Altered gene expression in the host brain caused by a trematode parasite: Neuropeptide genes are preferentially affected during parasitosis

Schistosome parasites adjust the physiology and behavior of their intermediate molluscan hosts to their own benefit. Previous studies demonstrated effects of the avian-schistosome Trichobilharzia ocellata on peptidergic centers in the brain of the intermediate snail host Lymnaea stagnalis. In particular, electrophysiological properties and peptide release of growth- and reproduction-controlling neuroendocrine neurons were affected. We now have examined the possibility that the expression of genes that control physiology and behavior of the host might be altered during parasitosis. A cDNA library of the brain of parasitized Lymnaea was constructed and differentially screened by using mRNA from the brain of both parasitized and nonparasitized snails. This screening yielded a number of clones, including previously identified cDNAs as well as novel neuronal transcripts, which appear to be differentially regulated. The majority of these transcripts encode neuropeptides. Reverse Northern blot analysis confirmed that neuropeptide gene expression is indeed affected in parasitized animals. Moreover, the expression profiles of 10 transcripts tested showed a differential, parasitic stage-specific regulation. Changes in expression could in many cases already be observed between 1.5 and 5 hr postinfection, suggesting that changes in gene expression are a direct effect of parasitosis. We suggest that direct regulation of neuropeptide gene expression is a strategy of parasites to induce physiological and behavioral changes in the host.

Removing symbiotic Wolbachia bacteria specifically inhibits oogenesis in a parasitic wasp

Wolbachia are bacteria that live in the cells of various invertebrate species to which they cause a wide range of effects on physiology and reproduction. We investigated the effect of Wolbachia infection in the parasitic wasp, Asobara tabida Nees (Hymenoptera, Braconidae). In the 13 populations tested, all individuals proved to be infected by Wolbachia. The removal of Wolbachia by antibiotic treatment had a totally unexpected effect—aposymbiotic female wasps were completely incapable of producing mature oocytes and therefore could not reproduce. In contrast, oogenesis was not affected in treated Asobara citri, a closely related species that does not harbor Wolbachia. No difference between natural symbiotic and cured individuals was found for other adult traits including male fertility, locomotor activity, and size, indicating that the effect on oogenesis is highly specific. We argue that indirect effects of the treatments used in our study (antibiotic toxicity or production of toxic agents) are very unlikely to explain the sterility of females, and we present results showing a direct relationship between oocyte production and Wolbachia density in females. We conclude that Wolbachia is necessary for oogenesis in these A. tabida strains, and this association would seem to be the first example of a transition from facultative to obligatory symbiosis in arthropod–Wolbachia associations.

Evolvability

Evolvability is an organism’s capacity to generate heritable phenotypic variation. Metazoan evolution is marked by great morphological and physiological diversification, although the core genetic, cell biological, and developmental processes are largely conserved. Metazoan diversification has entailed the evolution of various regulatory processes controlling the time, place, and conditions of use of the conserved core processes. These regulatory processes, and certain of the core processes, have special properties relevant to evolutionary change. The properties of versatile protein elements, weak linkage, compartmentation, redundancy, and exploratory behavior reduce the interdependence of components and confer robustness and flexibility on processes during embryonic development and in adult physiology. They also confer evolvability on the organism by reducing constraints on change and allowing the accumulation of nonlethal variation. Evolvability may have been generally selected in the course of selection for robust, flexible processes suitable for complex development and physiology and specifically selected in lineages undergoing repeated radiations.

Specific transcellular binding between membrane proteins crucial to Alzheimer disease.

Molecular genetic studies of families suffering from genetic forms of early onset Alzheimer disease (AD) have identified three genes and their protein products as being crucially involved in the etiology of AD. The three proteins are all integral membrane proteins. One of them is beta-APP, the precursor of the beta-amyloid found in the characteristic neuritic plaques present in the brains of AD patients. The other two, S182 and STM2, are homologous in amino acid sequence to one another but are unrelated to beta-APP. It is shown here, using cultured cells transfected for each of these proteins, that beta-APP binds specifically and transcellularly to either S182 or STM2. We propose that this transcellular binding may not only be important in normal neuronal physiology and development but may be directly involved in the process of formation of beta-amyloid from beta-APP.

Plant histochemistry by correlation peak imaging.

Using a new NMR correlation-peak imaging technique, we were able to investigate noninvasively the spatial distribution of carbohydrates and amino acids in the hypocotyl of castor bean seedlings. In addition to the expected high sucrose concentration in the phloem area of the vascular bundles, we could also observe high levels of sucrose in the cortex parenchyma, but low levels in the pith parenchyma. In contrast, the glucose concentration was found to be lower in the cortex parenchyma than in the pith parenchyma. Glutamine and/or glutamate was detected in the cortex parenchyma and in the vascular bundles. Lysine and arginine were mainly visible in the vascular bundles, whereas valine was observed in the cortex parenchyma, but not in the vascular bundles. Although the physiological significance of these metabolite distribution patterns is not known, they demonstrate the potential of spectroscopic NMR imaging to study noninvasively the physiology and spatial metabolic heterogeneity of living plants.

Ensaio clínico randomizado do uso do curativo gel de clorexidina para a prevenção da colonização do cateter venoso central em pacientes adultos críticos

Os acessos venosos são indispensáveis para assistência do paciente em situação crítica. O cateter venoso central (CVC) é um acesso que viabiliza a terapêutica dessa clientela, mas o seu uso pode levar à infecções. Estas infecções ocasionam maior permanência hospitalar, elevam os custos totais das instituições e aumentam a morbidade e a mortalidade do paciente. O uso de curativos como cobertura do sítio de saída do CVC é eficaz na prevenção das infecções relacionadas a estes cateteres, em particular, o uso de curativos impregnados com antissépticos como o curativo gel de clorexidina. Este estudo teve como objetivo comparar a efetividade do curativo gel de clorexidina com a do filme transparente de poliuretano na prevenção da colonização do cateter venoso central em pacientes adultos críticos. Trata-se de estudo experimental, do tipo ensaio clínico randomizado, com tratamentos em paralelo, prospectivo e monocêntrico, realizado de acordo com as recomendações do Consolidated Standards of Reporting Trials (CONSORT). O estudo foi realizado na Unidade de Terapia Intensiva e na Unidade Coronariana de um hospital de ensino do interior do Estado de São Paulo. Participaram do estudo 102 indivíduos hospitalizados nestes locais, divididos aleatoriamente em dois grupos: grupo intervenção, no qual o tipo de cobertura utilizada foi o curativo de gel de clorexidina e grupo controle, que utilizou como cobertura o filme transparente de poliuretano. O desfecho primário mensurado foi a colonização do cateter e os desfechos secundários foram a infecção clínica do sítio de saída, a infecção microbiológica do sítio de saída e a infecção da corrente sanguínea relacionada ao cateter. Para a coleta de dados foi elaborado um instrumento, e este validado quanto ao seu conteúdo e forma por 13 enfermeiros pertencentes aos locais do estudo. Estes profissionais foram treinados para a realização dos curativos e coleta das pontas dos cateteres centrais, swabs dos sítios de saída e hemoculturas. Análises descritivas foram usadas para todas as variáveis do estudo. O teste Exato de Fisher foi utilizado para comparar as proporções de cada desfecho nos grupos de intervenção e controle, e a regressão logística para explorar se a colonização no CVC poderia ser associada com o tempo de uso do cateter e com o Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II (APACHE II) dos pacientes do estudo. De acordo com os resultados não houve diferença estatisticamente significante entre a colonização nos dois grupos (p valor = 1.00), para a infecção microbiológica do sítio de saída (p valor = 0.08), para a infecção clínica do sítio de saída (p valor = 0.77) e para as infecções da corrente sanguínea relacionadas ao cateter (p valor = 1,00). Conclui-se que o presente estudo pode contribuir para que as unidades de saúde tenham subsídios para realizar a escolha do tipo de curativo baseado em suas necessidades institucionais e no desenvolvimento de protocolos relacionados à medidas de inserção e manutenção do cateter, bem como medidas educativas permanentes

Avaliação da capacidade funcional de pacientes vítimas de trauma um ano após alta hospitalar

Objetivos: Avaliar a capacidade funcional de pacientes vítimas de trauma um ano após alta hospitalar e verificar associação da capacidade funcional com fatores relacionados ao trauma e à internação hospitalar. Metodologia: Estudo de coorte prospectivo, com pacientes vítimas de trauma grave (Injury Severity Score - ISS >=16), internados entre Junho e Setembro de 2010 em unidade de terapia intensiva (UTI) cirúrgica especializada em paciente politraumatizado de um hospital público de grande porte na cidade de São Paulo, Brasil. Variáveis de interesse como idade, sexo, escore de Glasgow, Acute Physiology and Chronic Health Disease Classification System II (APACHE II), mecanismos de trauma, número de lesões, região corpórea afetada, número de cirurgias, duração da ventilação mecânica (VM) e tempo de internação hospitalar foram coletadas dos prontuários médicos. A capacidade funcional foi avaliada um ano após alta hospitalar utilizando as escalas Glasgow Outcome Scale (GOS) e Escala de Atividades Instrumentais de Vida Diária de Lawton (AIVDL). Os pacientes também foram questionados se haviam retornado ao trabalho ou estudo. Resultados: O seguimento um ano após trauma foi completo em 49 indivíduos, a maioria composta por jovens (36±11 anos), do sexo masculino (81,6%) e vítimas de acidentes de trânsito (71,5%). Cada indivíduo sofreu aproximadamente 4 lesões corporais, acarretando uma média no ISS de 31 ± 14,4. O traumatismo cranioencefálico foi o tipo de lesão mais comum (65,3%). De acordo com a GOS, a maioria dos pacientes apresentou disfunção moderada (43%) ou disfunção leve ou ausente (37%) um ano após o trauma. A escala AIVDL apresentou pontuação média de 12±4 com aproximadamente 60- 70% dos indivíduos capazes de realizar de forma independente a maioria das atividades avaliadas. Escore de Glasgow, APACHE II, duração da VM e tempo de internação hospitalar foram associadas com a capacidade funcional um ano após lesão. A regressão linear múltipla considerando todas as variáveis significativas revelou associação entre a pontuação da escala AIVDL e o tempo de internação hospitalar. Apenas 32,6% dos indivíduos retornaram ao trabalho ou estudo. Conclusões: A maioria dos pacientes vítimas de trauma grave foi capaz de realizar as atividades avaliadas com independência; apenas um terço deles retornou ao trabalho e/ou estudo um ano após alta hospitalar. O tempo de internação hospitalar foi revelado como preditor significativo para a recuperação da capacidade funcional um ano após lesão grave

Assistência de fisioterapia na UTI está relacionada a redução de custos de internação?

Introdução: A unidade de terapia intensiva (UTI) é conhecida por ser um setor de alta complexidade dos pacientes e por seu alto custo ao sistema hospitalar. A gravidade da doença, o tempo de internação na UTI e a necessidade de ventilação mecânica invasiva (VMI) são fatores conhecidos como influenciadores no custo destas unidades, sendo que aproximadamente 30% dos pacientes internados em UTI necessitam de VMI. Os objetivos deste estudo foram avaliar os custos de internação em UTI comparando unidades com assistência de fisioterapia 24 horas e unidades com assistência de fisioterapia 12 horas e analisar o impacto da fisioterapia nos referidos custos. Método: Este é um estudo observacional, prospectivo, realizado em um hospital geral, público e de grande porte, localizado na cidade de São Paulo. Foram incluídos pacientes clínicos e cirúrgicos com 18 anos de idade ou mais, que estiveram em VMI por um período >= 24 horas e que receberam alta da UTI para a enfermaria. A coleta de dados incluiu diagnóstico de internação hospitalar, diagnóstico de admissão na UTI, gravidade do paciente no momento da admissão na UTI através do Acute Physiology and Chronic Health Disease Classification (APACHE II), tempo de VMI e tempo de internação na UTI; para a análise de custos utilizamos a ferramenta Omega French Score. Um modelo de regressão linear múltipla foi construído para verificar a associação entre o custo de internação em UTI com o turno diário de assistência fisioterapêutica. Resultados: Foram incluídos na amostra 815 pacientes, distribuídos em dois grupos conforme o turno de fisioterapia existente na UTI: 332 pacientes em UTI\'s com 24 horas de assistência fisioterapêutica (PT-24) e 483 pacientes em UTI\'s com 12 horas de assistência fisioterapêutica (PT-12). Os grupos não apresentaram diferença quanto ao APACHE II (p=0,65); comparado ao grupo PT-12 o grupo PT-24 era mais velho (p < 0,001), apresentou menor tempo de VMI (p < 0,001) e de internação na UTI (p=0,013). Quanto a análise de custos o grupo PT-24 apresentou custos menores indicados pela menor pontuação no Omega 3 (p=0,005) e Omega Total (p=0,010), menor custo direto, custo com equipe médica e enfermagem (p=0,010). A análise de regressão linear múltipla indicou associação do custo da internação em UTI com as variáveis APACHE II (p < 0,001), tempo de internação da UTI (p < 0,001) e assistência fisioterapêutica em turnos de 24 horas (p=0,05). Conclusão: O grupo com assistência de fisioterapia em turnos de 24 horas apresentou custos menores sendo que a severidade da doença, o tempo de internação na UTI e a assistência de fisioterapia foram variáveis preditoras para redução de custo de internação na UTI

Avaliação do potencial antiproliferativo do Dendrímero de Poliglicerol associado ao celecoxibe em linhagens celulares de carcinoma epidermoide de cabeça e pescoço

Diversos mecanismos celulares estão associados à patogênese do Carcinoma Epidermoide de Cabeça e Pescoço (CECP). Algumas dessas alterações envolvem proteínas pertencentes à via de sinalização do Akt, e o fator de transcrição NF-kB, o qual têm importante papel na fisiologia normal e no câncer. A proteína COX-2, descrita em processos inflamatórios, também participa da carcinogênese e está associada com a via de sinalização do Akt e com o NF-kB. Dendrímeros são uma forma única de nanotecnologia, surgindo como nanotransportadores com a capacidade de penetrar na célula tumoral liberando drogas quimioterápicas em seu interior. Os benefícios desta tecnologia são o aumento da eficicácia do princípio ativo utilizado e a redução dos seus efeitos secundários tóxicos. O Celecoxibe, antiinflamatório não esteroidal, inibidor seletivo da COX-2, tem se mostrado um importante agente anticarcinogênico, no entanto seu mecanismo de ação no CECP não é totalmente compreendido. Neste trabalho, um Dendrímero de Poliglicerol associado ao Celecoxibe (PGLD-celecoxibe) foi sintetizado e caracterizado por técnicas de espectroscopia ¹H-RMN, ¹³C-RMN, Maldi-Tof, TLC e DSC. Além disso, o conjugado foi testado in vitro em três linhagens celulares de CECP. O PGLD-Celecoxibe foi sintetizado com sucesso e promoveu a redução da dose capaz de inibir a proliferação celular, reduzindo o IC 50 do Celecoxibe de forma significativa em todas as linhagens celulares, se aproximando da dose sérica alcançada por este medicamento, resultado corroborado pelo Ensaio de Migração Celular. O mecanismo de morte celular observado foi a apoptose, associada a diminuição significativa da expressão de COX-2 ou por uma via alternativa independente. Alguns dos grupos tratados apresentaram alteração na expressão das proteínas pAkt e NF-kB.

Fisiologia e formação de partículas lipídicas durante o crescimento da levedura Yarrowia lipolytica IMUFRJ 50682.

A levedura Yarrowia lipolytica tem sido muito investigada, especialmente por ser um microrganismo oleaginoso, ou seja, capaz de acumular grandes quantidades de lipídios, o que ocorre majoritariamente em organelas denominadas partículas lipídicas. Estes lipídios apresentam várias potenciais aplicações biotecnológicas, como por exemplo na produção de óleo microbiano (single cell oil) e na produção de biodiesel. Durante este projeto de mestrado, objetivou-se estudar a fisiologia de duas linhagens da levedura Y. lipolytica, sendo uma tradicionalmente estudada pela comunidade científica internacional (linhagem w29) e outra isolada da Baía da Guanabara, no Rio de Janeiro (linhagem IMUFRJ 50682). Foram realizados cultivos em frascos agitados tipo Erlenmeyer com defletores tampados com algodão (volume total 500 mL, volume de meio 100 mL, 28 oC e 200 rotações por minuto), durante os quais foi possível: 1) escolher um meio de cultivo de composição totalmente definida, com tiamina como único fator de crescimento, adequado a estudos de fisiologia quantitativa com esta levedura; 2) verificar que Y. lipolytica não é capaz de crescer com sacarose ou xilose como única fonte de carbono; 3) verificar que Y. lipolytica cresce com velocidade específica de crescimento máxima (Máx) de 0,49 h-1 num meio complexo contendo glicose, extrato de levedura e peptona (meio YPD), 0,31 h-1 em meio definido com glicose como única fonte de carbono e 0,35 h-1 no mesmo meio, mas com glicerol como única fonte de carbono, sem excreção de metabólitos para o meio de cultivo; 4) verificar que ocorreu limitação por oxigênio nos cultivos em frasco agitado, sendo este o motivo pelo qual as células deixaram de crescer exponencialmente; 5) verificar que o uso de ureia, em vez de sulfato de amônio, como fonte de nitrogênio, contribui para uma variação menor do pH durante os cultivos, sem prejuízo ao crescimento da levedura; 6) observar que, ao se restringir a oferta de nitrogênio à levedura (aumento da relação C/N inicial no meio de 12,6 para 126), as células têm sua morfologia alterada e apresentam maior quantidade de partículas lipídicas; 7) determinar uma composição elementar para a biomassa de Y. lipolytica (CH1,98O0,58N0,13), em que os átomos de carbono encontram-se em média mais reduzidos do que na biomassa de leveduras como Saccharomyces cerevisiae e Dekkera bruxellensis. Foram também realizados cultivos em biorreator em batelada (1 L de volume útil, 28 oC, aerobiose plena e pH controlado em 5,0), durante os quais foi possível: a) estabelecer um protocolo de cultivo para Y. lipolytica em biorreator (que envolvem agitação mecânica, aeração e uso de anti-espumante, entre outras diferenças em relação aos cultivos em frasco); b) confirmar os valores dos principais parâmetros fisiológicos apresentados por esta levedura, anteriormente obtidos a partir de cultivos em frasco; c) confirmar que o fator de conversão de substrato a células (Yx/s) é maior para cultivos realizados com glicerol como fonte única de carbono (0,53 g/g para a linhagem IMUFRJ 50682), do que com glicose (0,48 g/g para a mesma linhagem). Finalmente, cultivos realizados em quimiostato com glicerol como fonte de carbono e energia, limitados por amônio (fonte de nitrogênio, relação C/N 126), às vazões específicas de 0,25 h-1 e 0,15 h-1, permitiram observar que o número de partículas lipídicas por célula de Y. lipolytica permaneceu em torno de 2 em ambas as situações e houve uma diminuição no teor de nitrogênio nas células quando a velocidade específica de crescimento diminuiu de 0,25 para 0,15 h-1.

Corneal biomechanics: a review

Biomechanics is often defined as ‘mechanics applied to biology’. Due to the variety and complexity of the behaviour of biological structures and materials, biomechanics is better defined as the development, extension and application of mechanics for a better understanding of physiology and physiopathology and consequently for a better diagnosis and treatment of disease and injury. Different methods for the characterisation of corneal biomechanics are reviewed in detail, including those that are currently commercially available (Ocular Response Analyzer and CorVis ST). The clinical applicability of the parameters provided by these devices are discussed, especially in the fields of glaucoma, detection of ectatic disorders and orthokeratology. Likewise, other methods are also reviewed, such as Brillouin microscopy or dynamic optical coherence tomography and others with potential application to clinical practice but not validated for in vivo measurements, such as ultrasonic elastography. Advantages and disadvantages of all these techniques are described. Finally, the concept of biomechanical modelling is revised as well as the requirements for developing biomechanical models, with special emphasis on finite element modelling.

Control of neuronal signalling pathways by CYP46A1, an enzime involved in brain cholesterol homeostasis

Tese de doutoramento, Farmácia (Biologia Celular e Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2016

Suplementos alimentares para gestão de peso corporal:

Os suplementos alimentares para emagrecer são um apelo irresistível para quem procura uma forma de perder peso “sem sacrifícios” e “sem esforço”. Com efeito, estamos perante um mercado sazonal em expansão em que a menção “natural” parece tranquilizar os consumidores esquecendo que a eficácia e segurança destes produtos necessita ser avaliada. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo efetuar a caraterização dos consumidores de suplementos alimentares para emagrecer, da zona centro de Portugal, avaliar o seu grau de satisfação com os produtos e ainda o possível risco que envolve o consumo destes produtos sobretudo quando ingeridos concomitantemente com medicamentos. Recorreu-se a um questionário anónimo, confidencial e de preenchimento voluntário, distribuído em farmácias, parafarmácias e dietéticas e/ou ervanárias maioritariamente do concelho de Viseu e Figueira da Foz. A recolha dos dados decorreu entre os meses de abril e julho de 2014. E tinha como critérios de inclusão ser maior de 18 anos, ambos os sexos e saber ler e escrever. Acorreram 304 indivíduos. A análise dos dados foi feita recorrendo a testes estatísticos adequados a cada caso. O presente estudo ao caracterizar o perfil de consumidores de suplementos alimentares encontrou uma população, maioritariamente feminina (88,5%) com grau de instrução elevado, secundário e superior, nas faixas etária dos 25-44 anos (59,4%), casados ou em união de facto. Apresentavam excesso de peso e obesidade (54%), sem hábitos de prática de exercício físico e com alimentação desequilibrada. Estes preferem adquirir os suplementos alimentares para emagrecer nas farmácias embora a decisão de consumir estes produtos seja pessoal (32,7%). Para aconselhamento preferem o farmacêutico (17,6%) e apenas 4,2% recorrem ao médico. Revelaram ainda consumir estes produtos por um período de tempo limitado, entre 1-3 meses e estarem satisfeitos com os resultados obtidos após o consumo de suplementos alimentares (63,1%). Constituindo os efeitos secundários dos suplementos alimentares uma preocupação legítima verificamos que a maioria dos inquiridos (93,3%) não refere qualquer efeito indesejável, os restantes indivíduos que revelaram aparecimento de ações indesejáveis disseram ter-se dirigido ao farmacêutico para reportar a situação. As patologias com maior prevalência entre os consumidores foram doenças endócrinas, nutricionais e metabólicas, seguida das perturbações mentais e comportamentais e por fim as doenças cardiovasculares a que correspondem os principais grupos terapêuticos encontrados: psicofármacos, medicamentos usados em patologias do sistema endócrino e antihipertensores. Cerca de 25,8% dos inquiridos que consumiam suplementos alimentares para emagrecer utilizavam concomitantemente estes fármacos. A análise dos cinco suplementos alimentares para emagrecer maioritariamente consumidos pela amostra (57,8%) evidenciou a existência de possíveis interações com os grupos de fármacos mais utilizados. Os resultados obtidos mostram por um lado, a necessidade de esclarecer o conceito de que nem tudo o que é natural é inócuo e por outro lado, ressaltam a importância no ato de venda do aconselhamento individual, adaptado a cada consumidor (com ou sem medicação), por um profissional de saúde com conhecimentos no âmbito da gestão e fisiologia de peso corporal e conhecimento sólido sobre a eficácia e segurança destes suplementos.

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