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.

Correlation between the mechanical cycling behavior and microstructure in laser welded joints using NiTi memory shape alloys

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais

The sense of ending: the closing of a psychiatric hospital in Lisbon - Hospital Miguel Bombarda

RESUMO: Este estudo foi realizado com o objectivo de conhecer os efeitos da desinstitucionalização dos doentes psiquiátricos crónicos durante o processo de encerramento do Hospital Miguel Bombarda (2007-2011). Este processo incluiu a fusão, em 2008, dos dois principais hospitais psiquiátricos de Lisboa- Hospital Miguel Bombarda (HMB) e Hospital Júlio de Matos (HJM), no Centro Psiquiátrico Hospitalar de Lisboa (CHPL). Foi criado um grupo controlo de pacientes ainda hospitalizados no CHPL (n=166) para comparação com o grupo de casos desinstitucionalizados (n=146). Desta amostra inicial (n=312) apenas 142 (76 casos e 66 controlos) foram incluídos, sendo as principais causas de exclusão: diagnóstico (patologia orgânica, demência ou debilidade mental, como diagnóstico primário) e transferência entre hospitais. A desinstitucionalização foi principalmente avaliada em termos de psicopatologia, utilização de serviços, satisfação, crime, condição de “sem abrigo” ou morte. Os resultados mostraram que a maioria dos doentes crónicos pode sair do hospital psiquiátrico para a comunidade sem agravamento da psicopatologia, aumento do crime ou da condição de “sem abrigo”. A satisfação parece estar aumentada na população desinstitucionalizada. A mortalidade, por outro lado, revelou-se uma questão problemática: apesar de não ter sido possível estabelecer uma comparação entre casos e controlos, a Taxa de Mortalidade Standard encontrada neste estudo foi muito superior ao esperado, de acordo com os resultados encontrados na literatura. Um estudo longitudinal da mesma população poderá ser objecto de futura investigação, possivelmente comparada com outra população similar de um programa de desinstitucionalização noutro país.--------- RÉSUMÉ: Cette étude a été menée afin de déterminer les effets de la désinstitutionnalisation des patients chroniques lors de la fermeture de l'hôpital Miguel Bombarda (2007-2011). Ce processus comprenait la fusion en 2008 de deux grands hôpitaux psychiatriques de Lisbonne: À savoir, Hôpital Miguel Bombarda (HMB) et Hôpital Julio de Matos (HJM), maintenant Centre de l'Hôpital Psychiatrique de Lisbonne (CHPL). Il a été créé un groupe contrôle des patients toujours hospitalisés à CHPL (n = 166) pour comparer avec les cas désinstitutionnalisés (n = 146). De cet échantillon initial (n= 312) à peine 142 (76 cas et 66 contrôles) ont été inclus, les principales raisons d'exclusion: diagnostique (maladie organique, démence ou d'arriération mentale comme diagnostic primaire) et les transferts entre hôpitaux. La désinstitutionnalisation a été principalement évaluée en termes de psychopathologie, de l'utilisation des services, la satisfaction, la criminalité, les “sans abri” et de la mort. Les résultats ont montré que la majorité des malades chroniques peuvent quitter l'hôpital psychiatrique et s´intégrer dans la communauté sans aggravation de la psychopathologie, augmentation de la criminalité ou du nombre de “sans-abri”. La satisfaction semble être en hausse dans la population désinstitutionnalisée. Toutefois, la mortalité s'est avéré être une question problématique, même si il n´a pas été possible d'établir une comparaison entre les cas et les contrôles, le Taux de Mortalité Standard estimé dans cette étude fut beaucoup plus élevé que prévu, en tenant compte des résultats établis dans la littérature. Une étude longitudinale de la même population pourra faire l'objet de futures recherches, peut-être comparé à une population similaire d'un programme de désinstitutionnalisation dans un autre pays. ----------- ABSTRACT:This study was conducted to assess the effects of deinstitutionalization of “long-stay” patients during the process of closing Hospital Miguel Bombarda (2007-2011). This process included the fusion, in 2008, of the two main psychiatric hospitals in Lisbon- Hospital Miguel Bombarda (HMB) and Hospital Júlio de Matos (HJM), into Centro Psiquiátrico Hospitalar de Lisboa (CHPL). A control group of still institutionalized patients in CHPL (n=166) was used as a comparison with the deinstitutionalized population (n=146). Of this 312 initial sample only 142 (76 cases and 66 controls) were included, the main causes of exclusion being diagnoses (organic disease, dementia and mental retardation- as first diagnoses) and transference between hospitals. Deinstitutionalization is mainly evaluated in terms of psychopathology, use of services, satisfaction, crime, vagrancy and deaths. The results show that most long-stay patients can successfully leave psychiatric hospitals and be relocated in the community without an increase in psychopathology, crime or vagrancy. Satisfaction seems to be improved in those patients. On the other hand, mortality remains an issue of concern: Although there was no possibility of comparing it between cases and controls, the Standard Mortality Rate (SMR) in our study was found to be much higher than expected judging by other studies results. A longitudinal further study of this same population will be the matter for a future investigation, possibily compared with another similar population from a desinstitutionalization programme in another country.

Projeto e desenvolvimento de células robotizadas para soldadura e cladding

A utilização de equipamentos robóticos para o processo de soldadura por arco elétrico teve um forte crescimento nas décadas de 80 e 90, altura em que o custo e fiabilidade da tecnologia passou a permitir a integração de robôs em linhas de produção ou em células de fabrico. Depressa cresceram as exigências de uma produção com qualidade repetitiva e facilmente ajustável, e as restrições ao uso de processos manuais ou de tecnologias com pouca flexibilidade. Desde o início do século XXI que a renovação de uma estação de fabrico de peças soldadas para produção em série, especialmente no setor automóvel, parece forçada à integração de robôs industriais, que assim se tornaram símbolos de produtividade. A KAMAZ encontra-se atualmente a renovar alguns dos seus processos de fabrico, incluindo as áreas de soldadura por arco ou cladding. Esta Dissertação aborda o trabalho elaborado, depois de contratualizada com a ABB Rússia a instalação de novas células de fabrico robotizado nesta empresa. Este projeto tem início com o levantamento das necessidades, a verificação do processo existente, e a procura da solução tecnológica que se adapte a essas condições e cumpra os requisitos acordados. São realizadas modelações e simulações off-line em 3D, usando o software RobotStudio da ABB, que permitiram testar cada solução e analisar a sua adequação e viabilidade. Para maior garantia de se obter a qualidade esperada na fusão e deposição do material por processo com arco elétrico revestido a gás, foram realizados testes reais utilizando equipamento robótico em condições baseadas nos testes feitos no ambiente virtual. Por último, são ajustadas as localizações dos postos de trabalho ao layout existente e é feito o balanceamento do tempo de operação manual com o tempo do processo robotizado. Este projeto de Tese termina com a aceitação do cliente para a solução encontrada e para os resultados dos testes reais de ambos os processos.

Unveiling the mating system and genetic variability in the yeast Kwoniella mangroviensis using molecular approaches

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

Conceção e Análise de um Demonstrador para a Monitorização Estrutural

Os sistemas de monitorização de estruturas fornecem diversas vantagens, não só no que diz respeito à durabilidade da obra, ao aumento da segurança e do conhecimento relativamente ao comportamento das estruturas ao longo do tempo, à otimização do aspeto estrutural, bem como aos aspetos económicos do processo de construção e manutenção. A monitorização deve realizar-se durante a fase de construção e/ou de exploração da obra para permitir o registo integral do seu comportamento no meio externo. Deve efetuar-se de forma contínua e automática, executando intervenções de rotina para que se possa detetar precocemente sinais de alterações, respetivamente à segurança, integridade e desempenho funcional. Assim se poderá manter a estrutura dentro de parâmetros aceitáveis de segurança. Assim, na presente dissertação será concebido um demonstrador experimental, para ser estudado em laboratório, no qual será implementado um sistema de monitorização contínuo e automático. Sobre este demonstrador será feita uma análise de diferentes grandezas em medição, tais como: deslocamentos, extensões, temperatura, rotações e acelerações. Com carácter inovador, pretende-se ainda incluir neste modelo em sintonia de medição de coordenadas GNSS com o qual se torna possível medir deslocamentos absolutos. Os resultados experimentais alcançados serão analisados e comparados com modelos numéricos. Conferem-se os resultados experimentais de natureza estática e dinâmica, com os resultados numéricos de dois modelos de elementos finitos: um de barras e outro de casca. Realizaram-se diferentes abordagens tendo em conta as características identificadas por via experimental e calculadas nos modelos numéricos para melhor ajuste e calibração dos modelos numéricos Por fim, recorre-se a algoritmos de processamento e tratamento do respetivo sinal com aplicação de filtros, que revelam melhorar com rigor o sinal, de forma a potenciar as técnicas de fusão multisensor. Pretende-se integrar o sinal GNSS com os demais sensores presentes no sistema de monitorização. As técnicas de fusão multisensor visam melhor o desempenho deste potencial sistema de medição, demonstrando as suas valências no domínio da monitorização estrutural.

Expressão em Escherichia coli de antigénios do Cell fusing agent virus (Flaviviridae: Flavivirus) como proteína de fusão

RESUMO: O Cell Fusing Agent Vírus (CFAV), considerado como o primeiro “flavivírus específicos de insectos” (ISF), parece estar exclusivamente adaptado aos seus hospedeiros, não replicando em células de vertebrados. Apesar de ter sido identificado há mais de três décadas (1975), a verdade é que muito pouco se conhece sobre a sua biologia. Dado o seu parentesco filogenético com alguns outros flavivírus encontrados naturalmente em mosquitos de diferentes géneros colhidos em diferentes regiões do globo, este vírus poderá ser usado como modelo para o estudo de ISF. No entanto, necessitam do desenvolvimento de ferramentas básicas, tais como clones moleculares ou baterias de soros contendo anticorpos que reconheçam uma ou mais proteínas codificadas pelo genoma viral, produzidas, por exemplo, a partir de antigénios virais produzidos de forma recombinante. Com este trabalho pretendeu-se a optimização de protocolos que permitiram a expressão e purificação parcial de quatro proteínas [duas proteínas estruturais (C e E) e duas não estruturais (NS3hel e NS5B)] do CFAV em E. coli, todas elas produzidas como proteínas de fusão com “caudas” (tags) de hexahistidina nos seus extremos carboxilo. Para a expansão do CFAV foram utilizadas células Aedes albopictus (C6/36). Após a realização da extracção do RNA viral e a obtenção de cDNA, procedeu-se amplificação, por RT-PCR, das regiões codificantes das proteínas C, E, NS3hel e NS5B, utilizando primers específicos. Os quatro fragmentos de DNA foram independentemente inseridos no vector pJTE1.2/blunt usando E. coli NovaBlue como hospedeira de clonagem e, posteriormente, inseridos em vectores de expressão pET-28b e pET-29b usando E. coli BL21(DE3)pLysS e Rosetta(DE3)pLysS como hospedeiras de expressão. Após da indução, expressão e purificação das proteínas recombinantes C, E, NS3hel e NS5B, foi confirmada a autenticidade destas proteínas produzidas através do método Western Blot com um anticorpo anti-histidina. --------- ABSTRACT: The Cell Fusing Agent virus (CFAV) considered as the first "insect- specific flavivirus" (ISF) and seems to be uniquely adapted to their hosts, not replicating in vertebrate cells. Although it has been known for more than three decades (1975), the truth is very little is known about its biology. Given its close phylogenetic relationship with other flavivirus naturally circulating in various genera of mosquitoes collected from different regions of the globe, this virus could be used as a model for the study of ISF. However, such studies require the development of experimental basic tools, such as molecular clones or serum batteries containing antibodies that recognize one or more proteins encoded by the viral genome, produced, for example, from viral antigens recombinant produced. In this work, we carried out the optimization of protocols that allowed the expression and partial purification of four proteins [two structural proteins (C and E) and two nonstructural proteins (NS3hel and NS5B)] CFAV in E. coli as fusion protein for c-terminal hexahistidine tags. For the expansion of the CFAV we used Aedes albopictus (C6/36) cells. After completion of the viral RNA extraction and cDNA obtained, amplification of the coding regions of the C, E, NS5B and NS3hel proteins was carried out by RT-PCR using specific primers. The four DNA fragments were independently inserted into the vector pJTE1.2/blunt using E. coli NovaBlue as cloning host and then inserted into expression vectors pET-28b and pET-29b using E. coli BL21(DE3)pLysS and Rosetta(DE3)pLysS as expression host. After induction, expression and purification of recombinant C, E, NS3hel and NS5B proteins Western Blot analyses with an anti-histidine antibody confirmed the authenticity of these proteins produced.

Production of aluminium based composites reinforced with embedded NiTi by friction stir welding

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica

Renal Transplantation in HIV-Infected Patients: The First Portuguese Review

INTRODUCTION: With the introduction of combination antiretroviral therapy (cART), prognosis of human immunodeficiency virus (HIV) infection has been improved and kidney transplantation (KT) in HIV-positive patients became possible. METHODS: We reviewed the demographic, clinical, laboratory, and therapeutic data of all the HIV-infected patients who underwent KT between 2009 (first KT in Portugal in a HIV-infected patient) and May 2014. Case accrual was through all Portuguese KT centers where a KT in an HIV-infected patient was performed. Patients were transplanted following the American and Spanish guideline recommendations that included maintenance on cART, undetectable plasma HIV RNA copies, and absolute CD4 counts of ≥ 200 cells/μL in the last 6 months. RESULTS: Fourteen KT were performed on men and 3 on women. The mean age of patients at the time of transplantation was 49.9 ± 11.7 years. HIV status was known for 12 ± 5 years. Eight patients had AIDS in the past and all patients received grafts from deceased donors. Twelve patients (64.7%) underwent induction therapy with basiliximab and 2 patients experienced early graft loss. In 2 patients, humoral rejection was diagnosed and in 3 patients, cellular rejection. Two patients died and an additional patient had early graft loss. CONCLUSION: KT is a possible, but challenging, renal replacement therapy in selected HIV-positive patients. Even in those with AIDS criteria in the past, when the disease is controlled, and after the reconstitution of the immune system with cART, KT can be performed. Nevertheless, the risk-benefit ratio for each patient needs to be taken in consideration.

Baseline Susceptibility of Primary HIV-2 to Entry Inhibitors

BACKGROUND: The baseline susceptibility of primary HIV-2 to maraviroc (MVC) and other entry inhibitors is currently unknown. METHODS: The susceptibility of 19 HIV-2 isolates obtained from asymptomatic and AIDS patients and seven HIV-1 clinical isolates to the fusion inhibitors enfuvirtide (ENF) and T-1249, and to the coreceptor antagonists AMD3100, TAK-779 and MVC, was measured using a TZM-bl cell-based assay. The 50% inhibitory concentration (IC(50)), 90% inhibitory concentration (IC(90)) and dose-response curve slopes were determined for each drug. RESULTS: ENF and T-1249 were significantly less active on HIV-2 than on HIV-1 (211- and 2-fold, respectively). AMD3100 and TAK-779 inhibited HIV-2 and HIV-1 CXCR4 tropic (X4) and CCR5 tropic (R5) variants with similar IC(50) and IC(90) values. MVC, however, inhibited the replication of R5 HIV-2 variants with significantly higher IC(90) values (42.7 versus 9.7 nM; P<0.0001) and lower slope values (0.7 versus 1.3; P<0.0001) than HIV-1. HIV-2 R5 variants derived from AIDS patients were significantly less sensitive to MVC than variants from asymptomatic patients, this being inversely correlated with the absolute number of CD4(+) T-cells. CONCLUSIONS: T-1249 is a potent inhibitor of HIV-2 replication indicating that new fusion inhibitors might be useful to treat HIV-2 infection. Coreceptor antagonists TAK-779 and AMD3100 are also potent inhibitors of HIV-2 replication. The reduced sensitivity of R5 variants to MVC, especially in severely immunodeficient patients, indicates that the treatment of HIV-2-infected patients with MVC might require higher dosages than those used in HIV-1 patients, and should be adjusted to the disease stage.

Study on solubility of pharmaceutical compounds in ionic liquids

Dissertation to obtain the degree of master in Chemical and Biochemical Engineering

The two-component system of a novel copper resistant operon of Marinobacter hydrocarbonoclasticus

Dissertation for the Master’s Degree in Structural and Functional Biochemistry

Expressão e purificação da proteína E3 do vírus chikungunya (CHIKV)

RESUMO: O vírus chikungunya (CHIKV) é um vírus de RNA, com invólucro, da família Togaviridae, transmitido por mosquitos Aedes spp. Distribuído por largas regiões de África e Ásia, causa grandes epidemias de artrite grave. A semelhança de sintomas com outras doenças como a dengue e a malária e a persistência de IgM específicas, dificultam o diagnóstico da infeção por CHIKV. A deteção no sangue de E3, uma glicoproteína viral secretada, a incluir num ensaio imunoenzimático poderá melhorar o diagnóstico nos países onde as técnicas de biologia molecular são de difícil acesso. Para testar a utilidade de E3 num ensaio de diagnóstico, esta deverá ser expressa em quantidade, purificada e usada para produção de anticorpos específicos. Para expressar E3 numa forma solúvel, suscetível de ser purificada num único passo cromatográfico sem proteases, recorreu-se à estratégia da fusão com o domínio de ligação à quitina (CBD)-inteína (IMPACT™ System, NEB). A sequência codificadora de E3 foi amplificada a partir de RNA viral, clonada em pTYB21 e expressa em E. coli como uma proteína de fusão insolúvel de 64 kDa. A expressão a 12ºC induzida por IPTG 0,1 mM aumentou a solubilidade de CBD-inteína-E3. A aplicação de lisados celulares em colunas de quitina originou a retenção de CBD-inteína-E3 na matriz. Porém, a autoclivagem da inteína na coluna, induzida com reagentes tiol, foi pouco eficiente e mesmo a proteína E3 separada não eluiu da coluna. E3 foi ainda expressa em E. coli com uma cauda de seis histidinas (E3[His]6) por clonagem no vetor pET28b(+). Lisados celulares aplicados em colunas de níquel permitiram a eluição de uma proteína de 9 kDa, compatível com a massa molecular estimada para E3[His]6, ainda que com outros contaminantes proteicos. A identidade da proteína de 9 kDa será confirmada pela indução de anticorpos com esta preparação e reatividade daqueles com células infetadas com CHIKV.----------------ABSTRACT: Chikungunya virus (CHIKV) is an enveloped, positive strand RNA virus belonging to the family Togaviridae. Transmitted by Aedes spp mosquitoes, CHIKV causes large epidemics of severe arthritogenic disease in Africa and Asia and represents a serious threat in countries where vectors are present. Symptoms similarity with other diseases, e.g. dengue and malaria, along with CHIKV IgM persistence turns accurate CHIKV diagnosis a difficult task in low-income countries. Detection of E3, a small secreted viral glycoprotein, to be included in an immunoenzymatic test was envisaged as a possible improvement in CHIKV diagnosis. To test the diagnostic value of E3, recombinant E3 should be expressed and purified to generate antibodies. In order to express CHIKV E3 in a soluble form amenable to purification by a single step affinity chromatography, the chitin binding domain (CBD)-intein fusion strategy without proteases (IMPACT™ System, NEB) was employed. The E3 coding sequence was amplified from viral RNA, cloned in pTYB21 and expressed in E. coli ER2566 as an insoluble 64 kDa CBD-intein-E3 fusion protein. Solubility was partially achieved by lowering the expression temperature to 12ºC and the inducer (IPTG) concentration to 0.1 mM. Clarified cell lysate loaded onto a chitin column allowed ligation of the fusion protein but the intein-mediated cleavage efficiency was low and E3 failed to elute from the column as demonstrated by SDS-PAGE. E3 was further expressed with a six histidine tag, E3[His]6, employing the pET System (Novagen). E3[His]6 was expressed in E. coli Rosetta (30ºC, 0.4 mM IPTG) as a 9 kDa protein. Soluble cell extracts in 20-40 mM imidazole, applied onto a nickel column and eluted with 500 mM imidazole yielded a protein preparation enriched in the 9kDa protein. The 9 kDa will be used as antigen to generate antibodies that upon reaction with CHIKV infected cells will confirm its identity.

Expanding the magic circle in pervasive casual play

Dissertação para obtenção do Grau de Doutor em Informática

Characterization of processed materials by electrical currents: development of equipment and applications

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica