Top-down morphogenesis of colorectal tumors

One of the fundamental tenets of oncology is that tumors arise from stem cells. In the colon, stem cells are thought to reside at the base of crypts. In the early stages of tumorigenesis, however, dysplastic cells are routinely found at the luminal surface of the crypts whereas the cells at the bases of these same crypts appear morphologically normal. To understand this discrepancy, we evaluated the molecular characteristics of cells isolated from the bases and orifices of the same crypts in small colorectal adenomas. We found that the dysplastic cells at the tops of the crypts often exhibited genetic alterations of adenomatous polyposis coli (APC) and neoplasia-associated patterns of gene expression. In contrast, cells located at the base of these same crypts did not contain such alterations and were not clonally related to the contiguous transformed cells above them. These results imply that development of adenomatous polyps proceeds through a top-down mechanism. Genetically altered cells in the superficial portions of the mucosae spread laterally and downward to form new crypts that first connect to preexisting normal crypts and eventually replace them.

Top-down free-energy minimization on protein potential energy landscapes

The hierarchical properties of potential energy landscapes have been used to gain insight into thermodynamic and kinetic properties of protein ensembles. It also may be possible to use them to direct computational searches for thermodynamically stable macroscopic states, i.e., computational protein folding. To this end, we have developed a top-down search procedure in which conformation space is recursively dissected according to the intrinsic hierarchical structure of a landscape's effective-energy barriers. This procedure generates an inverted tree similar to the disconnectivity graphs generated by local minima-clustering methods, but it fundamentally differs in the manner in which the portion of the tree that is to be computationally explored is selected. A key ingredient is a branch-selection algorithm that takes advantage of statistically predictive properties of the landscape to guide searches down the tree branches that are most likely to lead to the physically relevant macroscopic states. Using the computational folding of a β-hairpin-forming peptide as an example, we show that such predictive properties indeed exist and can be used for structure prediction by free-energy global minimization.

O efeito da estimulação top-down e bottom-up no potencial evocado auditivo de tronco encefálico com estímulo complexo

Introdução: Crianças com transtorno fonológico (TF) apresentam dificuldade na percepção de fala, em processar estímulos acústicos quando apresentados de forma rápida e em sequência. A percepção dos sons complexos da fala, dependem da integridade no processo de codificação analisado pelo Sistema Nervoso Auditivo. Por meio do Potencial Evocado Auditivo de Tronco Encefálico com estímulo complexo (PEATEc) é possível investigar a representação neural dos sons em níveis corticais e obter informações diretas sobre como a estrutura do som da sílaba falada é codificada no sistema auditivo. Porém, acredita-se que esse potencial sofre interferências tanto de processos bottom-up quanto top-down, o que não se sabe é quanto e como cada um desses processos modifica as respostas do PEATEc. Uma das formas de investigar a real influência dos aspectos top-down e bottom-up nos resultados do PEATEc é estimulando separadamente esses dois processos por meio do treinamento auditivo e da terapia fonoaudiológica. Objetivo: Verificar o impacto da estimulação sensorial (processamento bottom-up) e cognitiva (processamento top-down), separadamente, nos diferentes domínios da resposta eletrofisiológica do PEATEc. Método: Participaram deste estudo 11 crianças diagnosticadas com TF, com idades entre 7 e 10:11, submetidas a avaliação comportamental e eletrofisiológica e então dividas nos grupos Bottom-up (B-U) (N=6) e Top-down T-D (N=5). A estimulação bottom-up foi voltada ao treinamento das habilidades sensoriais, através de softwares de computador. A estimulação top-down foi realizada por meio de tarefas para estimular as habilidades cognitiva por meio do Programa de Estimulação Fonoaudiológica (PEF). Ambas as estimulações foram aplicadas uma vez por semana, num período de aproximadamente 45 minutos por 12 semanas. Resultados: O grupo B-U apresentou melhoras em relação aos domínios onset e harmônicos e no valor da pontuação do escore após ser submetido à estimulação bottom-up. Por sua vez, após serem submetidos à estimulação top-down, o grupo T-D apresentou melhoras em relação aos domínios onset, espectro-temporal, fronteiras do envelope e harmônicos e para os valores da pontuação do escore. Conclusão: Diante dos resultados obtidos neste estudo, foi possível observar que a estimulação sensorial (processamento bottom-up) e a estimulação cognitiva (processamento top-down) mostraram impactar de forma diferente a resposta eletrofisiológica do PEATEc