Remediação Ambiental

A agricultura é uma das atividades mais antigas realizadas pelo Homem, sendo de grande importância para a obtenção tanto de bens alimentares como de bens para outros fins. No entanto desde o início constatou-se que as culturas eram afetadas por pragas e doenças que levavam à perda das colheitas. Este motivo deu origem à necessidade de nesses termos surgiu a aplicação de substâncias com o objetivo de proteger as colheitas. Os pesticidas são substâncias naturais ou sintéticas, aplicadas com o objetivo de proteger as plantas eliminando pragas e doenças. Para além da potencial toxicidade destas substâncias, em alguns casos a sua degradação no meio ambiente por microrganismos, hidrólise, radiação solar, etc. dá origem a produtos de degradação tanto ou mais tóxicos que os próprios pesticidas. A utilização deste tipo de substâncias acarreta problemas, visto a sua aplicação ser feita de forma a compensar perdas que ocorrem por meio de degradação, lixiviação, entre outros processos. Este tipo de aplicação leva a que haja contaminação do meio ambiente por parte dos pesticidas, pondo em risco tanto a saúde humana como os restantes seres vivos. A utilização de ciclodextrinas no encapsulamento destes compostos tem como objetivo aumentar a estabilidade do composto e promover a sua libertação de forma controlada. No presente trabalho pretende-se efetuar um estudo comparativo sobre a fotodegradação do herbicida terbutilazina e do fungicida pirimetanil livres e quando encapsulados com 2- hidroxipropil-β- ciclodextrina. De forma a quantificar os pesticidas ao longo do estudo foi utilizado o método analítico de HPLC de fase reversa. Os resultados permitiram constatar que a terbutilazina é fotoquimicamente estável, nas condições aplicadas, visto que ao fim de 75 dias de as soluções de pesticida livre em água desionizada e em água do rio apresentarem ainda 98% do pesticida inicial e as soluções de pesticida encapsulado em água desionizada e em água do rio apresentarem ainda 98% do pesticida inicial. Neste caso particular não foi possível, no intervalo de tempo considerado, avaliar a influência do encapsulamento no processo de fotodegradação da terbutilazina. Dada a baixa fotodegradação observada optou-se pela adição de peróxido de hidrogénio às soluções de controlo e 35 mM de HP-β-CD e acetona às soluções de 0 mM e 17,5 mM de HP-β-CD, para tentar promover a degradação do pesticida. Através dos resultados obtidos constatou-se que particularmente para as soluções onde foi adicionada acetona houve um aumento da velocidade de degradação no entanto esta ainda ocorria de forma lenta e muito semelhante quer para o pesticida livre quer para o encapsulado. Relativamente ao estudo da fotodegradação do pirimetanil verificou-se que ao fim de 4 dias de irradiação as soluções de pesticida livre apresentavam já alguma degradação do pesticida e tendo o período de irradiação uma duração de 53 dias foi possível para este pesticida determinar os parâmetros cinéticos em algumas das soluções. Quanto as soluções de água desionizada e água do rio com pirimetanil livre ambas apresentaram degradação do pesticida verificando-se uma cinética de reação de 1ª ordem com constantes de 0,0018 dias-1 e de 0,0060 dias-1 respetivamente. Para a solução de água desionizada com pirimetanil encapsulado não foi detetada degradação do pesticida, já para a solução com pirimetanil encapsulado em água do rio verificou-se a existência de degradação que correspondeu a uma cinética de degradação de 1ª ordem com uma constante de 0,0013 dias-1. Através dos resultados obtidos pode-se concluir que o encapsulamento do pirimetanil com 2-hidroxipropil-β-ciclodextrina é vantajoso visto diminuir a quantidade de pesticida utilizado e aumentar a eficácia do controlo das pragas.

Estudo da Toxicidade do Chumbo na Levedura Saccharomyces cerevisiae

O chumbo é um importante poluente ambiental. A levedura Saccharomyces cerevisiae constitui um modelo útil para o estudo dos efeitos tóxicos do chumbo. O conhecimento dos mecanismos de defesa e resistência à presença de metais pesados poderá ser útil em tecnologias de proteção ambiental, nomeadamente no desenvolvimento de novas metodologias para a biorremediação de metais pesados. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o impacto do Pb na capacidade proliferativa, na integridade membranar e na produção intracelular de espécies reativas de oxigénio (ROS), na estirpe laboratorial da levedura Saccharomyces cerevisiae BY4741 (estirpe selvagem, WT). Foi também estudado o papel das mitocôndrias, como fonte de ROS induzida por Pb, e o envolvimento da H+-ATPase vacuolar (V-ATPase) e de transportadores vacuolares pertencentes à superfamília ABC (de ATP-binding cassette) na defesa contra a toxicidade do Pb. O estudo cinético do impacto de duas concentrações de Pb na viabilidade das leveduras (avaliado através de um ensaio clonogénico), na integridade da membrana celular (determinada com iodeto de propídio) e na produção intracelular de ROS (o anião superóxido foi detetado com dihidroetídio e o peróxido de hidrogénio com 2’,7’- diclorodihidrofluoresceína), revelou uma perda progressiva da capacidade proliferativa (53 e 17% de células viáveis, após a exposição durante 3h a 250 ou 1000 µmol/l de chumbo, respetivamente), coincidente com a acumulação intracelular de anião superóxido e de peróxido de hidrogénio, na ausência de perda da integridade membranar. A importância das mitocôndrias na produção de ROS, induzida por chumbo, foi levada a cabo usando um mutante deficiente respiratório desprovido de ADN mitocondrial (ƿ0). Quando comparado com a respetiva estirpe parental, o mutante ƿ0 apresentou uma maior resistência ao Pb e uma menor produção de ROS induzida por Pb. A exposição das células da estirpe BY4741 a 250 e 1000 µmol/l de chumbo originou a formação de 49 e 58% de células deficientes respiratórias, respetivamente. A função da V-ATPase, na desintoxicação de chumbo, foi avaliada utilizando mutantes com uma estrutura vacuolar normal mas defetivos em subunidades da VATPase (vma1Δ, vma2Δ, vma3Δ e vph1Δ). Comparativamente às células da estirpe WT, todos os mutantes testados, sem V-ATPase funcional, apresentaram uma maior suscetibilidade ao Pb. O papel dos transportadores vacuolares pertencentes à superfamília ABC, na defesa contra a toxicidade induzida por chumbo, foi levada a cabo utilizando mutantes sem os transportadores Ycf1p ou Vmr1p. Os resultados preliminares mostraram que quando comparadas com as células da estirpe WT, as células das estirpes ycf1Δ ou vmr1Δ não apresentavam uma maior perda da viabilidade. A modificação da morfologia vacuolar, em células expostas a chumbo, foi visualizada utilizando a estirpe Vma2p-GFP. O tratamento das células com Pb originou a fusão dos vacúolos de tamanho médio num único vacúolo de grande dimensão. Em conclusão, os estudos desenvolvidos no presente trabalho, utilizando a estirpe laboratorial BY4741, mostraram que a perda da capacidade proliferativa das leveduras, induzida pelo chumbo, pode ser atribuída à acumulação intracelular do anião superóxido e de peróxido de hidrogénio. As mitocôndrias parecem ser uma das principais fontes de ROS induzido por Pb e, simultaneamente, um dos principais alvos da sua toxicidade. Em S. cerevisiae, o vacúolo desempenha um papel importante na desintoxicação do Pb. A modificação da morfologia vacuolar após exposição ao chumbo poderá ser a consequência da acumulação de Pb no vacúolo. Enquanto os transportadores da superfamília ABC parecem não estar envolvidos na sequestração vacuolar de Pb, é necessária a presença, num estado funcional, da V-ATPase para que ocorra a compartimentação do Pb. Muito provavelmente, a compartimentação do Pb no vacúolo previne a sua acumulação no citosol e o desencadear dos respetivos efeitos tóxicos.

EFFECTS OF VITAMIN C SUPPLEMENTATION ON THE CHRONIC PHASE OF CHAGAS DISEASE

Introduction:In order to examine the effectiveness of vitamin C (ascorbic acid) in combating the oxidative insult caused by Trypanosoma cruzi during the development of the chronic phase of Chagas disease, Swiss mice were infected intraperitoneally with 5.0 × 104 trypomastigotes of T. cruzi QM1strain.Methods:Mice were given supplements of two different doses of vitamin C for 180 days. Levels of lipid oxidation (as indicated by thiobarbituric acid reactive substances-TBARS), total peroxide, vitamin C, and reduced glutathione were measured in the plasma, TBARS, total peroxide and vitamin C were measured in the myocardium and histopathologic analysis was undertaken in heart, colon and skeletal muscle.Results:Animals that received a dose equivalent to 500 mg of vitamin C daily showed increased production of ROS in plasma and myocardium and a greater degree of inflammation and necrosis in skeletal muscles than those that received a lower dose or no vitamin C whatsoever.Conclusion:Although some research has shown the antioxidant effect of vitamin C, the results showed that animals subject to a 500 mg dose of vitamin C showed greater tissue damage in the chronic phase of Chagas disease, probably due to the paradoxical actions of the substance, which in this pathology, will have acted as a pro-oxidant or pro-inflammatory.

The mechanism of formate oxidation by metal-dependent formate dehydrogenases

J Biol Inorg Chem (2011) 16:1255–1268 DOI 10.1007/s00775-011-0813-8

Nitrite reduction by xanthine oxidase family enzymes: a new class of nitrite reductases

J Biol Inorg Chem (2011) 16:443–460 DOI 10.1007/s00775-010-0741-z

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.

Enzymatic activity mastered by altering metal coordination spheres

J Biol Inorg Chem (2008) 13:1185–1195 DOI 10.1007/s00775-008-0414-3

Kinetics studies of the superoxide-mediated electron transfer reactions between rubredoxin-type proteins and superoxide reductases

J Biol Inorg Chem (2006) 11: 433–444 DOI 10.1007/s00775-006-0090-0

Mo and W bis-MGD enzymes: nitrate reductases and formate dehydrogenases

J Biol Inorg Chem (2004) 9: 791–799 DOI 10.1007/s00775-004-0573-9

Formation of a stable cyano-bridged dinuclear iron cluster following oxidation of the superoxide reductases from Treponema pallidum and Desulfovibrio vulgaris with K(3)Fe(CN)(6)

Inorg. Chem., 2003, 42 (4), pp 938–940 DOI: 10.1021/ic0262886

The Effect of Statins on Mortality in Septic Patients: a Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials

OBJECTIVE: Statins are among the most prescribed drugs worldwide and their recently discovered anti-inflammatory effect seems to have an important role in inhibiting proinflammatory cytokine production, chemokines expression and counteracting the harmful effects of sepsis on the coagulation system. We decided to perform a meta-analysis of all randomized controlled trials ever published on statin therapy in septic patients to evaluate their effect on survival and length of hospital stay. DATA SOURCES AND STUDY SELECTION: Articles were assessed by four trained investigators, with divergences resolved by consensus. BioMedCentral, PubMed, Embase and the Cochrane Central Register of clinical trials were searched for pertinent studies. Inclusion criteria were random allocation to treatment and comparison of statins versus any comparator in septic patients. DATA EXTRACTION AND SYNTHESIS: Data from 650 patients in 5 randomized controlled studies were analyzed. No difference in mortality between patients receiving statins versus control (44/322 [14%] in the statins group vs 50/328 [15%] in the control arm, RR = 0.90 [95% CI 0.65 to 1.26], p = 0.6) was observed. No differences in hospital stay (p = 0.7) were found. CONCLUSIONS: Published data show that statin therapy has no effect on mortality in the overall population of adult septic patients. Scientific evidence on statins role in septic patients is still limited and larger randomized trials should be performed on this topic.

A Síndrome de Smith-Lemli-Opitz: Características Fenotípicas e Genotípicas dos Doentes Portugueses

A síndrome de Smith-Lemli-Opitz (SLOS) é uma síndrome polimalformativa de transmissão autossómica recessiva causada por um défice metabólico da biossíntese do colesterol, que se caracteriza por dismorfias craniofaciais, anomalias congénitas de vários órgãos (salientando-se as do esqueleto e do aparelho urogenital), restrição de crescimento intra-uterino (RCIU), alterações comportamentais e atraso mental. É causada por mutações no gene DHCR7, que codifica para a enzima 7-dehidrocolesterol reductase, responsável pelo último passo da via metabólica da síntese do colesterol. A SLOS caracteriza-se por níveis diminuídos de colesterol e concentrações altas do seu precursor, 7-dehidrocolesterol, no sangue e tecidos. Procedeu-se a uma análise comparativa dos fenótipo e genótipo de quinze casos de SLOS de origem portuguesa, e são tecidas considerações quanto às dificuldades e limitações inerentes ao diagnóstico, e ao facto de esta doença hereditária do metabolismo dever ser considerada no diagnóstico diferencial das situações de (i) hipocolesterolémia, (ii) RCIU e (iii) síndromes polimalformativas,(especialmente quando crianças com atraso de crescimento apresentam simultaneamente sindactilia do segundo e terceiro dedos do pé e microcefalia e/ou narinas antevertidas entre outras anomalias).

The Use of Statins in People at Risk of Developing Diabetes Mellitus: Evidence and Guidance for Clinical Practice

Reducing low-density lipoprotein cholesterol (LDL-C) levels using statins is associated with significant reductions in cardiovascular (CV) events in a wide range of patient populations. Although statins are generally considered to be safe, recent studies suggest they are associated with an increased risk of developing Type 2 diabetes (T2D). This led the US Food and Drug Administration (FDA) to change their labelling requirements for statins to include a warning about the possibility of increased blood sugar and HbA1c levels and the European Medicines Agency (EMA) to issue guidance on a small increased risk of T2D with the statin class. This review examines the evidence leading to these claims and provides practical guidance for primary care physicians on the use of statins in people with or at risk of developing T2D. Overall, evidence suggests that the benefits of statins for the reduction of CV risk far outweigh the risk of developing T2D, especially in individuals with higher CV risk. To reduce the risk of developing T2D, physicians should assess all patients for T2D risk prior to starting statin therapy, educate patients about their risks, and encourage risk-reduction through lifestyle changes. Whether some statins are more diabetogenic than others requires further study. Statin-treated patients at high risk of developing T2D should regularly be monitored for changes in blood glucose or HbA1c levels, and the risk of conversion from pre-diabetes to T2D should be reduced by intensifying lifestyle changes. Should a patient develop T2D during statin treatment, physicians should continue with statin therapy and manage T2D in accordance with relevant national guidelines.

Development of oxidoreductase based electrochemical biosensors

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Insights into Campylobacter jejuni Desulforubrerythrin catalytic mechanism

Dissertation presented to obtain the Master Degree in Molecular Genetics and Biomedicine