Compositional Data in Biomedical Research

Modern methods of compositional data analysis are not well known in biomedical research. Moreover, there appear to be few mathematical and statistical researchers working on compositional biomedical problems. Like the earth and environmental sciences, biomedicine has many problems in which the relevant scienti c information is encoded in the relative abundance of key species or categories. I introduce three problems in cancer research in which analysis of compositions plays an important role. The problems involve 1) the classi cation of serum proteomic pro les for early detection of lung cancer, 2) inference of the relative amounts of di erent tissue types in a diagnostic tumor biopsy, and 3) the subcellular localization of the BRCA1 protein, and it's role in breast cancer patient prognosis. For each of these problems I outline a partial solution. However, none of these problems is \solved". I attempt to identify areas in which additional statistical development is needed with the hope of encouraging more compositional data analysts to become involved in biomedical research

An update of the mechanisms of resistance to EGFR-tyrosine kinase inhibitors in breast cancer: gefitinib (Iressatrade mark)-induced changes in the expression and nucleo-cytoplasmic trafficking of HER-ligands (Review)

Intrinsic resistance to the epidermal growth factor receptor (EGFR; HER1) tyrosine kinase inhibitor (TKI) gefitinib, and more generally to EGFR TKIs, is a common phenomenon in breast cancer. The availability of molecular criteria for predicting sensitivity to EGFR-TKIs is, therefore, the most relevant issue for their correct use and for planning future research. Though it appears that in non-small-cell lung cancer (NSCLC) response to gefitinib is directly related to the occurrence of specific mutations in the EGFR TK domain, breast cancer patients cannot be selected for treatment with gefitinib on the same basis as such EGFR mutations have been reported neither in primary breast carcinomas nor in several breast cancer cell lines. Alternatively, there is a general agreement on the hypothesis that the occurrence of molecular alterations that activate transduction pathways downstream of EGFR (i.e., MEK1/MEK2 - ERK1/2 MAPK and PI-3'K - AKT growth/survival signaling cascades) significantly affect the response to EGFR TKIs in breast carcinomas. However, there are no studies so far addressing a role of EGF-related ligands as intrinsic breast cancer cell modulators of EGFR TKI efficacy. We recently monitored gene expression profiles and sub-cellular localization of HER-1/-2/-3/-4 related ligands (i.e., EGF, amphiregulin, transforming growth factor-α, ß-cellulin, epiregulin and neuregulins) prior to and after gefitinib treatment in a panel of human breast cancer cell lines. First, gefitinibinduced changes in the endogenous levels of EGF-related ligands correlated with the natural degree of breast cancer cell sensitivity to gefitinib. While breast cancer cells intrinsically resistant to gefitinib (IC50 ≥15 μM) markedly up-regulated (up to 600 times) the expression of genes codifying for HERspecific ligands, a significant down-regulation (up to 106 times) of HER ligand gene transcription was found in breast cancer cells intrinsically sensitive to gefitinib (IC50 ≤1 μM). Second, loss of HER1 function differentially regulated the nuclear trafficking of HER-related ligands. While gefitinib treatment induced an active import and nuclear accumulation of the HER ligand NRG in intrinsically gefitinib-resistant breast cancer cells, an active export and nuclear loss of NRG was observed in intrinsically gefitinib-sensitive breast cancer cells. In summary, through in vitro and pharmacodynamic studies we have learned that, besides mutations in the HER1 gene, oncogenic changes downstream of HER1 are the key players regulating gefitinib efficacy in breast cancer cells. It now appears that pharmacological inhibition of HER1 function also leads to striking changes in both the gene expression and the nucleo-cytoplasmic trafficking of HER-specific ligands, and that this response correlates with the intrinsic degree of breast cancer sensitivity to the EGFR TKI gefitinib. The relevance of this previously unrecognized intracrine feedback to gefitinib warrants further studies as cancer cells could bypass the antiproliferative effects of HER1-targeted therapeutics without a need for the overexpression and/or activation of other HER family members and/or the activation of HER-driven downstream signaling cascades

Exposición acumulada de polvo respirable como predictor de enfermedad respiratoria

En la minería de carbón se presenta exposición prolongada a polvo de carbón y a polvo de sílice en diferentes porcentajes, encontrándose una asociación con las alteraciones obstructivas, bronquitis crónica, Neumoconiosis de los trabajadores de carbón y Silicosis. Se han establecido varias formas de estimar el riesgo de desarrollar dichas enfermedades respiratorias no malignas secundarias a la exposición a estos polvos (carbón y sílice) en el ámbito ocupacional, siendo el cálculo de la exposición acumulada, la que ha demostrado mayor utilidad. Con el fin de establecer el riesgo de desarrollar alteraciones funcionales, a partir de la exposición acumulada de polvo respirable - y en los trabajadores de una empresa de minería a cielo abierto en Colombia, se estructuró este estudio de cohorte. Se contó con el registro de 566 trabajadores distribuidos en 29 Grupos de Exposición Similar (GES). El cálculo de la dosis acumulada se realizó considerando las medianas de exposición para cada GES y el tiempo de exposición de cada trabajador. Y posteriormente se estimó el riesgo empleando una regresión de poisson con varianza robusta. Los resultados más importantes del estudio muestran la exposición acumulada en niveles inferiores a los reportados en la literatura, sin embargo se encuentra un riesgo ligeramente elevado, IRR 1.000124 (IC95% 1 - 1.000248) en los expuestos, estimando que por cada unidad de medición de la exposición acumulada que se incremente, el riesgo de que aparezca una alteración respiratoria funcional se incrementa en 1.000124 veces entre los trabajadores expuestos y los no expuestos.

Impacto de dos técnicas quirúrgicas sobre la recaída local de carcinoma de mama en pacientes de una clínica de Bogotá D.C.

Introducción: El carcinoma de mama es el tumor maligno más frecuente entre las mujeres y representa una significativa mortalidad en los países en vías de desarrollo. Según datos del Instituto Nacional de Cancerología en el 2010 se reportaron 672 nuevos casos de cáncer de mama, lo que representó el 18% de todos los tumores malignos en mujeres. Durante las últimas 3 décadas las técnicas quirúrgicas para el tratamiento del cáncer de mama han presentado un cambio significativo y proponen disminución de procedimientos agresivos y radicales, intervenciones como: mastectomía radical modificada, cirugía conservadora y la disección de ganglio centinela son ejemplos claros de esta evolución asociado al incremento de la reconstrucción mamaria inmediata. Metodología: Estudio observacional tipo cohorte retrospectivo en el cual se revisó una base de datos de pacientes con cáncer de mama de las cuales 632 fueron sometidas a mastectomía radical con preservación de piel y complejo areola-pezón y mastectomía radical con preservación de piel sin preservación del complejo areola-pezón, los dos procedimientos asociados a reconstrucción mamaria inmediata y se comparó la frecuencia de recaída local entre los dos grupos. Resultados: De las 632 pacientes estudiadas al 30.5% se les realizo preservación del complejo areola pezón. Las mujeres a quienes se les realizó preservación del complejo areola pezón presentaron menor sobrevida a la recaída local a 10 años (80.51%) comparado con las mujeres a quienes no se les preservó el complejo areola pezón (87.40%), sin embargo no se encontró diferencia estadísticamente significativa para determinar que las probabilidades de sobrevida sean diferentes. Discusión: No se evidenció diferencia estadísticamente significativa entre los 2 procedimientos quirúrgicos (con y sin preservación del complejo areola pezón) en relación a la recaída local, estudios retrospectivos no han evidenciado una mayor tasa de recaídas locales en pacientes a quienes se les preserva el complejo areola-pezón, sin embargo hacen falta estudios prospectivos y aleatorizados que puedan otorgar un mayor sustento científico que garantice la seguridad de la preservación del complejo areola-pezón.

Tratamiento de Artritis reumatoide con antagonistas del factor de necrosis tumoral alfa y su asociación con el desarrollo de melanoma cutáneo: revisión sistemática de la literatura y meta-análisis.

Introducción: El tratamiento con antagonistas del factor de necrosis tumoral alfa (anti TNF) ha impactado el pronóstico y la calidad de vida de los pacientes con artritis reumatoide (AR) positivamente, sin embargo, se interroga un incremento en el riesgo de desarrollar melanoma. Objetivo: Conocer la asociación entre el uso de anti TNF y el desarrollo de melanoma maligno en pacientes con AR. Metodología: Se realizó una búsqueda sistemática en MEDLINE, EMBASE, COCHRANE LIBRARY y LILACS para ensayos clínicos, estudios observacionales, revisiones y meta-análisis en pacientes adultos con diagnóstico de AR y manejo con anti TNF (Certolizumab pegol, Adalimumab, Etanercept, Infliximab y Golimumab). Resultados: 37 estudios clínicos cumplieron los criterios de inclusión para el meta-análisis, con una población de 16567 pacientes. El análisis de heterogeneidad no fue significativo (p=1), no se encontró diferencia en el riesgo entre los grupos comparados DR -0.00 (IC 95% -0.001; -0.001). Un análisis adicional de los estudios en los que se reportó al menos 1 caso de melanoma (4222 pacientes) tampoco mostró diferencia en el riesgo DR -0.00 (IC 95% -0.004 ; -0.003). Conclusión: En la evidencia disponible a la fecha no encontramos asociación significativa entre el tratamiento con anti TNF en pacientes con diagnóstico de AR y el desarrollo de melanoma cutáneo.

Desempeño de las RISS en relación al acceso, coordinación y calidad de la atención en cáncer de mama y diabetes mellitus tipo 2 en Colombia

El objetivo de este capítulo es mostrar los resultados de investigación del desempeño de las redes de servicios de salud frente a diferentes dimensiones relacionadas al acceso, coordinación y calidad de la atención en dos enfermedades crónicas como es el cáncer de mama y la diabetes en Colombia, importantes patologías por su incidencia e impacto así como por la necesidad de la mecanismos efectivos de coordinación para la adecuada atención de los usuarios del sistema de salud. Por tanto, se realiza el análisis del desempeño de dos redes de servicios de salud en la atención de usuarias con diagnostico confirmado de cáncer de mama, vinculadas unas a redes pertenecientes al régimen contributivo y otras al régimen subsidiado. Redes que también fueron consideradas para el análisis del desempeño en la atención de usuarios con diagnostico confirmado de diabetes, en el que de manera adicional participó otra red perteneciente al régimen subsidiado con área de operación en el municipio de Soacha, puesto que las dos anteriores tiene influencia en la ciudad de Bogotá. La fuente primaria de los datos fue la historia clínica y éstos fueron extraídos de acuerdo a ciertos indicadores seleccionados por el equipo investigador a través de un previo proceso de validación y a partir de su importancia para evidenciar el desempeño de las redes de servicios de salud en las dimensiones enunciadas anteriormente. Se muestran los resultados del estudio, a partir de los cuales se propone una breve discusión y conclusiones.

Actitudes hacia el VIH/SIDA, el cáncer y la enfermedad de Alzheimer

Esta revisión de la literatura tuvo como objetivo describir las actitudes hacia el VIH/SIDA, el cáncer y la Enfermedad de Alzheimer desde el modelo tripartito. Se revisaron 109 artículos publicados entre 2005 y 2015 en algunas bases de datos especializadas y herramientas de análisis de impacto. También se incluyeron fuentes secundarias ampliándose la búsqueda a los últimos 20 años (1995-2015). Los resultados mostraron que la mayoría de los estudios realizados sobre las actitudes hacia estas tres enfermedades son de tipo cuantitativo y la información se analizó con base en los componentes del modelo tripartito. Algunos aspectos sociodemográficos como el sexo y la edad están asociados con las actitudes hacia las tres enfermedades y predominan las creencias erróneas sobre ellas respecto a sus causas, curso y tratamiento. También predominan actitudes negativas hacia las tres enfermedades y las conductas e intenciones conductuales son diversas hacia cada una de ellas. No se hallaron antecedentes empíricos del estudio de la estructura de las actitudes propuesta por el modelo tripartito hacia las tres enfermedades. La Salud Pública ha liderado la investigación con base en el modelo de conocimientos, actitudes y prácticas propuesto por la OMS.

The type and frequency of interactions that occur between staff and children outside in Early Years Foundation Stage settings during a fixed playtime period when there are tricycles available

This study reports on an investigation into adult and child interactions observed in the outdoor play environment in four Local Authority early years foundation stage settings in England. In this instance the common two features across the settings were the presence of tricycles and a timetabled outdoor play period. In total, across the four schools, there were 204 children. The study aimed to gain an understanding of the nature of the dialogues between staff and children, that is, the types of exchange that occurred when either the child approached an adult or the adult approached a child. The most frequent type of utterance was also analysed. The study concludes that adults in these settings spoke more than children and the greatest type of utterance was that of the adult about domestic matters. When the child initiated the conversation there were more extended child utterances than domestic utterances. This may suggest that children wish to be involved in conversations of depth and meaning and that staff need to become aware of how to develop this conversational language with children.

Contribution of the geriatrician to the management of cancer in older patients

With an increasingly aged population, many patients will present with cancer in their 80s and 90s. Although some may be very fit, frail individuals will require the input of geriatricians to aid in the assessment of co-existing morbidity, in an attempt to assess those most likely to benefit from active treatment of their cancer, and those in whom the ‘giants of geriatric medicine’ require special consideration before undergoing definitive cancer therapy. The role of the geriatrician in assessment and management of such patients, together with communication and end of life care, may be more important in ensuring a good quality of life, than the cancer therapy itself. Whilst numbers of geriatricians will not be adequate to care for all elderly patients with cancer, a variety of assessment scales will help target financial and manpower resources to those most at risk.

Investigating early years teachers’ understanding and response to children’s preconceptions

This paper focuses on young children’s scientific preconceptions and discusses teachers’ identification of these preconceptions when teaching science in the early years, on which research is still limited. This paper is based on the theoretical framework of constructivism and it defines preconceptions as children’s erroneous concepts prior to formal education. A two phase case study approach was employed, facilitating in-depth investigation though the use of questionnaires, interviews and observations. The results indicate that the teachers did not dedicate time to identify children’s preconceptions when planning and teaching science, even when acknowledging preconceptions’ possible existence. This indicates a possible lack of appreciation of the importance of children’s preconceptions of the consequences when ignoring them. The results also indicate the need for further training and professional development in relation to the teaching of early-years science, especially since only a very small percentage of early years teachers tend to study science during their years compulsory education. A number of suggestions are also provided for practice and policy that can be useful for other subjects as well.

Effects of let-7 microRNA on Cell Growth and Differentiation of Papillary Thyroid Cancer

Papillary thyroid carcinoma (PTC) is the most common endocrine malignancy and RET/PTC rearrangements represent key genetic events frequently associated to this cancer, enhancing proliferation and dedifferentiation by activation of the RET/PTC-RAS-BRAF-mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway. Recently, let-7 microRNA was found to reduce RAS levels in lung cancer, acting as a tumor suppressor gene. Here, we report that RET/PTC3 oncogenic activation in PCCL3 rat thyroid cells markedly reduces let-7f expression. Moreover, stable transfection of let-7 microRNA in TPC-1 cells, which harbor RET/PTC1 rearrangement, inhibits MAPK activation. As a result, let-7f was capable of reducing TPC-1 cell growth, and this might be explained, at least in part, by decreased messenger RNA (mRNA) expression of cell cycle stimulators such as MYC and CCND1 (cyclin D1) and increased P21 cell cycle inhibitor mRNA. In addition, let-7 enhanced transcriptional expression of molecular markers of thyroid differentiation such as TITF1 and TG. Thus, reduced expression of let-7f might be an essential molecular event in RET/PTC malignant transformation. Moreover, let-7f effects on thyroid growth and differentiation might attenuate neoplastic process of RET/PTC papillary thyroid oncogenesis through impairment of MAPK signaling pathway activation. This is the first functional demonstration of an association of let-7 with thyroid cancer cell growth and differentiation.

Analysis of Ki-67 and Bcl-2 protein expression in normal colorectal mucosa of women with breast cancer

The aim of this study was to evaluate Ki-67 and Bcl-2 protein expression in the normal colorectal mucosa adjacent to adenomatous polyps in women with breast cancer. A cross-sectional, controlled study was conducted in 35 women with and without breast cancer who had adenomatous colorectal polyps. The patients were divided into two groups: Group A (a control group of women without breast cancer, n = 18) and Group B (a study group of women with breast cancer, n = 17). A sample of normal colonic mucosa was collected at a distance of 5 cm from the polypoid lesion to evaluate immunchistochemical expression of the Ki-67 and Bcl-2 proteins. Student`s t-test and the chi-square test were used to analyse Ki-67 and Bcl-2 expression, respectively. Statistical significance was established at p < 0.05. The mean percentage of Ki-67-stained nuclei in Groups A and B was 25.12 +/- 2.08 and 41.50 +/- 1.85, respectively (p < 0.001), whereas the percentage of cases with cells expressing Bcl-2 in Groups A and B was 17.6% and 82.4%, respectively (p < 0.003). In the present study, greater proliferative activity and greater expression of the antiapoptotic protein Bcl-2 was found in the normal colorectal mucosa of women with breast cancer. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Câncer de pulmão: histologia, estádio, tratamento e sobrevida

OBJETIVO: Analisar os principais tipos histológicos, estádio, tratamento e sobrevida dos portadores de câncer de pulmão. MÉTODOS: Estudo retrospectivo a partir da análise dos prontuários de pacientes acompanhados no Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina de Botucatu, num período de seis anos. RESULTADOS: de janeiro de 2000 a janeiro de 2006, foram acompanhados 240 doentes com câncer de pulmão, com predominância do sexo masculino (64%). O tipo histológico mais freqüente foi o carcinoma escamoso (37,5%), seguido pelo adenocarcinoma (30%), carcinoma neuroendócrino (19,6%) e carcinoma de grandes células (6,6%). Apenas 131 pacientes (54,6%) foram tratados. Destes, 52 pacientes (39,7%) foram submetidos à quimioterapia exclusiva, 32 (24,4%) realizaram quimioterapia associada à radioterapia e 47 (35,9%) foram submetidos à cirurgia associada ou não à quimioterapia exclusiva e/ou radioterapia. Somente 27 pacientes (20,6%) foram submetidos à cirurgia exclusiva.Em relação ao estadiamento, 34,4% apresentavam, no momento do diagnóstico, estádio IV, 20,6% estádio IIIB, 16,8% estádio IIIA e os outros 28,2% pertenciam aos estádios I e II. A sobrevida em cinco anos foi de 65% para o estádio I e 25% para os estádios remanescentes. CONCLUSÕES: O tipo histológico predominante foi o carcinoma escamoso e o de menor freqüência foi o carcinoma de grandes células. A maioria se encontrava em estádio avançado ao diagnóstico, estando nos estádios iniciais menos de 30% dos casos. Isto justifica a baixa sobrevida e a pequena quantidade de pacientes submetidos ao tratamento cirúrgico exclusivo, em comparação à maioria que foi submetida à quimioterapia exclusiva.