do pénis e dos volumes de esperma e da próstata tenham também sido registados no final do Verão / início do Outono. Além disso, o MPL mostrou variar, no mesmo local de amostragem, inversamente com a distância aos ninhos de cápsulas ovígeras; um aumento dos valores do MPL foi também observado em espécimes de maior tamanho. Todas estas variações no MPL introduzem desvios nos resultados da avaliação do imposex quando é usado o RPSI. A magnitude do erro envolvido foi quantificada e revelou-se superior em locais com níveis mais elevados de poluição por TBT. Apesar do RPSI ser um índice que fornece informação importante sobre os níveis de poluição por TBT, a sua interpretação deve ser cuidadosa e realizada complementarmente com os outros índices, destacando-se o VDSI como índice mais fiável e com significado biológico mais expressivo. Novas campanhas de monitorização do imposex em N. lapillus foram realizadas ao longo da costa Portuguesa em 2006 e 2008, e os resultados subsequentemente comparados com a base de dados criada em 2003,de forma a avaliar a evolução da poluição por TBT no litoral Português naquele período. Nestes estudos foram aplicados novos procedimentos na monitorização e tratamento dos dados, de forma a minimizar a variação nos índices de avaliação do imposex induzida pelos factores acima descritos, para seguir com maior consistência a tendência da poluição por TBT entre 2003 e 2008. Foi observado um declínio global significativo na intensidade de imposex na área de estudo durante o referido período e a qualidade ecológica da costa Portuguesa, segundo os termos definidos pela Comissão OSPAR, revelou melhorias notáveis após 2003 confirmando a eficácia do Regulamento (CE) N.º 782/2003. Não obstante, as populações de N. lapillus revelaram-se ainda amplamente afectadas por imposex, tendo sido detectadas emissões de TBT na água do mar ao longo da costa em 2006, apesar da restrição anteriormente referida. Estes inputs foram atribuídos principalmente aos navios que à data ainda circulavam com tintas AV com TBT aplicadas antes de 2003, uma vez que a sua utilização nas embarcações foi apenas proibida em 2008. Considerando que o Regulamento (CE) N.º 782/2003 constitui uma antecipação da proibição global da OMI que entrou em vigor em Setembro de 2008, prevê-se, por analogia, que haja uma rápida diminuição da poluição por TBT à escala mundial num futuro próximo. Na sequência desta previsão, é apresentada uma discussão teórica preliminar relativamente ás possíveis estratégias usadas por N. lapillus na recolonização de locais onde, no passado, as populações terão aparentemente sido extintas devido a níveis extremamente elevados de TBT. Estes locais são tipicamente zonas abrigadas junto de infra-estruturas portuárias, cuja recolonização por esta espécie será provavelmente muito lenta dada a mobilidade reduzida dos adultos e o ciclo de vida não apresentar fase larvar pelágica. Foram então equacionadas duas hipotéticas vias de recolonização de zonas abrigadas por espécimes provenientes de populações de costa aberta/exposta: a migração de adultos e/ou a dispersão de juvenis. No entanto, em ambos os casos, estaria implicada a transposição de um problema amplamente descrito na bibliografia: as populações de N. lapillus de costa aberta podem apresentar um fenótipo muito diferente das de zonas abrigadas, podendo inclusivamente variar no número de cromossomas. A recolonização pode portanto não ter sucesso pelo simples facto dos novos recrutas não estarem bem adaptados aos locais a recolonizar. Para analisar este problema, foram estudados tanto a forma da concha de espécimes de N. lapillus ao longo da costa Portuguesa como o respectivo número de cromossomas. Embora a forma da concha tenha revelado diferenças, de acordo com o grau de hidrodinamismo entre as populações de N. lapillus avaliadas, o cariótipo 2n = 26, típico de zonas expostas, foi registado em todos os locais amostrados. Por outro lado, foi também testada em laboratório a possível mortalidade de juvenis em dispersão no interior menos salino dos estuários. Foi então verificada a ocorrência de mortalidade elevada de juvenis expostos a salinidades baixas (=100% após 1 hora a salinidades ≤9 psu), o que também pode comprometer a recolonização de zonas estuarinas menos salinas por esta via. Mesmo assim, os juvenis mostraram um comportamento de flutuação à superfície da água em condições laboratoriais, que pode ser considerado um benefício específico na colonização de áreas mais internas dos estuários, se tal facto vier a ser confirmado em estudos de campo. As conclusões deste estudo contribuem certamente para a descrição do final da “história do TBT” dado que, uma vez controlados alguns factores determinantes no uso do imposex como biomarcador, a avaliação do declínio da poluição por estes compostos, agora esperado à escala global, se torna mais rigorosa.

Studies of epithelial response to streptozotocin-induced hyperglycemia

A hiperglicemia é a principal característica da diabetes mellitus (DM), uma das causas de morte que mais cresce em Portugal, e cujas complicações a longo prazo são mais debilitantes e mais sobrecarregam os sistemas de saúde. No entanto, os mecanismos subjacentes à resposta fisiológica de alguns tecidos à hiperglicemia não estão completamente esclarecidos. Este estudo teve como objetivo avaliar de que forma o tempo de exposição à hiperglicemia afeta dois tecidos epiteliais, o endotélio e as glândulas salivares, que são frequentemente associados a complicações da DM, utilizando um modelo animal. Adicionalmente, procurou-se encontrar novos biomarcadores para avaliar a suscetibilidade a complicações orais em diabéticos, analisando as modificações pós-traducionais (PTMs) da família de proteínas mais representativa na saliva humana: proteínas ricas em prolina (PRPs). A disfunção vascular está na origem de várias complicações da diabetes. Neste sentido, observou-se uma progressiva disfunção endotelial com o aumento do tempo de exposição à hiperglicemia, que resulta do aumento de danos no endotélio e da diminuição da capacidade de mobilização de células progenitoras. Simultaneamente, o aumento observado na atividade da via de ativação do sistema de complemento mediada por lectinas (MBL), sugere um envolvimento do sistema de imunidade inata na patogénese da disfunção vascular. Outra complicação comum da DM é o desenvolvimento de doenças orais, nomeadamente as relacionadas com a redução da secreção salivar. Na análise às glândulas submandibulares, observou-se uma resposta inicial à hiperglicemia com fortes variações na expressão de proteínas, mas a longo prazo, estas variações foram atenuadas, sugerindo um mecanismo de adaptação à hiperglicemia crónica. Adicionalmente, as proteínas relacionadas com a secreção, como as anexinas, apresentaram-se sobre-expressas, enquanto as calicreinas e proteínas metabólicas estavam sub-expressas. Estas variações sugerem que, apesar de uma diminuição da capacidade de regeneração, as células tentam superar a perda de tecido por meio do aumento da secreção, embora sem êxito. O comprometimento funcional das glândulas salivares tem consequências na composição e funções da saliva. Analisando as PTMs das PRPs salivares humanas, observou-se um aumento da frequência de péptidos com ciclização de resíduos N-terminais de glutamina a piroglutamato, o que confere uma resistência à atividade proteolítica que, por sua vez, se encontra aumentada em diabéticos. Assim, a presença de péptidos com N-piroglutamato poderá ser um potencial biomarcador da suscetibilidade a complicações orais em diabéticos.

Sinalização celular e a resposta a estrogénios do epitélio mamário

Estrogens, such as 17β-estradiol (E2) are essential for normal growth and differentiation of the mammary gland. There are two estrogen receptors (ERs), ERα and ERβ which are ligand activated transcription factors. ERα stimulates proliferation and is the single most powerful predictor of breast cancer prognosis and since 70% of breast cancers express ERα, strategies to block this receptor are the primary breast cancer treatment. Unlike ERα, the role of ERβ in breast cancer and its potential as alternative therapeutic target remains controversial, mainly due to the lack of correlation between results obtained in vitro and epidemiological studies. The aim of this thesis was to increase our understanding of the molecular and cellular mechanisms of estrogen signaling in normal and cancerous cells, in different cellular contexts and with focus on ERβ. In Paper I we characterized the effect of the flavone PD098059 - which is a commonly used MEK1 inhibitor - on activation of transcription by ERα and ERβ. We found that the estrogenic effect of PD098059 is dose dependent in concentrations ranging from 1 – 10 μM and that activation of transcription by ER is suppressed by the inhibitory effect of PD98059 on MEK1 at concentrations above 50 μM. In agreement with its flavone nature, PD098059 had a much stronger effect on ERβ than on ERα transcriptional activity. Therefore, use of this compound for the study of signalling events in cells expressing ER should be carefully considered. In Paper II we assessed the effect of ERβ agonists in vivo and administered under different conditions in vitro. In basal conditions, ERβ induced apoptosis; however, in vivo ERβ agonists stimulated proliferation and inhibited apoptosis. In vivo effects were reproduced in culture, by activation of MAPK/ERK½ pathway with epidermal growth factor or basement membrane extract. In addition, insulin signalling and PI3-K/AKT activation was necessary for stimulation of proliferation. These results suggest that the cellular context modulates ERβ activity. Manuscript presents preliminary work aimed at the set-up of a methodological strategy to isolate ERs and to identify interacting proteins in different cellular contexts and which could modulate the bi-phased effects of ERβ in cell growth. In conclusion, the studies presented in this thesis contribute to clarify the apparent contradictory information regarding ERβ function in normal and cancerous mammary epithelium and suggest that the cellular context should be considered when ERβ effects are studied.