Carbon monoxide, autophagy and cytoprotection in response to cerebral ischemia

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

Contribuição ao conhecimento da cardiopatia chagásica aguda: estudo sistematizado dos sistemas excito-condutor e nervoso autônomo intracardíaco em caso autóctone do Acre

Descrevem-se as alterações anatomopatológicas do coração obseivadas em um caso agudo de doença de Chagas (DC), com ênfase para as lesões do sistema excito-condutor (SEC) e do sistema newoso autônomo intracardíaco (SNAIC). O exame microscópico, evidenciou pancardite aguda, com numerosas formas amastigotas de Trypanosoma cruzi em miocardiócitos. Constataram-se múltiplos focos inflamatórios no SEC, com ninhos parasitários no nódulo átrio-ventricular e no ramo esquerdo do feixe de His. Na análise das estruturas autonômicas atriais, verificaram-seperiganglionite eperineurite acentuadas, com ou sem infiltração periférica de gânglios e newos pelo exsudato. Não pareceu ocorrer despopulação neuronal cardíaca. O estudo epidemiológico sugeriu transmissão vetorial por Rhodnius pictipes. Este ê o primeiro caso de DC aguda da região amazônica em que se faz a avaliação morfológica sistematizada e concomitante do SEC e do SNAIC.

Biodemes and zymodemes of Trypanosoma cruzi strains: correlations with clinical data and experimental pathology

With the objective of establishing biological and biochemical characteristics of a significant number of Trypanosoma cruzi strains from different geographical areas, 138 strains isolated from naturally infected humans, triatomine or vertebrate hosts were studied; 120 were isolated from different areas of Brazil and 18 from other South and Central American countries. Inocula from triatomine or culture forms were injected into suckling Swiss mice, followed by passages into mice 10 to 12 g. Biological characters and histopathological study permitted the inclusion of the strains into three Types or biodemes: I, II, III. Isoenzymic analysis confirmed a correspondence between the biodemes and zymodemes : Type I and Z2b, Type II and Z2, Type III and Z1. Results showed the ubiquitary distribution of the several types of strains. The predominance of the same Type and zymodeme in one geographical area was confirmed : Type II strains among the human cases from eastern Bahia and east of Goiás; Type III strains from humans of north Brazil and Central America and from silvatic vectors or vertebrates from other geographical areas. The biological types of strains correlate with different histopathological lesions considering cardiac involvement and neuronal lesions. These findings suggest that the biological behavior together with isoenzymes patterns and pathological pictures in the vertebrate host can be an important tool for establishing correlations between strains behavior and clinico-pathological manifestations of Chagas' disease in different geographical areas.

RetInfo - Identificação de alterações retinianas usando processamento digital de imagem

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Coherence and phase locking disruption in electromyograms of patients with amyotrophic lateral sclerosis

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Plataforma de previsão do consumo elétrico para edifícios inteligentes

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores

Análise de desempenho de anéis de controlo baseado em PCA

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores

Computational modeling of prefrontal cortex circuits

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Exploring motor neuron degeneration in ALS - prevention by glycoursodeoxycholic acid and signaling to microglia

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

Avaliação da evolução do perfil regional em inovação. O caso das regiões europeias 2003/2009

A inovação é considerada pelos economistas como fator determinante para o crescimento económico e social sustentável. No contexto da atual economia, global e marcada por uma profunda crise, torna-se imperativo compreender os padrões de inovação para suportar melhores políticas e respostas aos desafios que se impõem. Este entendimento conduz à ilação de que os desvios significativos no crescimento económico observado entre diferentes regiões são também explicados por diferenças espaciais nos padrões de inovação. Na sequência do exposto tem-se assistido a um renovado e crescente interesse no estudo da inovação numa perspetiva territorial e a uma crescente produção e disponibilização de dados para estudo e compreensão das suas dinâmicas. O objectivo principal da presente dissertação é demonstrar a utilidade de uma técnica de Data Mining, a rede neuronal Self Organizing Map, na exploração destes dados para estudo da inovação. Em concreto pretende-se demonstrar a capacidade desta técnica tanto para identificar perfis regionais de inovação bem como para visualizar a evolução desses perfis no tempo num mapa topológico virtual, o espaço de atributos do SOM, por comparação com um mapa geográfico. Foram utilizados dados Euronext relativos a 236 regiões europeias para os anos compreendidos entre 2003 e 2009. O Self Organizing Map foi construído com base no GeoSOM, software desenvolvido pelo Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação. Os resultados obtidos permitem demonstrar a utilidade desta técnica na visualização dos padrões de inovação das regiões europeias no espaço e no tempo.

Plataforma smartphone para biossensores de espectroscopia de infravermelho próximo

O tema “Plataforma smartphone para biossensores de Espectroscopia de Infravermelho Próximo”, surge no âmbito da instrumentação médica, na área das BCI – Brain Computer Interfaces, devido à necessidade de encontrar um dispositivo portátil, de custo acessível e elevada performance que permita obter informação acerca da actividade neuronal do córtex motor no decorrer duma determinada tarefa. O objectivo do trabalho consiste no desenvolvimento duma sonda capaz de detectar as alterações hemodinâmicas que ocorrem no córtex, bem como toda a instrumentação inerente à aquisição do sinal e transmissão dos dados para um computador, a análise dos dados e por fim o desenvolvimento de uma aplicação em Android para visualização dos resultados. Foi desenvolvida uma banda para a cabeça, composta pela sonda NIRS: LEDs (Light-Emiting Diodes) de 940nm e 660nm e os respectivos fototransístores de detecção, bem como toda a electrónica de condicionamento do sinal captado. Num módulo à parte, alimentado por duas baterias de 9V, encontram-se os circuitos electrónicos onde é possível regular ganhos de amplificação e offsets. Os dados foram adquiridos pelo microcontrolador Arduíno Uno, usando uma taxa de amostragem de 50Hz em cada um dos dois canais utilizados. O controlo do Arduíno foi feito utilizando o LabVIEW. Para o processamento dos dados, visualização e cálculo das concentrações de oxi e desoxi-hemoglobina no sangue recorreu-se ao Matlab. O sistema foi calibrado com recurso a um oxímetro de pulso clínico usado em cinco indivíduos saudáveis. Finalmente o sistema foi testado ao colocar-se o sensor NIRS sobre o córtex motor esquerdo de nove indivíduos saudáveis destros, fazendo-se uma aquisição de dados durante dois minutos. Utilizou-se um paradigma de 10s de repouso seguido de 10s a abrir e fechar a mão. O sistema NIRS conseguiu medir as alterações que ocorrem nas concentrações de oxi e desoxi-hemoglobina devido à actividade motora de abrir e fechar a mão. Dado o princípio físico ser o mesmo do dos oxímetros convencionais, conseguiu-se ainda medir com sucesso a frequência cardíaca e a saturação percentual de oxigénio após a calibração do sensor. As medidas podem ser visualizadas numa aplicação desenvolvida para o Android. Os resultados sugerem que com esta abordagem, este tipo de dispositivo pode estar disponível a baixo custo quer para doentes quer para indivíduos saudáveis, por exemplo em aplicações de telemóvel.

Unraveling intrinsic mechanisms of Nerve Regeneration

Unlike injury to the peripheral nervous system (PNS), where injured neurons can trigger a regenerative program that leads to axonal elongation and in some cases proper reinnervation, after injury to the central nervous system (CNS) neurons fail to produce the same response. The regenerative program includes the activation of several injury signals that will lead to the expression of genes associated with axonal regeneration. As a consequence, the spawned somatic response will ensure the supply of molecular components required for axonal elongation. The capacity of some neurons to trigger a regenerative response has led to investigate the mechanisms underlying neuronal regeneration. Thus, non-regenerative models (like injury to the CNS) and regenerative models (such as injury to the PNS) were used to understand the differences underlying those two responses to injury. To do so, the regenerative properties of dorsal root ganglion (DRG) neurons were addressed. This particular type of neurons possesses two branches, a central axon, that has a limited capacity to regenerate; and a peripheral axon, where regeneration can occur over long distances. In the first paradigm used to understand the neuronal regeneration mechanisms, we evaluated the activation of injury signals in a non-regenerative model. Injury signals include the positive injury signals, which are described as being enhancers of axonal regeneration by activating several transcription factors. The currently known positive injury signals are ERK, JNK and STAT3. To evaluate whether the lack of regeneration following injury to the central branch of DRG neurons was due to inactivation of these signals, activation of the transcription factors pELK-1, p-c-jun (downstream targets of ERK and JNK, respectively) and pSTAT3 were examined. Results have shown no impairment in the activation of these signals. As a consequence, we further proceed with evaluation of other candidates that could participate in axonal regeneration failure. By comparing the protein profiles that were triggered following either injury to the central branch of DRG neurons or injury to their peripheral branch, we were able to identify high levels of GSK3-β, ROCKII and HSP-40 after injury to the central branch of DRG neurons. While in vitro knockdown of HSP-40 in DRG neurons showed to be toxic for the cells, evaluation of pCRMP2 (a GSK3-β downstream target) and pMLC (a ROCKII downstream target), which are known to impair axonal regeneration, revealed high levels of both proteins following injury to the central branch when comparing with injury to their peripheral one. Altogether, these results suggest that activation of positive injury signals is not sufficient to elicit axonal regeneration; HSP-40 is likely to participate in the cell survival program; whereas GSK3-β and ROCKII activity may condition the regenerative capacity following injury to the nervous system.(...)

Dissecting gastrointestinal dysfunction and inflammation in a “pre-motor” rodent model of Parkinson’s disease

Research on Parkinson’s disease (PD) has mainly focused on the degeneration of the dopaminergic neurons of nigro-striatal (NS) pathway; also, post-mortem studies have demonstrated that the noradrenergic and the serotonergic transmitter systems are also affected (Jellinger, 1999). Degeneration of these neuronal cell bodies is generally thought to start prior to the loss of dopaminergic neurons in the NS pathway and precedes the appearance of the motor symptoms that are the “hallmark” of PD. Gastrointestinal (GI) motility is often disturbed in PD, manifesting chiefly as impaired gastric emptying and constipation. These GI dysfunction symptoms may be the result of a loss in noradrenergic and serotonergic innervation. GI deficits were evaluated using an organ bath technique. Groups treated with different combinations of neurotoxins (6-OHDA alone, 6-OHDA + pCA or 6-OHDA + DSP-4) presented significant differences in gut contractility compared to control groups. Since a substantial body of literature suggests the presence of an inflammatory process in parkinsonian state (Whitton, 2007), changes in pro-inflammatory cytokines in the gut were assessed using a cytokine microarray. It has been found in this work that groups with a combined dopaminergic and noradrenergic lesion have a significant increase in both expressions of IL-13 and VEGF. IL-6 also shows a decrease in treatment groups; however this decrease did not reach statistical significance. The therapeutic value of Exendin-4 (EX-4) was evaluated. It has been previously demonstrated that EX-4, a glucagon-like peptide-1 receptor (GLP-1R) agonist, is neuroprotective in rodent models of PD (Harkavyi et al., 2008). In this thesis it has been found that EX-4 was able to reverse a decrease in gut contractility obtained through intracerebral bilateral 6-OHDA injection. Although more studies are required, EX-4 could be used as a possible therapy for the GI symptoms prominent in the early stages of PD.

Prevalence of cholelithiasis in patients with chagasic megaesophagus

INTRODUCTION: The prevalence of cholelithiasis in the general population ranges from 9 to 18%. This prevalence is known to be higher in the presence of parasympathetic nerve damage of the biliary tract either due to surgery (vagotomy) or neuronal destruction (Chagas disease). The objective of this study was to evaluate the association of cholelithiasis and chagasic or idiopathic megaesophagus. METHODS: The ultrasound scans of 152 patients with megaesophagus submitted to cardiomyotomy and subtotal esophagectomy surgery were evaluated. The presence of cholelithiasis was compared between chagasic and idiopathic esophagopathy and ultrasound and clinical findings were correlated with age, sex and race. RESULTS: A total of 152 cases of megaesophagus, including 137 with chagasic megaesophagus and 15 with idiopathic megaesophagus, were analyzed. The mean age was 56.7 years (45-67) in the 137 patients with chagasic megaesophagus and 35.6 years (27-44) in the 15 cases of idiopathic megaesophagus, with a significant difference between the two groups (p < 0.0001). The group with chagasic megaesophagus consisted of 59 (43%) women and 78 (56.9%) men, while the group with idiopathic megaesophagus consisted of 8 (53.3%) women and 7 (46.6%) men, showing no significant difference between the groups. Of the 137 patients with confirmed chagasic megaesophagus, 39 (28.4%) presented cholelithiasis versus one case (6.6%) in the 15 patients with idiopathic megaesophagus. CONCLUSIONS: The prevalence of cholelithiasis is high in patients with chagasic megaesophagus and preoperative ultrasound should be performed routinely in these patients in order to treat both conditions during the same surgical procedure.

Imagem por curtose de difusão em doenças neurodegenerativas

A presente dissertação foi desenvolvida em colaboração com o Instituto de Biofísica e Engenharia Biomédica (IBEB/FCUL) e com o serviço de Neurologia do Hospital de Santa Maria (HSM).