Medida de porosidade em SiC através de processamento digital de imagens.

Esforços constantes de pesquisa têm sido conduzidos na seleção de materiais, combinando propriedades de interesse (mecânicas, químicas, elétricas ou térmicas), versatilidade de uso, tempo de vida útil elevado e baixo custo de produção. A busca por materiais de elevado desempenho mecânico despertou grande interesse na pesquisa e desenvolvimento dos cerâmicos avançados com aplicações estruturais e funcionais, como o carbeto de silício. Entretanto, a porosidade ainda é vista como fator limitador do alto desempenho destes materiais visto que, acima de determinada porcentagem, reduz largamente sua resistência mecânica. Seu controle atualmente é realizado através de técnicas de alto custo, com a utilização de tomógrafos. Este trabalho buscou validar uma nova técnica, onde a porosidade foi avaliada através de processamento digital de imagens de microscopia ótica do material previamente lixado e polido em diversas profundidades, com controle dos parâmetros de lixamento e polimento. Esta nova metodologia mostrou-se apropriada e menos dispendiosa para a quantificação da porosidade do carbeto de silício, tendo sido validada para o estudo deste material.

Estudo do potencial anti-inflamatório e antiartrítico de Pterodon polygalaeflorus e dos seus mecanismos de ação

O gênero Pterodon pertence à família das Fabaceae e inclui quatro espécies nativas do Brasil: P. emarginatus Vog., P. apparicioi Pedersoli, P. abruptus Benth. e a espécie objeto deste estudo P. polygalaeflorus Benth.. Seus frutos são utilizados pela medicina popular devido às propriedades antirreumática, analgésica, anti-inflamatória, dentre outros. O objetivo deste trabalho foi avaliar a espécie Pterodon polygalaeflorus quanto ao seu potencial anti-inflamatório, antiartrítico e toxicológico, através da análise de seus efeitos em modelos in vitro e in vivo. Os extratos EEPpg, EHPpg e EDPpg reduziram (p<0,01) a produção in vitro de NO, por macrófagos ativados por LPS, com baixa citotoxicidade e diminuíram a celularidade (p<0,05) no exsudato inflamatório no modelo de inflamação in vivo conhecido como air pouch. O extrato mais ativo (EHPpg) foi selecionado e submetido a fracionamento em coluna de sílica gel 60 gerando quatro frações. Todas as frações (Fr I-Fr IV) reduziram: a produção de NO (p<0,001) por macrófagos ativados, com baixa ou nenhuma citotoxicidade; a migração de macrófagos in vitro (p<0,01, ensaio de wound healing) e in vivo (p<0,05, peritonite induzida por tioglicolato); e a proliferação de esplenócitos estimulados com Con A (p<0,001). As frações III e IV, mais ativas nos ensaios anteriores, mostraram ação antiartrítica (com 0,02 mg/kg), utilizando o modelo in vivo de artrite induzida por adjuvante completo de Freund (AIA), demonstrada por redução: do índice de edema de pata em 23,7% (Fr III) e 43,95% (Fr IV); das lesões histopatológicas na região tíbio-tarsal típicas de articulações com AIA (p< 0,05); do peso e celularidade do linfonodo e do baço, mas não da celularidade da medula óssea; das subpopulações de linfócitos (CD4+, CD8+ e CD19+) nos linfonodos inguinais, porém com significativo aumento das subpopulações ativadas CD4+CD69+, redução da CD8+CD69+ e aumento de CD19+CD69+ (apenas na Fr III); e redução da população de macrófagos no baço (p<0,001). As frações III e IV mostraram ação imunossupressora em nível celular e molecular, reduzindo (p<0,001) os níveis do mRNA da iNOS, assim como as citocinas IL-1β, TNF-α e IL-10, em nível de mRNA e proteína, em cultura de macrófagos. A expressão do receptor CD14, em macrófagos estimulados por LPS (31,74%), foi inibida apenas pela Fr III. A osteoclastogênese foi inibida pelas frações III e IV, sugerindo uma ação antiartrítica das frações em nível de diferenciação celular para osteoclastos (inibição). Este efeito pode resultar da inibição da expressão do fator de transcrição NFATc1, no caso da Fr III. Por fim, as frações Fr III e Fr IV não apresentaram toxicidade subaguda, potencial mutagênico (teste de Ames) ou genotóxico (teste do micronúcleo). A ausência de toxicidade in vivo das frações ficou demonstrada pela ausência de alteração no peso corporal e de órgãos, nas concentrações séricas de creatinina, ácido úrico, triglicerídeos, colesterol, ALT e ALP, ou de CYP1A1 e GSTs no fígado. Análises fitoquímicas (GC-MS e TLC) mostraram uma grande variedade de terpenos nas frações III e IV, sendo majoritários os furano-diterpenos derivados do vouacapano. O diterpeno isolado, Ppg-01, presente nas frações III (5,12%) e IV (18,47%), reduziu a produção in vitro de NO e o edema de pata induzido por carragenina (p<0,001). Em conjunto, os dados sugerem que o Ppg-01 esteja contribuindo para as ações anti-inflamatórias e imunomoduladoras das frações III e IV, e que estas propriedades estejam associadas aos efeitos antiartríticos observados.

Perfil genético por sequenciamento e genotipagem de cepas multirresistentes do Mycobacterium tuberculosis provenientes de diversos estados brasileiros

A tuberculose multirresistente (MR) a drogas é uma séria ameaça à saúde pública devido à maiores complexidade, custo e efeitos colaterais do tratamento. Poucos estudos descreveram a epidemiologia molecular de isolados de Mycobacterium tuberculosis MR no Brasil. Neste trabalho foi investigada a diversidade genética e mutações associadas à resistência a drogas de 99 isolados MR e 7 não MR coletados em um período de 8 anos e provenientes de 12 estados brasileiros. Esta investigação foi feita através da análise do polimorfismo de fragmentos de restrição do elemento de inserção IS6110 (IS6110-RFLP), spoligotyping e sequenciamento de regiões dos genes rpoB e katG que conferem resistência aos antibióticos rifampicina e isoniazida, respectivamente. Mutações nos genes katG e rpoB foram encontradas em 90,9% e 93% dos isolados MR analisados, respectivamente. Para o gene rpoB, 91,9% das mutações estavam contidas na região RRDR de 81-pb. Um total de 51 (51.5%), 23 (23.3%) e 11 (11.1%) isolados MR apresentaram mutações nos códons 531, 526 e 516, respectivamente. Com relação ao gene katG, foram encontradas mutações em 93% dos isolados MR analisados, sendo que 7 apresentaram mutações apenas na primeira região analisada (katG1). O codon 315 da segunda região analisada do gene katG (katG2) apresentou mutações em 82.8% dos isolados MR, sendo a maioria Ser315Thr. A região katG1 apresentou mutações em 30.3% dos isolados MR sendo a maioria deleção do códon 4. Pelo spoligotyping foi possível determinar que os isolados MR deste estudo pertencem a 5 diferentes famílias (com suas subfamílias) de M. tuberculosis circulantes no Brasil, onde as mais frequentemente encontradas foram: LAM (46%), T (17%) e H (12%). Nós observamos que uma das famílias, a EAI5, carrega mutações no códon 463 do gene katG, o que não ocorre para as demais. Além disso, entre nossos isolados foi identificada um isolado pertencente à cepa Beijing (extremamente virulenta), mas este fato não é alarmante já que se tratou de apenas um caso. Através de nossos dados foram descritos novos alelos mutados para os genes rpoB e katG. Com exceção da família X2, foi identificada uma região inicial do gene katG com alta frequência de mutações nos isolados MR. A análise por IS6110-RFLP revelou que 25 isolados formaram 11 grupos genotípicos enquanto 74 mostraram um padrão único de bandas. Esta alta taxa de polimorfismo indica aquisição independente de resistência entre nossos isolados. Para a família H, foi identificada uma inversão na freqüência de ocorrência de mutações no gene rpoB, sendo o códon 516 o mais mutado, seguido pelo 526 e 531. Os resultados deste estudo fornecem informações úteis para um melhor entendimento do espectro de mutações dos isolados MR de pacientes no Brasil. Nossos resultados também se tornam úteis no desenvolvimento de testes diagnósticos de tuberculose MR e para auxiliar no rastreamento da transmissão global desta doença.

Abordagens estereológica e imunohistoquímica no câncer de próstata: uma reavaliação diagnóstica e possível terapêutica

Os esforços para melhorar o diagnóstico, o prognóstico e a vigilância do câncer de próstata (CaP) são relevantes. A superestimação do Escore de Gleason (GSC) pode submeter os indivíduos a um tratamento agressivo desnecessário. Foi tido como objetivo utilizar a estereologia em avaliações do CaP e investigar se o volume nuclear médio (VNM) correlaciona-se com o padrão primário de Gleason (Gpp), a fim de buscar um método alternativo devido à subjetividade do Escore de Gleason, que seja aquele, um método confiável e objetivo, sem discordância interobservador. Para isso, identificamos 74 amostras de prostatectomia radical, que foram divididos em seis grupos com base no Gpp, de 3 a 5. Controles (C) foram adquiridos em regiões não tumorais pareadas das mesmas amostras. O VNM foi estimado utilizando o método de "intersecção dos pontos amostrados". Diferenças estatísticas do VNM entre os grupos C e os grupos Gpp foram testadas utilizando o teste de Kruskall-Wallis e pós- teste de Dunn. As diferenças entre cada grupo Gpp e seus homólogos foram testados com o teste de Wilcoxon. As correlações foram avaliadas com a correlação de Spearman (R [Spearman]). As correlações entre o antígeno prostático específico (PSA) e o GSC (R [Spearman] de 0,76) e entre o PSA e o VNM (R [Spearman] de 0,78) foram moderadamente forte e altamente significativa, e a correlação entre o VNM e o Gpp (R [Spearman] de 0,53) foi moderada e altamente significativa. O VNM foi significativamente maior em regiões cancerígenas em comparação as regiões de controle-pareado. O planejamento adequado de um estudo, bem como a disponibilidade de equipamentos e softwares para a quantificação morfológica, pode proporcionar incentivo para rapidez e precisão para estimar o VNM como parâmetro auxiliar na avaliação do câncer de próstata. A reprodutibilidade falha interobservador do GSC tem mostrado possíveis conduções equivocadas dos pacientes portadores de CaP. O VNM representa um método reprodutível de classificação objetiva para o câncer de próstata. Portanto, os dados atuais favorecem o uso de VNM associado com GSC e o PSA na avaliação do câncer de próstata.

Análise multielementar em peças de ouro antigo utilizando fluorescência de raios X por dispersão em energia

Os métodos de análise não destrutiva vêm sendo largamente empregados na área de Arqueometria. Estes métodos analisam artefatos históricos e obras de arte fornecendo informações da composição, das técnicas utilizadas e do local de manufatura da época. Assim, é possível fazer a datação, estabelecer a autenticidade e avaliar técnicas de conservação e restauração. A Fluorescência de Raios X por Dispersão de Energia (EDXRF) é um método que permite fazer análises quantitativas e qualitativas multielementares dos artefatos de forma não destrutiva. Neste estudo foram analisados artefatos compostos por ouro de diferentes épocas através da técnica de Fluorescência de Raios X por Dispersão em Energia (EDXRF). Dentre os artefatos, encontram-se brincos, pingentes, estatuetas e adornos de roupa cedidos pelo Instituto de Pesquisa Histórica e Arqueológica do Rio de Janeiro (IPHARJ). As análises foram realizadas através do sistema comercial ARTAX 200. Este sistema possui ânodo de Molibdênio. Foi utilizado um filtro de alumínio com 315 μm de espessura e foi operado em 40 kV, 250 μA com 300 s de aquisição. As concentrações de Cu, Au e Ag foram obtidas através da curva de calibração feita com padrões de ouro de 24k, 18k, 16k, 14k, 12k e 10k. Os resultados mostram que todas as peças contêm ligas metálicas e ouro em diferentes concentrações em sua composição. A partir das diferenças nas concentrações de ouro, foi possível classificar as peças quanto à pureza do ouro (quilatagem). Além disso, foi possível estimar a época em que estas peças foram manufaturadas a partir da comparação dos resultados encontrados com aqueles encontrados na literatura.

Produção in vitro, análise fitoquímica e avaliação da atividade antineoplásica de metabólitos de Hovenia dulcis Thunb. (Rhamnaceae) obtidos por diferentes estratégias biotecnológicas

Hovenia dulcis Thunberg, natural da Ásia Oriental, é cultivada no Brasil onde é conhecida como uva-do-japão. A espécie possui várias indicações na medicina popular e alguns estudos apontam o seu potencial antineoplásico, tripanocida e hepatoprotetor. Metabólitos secundários são substâncias não essenciais para a sobrevivência celular, mas que fornecem vantagens adaptativas aos vegetais, sendo atribuído, para algumas delas, atividades biológicas importantes. Substâncias de interesse medicinal têm sido obtidas por técnicas da cultura de tecidos vegetais, como a calogênese e a cultura de células em suspensão, que permitem a síntese de matéria-prima de forma contínua e homogênea, independentemente de fatores ambientais e sazonais. O presente estudo objetivou o estabelecimento de culturas in vitro de H. dulcis, visando à produção de metabólitos de interesse, com vistas à avaliação do seu potencial antineoplásico sobre células K562. Foram testados protocolos para o estabelecimento de diferentes sistemas, como culturas de calos, de células em suspensão (CCS) e compact callus clusters (CCC) e ainda a avaliação do uso de elicitores na otimização de metabólitos produzidos in vitro. Foi verificado que a adição dos fitorreguladores KIN e TDZ, substituindo o BAP, não foi capaz de induzir a formação de calos friáveis, bem como a manutenção das culturas em ausência de luz. O uso do nitrato de prata promoveu a friabilidade de calos em todas as concentrações testadas, considerando-se 2,0 mg.L-1 a melhor concentração. Foram alcançadas taxas de 100% de formação de CCS tanto na presença, quanto em ausência de AgNO3. O maior acúmulo de biomassa foi verificado na concentração mais baixa de PIC (0,625 mg.L-1). A análise dos espectros de RMN indicou a presença de (+)-dihidromiricetina, (+)-galocatequina, hovenitina II, hovenosideo G, hodulosideo III, hodulosideo IV, hodulosideo I e hovenidulciosideo B1 nas culturas de calos friáveis. No estabelecimento de culturas CCC, observou-se a formação de calos compactos verdes em todas as concentrações de ANA testadas. O aumento da velocidade de rotação para 135 rpm aumentou a dispersão das células com consequente formação dos agregados celulares desejados. A seleção de linhagens celulares demonstrou ser um método eficiente na uniformização do tamanho desses agregados e tal uniformidade se manteve estável por mais de cinco subcultivos em 100% das culturas. Uma fração rica em saponinas foi obtida a partir dos agregados celulares, correspondendo a 1,46% da massa seca. A análise por RMN sugeriu a presença das saponinas Hovenosideo G e dos hovenidulciosideos A2 e B2. O uso de elicitores em cultura de calos mostrou-se adequado à produção de metabólitos secundários, sem alterações morfológicas nos mesmos. A elicitação alterou o perfil cromatográfico analisado por HPLC. Na elicitação com 5,0 mg.L-1 de extrato de levedura foi verificado um aumento de quase três vezes (12,280 3,396 equivalentes de quercetina/mg de extrato) na síntese de flavonoides. Finalmente, os estudos de ação antitumoral in vitro demonstraram citotoxicidade dos extratos de calos não elicitados de H. dulcis sobre linhagem de leucemia mieloide crônica (IC50 de 74,05 μg.mL-1.) e inibição do crescimento de tais células (K562), sugerindo o potencial antineoplásico para um produto biotecnológio (calo) desta espécie.

Benthic habitats of Buck Island Reef National Monument

NOAA’s Center for Coastal Monitoring and Assessment’s Biogeography Branch has mapped and characterized large portions of the coral reef ecosystems inside the U.S. coastal and territorial waters, including the U.S. Caribbean. The complementary protocols used in these efforts have enabled scientists and managers to quantitatively compare different marine ecosystems in tropical U.S. waters. The Biogeography Branch used these same general protocols to generate three seamless habitat maps of the Bank/Shelf (i.e., from 0 ≤50 meters) and the Bank/Shelf Escarpment (i.e., from 50 ≤1,000 meters and from 1,000 ≤ 1,830 meters) inside Buck Island Reef National Monument (BIRNM). While this mapping effort marks the fourth time that the shallow-water habitats of BIRNM have been mapped, it is the first time habitats deeper than 30 meters (m) have been characterized. Consequently, this habitat map provides information on the distribution of mesophotic and deep-water coral reef ecosystems and serves as a spatial baseline for monitoring change in the Monument. A benthic habitat map was developed for approximately 74.3 square kilometers or 98% of the BIRNM using a combination of semi-automated and manual classification methods. The remaining 2% was not mapped due to lack of imagery in the western part of the Monument at depths ranging from 1,000 to 1,400 meters. Habitats were interpreted from orthophotographs, LiDAR (Light Detection and Ranging) imagery and four different types of MBES (Multibeam Echosounder) imagery. Three minimum mapping units (MMUs) (100, 1,000 and 5,000 square meters) were used because of the wide range of depths present in the Monument. The majority of the area that was characterized was deeper than 30 m on the Bank/Shelf Escarpment. This escarpment area was dominated by uncolonized sand which transitioned to mud as depth increased. Bedrock was exposed in some areas of the escarpment, where steep slopes prevented sediment deposition. Mesophotic corals were seen in the underwater video, but were too sparsely distributed to be reliably mapped from the source imagery. Habitats on the Bank/Shelf were much more variable than those seen on the Bank/Shelf Escarpment. The majority of this shelf area was comprised of coral reef and hardbottom habitat dominated by various forms of turf, fleshy, coralline or filamentous algae. Even though algae was the dominant biological cover type, nearly a quarter (24.3%) of the Monument’s Bank/Shelf benthos hosted a cover of 10%-<50% live coral. In total, 198 unique combinations of habitat classes describing the geography, geology and biology of the sea-floor were identified from the three types of imagery listed above. No thematic accuracy assessment was conducted for areas deeper than about 50 meters, most of which was located in the Bank/Shelf Escarpment. The thematic accuracy of classes in waters shallower than approximately 50 meters ranged from 81.4% to 94.4%. These thematic accuracies are similar to those reported for other NOAA benthic habitat mapping efforts in St. John (>80%), the Main Eight Hawaiian Islands (>84.0%) and the Republic of Palau (>80.0%). These digital maps products can be used with confidence by scientists and resource managers for a multitude of different applications, including structuring monitoring programs, supporting management decisions, and establishing and managing marine conservation areas. The final deliverables for this project, including the benthic habitat maps, source imagery and in situ field data, are available to the public on a NOAA Biogeography Branch website (http://ccma.nos.noaa.gov/ecosystems/coralreef/stcroix.aspx) and through an interactive, web-based map application (http://ccma.nos.noaa.gov/explorer/biomapper/biomapper.html?id=BUIS). This report documents the process and methods used to create the shallow to deep-water benthic habitat maps for BIRNM. Chapter 1 provides a short introduction to BIRNM, including its history, marine life and ongoing research activities. Chapter 2 describes the benthic habitat classification scheme used to partition the different habitats into ecologically relevant groups. Chapter 3 explains the steps required to create a benthic habitat map using a combination of semi-automated and visual classification techniques. Chapter 4 details the steps used in the accuracy assessment and reports on the thematic accuracy of the final shallow-water map. Chapter 5 summarizes the type and abundance of each habitat class found inside BIRNM, how these habitats compare to past habitat maps and outlines how these new habitat maps may be used to inform future management activities.

Statistical analyses to support guidelines for marine avian sampling: Final report. [Digital Supplements A-G attached]

Interest in development of offshore renewable energy facilities has led to a need for high-quality, statistically robust information on marine wildlife distributions. A practical approach is described to estimate the amount of sampling effort required to have sufficient statistical power to identify species specific “hotspots” and “coldspots” of marine bird abundance and occurrence in an offshore environment divided into discrete spatial units (e.g., lease blocks), where “hotspots” and “coldspots” are defined relative to a reference (e.g., regional) mean abundance and/or occurrence probability for each species of interest. For example, a location with average abundance or occurrence that is three times larger the mean (3x effect size) could be defined as a “hotspot,” and a location that is three times smaller than the mean (1/3x effect size) as a “coldspot.” The choice of the effect size used to define hot and coldspots will generally depend on a combination of ecological and regulatory considerations. A method is also developed for testing the statistical significance of possible hotspots and coldspots. Both methods are illustrated with historical seabird survey data from the USGS Avian Compendium Database.