14-3-3 acts as an intramolecular bridge to regulate cdc25B localization and activity

One of the major regulators of mitosis in somatic cells is cdc25B. cdc25B is tightly regulated at multiple levels. The final activation step involves the regulated binding of 14-3-3 proteins. Previous studies have demonstrated that Ser-323 is a primary 14-3-3 binding site in cdc25B, which influences its activity and cellular localization. 14-3-3 binding to this site appeared to interact with the N-terminal domain of cdc25B to regulate its activity. The presence of consensus 14-3-3 binding sites in the N-terminal domain suggested that the interaction is through direct binding of the 14-3-3 dimer to sites in the N-terminal domain. We have identified Ser-151 and Ser-230 in the N-terminal domain as functional 14-3-3 binding sites utilized by cdc25B in vivo. These low affinity sites cooperate to bind the 14-3-3 dimer bound to the high affinity Ser-323 site, thus forming an intramolecular bridge that constrains cdc25B structure to prevent access of the catalytic site. Loss of 14-3-3 binding to either N-terminal site relaxes cdc25B structure sufficiently to permit access to the catalytic site, and the nuclear export sequence located in the N-terminal domain. Mutation of the Ser-323 site was functionally equivalent to the mutation of all three sites, resulting in the complete loss of 14-3-3 binding, increased access of the catalytic site, and access to nuclear localization sequence.

Dissecting the role of CLASP1 in the mammalian development

A mitose é o evento celular, através do qual uma células transmite uma cópias do seu DNA às células filhas. Este processo é mediado pelo fuso mitótico, o qual consiste numa rede bipolar microtubulos. A dinâmica dos microtubulos é regulada por proteínas associadas a estes (MAPs – Microtubule-Associated Proteins), tais como as proteínas associadas às extremidades positivas dos microtubulos (+TIPs – Plus-ends Tracking proteins). As proteínas associadas às CLIPs (CLASPs – CLIP-associated proteins) pertencem a esta família e estão altamente conservadas nos eucariotas. Estas interagem com os microtubulos regulando o fuso mitótico, a segregação dos cromossomas e o comportamento dos microtubulos ao nível do cinetocoro. Assim, as CLASPs têm sido descritas como essenciais à manutenção da integridade genética durante a divisão celular. Um modelo animal knockout para o gene Clasp1 é uma ferramenta indispensável à descoberta do papel da CLASP1 a nível fisiológico. Nos animais knockout foi observado um fenótipo letal, no qual 100% dos recém-nascidos morreram poucos minutos após o nascimento, no decurso de falência respiratória. Após análise histopatológica, observamos que os pulmões dos animais knockout apresentam um atraso no desenvolvimento. Porém, a análise da expressão de marcadores de diferenciação celular, mostrou que os pneumócitos tipo I e II estão presente e diferenciados nos animais knockout aquando do seu nascimento. No entanto, um defeito primário a nível pulmonar ainda não pode ser excluído. Níveis elevados de glicogénio no parênquima alveolar dos animais knockout sugerem imaturidade pulmonar ou deficiente produção do líquido surfactante. Adicionalmente, ainda não está esclarecido de que forma pode este atraso explicar a letalidade observada nos recémnascidos knockout. Verificamos também que expressão de CLASP1 é transiente ao longo do desenvolvimento, sendo particularmente elevada no cérebro, o que pode explicar o seu papel já descrito na biologia dos neurónios. A CLASP1 é ubiquamente expressa em mamíferos adultos, o que sugere que esta proteína é também importante em tecidos diferenciados. Nesta fase, o significado biológico da CLASP1 em mamíferos ainda não foi descortinado. No entanto, nenhum animal knockout para Clasp1 foi capaz de sobreviver ex uterus, o que sugere um papel fundamental desta proteína na fase final do desenvolvimento dos mamíferos.

Cyclosporine versus tacrolimus: cost-effectiveness analysis for renal transplantation in Brazil

OBJECTIVE To analyze the cost-effectiveness of treatment regimens with cyclosporine or tacrolimus, five years after renal transplantation.METHODS This cost-effectiveness analysis was based on historical cohort data obtained between 2000 and 2004 and involved 2,022 patients treated with cyclosporine or tacrolimus, matched 1:1 for gender, age, and type and year of transplantation. Graft survival and the direct costs of medical care obtained from the National Health System (SUS) databases were used as outcome results.RESULTS Most of the patients were women, with a mean age of 36.6 years. The most frequent diagnosis of chronic renal failure was glomerulonephritis/nephritis (27.7%). In five years, the tacrolimus group had an average life expectancy gain of 3.96 years at an annual cost of R$78,360.57 compared with the cyclosporine group with a gain of 4.05 years and an annual cost of R$61,350.44.CONCLUSIONS After matching, the study indicated better survival of patients treated with regimens using tacrolimus. However, regimens containing cyclosporine were more cost-effective.

Evolution and biogenesis of microtubule-derived structures

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Biologia Celular pelo Instituto de Tecnologia Química e Biológica da Universidade Nova de Lisboa

Avaliação funcional e farmacológica do corpo carotídeo do rato no envelhecimento

Resumo: O corpo carotídeo gera o quimiorreflexo à hipoxia, tendo por objectivo principal a homeostase dos gases do sangue. Esta tese testou a hipótese da função destes quimiossensores não se deteriorar ao longo da idade. In vivo, em ratos anestesiados, foram estudados os efeitos da idade nas respostas cardiorespiratórias a dois tipos de estímulos diferentes: a isquemia carotídea e a manipulação farmacológica de dois neurotransmissores com efeitos opostos nos quimiorreceptores, a adenosina e a dopamina. O modelo de isquemia carotídea corresponde à oclusão bilateral da artéria carótida comum, durante períodos de 5 a 15 s, o que determina um efeito excitatório na ventilação que é abolido pela secção bilateral dos nervos do seio carotídeo. No estudo farmacológico foram analisadas as respostas cardio-respiratórias à adenosina e à dopamina exógenas na presença e na ausência de antagonistas selectivos para os receptores A2A e D2, respectivamente. In vitro, no corpo carotídeo, foi quantificado o efeito de diferentes concentrações de oxigénio no conteúdo do segundo mensageiro comum à activação dos receptores A2A e D2, o cAMP. Em conjunto, estes resultados demonstraram que no rato o controlo da ventilação pelo corpo carotídeo se mantém inalterado ao longo da idade.--------------------- ABSTRACT: The carotid body initiates reflexes aimed principally at the homeostatic maintenance of blood gas tensions. This thesis tested the hypothesis of the function of these quimiossensores not deteriorate through age. In vivo, in anesthetized rats, we studied the effects of age on cardiorespiratory responses to two different types of stimuli: carotid ischemia and pharmacological manipulation of neurotransmitters with two opposite effects on chemoreceptors, adenosine and dopamine. The model of carotid ischemia corresponded to bilateral occlusion of common carotid artery, during periods of 5 to 15 s, which determines an excitatory effect on ventilation that is abolished by bilateral section of carotid sinus nerve. The pharmacological study analyzed the cardiorespiratory responses to exogenous adenosine and dopamine in the presence and absence of selective antagonists for the A2A and D2 receptors, respectively. In vitro, at the carotid body, it was quantified the effect of different concentrations of oxygen in the content of the common second messenger for the activation of A2A and D2 receptors, the cAMP. Together, these results showed that in rats the control of ventilation by carotid body remains unchanged through age.

Análise da estrutura e da função da proteína morfogenética RodZ de Bacillus subtilis

Resumo: RodZ é um componente do sistema morfogenético das células bacterianas. É uma proteína transmembranar que localiza em bandas ao longo do eixo longitudinal da célula. Em Bacillus subtilis, RodZ consiste numa porção citoplasmática, RodZn, e em uma parte extra-citoplasmática, RodZc. RodZn contém um domínio em helixturn- helix (HTH), enquanto que RodZc pode ser dividido num domínio coiled-coil e num domínio terminal C, de função desconhecida. Um segmento transmembranar (TM) único separa RodZn de RodZc. A eliminação de rodZ causa alongamento do nucleóide e leva à produção de células polares nucleadas. Aqui, mostramos que RodZn é estruturado, estável e em hélice α. Descobrimos que as substituições Y32A e L33A na suposta hélice de reconhecimento (3) do motivo HTH, bem como as substituições Y49A e F53A, fora do motivo HTH (4), causam divisão assimétrica, mas apenas as últimas levam à deslocalização sub-celular de RodZ. Sugerimos que as hélices 3 e 4 são utilizadas para uma interacção proteína-proteína ou proteína- DNA essencial para divisão celular enquanto que 4 deve contactar um componente do citosqueleto, possivelmente MreB, uma vez que a correcta localização sub-celular de RodZ depende desta proteína. Em todos os mutantes as células polares são anucleadas, pelo que concluímos que o alongamento do nucleóide não é um prérequisito para divisão assimétrica. RodZc é largamente não estruturado mas com conteúdo de folha , sendo estabilizado pelo domínio coiled-coil. Mostramos uma relação homóloga entre RodZc e a bomba de transporte Na+/Ca2+ NCX1 e identificámos dois resíduos no domínio C, G265 e N275, essenciais para a manutenção da forma celular. Estes resíduos fazem parte de um motivo em gancho que pode actuar como um local de interacção com um ligando desconhecido. RodZn e RodZc são monoméricos em solução. Contudo, na membrana, RodZ interage consigo própria num sistema de dois híbridos (Split-Ubiquitin) em levedura, sugerindo que possa formar multímeros in vivo.-----------ABSTRACT: RodZ is a transmembrane component of the bacterial core morphogenic apparatus. RodZ localizes in bands long the longitudinal axis of the cell, and it is though to functionally link the cell wall to the actin cytoskeleton. In Bacillus subtilis, RodZ consists of a cytoplasmic moiety, RodZn, and an extracytoplasmic moiety, RodZc. RodZn contains a predicted helix-turn-helix domain, whereas RodZc is thought to contain a coiled-coil region and a terminal C domain of unknown function. A single transmembrane domain separates RodZn from RodZc. Deletion of rodZ causes elongation of the nucleoid and leads to the production of polar minicells containing DNA. Here, we have studied the structure and function of RodZn and RodZc. We show that RodZn is a stable, folded, -helical domain. We discovered that the Y32A and L33A substitutions within the presumptive recognition helix (3) of the HTH motif, as well as the Y49A and F53A substitutions outside of the HTH motif (in 4) cause asymmetric cell division. However, only the substitutions in 4 cause sub-celular delocalization of RodZ. We suggest that 3 and 4 are used for a protein-protein or protein-DNA interaction important for cell division, whereas 4 is likely to contact a cytoskeletal component, presumably MreB. The polar cells formed by all the mutants are anucleate. We conclude that nucleoid elongation is not a prerequisite for asymmetric division. RodZc appears to be a largely unstructured domain, with some -sheet content, and is stabilized by the coiled-coil region. We show a homology relationship between RodZc and the NCX1 Na+/Ca2+ transporter and we found two residues within the C domain, G265 and N275, that are important for cell shape determination. These residues are predicted to be essential determinants of a claw-like motif, which may act as a binding site for an unknown ligand. Both the isolated RodZn and RodZc proteins are monomeric in solution. However, because full-length RodZ interacts with itself in a split-ubiquitin yeast two-hybrid assay, we suggest that it may dimerize or form higher order multimers in vivo.

Detection of Bartonella henselae DNA in clinical samples including peripheral blood of immune competent and immune compromised patients by three nested amplifications

Bacteria of the genus Bartonella are emerging pathogens detected in lymph node biopsies and aspirates probably caused by increased concentration of bacteria. Twenty-three samples of 18 patients with clinical, laboratory and/or epidemiological data suggesting bartonellosis were subjected to three nested amplifications targeting a fragment of the 60-kDa heat shock protein (HSP), the internal transcribed spacer 16S-23S rRNA (ITS) and the cell division (FtsZ) of Bartonella henselae, in order to improve detection in clinical samples. In the first amplification 01, 04 and 05 samples, were positive by HSP (4.3%), FtsZ (17.4%) and ITS (21.7%), respectively. After the second round six positive samples were identified by nested-HSP (26%), eight by nested-ITS (34.8%) and 18 by nested-FtsZ (78.2%), corresponding to 10 peripheral blood samples, five lymph node biopsies, two skin biopsies and one lymph node aspirate. The nested-FtsZ was more sensitive than nested-HSP and nested-ITS (p < 0.0001), enabling the detection of Bartonella henselae DNA in 15 of 18 patients (83.3%). In this study, three nested-PCR that should be specific for Bartonella henselae amplification were developed, but only the nested-FtsZ did not amplify DNA from Bartonella quintana. We conclude that nested amplifications increased detection of B. henselae DNA, and that the nested-FtsZ was the most sensitive and the only specific to B. henselae in different biological samples. As all samples detected by nested-HSP and nested-ITS, were also by nested-FtsZ, we infer that in our series infections were caused by Bartonella henselae. The high number of positive blood samples draws attention to the use of this biological material in the investigation of bartonellosis, regardless of the immune status of patients. This fact is important in the case of critically ill patients and young children to avoid more invasive procedures such as lymph nodes biopsies and aspirates.

Stress-Related Mucosal Disease: Incidence of Bleeding and the Role of Omeprazole in its Prophylaxis

BACKGROUND: Upper gastrointestinal bleeding is the severe complication of stress-related mucosal disease in hospitalized patients. In intensive care units (ICU), risk factors are well defined and only mechanical ventilation and coagulopathy proved to be relevant for significant bleeding. On the contrary, in non-ICU settings there is no consensus about this issue. Nevertheless, omeprazole is still widely used in prophylaxis of bleeding. The objective of our study was to evaluate the relevance of stress-related mucosal disease bleeding in patients admitted to an internal medicine ward, and the role of omeprazole in its prophylaxis. METHODS: We conducted a retrospective study in which we analysed consecutive patients who were admitted to our ward over a year. We recorded demographic characteristics of the patients, potential risk factors for stress-related mucosal disease (clinical data, laboratory, and medication), administration of prophylactic omeprazole, and total cost of this prophylaxis. Patients with active gastrointestinal bleeding on the admission were excluded. We recorded every upper gastrointestinal bleeding event with clinical relevance. RESULTS: Five hundred and thirty-five patients, mean age 70 years, mean length of stay 9.6+/-7.7 days; 140 (26.2%) patients were treated with 40 mg of omeprazole intravenously, 193 (36.1%) with 20mg of omeprazole orally, and 202 (37.8%) patients had no prophylaxis. There was only one episode (0.2%) of clinically relevant bleeding. CONCLUSION: In patients admitted to an internal medicine ward, incidence of upper gastrointestinal bleeding as a complication of stress-related mucosal disease is low. We found that there is no advantage in prophylaxis with omeprazole.

HIV-2 Integrase Polymorphisms and Longitudinal Genotypic Analysis of HIV-2 Infected Patients Failing a Raltegravir-Containing Regimen

To characterize the HIV-2 integrase gene polymorphisms and the pathways to resistance of HIV-2 patients failing a raltegravir-containing regimen, we studied 63 integrase strand transfer inhibitors (INSTI)-naïve patients, and 10 heavily pretreated patients exhibiting virological failure while receiving a salvage raltegravir-containing regimen. All patients were infected by HIV-2 group A. 61.4% of the integrase residues were conserved, including the catalytic motif residues. No INSTI-major resistance mutations were detected in the virus population from naïve patients, but two amino acids that are secondary resistance mutations to INSTIs in HIV-1 were observed. The 10 raltegravir-experienced patients exhibited resistance mutations via three main genetic pathways: N155H, Q148R, and eventually E92Q - T97A. The 155 pathway was preferentially used (7/10 patients). Other mutations associated to raltegravir resistance in HIV-1 were also observed in our HIV-2 population (V151I and D232N), along with several novel mutations previously unreported. Data retrieved from this study should help build a more robust HIV-2-specific algorithm for the genotypic interpretation of raltegravir resistance, and contribute to improve the clinical monitoring of HIV-2-infected patients.

The Effect of Statins on Mortality in Septic Patients: a Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials

OBJECTIVE: Statins are among the most prescribed drugs worldwide and their recently discovered anti-inflammatory effect seems to have an important role in inhibiting proinflammatory cytokine production, chemokines expression and counteracting the harmful effects of sepsis on the coagulation system. We decided to perform a meta-analysis of all randomized controlled trials ever published on statin therapy in septic patients to evaluate their effect on survival and length of hospital stay. DATA SOURCES AND STUDY SELECTION: Articles were assessed by four trained investigators, with divergences resolved by consensus. BioMedCentral, PubMed, Embase and the Cochrane Central Register of clinical trials were searched for pertinent studies. Inclusion criteria were random allocation to treatment and comparison of statins versus any comparator in septic patients. DATA EXTRACTION AND SYNTHESIS: Data from 650 patients in 5 randomized controlled studies were analyzed. No difference in mortality between patients receiving statins versus control (44/322 [14%] in the statins group vs 50/328 [15%] in the control arm, RR = 0.90 [95% CI 0.65 to 1.26], p = 0.6) was observed. No differences in hospital stay (p = 0.7) were found. CONCLUSIONS: Published data show that statin therapy has no effect on mortality in the overall population of adult septic patients. Scientific evidence on statins role in septic patients is still limited and larger randomized trials should be performed on this topic.

Intraocular Pressure in Eyes Receiving Intravitreal Antivascular Endothelial Growth Factor Injections

PURPOSE: The aim of the this study was to determine the effect of intravitreal antivascular endothelial growth factor injections on intraocular pressure (IOP) and identify possible risk factors for the development of increased IOP. MATERIALS AND METHODS: This prospective study included a total of 106 eyes receiving intravitreal injection of bevacizumab as treatment for macular edema or active choroidal neovascularization. IOP was measured by Goldmann applanation tonometry immediately before the intravitreal injection and 5 min, 1 h and 15 days after the procedure. The records of the study patients were reviewed for age, gender, history of glaucoma, diabetes mellitus, phakic status, systemic and topical medication and number of previous injections. Subconjunctival reflux was registered. IOP elevation was defined as IOP ≥21 mm Hg and/or a change from baseline of ≥5 mm Hg recorded at least on two or more measurements on the same visit. RESULTS: Mean preoperative IOP was 15.31 ± 3.90 mm Hg and postoperative IOP values were 27.27 ± 11.87 mm Hg (after 5 min), 17.59 ± 6.24 mm Hg (after 1 h) and 16.86 ± 3.62 mm Hg (after 15 days). The IOP variation was statistically significant between pre- and postoperative measurements (p < 0.05). Subconjunctival reflux was recorded in 11.3%, and in this subgroup the IOP at 5 min and at 1 h was lower than preoperative IOP (p < 0.05). CONCLUSIONS: More than one third of the eyes achieved IOPs >30 mm Hg 5 min after injection. Subconjunctival reflux contributed to a lower mean postoperative IOP (p < 0.05). Considerations for the management include prophylactic IOP lowering with medical therapy and/or preinjection ocular decompression for patients with a history of glaucoma or ocular hypertension and switching to an as-needed injection protocol in patients suffering a marked IOP rise in previous injections. © 2015 S. Karger AG, Basel.

O2/CO2-sensitive cyclic AMP-signalling pathway in peripheral chemoreceptors

RESUMO: O corpo carotídeo (CB) é um pequeno órgão sensível a variações na PaO2, PaCO2 e pH. As células tipo I (células glómicas) do corpo carotídeo, as unidades sensoriais deste órgão, libertam neurotransmissores em resposta às variações dos gases arteriais. Estes neurotransmissores atuam quer em recetores pré-sinápticos, localizados nas células tipo I, quer em recetores póssinápticos, localizados nas terminações do nervo do seio carotídeo, ou em ambos. A activação dos recetores pré-sinápticos modula a atividade do corpo carotídeo, enquanto que, a activação dos recetores pós-sinápticos, de carater excitatório, desencadeia um aumento da frequência de descarga das fibras do CSN, com subsequente despolarização dos neurónios do gânglio petroso, e posterior despolarização de um grupo específico de neurónios do centro respiratório central, desencadeando, como resposta final, hiperventilação. Estes recetores pré- e pós-sinápticos podem ser classificados em ionotrópicos ou metabotrópicos, estando os últimos acoplados a adenilatos ciclases transmembranares (tmAC). O mecanismo exato pelo qual as variações dos gases arteriais são detetadas pelo CB não se encontra ainda completamente elucidado, mas tem sido sugerido que alterações nos níveis de cAMP estejam associadas ao mecanismo de deteção de variações de O2 e CO2. Os níveis de cAMP podem ser regulados através da sua via de síntese, mediada por dois tipos de adenilatos ciclases: tmAC sensível aos eurotransmissores e adenilato ciclase solúvel (sAC)sensível a variações de HCO3/CO2, e pela sua via de degradação mediada por fosfodiesterases. A via de degradação do cAMP pode ser manipulada farmacologicamente, funcionando enquanto alvo terapêutico para o tratamento de patologias do foro respiratório (e.g. asma, hipertensão pulmonar, doença pulmonar obstructiva crónica e apneia do sono), que induzem um aumento da actividade do CB.O trabalho descrito nesta dissertação partiu da hipótese de que a actividade do CB é manipulada por fármacos, que interferem com a via de sinalização do cAMP, tendo sido nosso objectivo geral, investigar o papel do cAMP na quimiotransdução do CB de rato, e determinar se a actividade dos enzimas responsáveis pela via de sinalização do cAMP é ou não regulada por variações de O2/CO2. Assim, a relevância deste trabalho é a de estudar e identificar possíveis alvos moleculares (sAC, isoformas de tmAC e PDE) com potencial para serem usados no tratamento de patologias relacionadas com o controlo respiratório. A primeira parte do presente trabalho, centrou-se na caracterização farmacológica da PDE4 no CB e em tecidos não quimiorecetores (e.g. gânglio cervical superior e artérias carótidas), e na observação do efeito de hipóxia aguda na acumulação dos níveis de cAMP, induzidos pelos inibidores de PDE, nestes tecidos. A quantificação de cAMP foi efectuada por técnica imunoenzimática (EIA), tendo sido elaboradas curvas de dose-resposta para os efeitos de inibidores, não específicos (IBMX) e específicos para a PDE2 e PDE4 (EHNA, Rolipram e Ro 20-1724), nos níveis de cAMP acumulados, em situações de normóxia (20%O2/5%CO2) e hipóxia (5%O2/5%CO2). A caracterização das PDE no gânglio cervical superior foi aprofundada, utilizando-se a técnica de transferência de energia de ressonância por fluorescência (FRET) em culturas primárias de neurónios, na presença de inibidores não específicos (IBMX) e específicos para a PDE3 e PDE4 (milrinone e rolipram, respetivamente). Foram igualmente estudadas, através de RT-qPCR, as alterações na expressão de PDE3A-B e PDE4A-D, no gânglio cervical superior, em resposta a diferentes percentagens de oxigénio. Na segunda parte do trabalho investigou-se a via de síntese do cAMP no CB em resposta a variações na concentração de HCO3/CO2. Em concreto, o protocolo experimental centrou-se na caracterização da sAC, dado que a sua actividade é regulada por variações de HCO3/CO2. A caracterização da expressão e regulação da sAC, em resposta a variações de HCO3/CO2 ,foi efectuada no CB e em tecidos não quimioreceptores periféricos (e.g. gânglio cervical superior, petroso e nodoso) por qRT-PCR. A actividade deste enzima foi caracterizada indirectamente através da quantificação dos níveis de cAMP (quantificação por EIA), induzidos por diferentes concentrações de HCO3/CO2, na presença de MDL-12,33-A, um inibidore da tmAC. A expressão das isoformas da tmAC no CB e gânglio petroso foi determinada por RT-qPCR. Adicionalmente, estudámos a contribuição relativa da tmAC e sAC no mecanismo de sensibilidade ao CO2 no CB. Para o efeito foram estudadas as alterações: 1) nos níveis de cAMP (quantificado por EIA) na presença de diferentes concentrações de HCO3/CO2 e ao longo do tempo (5-30 min); 2) na ativação da proteína cinase A (PKA, FRET baseado em sensores) em células tipo I do CB; e 3) na frequência de descarga do CSN (registos) na presença e ausência de ativadores e inibidores da sAC,tmAC e PKA. Por último, foi caracterizada a expressão e actividade da sAC nos quimioreceptors centrais (locus ceruleus, rafe e medula ventro-lateral) através de técnicas de RT-qPCR e EIA. A expressão das isoformas da tmAC foi aprofundada no locus coeruleus através de RT-qPCR. Por fim, comparámos a contribuição da tmAC e sAC nos níveis de cAMP no locus coeruleus em condições de normocapnia e hipercapnia.O nosso trabalho teve os seguintes resultados principais: 1) PDE4 está funcional no corpo carotídeo, artérias carótidas e gânglio cervical superior de rato, embora a PDE2 só se encontre funcional neste último; 2) Os efeitos dos inibidores de PDE nos níveis de acumulação de cAMP foram exacerbados em situações de hipóxia aguda no CB e artérias carótidas, mas foram atenuados no gânglio cervical superior; 3) No gânglio cervical superior, diferentes tipos de células apresentaram uma caracterização específica de PDEs, sugerindo uma subpopulação de células neste gânglio com funções fisiológicas distintas; 4) Embora todas as isoformas de PDE4 e PDE3 estivessem presentes no gânglio, a PDE3a, PDE4b e a PDE4d foram as isoformas mais expressas. Por outro lado, incubações de gânglio cervical superior, em diferentes percentagens de oxigénio, não alteraram (não regularam) significativamente a expressão das diferentes isoformas de PDE neste órgão; 5) a sAC encontra-se expressa e funcional no CB e nos quimiorecetores centrais estudados (locus coeruleus, rafe e medula ventrolateral). A sAC apresenta maior expressão no CB comparativamente aos restantes orgãos estudados, exceptuando os testículos, orgão controlo. Variações de HCO3/CO2 de 0/0 para 24/5 aumentaram os níveis de cAMP no CB e quimiorecetores centrais, tendo sido o aumento mais significativo observado no CB. Concentrações acima dos 24mM HCO3/5%CO2 não induziram alterações nos níveis de cAMP, sugerindo que a actividade da sAC se encontra saturada em condições fisiológicas (normocapnia) e que este enzima não desempenha qualquer papel na deteção de situações de hipercapnia; 6) No CB, a expressão das isoformas tmAC1, tmAC4, tmAC6 e tmAC9 é mais elevada comparativamente à expressão da sAC; 7) Utilizamos diferentes inibidores da tmAC (MDL 12-330A, 500μM, 2’5’-ddADO, 30-300μM, SQ 22536, 200μM) e da sAC (KH7, 10-100μM) para estudar a contribuição relativa destes enzimas na acumulação do cAMP no CB. Tanto a tmAC como a sAC contribuem para a acumulação dos níveis de cAMP em condições de hipercapnia. Contudo, existe um maior efeito destes inibidores nas condições de 12 mM HCO3/2.5%CO2 do que em condições de normocapnia e hipercapnia, sugerindo um papel relevante destes enzimas na atividade do CB em situações de hipocapnia; 8) Não se observaram variações nos níveis de cAMP em resposta a diferentes concentrações de HCO3/CO2 ao longo do tempo (5-30 min). O efeito inibitório induzido por ddADO e KH7 foi sobreponível após 5 ou 30 minutos de incubação em todas as concentrações de HCO3/CO2 estudadas; 9) Por último, verificou-se um aumento na frequência da descarga do nervo do seio carotídeo entre as condições de normocapnia e hipercapnia acídica. Ao contrário do KH7 (10μM), o 2’5’-ddADO reduziu significativamente a frequência de descarga do nervo, quer em condições de normocapnia quer de hipercapnia acídica. Contudo, não se verificou aumento na frequência de descarga do nervo entre normocapnia e hipercapnia isohídrica, sugerindo que a sensibilidade à hipercapnia no CB é mediada por variações de pH. Em conclusão, os resultados decorrentes deste trabalho permitiram demonstrar que, embora os enzimas que medeiam a via de sinalização do cAMP possam ser bons alvos terapêuticos em condições particulares, a sua actividade não é específica para o CB. Os resultados sugerem ainda que o cAMP não é um mediador específico da transdução à hipercapnia neste orgão. Contudo, os nossos resultados demonstraram que os níveis de cAMP são mais elevados em condições fisiológicas, o que sugere que o cAMP possa ter uma função homeostática neste orgão. Por último, o presente trabalho demonstrou que os aumentos de cAMP descritos por outros em condições de hipercapnia, não são observáveis quando o pH se encontra controlado. ------------------ ABSTRACT: The work presented in this dissertation was aimed to establish how specific is cAMP-signaling pathways in the CB mainly in different CO2 conditions and how O2 concentrations alter/drives the manipulation of cAMP signaling in the CB. The experimental studies included in this thesis sought to investigate the role of cAMP in the rat CB chemotransduction mechanisms and to determine whether the enzymes that participate in cAMP signal transduction in the CB are regulated by O2/CO2. We characterized the enzymes involved in the cAMP-signaling pathway in the CB (sAC, tmAC, PDE) under different O2/CO2 conditions. Our results demonstrated that many of these enzymes are involved in CO2/O2 sensing and while they may be useful in treating conditions with alterations in CO2/O2 sensing,they will not be specific to chemoreception within the CB: 1) PDE4 is ubiquitously expressed in CB and non-chemoreceptor related tissues and their affinity to inhibitors change with O2 tensions in both CB and carotid arteries, and 2) sAC and tmAC are expressed in peripheral and central chemo- and non-chemoreceptor tissues and their effect on cAMP levels do not change between normocapnic and isohydric hypercapnic conditions. Our results provide evidence against a specific role of cAMP as a mediator for O2 and CO2 chemotransduction in the rat CB and emphasized the role of pH in CO2 sensitivity of the CB. Furthermore, our results demonstrate that cAMP levels are maintained higher under physiological conditions, supporting recent finding from our lab, which all together suggests that cAMP has a homeostatic function in this organ.

Two Novel CMY-2-Type β-Lactamases Encountered in Clinical Escherichia Coli Isolates

BACKGROUND: Chromosomally encoded AmpC β-lactamases may be acquired by transmissible plasmids which consequently can disseminate into bacteria lacking or poorly expressing a chromosomal bla AmpC gene. Nowadays, these plasmid-mediated AmpC β-lactamases are found in different bacterial species, namely Enterobacteriaceae, which typically do not express these types of β-lactamase such as Klebsiella spp. or Escherichia coli. This study was performed to characterize two E. coli isolates collected in two different Portuguese hospitals, both carrying a novel CMY-2-type β-lactamase-encoding gene. FINDINGS: Both isolates, INSRA1169 and INSRA3413, and their respective transformants, were non-susceptible to amoxicillin, amoxicillin plus clavulanic acid, cephalothin, cefoxitin, ceftazidime and cefotaxime, but susceptible to cefepime and imipenem, and presented evidence of synergy between cloxacilin and cefoxitin and/or ceftazidime. The genetic characterization of both isolates revealed the presence of bla CMY-46 and bla CMY-50 genes, respectively, and the following three resistance-encoding regions: a Citrobacter freundii chromosome-type structure encompassing a blc-sugE-bla CMY-2-type -ampR platform; a sul1-type class 1 integron with two antibiotic resistance gene cassettes (dfrA1 and aadA1); and a truncated mercury resistance operon. CONCLUSIONS: This study describes two new bla CMY-2-type genes in E. coli isolates, located within a C. freundii-derived fragment, which may suggest their mobilization through mobile genetic elements. The presence of the three different resistance regions in these isolates, with diverse genetic determinants of resistance and mobile elements, may further contribute to the emergence and spread of these genes, both at a chromosomal or/and plasmid level.

Influenza A(H1N1)pdm09 Resistance and Cross-Decreased Susceptibility to Oseltamivir and Zanamivir Antiviral Drugs

Neuraminidase inhibitors (NAIs) oseltamivir and zanamivir are currently the only effective antiviral drugs available worldwide for the management of influenza. The potential development of resistance is continually threatening their use, rationalizing and highlighting the need for a close and sustained evaluation of virus susceptibility. This study aimed to analyze and characterize the phenotypic and genotypic NAIs susceptibility profiles of A(H1N1)pdm09 viruses circulating in Portugal from 2009 to 2010/2011. A total of 144 cases of A(H1N1)pdm09 virus infection from community and hospitalized patients were studied, including three suspected cases of clinical resistance to oseltamivir. Oseltamivir resistance was confirmed for two of the suspected cases. Neuraminidase (NA) H275Y resistant marker was found in viruses from both cases but for one it was only present in 26.2% of virus population, raising questions about the minimal percentage of resistant virus that should be considered relevant. Cross-decreased susceptibility to oseltamivir and zanamivir (2-4 IC50 fold-change) was detected on viruses from two potentially linked community patients from 2009. Both viruses harbored the NA I223V mutation. NA Y155H mutation was found in 18 statistical non-outlier viruses from 2009, having no impact on virus susceptibility. The mutations at NA N369K and V241I may have contributed to the significantly higher baseline IC50 value obtained to oseltamivir for 2010/2011 viruses, compared to viruses from the pandemic period. These results may contribute to a better understanding of the relationship between phenotype and genotype, which is currently challenging, and to the global assessment of A(H1N1)pdm09 virus susceptibility profile and baseline level to NAIs.