Dissecting the molecular interaction between hepatocytes and Plasmodium liver parasites

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

MOLECULAR IDENTIFICATION OF Pseudoterranova azarasi LARVAE IN COD (Gadus sp.) SOLD FOR HUMAN CONSUMPTION IN BRAZIL

Anisakiasis and Pseudoterranovosis are human diseases caused by the ingestion of live Anisakidae larvae in raw, undercooked or lightly marinated fish. Larvae were collected from one salted cod sold for human consumption in a Sao Paulo market in 2013. One section of one brownish larva was used for molecular analyses. The partial COX2 gene sequence from the larva had a nucleotide identity of 99.8 % with Pseudoterranova azarasi, which belongs to the Pseudoterranova decipiens species complex. The risk of allergy when consuming dead larvae in salted fish is not well known and should be considered.

MOLECULAR SURVEILLANCE OF Plasmodium vivax AND Plasmodium falciparum DHFR MUTATIONS IN ISOLATES FROM SOUTHERN IRAN

In Iran, both Plasmodium vivax and P. falciparum malaria have been detected, but P. vivax is the predominant species. Point mutations in dihydrofolate reductase (dhfr) gene in both Plasmodia are the major mechanisms of pyrimethamine resistance. From April 2007 to June 2009, a total of 134 blood samples in two endemic areas of southern Iran were collected from patients infected with P. vivax and P. falciparum. The isolates were analyzed for P. vivax dihydrofolate reductase (pvdhfr) and P. falciparum dihydrofolate reductase (pfdhfr) point mutations using various PCR-based methods. The majority of the isolates (72.9%) had wild type amino acids at five codons of pvdhfr. Amongst mutant isolates, the most common pvdhfr alleles were double mutant in 58 and 117 amino acids (58R-117N). Triple mutation in 57, 58, and 117 amino acids (57L/58R/117N) was identified for the first time in the pvdhfr gene of Iranian P. vivax isolates. All the P. falciparumsamples analyzed (n = 16) possessed a double mutant pfdhfrallele (59R/108N) and retained a wild-type mutation at position 51. This may be attributed to the fact that the falciparum malaria patients were treated using sulfadoxine-pyrimethamine (SP) in Iran. The presence of mutant haplotypes in P. vivax is worrying, but has not yet reached an alarming threshold regarding drugs such as SP. The results of this study reinforce the importance of performing a molecular surveillance by means of a continuous chemoresistance assessment.

Integrated study by NMR and X-ray Crystallography on the analysis of the molecular interactions in heme-binding proteins

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Bioquímica, Especialidade Bioquímica Estrutural

Molecular determinants of ligand specificity in carbohydrate-binding modules: an NMR and X-ray crystallography integrated study

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Bioquímica – Ramo Bioquímica Estrutural

Calcinose Cutis, Insuficiência Renal e Heparinas de Baixo Peso Molecular Contendo Cálcio

Foi solicitada observação por Dermatologia de uma doente de 35 anos de idade, de raça negra, por 2 nódulos subcutâneos localizados na região paraumbilical direita e flanco direito com 2 semanas de evolução. Da história prévia, destaque para doença renal crónica em programa de hemodiálise e infeção pelo vírus da imunodeficiência humana (VIH-1). Ao exame objetivo observaram-se 2 nódulos bem delimitados, subcutâneos, sem alteração da coloração; à palpação, estes eram dolorosos, de consistência pétrea e não aderentes aos planos profundos. Foi realizada biópsia incisional para exame histopatológico, que confirmou a hipótese diagnóstica de calcinose cutis. Uma revisão cuidadosa de toda a medicação realizada permitiu estabelecer a relação entre este achado e a administração subcutânea de nadroparina cálcica nessa localização, umas semanas antes. A dermatose regrediu espontaneamente em 2 meses após a suspensão das injeções subcutâneas de nadroparina cálcica. A calcinose cutis devida à administração de heparinas de baixo peso molecular contendo cálcio é rara, admitindo-se que elevação do produto fósforo-cálcio possa ser determinante na sua fisiopatologia. É geralmente autolimitada, resolvendo espontaneamente.

Molecular mechanisms of sexual development in basidiomycetes: exploring connections with lifestyles

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Biologia

Leber Congenital Amaurosis: Comprehensive Survey of the Genetic Heterogeneity, Refinement of the Clinical Definition, and Genotype-Phenotype Correlations as a Strategy for Molecular Diagnosis

Leber congenital amaurosis (LCA) is the earliest and most severe form of all inherited retinal dystrophies, responsible for congenital blindness. Disease-associated mutations have been hitherto reported in seven genes. These genes are all expressed preferentially in the photoreceptor cells or the retinal pigment epithelium but they are involved in strikingly different physiologic pathways resulting in an unforeseeable physiopathologic variety. This wide genetic and physiologic heterogeneity that could largely increase in the coming years, hinders the molecular diagnosis in LCA patients. The genotyping is, however, required to establish genetically defined subgroups of patients ready for therapy. Here, we report a comprehensive mutational analysis of the all known genes in 179 unrelated LCA patients, including 52 familial and 127 sporadic (27/127 consanguineous) cases. Mutations were identified in 47.5% patients. GUCY2D appeared to account for most LCA cases of our series (21.2%), followed by CRB1 (10%), RPE65 (6.1%), RPGRIP1 (4.5%), AIPL1 (3.4%), TULP1 (1.7%), and CRX (0.6%). The clinical history of all patients with mutations was carefully revisited to search for phenotype variations. Sound genotype-phenotype correlations were found that allowed us to divide patients into two main groups. The first one includes patients whose symptoms fit the traditional definition of LCA, i.e., congenital or very early cone-rod dystrophy, while the second group gathers patients affected with severe yet progressive rod-cone dystrophy. Besides, objective ophthalmologic data allowed us to subdivide each group into two subtypes. Based on these findings, we have drawn decisional flowcharts directing the molecular analysis of LCA genes in a given case. These flowcharts will hopefully lighten the heavy task of genotyping new patients but only if one has access to the most precise clinical history since birth.

Clinical and Molecular Characterization of Diastrophic Dysplasia in the Portuguese Population

SLC26A2-related dysplasias encompass a spectrum of diseases: from lethal achondrogenesis type 1B (ACG1B; MIM #600972) and atelosteogenesis type 2 (AO2; MIM #256050) to classical diastrophic dysplasia (cDTD; MIM #222600) and recessive multiple epiphyseal dysplasia (rMED; MIM #226900). This study aimed at characterizing clinically, radiologically and molecularly 14 patients affected by non-lethal SLC26A2-related dysplasias and at evaluating genotype-phenotype correlation. Phenotypically, eight patients were classified as cDTD, four patients as rMED and two patients had an intermediate phenotype (mild DTD - mDTD, previously 'DTD variant'). The Arg279Trp mutation was present in all patients, either in homozygosity (resulting in rMED) or in compound heterozygosity with the known severe alleles Arg178Ter or Asn425Asp (resulting in DTD) or with the mutation c.727-1G>C (causing mDTD). The 'Finnish mutation', c.-26+2T>C, and the p.Cys653Ser, both frequent mutations in non-Portuguese populations, were not identified in any of the patients of our cohort and are probably very rare in the Portuguese population. A targeted mutation analysis for p.Arg279Trp and p.Arg178Ter in the Portuguese population allows the identification of approximately 90% of the pathogenic alleles.

Ocorrência, diagnóstico molecular e resistência a antifúngicos de Candida sp. de infecções vaginais em Portugal e Cabo-Verde

Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina

Moluscos hospedeiros intermediários de tremátodes: Estudo molecular de helisoma sp. (Gastropoda: planorbidae) de diferentes áreas geográficas

Ao longo dos tempos a caracterização das diferentes espécies da classe Gastropoda baseava-se apenas em características fenotípicas (morfologia da concha e partes moles), as quais eram insuficientes para distinguir espécies e subespécies. Assim, a caracterização genética desenvolvida nos últimos anos, tem-se mostrado uma boa ferramenta aplicada á diferenciação molecular de espécies, permitindo uma melhor compreensão sobre moluscos com um importante papel como hospedeiros intermediários de tremátodes e qual a sua posição dentro da família Planorbidae. Os objectivos deste trabalho foram, por um lado fazer um estudo comparativo de populações de Helisoma sp., de Portugal e Cabo Verde, baseado num estudo molecular utilizando marcadores moleculares, nomeadamente o gene COI do DNA mitocondrial (mtDNA) e o gene 16S do RNA ribossomal (rRNA) e a região interna transcrita (ITS) do DNA ribossomal, e recorrendo à técnica PCR-RFLP, direccionada para a região ITS para a identificação de possíveis polimorfismos e, por outro lado estabelecer uma relação filogenética entre as populações portuguesas e cabo verdianas de Helisoma e outros planorbideos, hospedeiros intermediários de tremátodes. Os resultados obtidos, para os genes em análise permitiram a identificação de três regiões distintas: Cabo Verde, Madeira e Portugal Continental, esta última formada pelas amostras de Algarve e Coimbra, apesar da distante geográfica que separa cada umas destas duas áreas. Os resultados obtidos para os genes COI e 16S e para a região ITS, mostraram uma elevada homologia com as espécies Helisoma trivolvis e H. duryi.

Medicago truncatula as a platform for Molecular Farming: a study of the subcellular localization of a human recombinant protein!

Dissertation presented at Faculdade de Ciências e Tecnologia of Universidade Nova de Lisboa to obtain the Degree of Master in Biotecnology

Contribuição para o estudo de infecção por Treponema pallidum subespécie pallidum: resposta serológica, diagnóstico molecular e genotipagem

A sífilis é uma doença sexualmente transmitida, reconhecida como tal desde o século XVI, cujo agente etiológico é Treponema pallidum subespécie pallidum, para o qual não existe meio de cultura artificial. Sendo uma infecção com inúmeras manifestações clínicas, incluindo a fase de latência e não havendo uma técnica que possa ser um verdadeiro teste padrão, o seu diagnóstico clínico e laboratorial afigura-se muitas vezes difícil. Nesta tese foram avaliados vários testes Venereal Disease Research Laboratory (VDRL), Rapid Plasma Reagin Test (RPR), Treponema pallidum Hemaglutination Antibody (TPHA), Fluorescent Treponemal Antibody Absortion (FTA-Abs), Passive Particle Agglutination Test (TP.PA), teste imunoenzimática (SYPHILIS-EIA) e Western-blot para a pesquisa de anticorpos anti-Treponema pallidum e técnicas de biologia molecular reacção em cadeia da polimerase (PCR) para o diagnóstico da sífilis nos seus diferentes estádios, incluindo neurossífilis. Experimentaram-se várias sequências iniciadoras (47-F/47-R, polA-F/polA-R-(PE), KO3A/KO4 e polA-F/polA-R) para amplificação de fragmentos dos genes da lipoproteína de 47kDa e do ADN polimerase I, e diferentes tipos de amostras: exsudado de úlceras genitais e de lesões cutâneas de secundarismo, exsudado de biopsias do lóbulo da orelha, sangue total, plasma, soro e liquor. Foram também optimizadas técnicas de PCR para a genotipagem de Treponema pallidum (amplificação de um fragmento do gene tpr e do gene arp) as quais foram aplicadas em algumas amostras incluídas neste estudo. Com a técnica de RPR obtiveram-se resultados idênticos ao VDRL no sangue e no liquor, pelo que parece que ambas as técnicas podem ser indiscriminadamente utilizadas nos dois tipos de produtos. Com os testes treponémicos obtiveram-se também, resultados semelhantes no liquor e no sangue. No entanto, as diferenças encontradas indicam que: a) o FTA-Abs, o Western-blot e o TP.PA devem ser os testes a utilizar nas fases precoces da infecção; b) o teste EIA parece indicado no caso de um grande número de amostras; c) o TP.PA e o TPHA podem ser utilizados na rotina laboratorial e, o primeiro eventualmente, também, na monitorização da terapêutica; d) o FTA-Abs e o Western-blot são os testes treponémicos que, de preferência devem ser utilizados no diagnóstico de neurossífilis embora os resultados do TP.PA se comparem aos do TPHA, no caso da infecção do sistema nervoso central por Treponema pallidum. A co-infecção com o VIH parece, ter efeito apenas, na reactividade dos testes não treponémicos, ocasionando falsa reactividade, independentemente da existência simultânea de toxicodependência. Em relação à técnica de PCR para o diagnóstico de sífilis, e para as várias sequências iniciadoras experimentadas os melhores resultados obtiveram-se com o par KO3A/KO4. A sensibilidade da técnica de PCR e de genotipagem nas amostras das úlceras genitais e das lesões cutâneas de sífilis secundária foi de 100%, o mesmo não acontecendo quando as técnicas se aplicaram à identificação de Treponema pallidum no sangue e no liquor, pelo que a técnica de PCR aplicada a este tipo de amostras necessita de ser aperfeiçoada. No entanto o exsudado de biopsia do lóbulo da orelha, seguida do plasma são os produtos, em que mais vezes, se identificou ADN de Treponema pallidum. O genótipo de Treponema pallidum subespécie pallidum mais frequentemente encontrado foi o 14c, sendo que o genótipo 10a foi pela primeira vez identificado no presente estudo.