Nanomateriais manufaturados : avaliação de segurança através da caracterização dos seus efeitos genéticos

RESUMO - Os nanomateriais manufaturados (NMs), isto é, fabricados deliberadamente para fins específicos, apresentam propriedades físico-químicas únicas como a dimensão, área superficial ou funcionalização, que lhes conferem caraterísticas mecânicas, óticas, elétricas e magnéticas muito vantajosas para aplicações industriais e biomédicas. Efetivamente, a tecnologia baseada nos NMs, ou nanotecnologia, foi identificada como uma key enabling technology, impulsionadora do crescimento económico dos países industrializados, devido ao seu potencial para melhorar a qualidade e desempenho de muitos tipos de produtos e de processos. Contudo, a expansão da utilização de NMs contrasta com a insuficiente avaliação de risco para a saúde humana e para o ambiente, sendo considerados como um risco emergente para a saúde pública. As incertezas sobre a segurança dos NMs para a saúde pública advêm sobretudo de estudos epidemiológicos em humanos expostos a nanomateriais produzidos como consequência dos processos e atividades humanas e da poluição. Uma das principais preocupações relativamente aos efeitos adversos dos NMs na saúde humana é o seu potencial efeito carcinogénico, que é sugerido por alguns estudos experimentais, como no caso dos nanomateriais de dióxido de titânio ou dos nanotubos de carbono. Para avaliar em curto termo as propriedades carcinogénicas de um composto, utilizam-se frequentemente ensaios de genotoxicidade em linhas celulares de mamífero ou ensaios em modelos animais, em que se analisa uma variedade de lesões genéticas potencialmente relacionados com o processo de carcinogénese. No entanto, a investigação sobre as propriedades genotóxicas dos NMs não foi, até hoje, conclusiva. O presente estudo tem por objectivo principal caracterizar os efeitos genotóxicos associados à exposição a nanomateriais manufaturados, de forma a contribuir para a avaliação da sua segurança. Constituíram objectivos específicos deste estudo: i) avaliar a genotoxicidade dos NMs em três tipos de células humanas expostas in vitro: linfócitos humanos primários, linha celular de epitélio brônquico humano (BEAS-2B) e linha celular de adenocarcinoma epitelial de pulmão humano (A549); ii) avaliar a sua genotoxicidade num modelo de ratinho transgénico; iii) investigar alguns mecanismos de acção que poderão contribuir para a genotoxicidade dos nanomateriais, como a contribuição de lesões oxidativas para a genotoxicidade induzida pelos NMs in vitro, e a investigação da sua bioacumulação e localização celular in vivo. Foram analisados os efeitos genotóxicos associados à exposição a duas classes de NMs, dióxido de titânio e nanotubos de carbono de parede múltipla, bem como a um NM de óxido de zinco, candidato a ser utlilizado como controlo positivo de dimensão nanométrica. Os xx NMs utilizados foram previamente caracterizados com detalhe relativamente às suas características físico-químicas e também relativamente à sua dispersão em meio aquoso e no meio de cultura. A metodologia incluiu ensaios de citotoxicidade e de genotoxicidade in vitro, designadamente, ensaios de quebras no DNA (ensaio do cometa) e nos cromossomas (ensaio do micronúcleo) em células humanas expostas a várias concentrações de NMs, por comparação com células não expostas. Também foram realizados ensaios in vivo de quebras no DNA, quebras cromossómicas e ainda um ensaio de mutações em vários órgãos de grupos de ratinhos transgénicos LacZ, expostos por via intravenosa a duas doses de dióxido de titânio. Foi investigada a existência de uma relação dose-resposta após exposição das células humanas ou dos animais a NMs. A contribuição de lesões oxidativas para a genotoxicidade após exposição das células aos NMs in vitro foi explorada através do ensaio do cometa modificado com enzima. Realizaram-se estudos histológicos e citológicos para deteção e localização celular dos NMs nos órgãos-alvo dos ratinhos expostos in vivo. Os resultados demonstraram efeitos genotóxicos em alguns dos NMs analisados em células humanas. No entanto, os efeitos genotóxicos, quando positivos, foram em níveis reduzidos, ainda que superiores aos valores dos controlos, e a sua reprodutibilidade era dependente do sistema experimental utilizado. Para outros NMs, a evidência de genotoxicidade revelou-se equívoca, conduzindo à necessidade de esclarecimento através de ensaios in vivo. Para esse fim, recorreu-se a uma análise integrada de múltiplos parâmetros num modelo animal, o ratinho transgénico baseado em plasmídeo contendo o gene LacZ exposto a um NM de dióxido de titânio, NM-102. Embora tenha sido demonstrada a exposição e a acumulação do NM no fígado, não se observaram efeitos genotóxicos nem no fígado, nem no baço nem no sangue dos ratinhos expostos a esse NM. Neste estudo concluiu-se que algumas formas de dióxido de titânio e nanotubos de carbono de parede múltipla produzem efeitos genotóxicos em células humanas, contribuindo para o conjunto de evidências sobre o efeito genotóxico desses NMs. As diferenças observadas relativamente à genotoxicidade entre NMs do mesmo tipo, mas distintos em algumas das suas características físico-quimicas, aparentemente não são negligenciáveis, pelo que os resultados obtidos para um NM não devem ser generalizados ao grupo correspondente. Para além disso, a genotoxicidade equívoca verificada para o NM-102 em células humanas expostas in vitro, não foi confirmada no modelo in vivo, pelo que o valor preditivo da utilização dos ensaios in vitro para a identificação de NMs com efeitos genotóxicos (e portanto potencialmente carcinogénicos) ainda tem de ser esclarecido antes de ser possível extrapolar as conclusões para a saúde humana. Por sua vez, como a informação aqui produzida pelas metodologias in vitro e in vivo não reflete os efeitos de exposição continua ou prolongada, que poderá conduzir a efeitos genotóxicos distintos, esta xxi deverá ser complementada com outras linhas de evidência relativamente à segurança dos NMs. Perante a incerteza dos níveis de exposição real do organismo humano e do ambiente, a segurança da utilização dos NMs não pode ser garantida a longo prazo e, tendo em conta a elevada produção e utilização destes NMs, são prementes futuros estudos de monitorização ambiental e humana.

The role of arl13b in cilia length regulation and in zebrafish development

RESUMO: Arl13b é uma importante proteína ciliar, presente em cílios primários e cílios móveis. Ratinhos mutantes para Arl13b têm comprimento dos cílios reduzido e defeitos nos B-túbulos dos cílios. Como consequência destes fenótipos, deficiências na Arl13b originam, em modelos animais, várias doenças congénitas, incluindo problemas no estabelecimento do eixo esquerda-direita, malformações cerebrais e deformações corporais. Nos seres humanos, deficiências na Arl13b levam a uma doença crónica congénita chamada Síndrome de Joubert. Por outro lado, a sobreexpressão de Arl13b origina cílios mais longos, no entanto existe uma ausência da caracterização dos fenótipos celulares e durante o desenvolvimento embrionário. Neste trabalho, quisemos explorar o efeito da sobre-expressão de Arl13b em embriões de peixezebra. Descobrimos que, ao nível ciliar, a sobre-expressão de Arl13b nas células aumenta o comprimento ciliar em cílios primários e móveis, no entanto, a esses cílios falta adequada acetilação da alfa-tubulina no citoesqueleto feito por microtúbulos. Os nossos resultados mostraram que esse efeito é específico de Arl13b sobre-expressão e quando se manipularam as enzimas responsáveis pela acetilação (Mec17) e pela de-acetilação (HDAC6) encontrámos uma sinergia potencial com ambas. Testámos ainda, que o aumento no comprimento ciliar não estava causalmente relacionado com a falta de acetilação, ou seja, os cílios com menos acetilação não eram necessariamente os mais longos. Também mostrámos que a sobre-expressão de Arl13b é capaz de restaurar o comprimento dos cílios em mutantes com cílios curtos e como isso pode ser explorado para um futuro potencial papel terapêutico para Arl13b. Em seguida, foi avaliado o impacto do aumento da quantidade de Arl13b no desenvolvimento embrionário do peixe-zebra. Observou-se que a sobre-expressão de Arl13b apresentava fenótipos muito fracos, quando comparados com a perda de função dos mutantes de Arl13b. Focados no inesperado fenótipo leve no estabelecimento do eixo esquerda-direita abordámos a questão através do estabelecimento de uma colaboração com matemáticos, descobrimos que os cílios mais longos que potencialmente têm a capacidade de movimentar mais fluido são atenuados por amplitudes de batimento menores, e, como resultado, estes longos cílios não prejudicam o movimento do fluido e consequentemente não afetam o estabelecimento dos padrões de esquerda-direita. Sugerimos assim que a Arl13b é um regulador chave, do comprimento ciliar. Descobrimos uma nova interação com as enzimas de acetilação/de-acetilação e levantamos novas hipóteses quanto aos mecanismos moleculares da função da Arl13b. Propomos um novo modelo para o mecanismo molecular da Arl13b na regulação do comprimento dos cílios onde podemos integrar os nossos resultados com os relatados na literatura. Este trabalho adiciona mais conhecimento para o mecanismo de ação da Arl13b e, portanto, fornece uma importante contribuição para o campo da investigação em cílios.---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ABSTRACT: Arl13b is an important ciliary protein, present in primary and motile cilia. arl13b-/- mouse mutants have reduced cilia length and cilia B-tubule defects. As a consequence of these phenotypes, Arl13b loss of function animal models suffer from several congenital disorders including left-right problems, brain malformations and body deformations. In humans Arl13b depletion leads to a congenital chronic disease called Joubert Syndrome. On the other hand, overexpressing Arl13b leads to longer cilia but the characterization of the cellular and developmental phenotypes was missing. In this work we explore the effect of Arl13b overexpression in zebrafish embryos. We found that, at the ciliary level, Arl13b overexpression from 1 cell stage produces longer primary and motile cilia, but these cilia lack proper alpha tubulin acetylation of their microtubule cytoskeleton. Our results showed that this effect is specific from Arl13b overexpression and when we manipulated the enzymes responsible for acetylation, Mec17, and de-acetylation, HDAC6, we found a potential synergy of both mec17 knockdown and HDAC6 activity with Arl13b overexpression. We tested that the ciliary increase in length was not causally related to the lack of acetylation, meaning the more de-acetylated cilia were not necessarily the longer ones. We also showed that Arl13b overexpression is able to restore cilia length in short cilia mutants and how that may be explored to a potential future therapeutic role for Arl13b. Next, we evaluated the impact of increasing the amount of Arl13b in zebrafish embryonic development. We observed that Arl13b overexpression presented very mild phenotypes when compared to the loss of function mutants. We focused on the unexpected left-right mild phenotype and by establishing a mathematical modeling collaboration, we found out that the longer cilia generated force was attenuated by smaller beating amplitudes, and as a result, these long cilia were not impairing the cilia generated flow and the establishment of left-right patterning. We suggest that Arl13b is one key cilia length regulator. We disclosed a novel interaction with the acetylation / de-acetylation enzymes and raised new hypothesis as to the mechanisms of Arl13b function. We propose a new model for the Arl13b molecular mechanism of cilia length regulation where we integrate our findings with those reported in the literature. This work adds more knowledge to the Arl13b mechanism of action and therefore provides an important contribution to the cilia research field.

Abordagem e maneio médico-cirúrgico de feridas abertas em cães e gatos : caracterização etiológica e estudo de padrões traumáticos

Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina Veterinária

Estudo preliminar da variação dos níveis de cortisol em doentes da espécie Canis familiaris sujeitos a mastectomia por doença oncológica da mama

Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina Veterinária

Maneio do cão geriátrico nas 48 horas pós-cirúrgicas

Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina Veterinária

La sécurité des xénogreffons : une normativité à bâtir

La xénotransplantation, soit la transplantation de cellules, de tissus ou d'organes d'origine animale chez l'homme, est envisagée comme solution à la pénurie d'organes. Toutefois, cette technologie pourrait être à l'origine de nouvelles maladies. D'où la nécessité d'avoir des mesures visant tant la santé des animaux fournisseurs que la qualité et la sécurité des xénogreffons pour minimiser les risques de transmission de maladies de l'animal à l'homme, appelées xénozoonoses. L'objet de ce mémoire est de vérifier si les normes existantes au Canada et au Québec sont appropriées pour assurer la sécurité des receveurs et de la population. Nous avons d'abord examiné les normes susceptibles de s'appliquer à la surveillance et au contrôle de la santé des animaux fournisseurs. Ne visant que les maladies connues, elles ne répondent pas aux spécificités de la xénotransplantation. Quant aux xénogreffons, leur qualification pose problème: drogues ou instruments. Cette incertitude pourrait affecter l'uniformité des décisions relatives à leur qualité et à leur sécurité. Nous avons aussi étudié la Proposition d'une Norme canadienne pour la xénotransplantation. Cette dernière pourrait certes pallier la situation d'inadéquation de l'encadrement normatif existant au Canada. Une comparaison de cette norme canadienne avec les recommandations de l'OMS et les mesures en place aux ÉtatsUnis nous permet de suggérer comment la bonifier. Il ressort de notre étude que l'encadrement normatif canadien visant la sécurité des xénogreffons demeure à bâtir. Un élément essentiel à considérer dans son élaboration est la nécessité d'instaurer des systèmes de contrôle adéquats et compatibles à l'échelle planétaire.

Impulsivity: A view from the behavioral neuroscience and developmental psychology

Impulsivity has been linked to three main factors: performing without direct involvement of the frontal lobe functions, an increase in the speed of response, and the acquisition of immediate gratification. This behavioral inhibition deficit involves a variety of behaviors including aspects of hyperexcitability, behavioral disinhibition and higher order decision making. Although by tradition, the definition of this executive function has been conceptualized from a psychopathological view, currently, the wide variety of neuropsychological, developmental and animal models assessment techniques encourage us to establish dialogues that integrate the knowledge of these theoretical perspectives for the interpretation and understanding of impulsivity.

Corticosterone plasma concentrations in Carioca High- and Low-Conditioned freezing rats after a fear conditioned task

Our group in the Psychology Department at Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio) developed a rat genetic model of extreme freezing in response to contextual cues in an experimental chamber previously associated with footshock. One of the lines, Carioca High Freezing (CHF), exhibits an enhanced conditioned freezing response, whereas the other line, Carioca Low Freezing (CLF), shows the opposite response. The present study investigated corticosterone concentration between these two lines of animals and a random (RND) line of rats both under basal conditions and test condition after an emotional challenge using a contextual fear conditioning protocol. Comparisons between basal and test plasma corticosterone concentrations suggested differential basal and fear-induced differences between the two lines. The differences between basal conditions is an important and relevant aspect to be considered in behavioral experiments using or assessing stress and could help to understand variability in naïve populations.

Sincronização de cio de vacas mertolengas e inseminação artificial a tempo fixo com sémen de touro brahman

O maior rendimento num efectivo de bovinos de carne são os vitelos. O cruzamento de Bos indicus com Bos taurus tem vindo a ser praticado em vários Países como os EUA e o Brasil. A descendência daqui resultante mostra vantagens em relação às raças puras, desde a sua criação, que exige poucos custos, até ao maior lucro proveniente da sua venda. Assim, torna-se interessante explorar esta prática em Portugal onde o custo de produção é significativamente mais alto. A fim de evitar perdas de tempo na detecção de cio e permitir a aplicação de Inseminação Artificial a Tempo Fixo, hoje em dia são frequentemente utilizados protocolos de sincronização de cio e ovulação. Este trabalho teve como objectivo avaliar a influência da gonadotrofina coriónica equina, associada a uma progesterona e prostaglandina na sincronização do estro e da ovulação, sobre a taxa de sincronização e fertilização em vacas de carne Mertolengas (Bos taurus) IATF com sémen de touro de Brahman (Bos indicus). Foram seleccionadas 20 vacas Mertolengas cíclicas e com uma condição corporal entre 2 e 3,5 (escala de 1 a 5, Houghton et al., 1990). No dia 0 foi implantado a todos os animais um implante intravaginal de progesterona (CIDR®; 1,9g; Pfizer). No dia 8 administrou-se prostanglandina F2α (Dinolytic®; 5ml; IM; Pfizer). No dia 9 foi aplicada Gonadotrofina Coriónica (Intergonan® 6000UI; IM; Intervet) e o CIDR® (Pfizer) foi retirado. No dia 11 de tratamento, em horário pré-estabelecido, 48horas após a injecção de eCG foi realizada inseminaçao artificial de todos os animais com sémen de touro Brahman. A sincronização de cio neste estudo teve uma taxa de sucesso de 90% (18/20) e uma taxa de concepção de 40% (8/20). Com o cruzamento destas duas raças é esperado criar uma descendência capaz de produzir vitelos de boa qualidade e com o menor custo possível.

Contribuição para o estudo da prevalência de Dirofilariose Felina na Sub-Região do Baixo Vouga

A Dirofilariose é uma doença parasitária, provocada por um nemátode, Dirofilaria immitis que, não obstante ser considerada rotineiramente como diagnóstico diferencial em canídeos, é bastante subdiagnosticada em felinos. Nestes, a infecção caracteriza-se por uma baixa carga parasitária e microfilarémia rara ou transitória, tornando o diagnóstico num desafio clínico, não só pela sintomatologia inespecífica, como pelas limitações dos meios de diagnóstico. Por exemplo, em Portugal ainda não é comercializado o teste de detecção de anticorpos contra D. immitis. O objectivo deste estudo foi estimar a prevalência de D. immitis em felinos por pesquisa de antigénios, na sub-região do Baixo Vouga, recorrendo ao teste SNAP® Feline Triple® Test (Idexx). Para o efeito foi colhida uma amostra de setenta e dois gatos, sintomáticos e assintomáticos. Esta zona possui uma prevalência de Dirofilariose em cães assintomáticos de 9,3%. Nenhum dos animais testados apresentou microfilarémia no teste de gota fresca. A detecção sérica de antigénios de D. immitis foi de 1,4%, resultado que poderá alertar a comunidade veterinária para o risco de gatos manifestarem esta doença, bem como o dever de implementar uma correcta profilaxia, sobretudo por se tratar de uma doença severa e mortal para os felídeos e pelos riscos que representa para a Saúde Pública, uma vez que se trata de uma zoonose.

Optimização do maneio reprodutivo de uma exploração de bovinos em regime extensivo

A produção de bovinos em extensivo é uma actividade económica que enfrenta actualmente um mercado bastante competitivo, por esse motivo tem que ser eficiente na sua gestão. A reprodução é o principal factor que limita a eficiência produtiva de vacadas para produção de carne e o número de vitelos produzidos por vaca por ano é um dos factores com maior impacto na sua eficiência biológica e económica. Foi efectuado um estudo de caso que teve principais objectivos identificar problemas da exploração e estudar o efeito da suplementação alimentar e do maneio reprodutivo na produção de bezerros. Foi alterado o maneio dos animais e avaliada a condição corporal e o número de animais gestantes e não gestantes, antes e após a referida alteração. Os dados recolhidos ao longo do estudo permitiram concluir que existem diferenças estatisticamente significativas entre o número de animais gestantes e não gestantes antes e após a alteração do maneio reprodutivo, bem como diferenças estatisticamente significativas na condição corporal dos animais antes e após as alterações. O maneio reprodutivo, a divisão em parques e a suplementação alimentar terão influenciado positivamente a produtividade da exploração.

Relação entre factores ambientais causadores de stress e pressão arterial felina

Muitos dos problemas em medicina felina, quer clínicos como comportamentais, podem ser secundários ao ambiente e a stress. Em Medicina Humana, considera-se o aumento da pressão arterial como consequência mas também indicador de stress. Este trabalho pretende avaliar a relação do stress felino com alterações da pressão arterial e identificar quais os factores ambientais que desempenham um maior papel na sua ocorrência. Foi avaliada, através de um questionário aos proprietários, a satisfação das necessidades básicas do animal e factores sociais. Estes parâmetros foram comparados com as pressões arteriais sistólicas obtidas. Verificou-se existir resultados estatisticamente significativos na diferença entre a pressão e marcação de território e na correlação negativa entre a pressão e o tempo de brincadeira diário. Outros factores ambientais demonstraram também diferenças, nomeadamente acesso ao exterior, número de gatos na mesma habitação, número e tipo de liteira, tipo de areão, número de bebedouros e comedouros e presença de arranhadores, mas estas não foram estatísticamente significativas. Estes resultados abrem caminho para a integração do enriquecimento ambiental e maneio comportamental como adjuvantes no tratamento e prevenção de doenças clínicas. Por isso, deve ser tarefa do Médico Veterinário transmitir aos proprietários a informação e competências necessárias para proporcionarem melhores condições aos seus animais de companhia.

Bondade, Altruísmo e Cooperação. Considerações evolutivas para a educação e a ética ambiental

A origem biológica da bondade humana e a sua relação com o altruísmo social e a cooperação são discutidas no contexto da biologia evolutiva. Os seus fundamentos naturais são apresentados a partir de precursores animais como a empatia social e a teoria da mente, nos primatas. Apresentam-se algumas das condições para a emergência da ética humana. Num mundo globalizado, discutem-se as condições etológicas e psicológicas para a experiência da bondade em contextos expandidos. Significadas pela linguagem, a bondade e a compaixão são vitais tanto para a definição de princípios éticos em ambiente, como para a educação para os valores ambientais.

Diagnóstico imagiológico de cardiomiopatia hipertrófica

A hipertrofia cardíaca é uma alteração caracterizada pelo aumento do músculo cardíaco (miocárdio). Esta, pode ser primária e congénita, denominando-se cardiomiopatia hipertrófica felina (CMH) ou secundária a outra patologia, como no caso de estenoses valvulares, hipertiroidismo, entre outras. A CMH, é a cardiomiopatia mais frequente dos felinos e acredita-se que certas raças têm alguma predisposição genética. A sintomatologia é variável, podendo em alguns casos haver animais assintomáticos mesmo com casos avançados de doença. Outros sintomas como parésia dos membros posteriores devido a tromboembolismo aórtico, edema pulmonar e falha cardíaca congestiva são frequentemente encontrados. Quanto ao diagnóstico desta patologia, o método de eleição na prática clínica (in vivo) é o ecocardiograma, que vai detectar sobretudo uma hipertrofia da parede ventricular esquerda que quando comparada com valores pré-estabelecidos são suficientes para caracterizar uma hipertrofia, contudo não é específico para caracterizar a sua etiologia. Para uma hipertrofia cardíaca, ser denominada congénita/primária e portanto CMH, deve ser realizado um diagnóstico de exclusão para descartar as restantes patologias que podem causar esta alteração cardíaca (hipertiroidismo, hipertensão sistémica, estenose valvular). O modo-M e Doppler são fundamentais para um diagnóstico mais preciso.

Análise da performance reprodutiva em porcas inseminadas com duas técnicas diferentes de inseminação artificial

A inseminação artificial surge como técnica reprodutiva em espécies de animais de produção no início do séc. XX. Só em meados dos anos oitenta do mesmo século, a inseminação artificial deu os primeiros passos em Portugal e nos dias de hoje é uma ferramenta fundamental na reprodução da suinicultura moderna em Portugal e no resto do mundo. Dentro da inseminação artificial destacam-se duas técnicas que são as mais utilizadas neste momento nas diversas explorações de suínos, a técnica de inseminação pós-cervical e a técnica cervical, sendo que a técnica pós-cervical permite utilizar metade da dose da cervical e com isso obter vantagens económicas e maior difusão do progresso genético. O objectivo deste trabalho foi permitir a comparação da taxa de fertilidade e prolificidade obtidas com a utilização de cada uma das técnicas, assim para a técnica pós-cervical obteve-se uma taxa de fertilidade média de 95,28%, e uma prolificidade de 11,93 leitões nascidos por porca. Na técnica cervical a taxa de fertilidade foi de 96,4% e a prolificidade média foi de 11,64 leitões nascidos por porca. No entanto, as diferenças registadas não são significativas em termos de resultados reprodutivos, o que permite concluir que não há diferenças estatisticamente significativas entre os resultados das duas técnicas de IA. Assim sendo, o uso da técnica de IA pós cervical permite obter iguais resultados com menores custos económicos de IA e uma maior difusão do progresso genético dos reprodutores.