Advances in sickle cell disease treatment: From drug discovery until the patient monitoring

Sickle Cell Disease (SCD) is one of the most prevalent hematological diseases in the world. Despite the immense progress in molecular knowledge about SCD in last years few therapeutical sources are currently available. Nowadays the treatment is performed mainly with drugs such as hydroxyurea or other fetal hemoglobin inducers and chelating agents. This review summarizes current knowledge about the treatment and the advancements in drug design in order to discover more effective and safe drugs. Patient monitoring methods in SCD are also discussed. © 2011 Bentham Science Publishers Ltd.

Mau Funcionamento do Sistema de Circulação Extracorpórea: Relato de Caso

Background and objectives: The introduction of extracorporeal circulation in clinical practice was decisive for the development of modern cardiovascular surgery. Addition of new procedures and equipment, however, brings inherent risks and complications. The objective of this report is to describe a malfunction of the oxygenation system and emphasize the importance of the interaction among the medical team members to prevent errors and complications. Case Report: During valve replacement and IVC correction surgery, we observed a darker shade of red in the blood on the exit of the oxygenator. Laboratory tests demonstrated severe acidosis and hypoxemia. The entire system was evaluated, but the cause of the malfunction was not found. Measures to reduce damage were successfully instituted. After the surgery, the whole system underwent technical evaluation. Conclusions: Interaction among the medical team members, early diagnosis, and immediate intervention were fundamental for a favorable outcome. © 2011 Elsevier Editora Ltda.

Ablation of the ability to control the right-to-left cardiac shunt does not affect oxygen uptake, specific dynamic action or growth in the rattlesnake Crotalus durissus

The morphologically undivided ventricle of the heart in non-crocodilian reptiles permits the mixing of oxygen-rich blood returning from the lungs and oxygen-poor blood from the systemic circulation. A possible functional significance for this intra-cardiac shunt has been debated for almost a century. Unilateral left vagotomy rendered the single effective pulmonary artery of the South American rattlesnake, Crotalus durissus, unable to adjust the magnitude of blood flow to the lung. The higher constant perfusion of the lung circulation and the incapability of adjusting the right-left shunt in left-denervated snakes persisted over time, providing a unique model for investigation of the long-term consequences of cardiac shunting in a squamate. Oxygen uptake recorded at rest and during spontaneous and forced activity was not affected by removing control of the cardiac shunt. Furthermore, metabolic rate and energetic balance during the post-prandial metabolic increment, plus the food conversion efficiency and growth rate, were all similarly unaffected. These results show that control of cardiac shunting is not associated with a clear functional advantage in adjusting metabolic rate, effectiveness of digestion or growth rates. © 2013. Published by The Company of Biologists Ltd.

A profissionalização docente: identidade e crise

Pós-graduação em Educação Escolar - FCLAR

Estudo comparativo da postura de indivíduos com e sem dor na coluna vertebral

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação de sistema silvipastoril através do desempenho produtivo de búfalos manejados nas condições climáticas de Belém, Pará

Foi conduzido um trabalho para estudar as relações entre variáveis produtivas, fisiológicas e de conforto animal de búfalos e fatores do ambiente físico, em sistema silvipastoril, envolvendo mogno africano (Kaya ivorensis) e nim indiano (Azadirachta indica) e pastejo rotacionado intensivo de Cynodon nlemfuensis, no período de maio de 2003 a novembro de 2004, na Unidade de Pesquisa Animal “Senador Álvaro Adolpho”, Embrapa Amazônia Oriental, Belém, Pará, no tipo climático Afi, com época mais chuvosa de dezembro a maio e menos chuvosa, de junho a novembro. A área de pastagem experimental, de 5,4 ha, está dividida em seis piquetes, com permanência animal de cinco dias e 25 dias de descanso. Foram utilizados 26 bubalinos Murrah, inteiros, com idade entre 231 e 303 dias. Efetuou-se análise descritiva dos dados experimentais, para obtenção de médias, desvio padrão, valores mínimos e máximos, correlações e variâncias, considerando-se ganho de peso, disponibilidade e composição química da forrageira, variáveis fisiológicas dos animais, variáveis climáticas, desenvolvimento das essências florestais, Índices de Conforto (IC) e de Temperatura – Umidade (ITU). Observou-se excelente desempenho ponderal dos animais experimentais, com ganhos médios de 0,911 kg/dia e peso vivo final de 510 kg. Nos períodos mais e menos chuvosos, a disponibilidade, os níveis de proteína bruta do caule, folha e planta inteira e a digestibilidade “in vitro” da matéria seca e da orgânica da forrageira foram satisfatórios, atendendo as necessidades mínimas para manutenção e destacado desempenho produtivo. Houve interferências das variáveis meteorológicas nos batimentos cardíacos, freqüência respiratória, temperatura retal e movimento ruminal dos animais. O IC ultrapassou o nível crítico, principalmente no período menos chuvoso, bem como os níveis de ITU foram elevados, suplantando o considerado de emergência, indicando a necessidade de práticas de manipulação do ambiente físico para elevar o desempenho animal. O desenvolvimento das essências florestais já fornece melhor ambiência aos animais, em função do sombreamento, o que contribui para a redução do estresse térmico e promove melhor performance produtiva dos búfalos.

Caracterização genética de avestruzes (Struthio camelus) usando marcadores RAPD

O objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade genética de populações de avestruzes (Struthio camelus) por meio de marcadores RAPD (Polimorfismos de DNA amplificado ao acaso). Foram coletadas 121 amostras de indivíduos procedentes dos estados do Pará, Maranhão, Tocantins e Minas Gerais. O DNA genômico foi extraído a partir de sangue total. A triagem de iniciadores permitiu a seleção de 15 entre os 60 analisados que foram amplificados pelo método PCR. Os produtos da PCR foram visualizados em gel de agarose 1,5% e foi gerada uma matriz binária para os fragmentos amplificados com presença (1) e ausência (0) de banda. Para a verificação do número ótimo de bandas polimórficas foi realizada a análise de bootstrap por meio do software GQMOL. Para a análise dos dados foi utilizado o programa NTSYS-pc (Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis Sistem), versão 2.02. A similaridade entre as amostras foi analisada através do coeficiente de Jaccard. Foi gerada uma matriz de distância cofenética, usando o módulo Sahncof, do programa NTSYS 2.2. Para realização da estruturação gênica o procedimento empregado foi a análise de variância molecular (AMOVA), processada no software Arlequin 2.0 (Schneider et al., 2000). Os 15 iniciadores geraram um total de 109 bandas polimórficas. A análise de bootstrap mostrou que a partir de 100 bandas o trabalho já se torna mais confiável, uma vez que a magnitude da correlação foi bem próxima do valor máximo (r=0,99), como também a soma de quadrados dos desvios (SQd) atingiu valor baixo 1,25 e o valor do estresse (E) foi de 0,05. Na análise entre pares de grupos, foi verificado que a maior e menor similaridade estão em torno, respectivamente, de 0,86 e 0,00. No que diz respeito à distribuição de freqüência das similaridades obtidas entre os 5.644 pares formados na matriz genética, pode-se verificar que 32,69 % dos pares ficaram incluídos nas classes com similaridades variando de 0,01 a 0,10. Nota-se que a maior porcentagem (85,59%) dos pares ficou distribuídos nas três primeiras classes das extremidades e que a minoria deles (14,41%) apresentou similaridades variando de 0,21 a 1,00. O teste de Mantel mostrou correlação de 0,81 e o dendrograma gerou 67 grupos delimitados pela Sm que foi de 0,49. A maior similaridade foi de 0,86 e a menor de 0,06. Os dados relativos à análise de variância molecular mostraram que a porcentagem de variação genética entre procedências foi baixa e significativa (24,03%, p < 0,0001), evidenciando que grande parte da variação encontra-se dentro das populações (75,97 %). Os marcadores RAPD foram eficientes na caracterização da similaridade genética.

Interação genótipo x ambiente para a produção de leite na espécie bubalina utilizando inferência Bayesiana por meio de Amostradores de Gibbs

Com o objetivo de verificar a existência da interação genótipo x ambiente, sob a forma de heterogeneidade de variâncias para a produção de leite na espécie bubalina e o seu impacto na avaliação genética dos animais, utilizando a inferência Bayesiana por meio de Amostrador de Gibbs, foram utilizados 5.484 registros de produção de leite referentes à produções de 2.994 búfalas predominantemente Murrah, filhas de 150 reprodutores, acasalados com 1130 matrizes, cujos partos ocorreram entre os anos de 1974 e 2004. Os registros foram provenientes do Programa de Melhoramento Genético dos Bubalinos (PROMEBUL) com a adição de registros provenientes do rebanho da EMBRAPA Amazônia Oriental -EAO, localizada em Belém, Pará. Foram estabelecidas classes de rebanho-ano de parto e de acordo com o desvio padrão de cada classe, os registros de produção de leite foram classificados em classes de alto e baixo desvio-padrão fenotípico. Posteriormente, os dados foram analisados desconsiderando e considerando as classes de desvio-padrão. O modelo utilizado empregou os efeitos fixos referentes às classes de rebanho-ano, mês de parto e covariáveis idade da fêmea ao parto e duração da lactação, além do efeito aleatório de animal, ambiente permanente e ambiente temporário. Para os efeitos fixos, foi assumido distribuição à priori uniforme e para os componentes de (co)variâncias foram assumidas distribuições priori qui-quadrado inversa e Wishart invertida. As médias observadas e desvio-padrão para produção de leite nas classes de alto e baixo desvio-padrão e em análise geral, foram iguais a 1870,21±758,78, 1900,50±587,76 e 1885,48±677,98, respectivamente. As médias posteriores para os componentes de variâncias foram maiores na classe de alto desvio-padrão. A herdabilidade obtida na classe de alto desvio-padrão foi próxima do valor observado na análise geral e inferior ao valor encontrado na classe de baixo desvio-padrão fenotípico. A correlação genética para produção de leite entre as classes de desvio-padrão foi igual a 0,58. As correlações de Spearman entre os valores genéticos para a produção de leite obtidos em análise geral com os valores obtidos nas classes de alto e baixo desvio padrão foram iguais a 0,94 e 0,93, respectivamente, para todos os reprodutores. Para uma amostra dos 10 melhores reprodutores, as mesmas correlações foram iguais a 0,94 e 0,47, respectivamente. Tais resultados revelam presença de heterogeneidade de variâncias entre rebanhos e esta heterogeneidade de variâncias é resultante de fatores ambientais, que podem levar a uma classificação errônea dos melhores reprodutores geneticamente para a produção leite.

Embolization of splenorenal shunt associated to portal vein thrombosis and hepatic encephalopathy

Hepatic encephalopathy (HE) is a cognitive disturbance characterized by neuropsychiatric alterations. It occurs in acute and chronic hepatic disease and also in patients with portosystemic shunts. The presence of these portosystemic shunts allows the passage of nitrogenous substances from the intestines through systemic veins without liver depuration. Therefore, the embolization of these shunts has been performed to control HE manifestations, but the presence of portal vein thrombosis is considered a contraindication. In this presentation we show a cirrhotic patient with severe HE and portal vein thrombosis who was submitted to embolization of a large portosystemic shunt. Case report: a 57 years-old cirrhotic patient who had been hospitalized many times for persistent HE and hepatic coma, even without precipitant factors. She had a wide portosystemic shunt and also portal vein thrombosis. The abdominal angiography confirmed the splenorenal shunt and showed other shunts. The larger shunt was embolized through placement of microcoils, and the patient had no recurrence of overt HE. There was a little increase of esophageal and gastric varices, but no endoscopic treatment was needed. Since portosystemic shunts are frequent causes of recurrent HE in cirrhotic patients, portal vein thrombosis should be considered a relative contraindication to perform a shunt embolization. However, in particular cases with many shunts and severe HE, we found that one of these shunts can be safely embolized and this procedure can be sufficient to obtain a good HE recovery. In conclusion, we reported a case of persistent HE due to a wide portosystemic shunt associated with portal vein thrombosis. As the patient had other shunts, she was successfully treated by embolization of the larger shunt. (C) 2014 Baishideng Publishing Group Inc. All rights reserved.

Statistical physics approach to dendritic computation: The excitable-wave mean-field approximation

We analytically study the input-output properties of a neuron whose active dendritic tree, modeled as a Cayley tree of excitable elements, is subjected to Poisson stimulus. Both single-site and two-site mean-field approximations incorrectly predict a nonequilibrium phase transition which is not allowed in the model. We propose an excitable-wave mean-field approximation which shows good agreement with previously published simulation results [Gollo et al., PLoS Comput. Biol. 5, e1000402 (2009)] and accounts for finite-size effects. We also discuss the relevance of our results to experiments in neuroscience, emphasizing the role of active dendrites in the enhancement of dynamic range and in gain control modulation.

Mechanismen und funktionelle Konsequenzen der Chlorid-Homöostase in unreifen Neuronen des Neocortex

GABA, der wichtigste inhibitorische Neurotransmitter im adulten Gehirn, bewirkt im unreifen Nervensystem eine Membrandepolarisation, vermutlich aufgrund der erhöhten intrazellulären Chloridkonzentration ([Cl-]i) in unreifen Nervenzellen. GABAerge Membrandepolarisationen sind essentiell für die korrekte Entwicklung des zentralen Nervensystems und die Entstehung kortikaler Netzwerkaktivität. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde mit Hilfe elektrophysiologischer und immunohistochemischer Methoden die Regulation der Chlorid-Homöostase in unreifen Neuronen des Neokortex untersucht. Die Experimente wurden an Cajal-Retzius (CR) Zellen, einem transienten Zelltyp der Marginalzone, in akuten Hirnschnittpräparaten neonataler Ratten (P0-P3) durchgeführt. Es konnte gezeigt werden, dass CR Zellen eine hohe native [Cl-]i von ~30 mM aufweisen. Die hohe [Cl-]i wurde ausschließlich durch Bumetanid sensitiven und Na+-abhängigen aktiven Cl--Transport aufrechterhalten, was auf eine Cl--Akkumulation durch den Kationen-Chlorid-Cotransporter NKCC1 schließen lässt. Diese pharmakologischen Hinweise konnten durch den Nachweis der Expression von NKCC1 in der gesamten Marginalzone, speziell in CR Zellen, bestätigt werden. Die Transportgeschwindigkeit der NKCC1-abhängigen Cl--Akkumulation war gering, was auf eine limitierte Transportkapazität schließen lässt. In Übereinstimmung mit diesem Befund konnte gezeigt werden, dass die Cl--Leitfähigkeit in CR Zellen äußerst klein ist, so dass die NKCC1-abhängige Cl--Akkumulation ausreichend war, um unter Ruhebedingungen eine hohe [Cl-]i zu gewährleisten. Aufgrund dieser hohen [Cl-]i waren GABAA-Rezeptor vermittelte Antworten in CR Zellen exzitatorisch. Die Kapazität des NKCC1-vermittelten Cl--Transportes in CR Zellen konnte durch höherfrequente Stimulation überschritten werden, was dazu führte, dass die [Cl-]i abnahm und GABAerge Antworten unter diesen Bedingungen inhibitorisch wurden. Die inhibitorische Wirkung von GABA in CR Zellen wurde überwiegend durch die Reduktion des Eingangswiderstandes der Zelle vermittelt und beruhte nicht auf einer Verschiebung der Aktionspotentialschwelle.

Studio di fase I sulla reinfusione intraepatica di cellule staminali CD 133+ altamente purificate nei pazienti con malattia epatica terminale

Numerose evidenze sperimentali hanno dimostrato il contributo delle cellule staminali di derivazione midollare nei processi di rigenerazione epatica dopo danno tissutale. E’ cresciuto pertanto l’interesse sul loro potenziale impiego in pazienti con cirrosi. Questo studio si propone di valutare la fattibilità e la sicurezza della reinfusione intraepatica di cellule staminali midollari autologhe CD133+ in 12 pazienti con insufficienza epatica terminale definita da un punteggio di Model for End Stage of Liver Disease (MELD) compreso tra 17 e 25. L’efficacia in termini di funzionalità epatica rappresenta un obiettivo secondario. Previa mobilizzazione nel sangue periferico mediante somministrazione di granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF) alla dose di 7,5 mcg/Kg/b.i.d. e raccolta per leucoaferesi, le cellule CD133+ altamente purificate vengono reinfuse in arteria epatica a partire da 5x104/Kg fino a 1x106/kg. Nei tre giorni successivi si somministra G-CSF per favorire l’espansione e l’attecchimento delle cellule. Durante la mobilizzazione, la reinfusione e nei 12 mesi successivi i pazienti sono sottoposti a periodici controlli clinici, laboratoristici e strumentali e ad attenta valutazione di effetti collaterali. Lo studio è tuttora in corso e ad oggi, 11 pazienti sono stati sottoposti a reinfusione e 4 hanno completato i 12 mesi di follow-up. Il G-CSF è stato ben tollerato e ha consentito di ottenere una buona espansione cellulare. Dopo la reinfusione sono stati documentati un ematoma inguinale e due episodi transitori di encefalopatia portosistemica. Durante il follow-up 4 pazienti sono stati trapiantati e 2 sono morti. Non è stata osservata alcuna modificazione significativa degli indici di funzione epatica. Questi risultati preliminari confermano la possibilità di mobilizzare e reinfondere un numero adeguato di cellule staminali di derivazione midollare in pazienti con malattia epatica in stadio terminale.

Fabrication, Electrical Characterization and Simulation of Thin Film Solar Cells: CdTe and CIGS Materials

CdTe and Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin film solar cells are fabricated, electrically characterized and modelled in this thesis. We start from the fabrication of CdTe thin film devices where the R.F. magnetron sputtering system is used to deposit the CdS/CdTe based solar cells. The chlorine post-growth treatment is modified in order to uniformly cover the cell surface and reduce the probability of pinholes and shunting pathways creation which, in turn, reduces the series resistance. The deionized water etching is proposed, for the first time, as the simplest solution to optimize the effect of shunt resistance, stability and metal-semiconductor inter-diffusion at the back contact. In continue, oxygen incorporation is proposed while CdTe layer deposition. This technique has been rarely examined through R.F sputtering deposition of such devices. The above experiments are characterized electrically and optically by current-voltage characterization, scanning electron microscopy, x-ray diffraction and optical spectroscopy. Furthermore, for the first time, the degradation rate of CdTe devices over time is numerically simulated through AMPS and SCAPS simulators. It is proposed that the instability of electrical parameters is coupled with the material properties and external stresses (bias, temperature and illumination). Then, CIGS materials are simulated and characterized by several techniques such as surface photovoltage spectroscopy is used (as a novel idea) to extract the band gap of graded band gap CIGS layers, surface or bulk defect states. The surface roughness is scanned by atomic force microscopy on nanometre scale to obtain the surface topography of the film. The modified equivalent circuits are proposed and the band gap graded profiles are simulated by AMPS simulator and several graded profiles are examined in order to optimize their thickness, grading strength and electrical parameters. Furthermore, the transport mechanisms and Auger generation phenomenon are modelled in CIGS devices.

Patent arterial duct, bottle-meal, and fatal myocardial ischaemia

A patent arterial duct in pre-term neonates is frequent. Systemic complications consecutive to left-to-right shunting are well known but fatal myocardial ischaemia has not been described till now. The presented premature baby died from catecholamine refractory cardiogenic shock. Autoptic examination revealed acute ischaemic changes predominantly in the inner third of myocardium, speaking of coronary hypoperfusion due to a steal phenomenon secondary to the patent arterial duct.

Preliminary results of an ICP-controlled subarachnoid hemorrhage rabbit model for the study of delayed cerebral vasospasm

INTRODUCTION: Intracisternal blood injection is the most common applied experimental subarachnoid bleeding technique in rabbits. The model comprises examiner-dependent variables and does not closely represent the human pathophysiological sequelae of ruptured cerebral aneurysm. The degree of achieved delayed cerebral vasospasm (DCVS) in this model is often mild. The aim of this study was to characterize and evaluate the feasibility of a clinically more relevant experimental SAH in vivo model. SAH was performed by arterial blood shunting from the subclavian artery into the great cerebral cistern. A total of five experiments were performed. Intracranial pressure (ICP), arterial blood pressure, heart rate, arterial blood gas analysis, and neurological status were monitored throughout the experiments. SAH induced vasoconstriction of the basilar artery was 52.1±3.4% on day 3 compared to baseline (P<0.05). Post-mortem gross examination of the brain showed massive blood clot accumulation around the brainstem and ventral surface of the brain. The novel technique offers an examiner independent SAH induction and triggers high degrees of delayed cerebral vasospasm. The severity of vasospasm attained offers a unique opportunity to evaluate future therapeutic treatment options.