Background: Parkinson’s disease (PD) is a neurodegenerative disorder that causes distinct motor impairments (i.e., resting tremor, bradykinesia, rigidity, postural instability) and affects approximately one percent of the global population over the age of 60 years. Currently, there is no cure and diagnosis remain challenging due to the lack of well validated biomarkers. Prodromal PD is a phase that predates the onset of motor symptoms but includes brain changes and nonmotor symptoms, such as rapid eye movement sleep behaviour disorder (RBD) and hyposmia. Diffusion tensor imaging (DTI) provides non-invasively acquired metrics of microstructural changes in white matter and subcortical tissue and has potential as a biomarker for PD. To date, most DTI studies have focused on the clinical phase of PD. Investigating potential biomarkers in the prodromal phase of the disease is key for early diagnosis and treatment. This study had two primary objectives: (1) to investigate how white matter microstructure changes in different phases of PD progression, and (2) to investigate how sleep and motor symptoms relate to white matter microstructure in different phases of PD. Methods: All study data were downloaded from the Parkinson’s Progression Markers Initiative database. Subjects included 21 heathy controls (mean age=68.17±4.69; 6 female), 20 individuals with prodromal PD (14 with RBD and 6 with hyposmia) (mean age=67.95±5.90; 6 female), and 17 individuals with clinical PD (mean age=67.69±5.97; 6 female) (at baseline and one-year later). Tract based spatial statistics were used to determine between group differences in fractional anisotropy (FA) and mean diffusivity (MD) at the whole brain level and in a region of interest (ROI), the substantia nigra. The relationship between sleep or motor symptoms and DTI metrics were investigated within each group. Results: There were no differences between the groups in age, education level, or cognitive scores. Clinical PD had significantly higher motor symptoms than healthy controls or prodromal PD, and this significantly increased from baseline to one-year later. Between group comparisons showed increased MD (reflecting increased neurodegeneration) in prodromal PD relative to clinical PD (both at baseline and one-year later), while there were no group differences between either prodromal or clinical PD and healthy controls at the whole brain level or within the ROI. Increased motor symptoms were associated with neurodegeneration (i.e., decreased FA and increased MD) for healthy controls, while increased sleep symptoms were associated with decreased MD for clinical PD. Conclusion: This was the first to study of white matter microstructure differences in a mixed prodromal PD group relative to clinical PD. The detected early brain changes may support an RBD subtype of PD with overall different pattern of neurodegeneration. However, these results are preliminary and future studies must be conducted to clarify and expand upon the microstructural differences between prodromal and clinical PD, ideally with longitudinal follow-up. / Graduate / 2019-07-27

abstract: Mathematical modeling and decision-making within the healthcare industry have given means to quantitatively evaluate the impact of decisions into diagnosis, screening, and treatment of diseases. In this work, we look into a specific, yet very important disease, the Alzheimer. In the United States, Alzheimer’s Disease (AD) is the 6th leading cause of death. Diagnosis of AD cannot be confidently confirmed until after death. This has prompted the importance of early diagnosis of AD, based upon symptoms of cognitive decline. A symptom of early cognitive decline and indicator of AD is Mild Cognitive Impairment (MCI). In addition to this qualitative test, Biomarker tests have been proposed in the medical field including p-Tau, FDG-PET, and hippocampal. These tests can be administered to patients as early detectors of AD thus improving patients’ life quality and potentially reducing the costs of the health structure. Preliminary work has been conducted in the development of a Sequential Tree Based Classifier (STC), which helps medical providers predict if a patient will contract AD or not, by sequentially testing these biomarker tests. The STC model, however, has its limitations and the need for a more complex, robust model is needed. In fact, STC assumes a general linear model as the status of the patient based upon the tests results. We take a simulation perspective and try to define a more complex model that represents the patient evolution in time. Specifically, this thesis focuses on the formulation of a Markov Chain model that is complex and robust. This Markov Chain model emulates the evolution of MCI patients based upon doctor visits and the sequential administration of biomarker tests. Data provided to create this Markov Chain model were collected by the Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) database. The data lacked detailed information of the sequential administration of the biomarker tests and therefore, different analytical approaches were tried and conducted in order to calibrate the model. The resulting Markov Chain model provided the capability to conduct experiments regarding different parameters of the Markov Chain and yielded different results of patients that contracted AD and those that did not, leading to important insights into effect of thresholds and sequence on patient prediction capability as well as health costs reduction. The data in this thesis was provided from the Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI) database (adni.loni.usc.edu). ADNI investigators did not contribute to any analysis or writing of this thesis. A list of the ADNI investigators can be found at: http://adni.loni.usc.edu/about/governance/principal-investigators/ . / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Industrial Engineering 2018

Les tumeurs gliales du cerveau et en particulier les glioblastomes sont des tumeurs de très mauvais pronostic. Les paramètres qui contrôlent des phénotypes comme l'agressivité, la migration, ou la chimio-résistance de ces tumeurs sont mal connus. Dans ce contexte tumoral, il est envisagé que les microARN (ARN non-codants d'une vingtaine de bases) soient des acteurs essentiels des phénomènes de modification phénotypique parce qu'ils sont capables d'orchestrer l'expression de nombreux gènes. Nous avons montré que les microARN sont des marqueurs tissulaires précieux pour le diagnostic permettant de différencier les deux types principaux de gliomes à partir de prélèvements tumoraux. Nous avons aussi observé que plusieurs microARN sont, en outre, sécrétés par les cellules gliales saines ou cancéreuses au sein de microvésicules appelées exosomes. Le contenu en ARN de ces exosomes a été caractérisé par analyse moléculaire transcriptomique (ARN messagers et microARN) par techniques d'hybridation sur puces à ADN Affymetrix. Les profils ARN exosomaux sains et cancéreux sont distincts, mais ils ne reflètent pas intégralement le profil ARN des cellules dont ils sont issus. Des conditions de stress hypoxique ou l'utilisation de composés pharmacologiques (GW4869 et 5-aza-2'-désoxycitidine) n'affectent pas la quantité d'exosomes produite par la lignée de glioblastome (U87) en culture. Les profils ARN sont cependant modifiés, et le contenu des exosomes produits semble donc être un mécanisme actif et régulé. Enfin, des exosomes cancéreux incubés avec des cellules saines ont très peu d'effet sur le phénotype de celles-ci. Les microARN tissulaires et exosomaux seraient donc des acteurs importants de la physiopathologie du gliome et de sa progression, dont les rôles restent encore à préciser. / Brain glial tumors, and particularly glioblastomas, are tumors with a very bad prognosis. Nowadays, parameters that control aggressiveness, migration or chemo-resistance are poorly known. In this tumor context microRNAs (20 base-long non-coding RNAs) are thought to be essential actors of phenotypic-modification phenomenons as they are able to control the expression of numerous genes. We showed that microRNAs are precious diagnosis tissular markers helping in differentiating two principal tumor types from tissular samples. We also observed that several microRNAs are secreted by glial cells in microvesicles called exosomes. The exosomes RNA content was characterized by molecular transcriptomic analysis (messenger RNAs and microRNAs) using Affymetrix hybridization techniques. The healthy and cancerous exosomal RNA profiles are distinct but do not reflect the RNA profile of the cells they are derived from. Oxygen stress conditions, or use of chemical drugs (GW4869 or 5-Aza-2'-deoxycitidine), do not affect the quantity of exosomes produced by the culture cell line of glioblastoma U87. Nevertheless, the RNA profiles are modified and contents of exosomes produced seem to be controled by an active and regulated mechanism. Finally, cancerous exosomes incubated with healthy cells have a very restrain effect on their phenotypes. Thus tissular and exosomal microRNAs might be important actors of the glioma physiopathology and progression, which roles remain to be defined in detail.

Glioblastoma multiforme (G BM), ou astrocitoma grau IV, é o tumor mais comum e letal do sistema nervoso central. Uma de suas características mais marcantes é seu alto potencial invasivo do tecido normal adjacente. Neste processo, o remodelamento da matriz extracelular, modulado por enzimas que degradam seus componentes e por inibidores destas enzimas, é crucial. Foi descrito que a expressão de MMP-2 e MMP-9, membros da família das metaloproteinases de matriz, aumentam conforme a progressão de astrocitomas. A variante canônica de RECK suprime a invasão tumoral e metástase através da inibição da atividade de, pelo menos, três MMPs: MMP-2, MMP-9 e MMP-14. Uma correlação positiva tem sido observada entre a abundância da expressão de RECK em amostras tumorais e um prognóstico mais favorável para pacientes com diversos tipos de tumores. Neste estudo, variantes de splicing do gene supressor de tumor RECK foram identificadas através da análise de Expressed sequenced Tags (ESTs), isoladas por RT-PCR, sequenciadas e clonadas. Três novas variantes de splicing do gene RECK foram identificadas e caracterizadas. O perfil de expressão dos transcritos de RECK foi determinado através de ensaios de RT-PCR quantitativo em um painel de tecidos normais e, também, durante a progressão de astrocitomas. Foram utilizadas, para esta análise, amostras macro dissecadas de tumores de pacientes com astrocitomas grau I (n=15), II (n=15), III (n=15) e GBMs (n=30). Os resultados mostram que maior expressão de RECK canônico, acompanhada de maior razão de expressão da variante canônica em relação às variantes de splicing alternativo, correlaciona positivamente com maior sobrevida global de pacientes com GBM, sugerindo seu papel como potenciais biomarcadores para o prognóstico destes pacientes. Análise funcional das isoform as de RECK em células U87 MG revelou que as células superexpressando as isoformas não apresentam inibição do processo de invasão celular, como observado para superexpressão da proteína canônica. Dentre as isoformas analisadas, destaca-se RECK-B, isoforma potencialmente ancorada à membrana plasmática por GPI, como a proteína canônica RECK, sugerindo uma possível colocalização destas variantes. Observa-se que células superexpressando RECK-B apresentam maior capacidade tumorigênica. Os resultados indicam que as variantes de RECK e o balanço entre a expressão destas variantes, apresentam um papel importante no comportamento e na agressividade de GBMs, tendo potencial valor na clínica. Além disso, para abrir perspectivas para o estudo das variantes de RECK, o balanço de expressão dos transcritos canônico e alternativos deste gene foi explorado durante os processos de diferenciação osteogênica e adipogênica. Os resultados indicam que a expressão da variante canônica é mais abundante em relação à expressão de suas isoformas em estágios tardios da adipogênese, sendo que o perfil inverso é observado em relação à isoforma B durante a osteogênese, sugerindo que o balanço entre os níveis de expressão das isformas de RECK possui um potencial papel biológico que deve ser explorado durante esses processos. Em conjunto, os resultados demonstram a existência de, pelo menos, três variantes de splicing do gene supressor de tumor RECK com envolvimento na tumorigênese e na diferenciação celular, abrindo novas perspectivas para o estudo e a aplicação do gene RECK na clínica. / Glioblastoma multiforme (GBM) or grade IV astrocytoma is the most common and lethal tumor of the central nervous system. One of the most striking features of GBMs is their invasive potential of the normal surrounding brain tissue. It has been described that MMP-2 and MMP-9 expression levels increase during astrocytoma progression. Canonical RECK suppresses tumor invasion and metastasis by negatively regulating at least three matrix metalloproteinases, namely: MMP-9, MMP-2 and MT1-MMP. A positive correlation has been observed between the abundance of RECK express ion in tumor samples and a more favorable prognosis for patients with several types of tumors. In this study, splice variants of the RECK tumor suppressor gene were identified by Expressed Sequence Tag (EST) analysis, isolated by RT-PCR, sequenced and cloned. Three novel alternatively spliced variants of the RECK tumor suppressor gene were identified and characterized. The RECK transcripts expression profiles were investigated using quantitative RT-PCR assays in a normal tissue RNA panel and, also, during astrocytoma progression in macrodissected tumor samples of patients with astrocytoma grades I (n=15), II (n=15), III (n=15) and IV/GBM (n=30). The results show that higher canonical RECK expression, accompanied by a higher ratio of canonical to alternative transcript expression, positively correlated with higher overall survival rate after chemotherapeutic treatment of GBM patients. Our findings suggest that these RECK transcript variants may potentially be used as biomarkers for prognosis of GBM patients. U87 MG cells overexpressing each RECK alternative variant were generated and found to lack the supressive role of cellular invasion processes found upon overexpressing the canonical protein. Among the characterized isoforms, RECK-B stands out, since this isoform is potentially anchored to the cell membrane by a GPI anchor, exactly as the canonical RECK and, also, since cells overexpressing RECK-B display greater tumorigenic capacity. The results indicate that RECK variants and the balance between the expressions of these variants, play an important role in the behavior and aggressiviness of GBMs, therefore have a potential translational application. In addition, in order to investigate new perspectives for the analysis of these isoforms, the expression balance of RECK transcripts was assessed during osteogenesis and adipogenesis, by qRT - PCR. The results show that the expression of the canonical RECK variant is more abundant that that of its alternative isoforms in later stages of adipogenic differentiation. The opposite profile is found regarding RECK-B during osteogenesis, suggesting that the balance between the expressions of these transcripts may have a potential role during these processes. Taken together, the results show the existence of, at least, three alternatively spliced variants of the RECK tumor suppressor gene, which are involved in tumogigenesis and cellular differentiation, o pening new perspectives for studies and clinical application of the RECK gene.

Este trabalho descreve o desenvolvimento de um biossensor contendo transdução condutométrica sem contato (C4D, capacitively coupled contactless conductivity detection) e ácido fólico (FA) como biorreceptor em microchip, uma nova alternativa que poderá ser utilizada na determinação do biomarcador tumoral FR-α. Essa espécie exibe interações com FA altamente específicas, com constantes de formação da ordem de 109-1010. Os dispositivos microfluídicos, os quais consistiram de uma lâmina de vidro (integrando os eletrodos), dielétrico (contendo a fase biossensora) e substrato de poli(dimetilsiloxano) (PDMS, incorporando os microcanais), foram fabricados utilizando-se processos de fotolitografia e deposição de filmes finos em fase vapor. Objetivando melhorias nos níveis de detecção da C4D, estudos de sensibilidade com base em parâmetros da curva analítica foram conduzidos alterando-se a natureza do dielétrico e a configuração dos eletrodos. Posteriormente, estudos de caracterização foram realizados para as superfícies modificadas com os intermediários de imobilização; condições reacionais distintas (reagente, concentração, solvente e tempo) foram consideradas. As técnicas de microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X foram usadas, respectivamente, a fim de se verificar a possível formação de aglomerados e permitir determinações qualitativas e quantitativas sobre as composições químicas das superfícies. Como resultado dos experimentos de sensibilidade e caracterização de superfície, adotamos os parâmetros seguintes para os ensaios de interações biomoleculares posteriores: filme de SiO2 como dielétrico, eletrodos seletivos à C4D com formato retangular e orientação antiparalela e monocamadas automontadas do reagente 3-aminopropil(trietoxisilano) como intermediário de imobilização de FA. As duas etapas finais do trabalho foram: otimização do tempo de funcionalização com FA (3, 5 e 7 h) e caracterização da fase biossensora, realizada a partir de medidas de C4D e microscopia de força atômica (AFM). Para o primeiro caso, os microchips foram aplicados a um padrão de anticorpo monoclonal específico a FA (α-FA). Os ensaios biomoleculares indicaram uma adsorção efetiva de FA junto à superfície de SiO2 silanizada, sem a ocorrência (ao menos em níveis significativos) de impedimentos estéricos de sua espécie bioativa. Dentre os tempos de funcionalização investigados, 3 h foi aquele que resultou em uma maior sensibilidade do método. Em termos da etapa de caracterização eletroquímica da fase biossensora, seus resultados mostraram haver correlação entre a resposta analítica e as interações FA/α-FA. Em adição, conforme indicaram as medidas de AFM, não houve alterações drásticas na morfologia do substrato (SiO2) em função dos processos de modificação química de superfície. Por fim, o uso da C4D como uma técnica de transdução em biossensores mostrou-se uma alternativa promissora para a análise do biomarcador tumoral FR-α. Dentre outros aspectos, essa plataforma analítica requer uma instrumentação simples, barata e portátil, não apresenta inconvenientes relacionados ao contato eletrodo/solução, dispensa o uso de mediadores redox e permite a determinação simultânea de multianalitos. Neste ínterim, alterações no transdutor devem ser implementadas visando um aumento na sensibilidade do método, o qual representa seu fator limitante principal. / This work describes the development of a biosensor containing capacitively coupled contactless conductivity transduction (C4D) and folic acid (FA) as bioreceptor in microchip, a new alternative that can be used in FR-α tumor biomarker analysis. FR-α exhibits highly specific interactions with FA, showing formation constants of the order of 109-1010. The microfluidic devices consisted of a glass layer (integrating the electrodes), dielectric (containing the biosensor phase), and poly(dimetilsiloxane) substrate (PDMS, incorporating microchannel). The microfabrication stage evolved photolithography processes, metal adsorption via sputtering, and plasma-enhanced vapor film deposition. In order to improve detection levels of C4D, sensitivity studies were conducted by changing the dielectric nature and electrode configuration. Through flow analysis with given electrolyte standards, the limits of detection and quantification were calculated based on analytical curve parameters. Subsequently, researches were performed to characterize the modified surfaces with immobilization intermediate considering reaction conditions distinct (reagent, concentration, solvent, and time). The techniques of scanning electron microscopy and X-ray photoelectron spectroscopy were employed, respectively, aiming to verify the clusters formation and allow qualitative and quantitative determinations about the surfaces chemical composition. From the results of sensitivity experiments and surface characterization, we adopt the following parameters for the biomolecular interactions assays: SiO2 film as dielectric, C4D selective electrodes with rectangular shape and antiparallel orientation, and self-assembled monolayers of 3-aminopropyl(triethoxysilane) as intermediary for immobilization of FA. The two final steps of the work were: optimizing the FA functionalization time (3, 5, and 7 h) and phase biosensor characterization, made from measures of C4D and atomic force microscopy (AFM). For the first case, due to the absence of FR-α standard for purchase, the microchips were applied to FA specific monoclonal antibody (α-FA). The biomolecular assay indicated effective adsorption of FA, without occurrence (at least in significant levels) of steric hindrance of its bioactive specie. Among the investigated times of functionalization, 3 h resulted in a higher sensitivity of the method. In terms of biosensor phase electrochemical characterization stage, their results evidenced correlation between analytical response and FA/α-FA interactions. Additionally, as the AFM measurements showed, drastic changes in the morphology of the substrate (SiO2) with the surface modification processes did not occur. Finally, the use of the C4D as transduction technical in biosensors proved to be a promissory alternative for FR-α tumor biomarker analysis. Among other features, this platform has not drawbacks related to the electrode/solution contact, dispenses the use of redox mediators, allows the simultaneous determination of multianalytes, and employs an instrumentation that is simple, cheap, and portable. Nevertheless, changes in the transducer should be implemented to increase the method sensitivity, which represents its main limiting factor.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2017-03-10T13:28:42Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 1709624 bytes, checksum: 611d57a52bcfe9c0edefc3032fa9a2b3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-10T13:28:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 1709624 bytes, checksum: 611d57a52bcfe9c0edefc3032fa9a2b3 (MD5) Previous issue date: 2016-01-28 / This work aimed biomonitoring intake of fluoride in preschool rural residents with residual fluoride levels and non-fluoridated city, estimating the risk of fluorosis and correlating exposure biomarkers. Thirty preschoolers 24-71 months, divided into two groups, one with residents of a rural area with a high concentration of fluoride in the water supply (G1-Brejo das Freiras/ São João do Rio do Peixe-PB) and another representing a city without fluoridation (G2-João Pessoa-PB). The volunteers were monitored for intake (water, solid and liquid diet, and dentifrice) and fluorine retention. The fluorine excretion in 24 hours, and samples fingernails served as biomarker. Comparative analysis, regression and correlation were significant when p ≤ 0.05. The average fluoride intake was 0.18 ± 0.14 (G1) and 0.05 ± 0.04 (G2) mg/kg/day, p <0.05. In G1 there were water contribution in daily intake (0.07 ± 0.1 mg/kg/day), as opposed to G2 determined according to the dentifrice (0.04 ± 0.04 mg/kg/day). Retention was directly proportional to the concentration of fluoride in the water in G1, following the trend of Urinary Excretion Fraction (FUFE), similar in both groups. A correlation between fluoride in the fingernails and toes, and the nails of the feet more sensitive to differences between the groups. It was concluded that there is a high intake of fluoride in the region with residual fluoride levels correlated with sensitivity of biomarkers. / Esse trabalho visa biomonitorar a ingestão de fluoretos em pré-escolares residentes de zona rural com teores residuais de flúor e em cidade não fluoretada, estimando o risco de fluorose e correlacionando à marcadores de exposição. Trinta pré-escolares de 24-71 meses, divididos em dois grupos, um com residentes de uma zona rural com alta concentração de fluoreto na água de abastecimento (G1-Brejo das Freiras/ São João do Rio do Peixe-PB) e outro representando uma cidade sem fluoretação (G2-João Pessoa-PB). Os voluntários foram monitorados quanto à ingestão (água, dieta sólida e líquida, e dentifrício) e retenção de flúor. A excreção de flúor em 24 horas, assim como amostras de unhas serviram como biomarcadores. Análises comparativas, de regressão e correlação foram significantes quando p≤0,05. A ingestão média de fluoreto foi 0,18 ± 0,14 (G1) e 0,05 ± 0,04 (G2) mg/kg/dia, p<0,05. Em G1 há maior contribuição da água na ingestão diária (0,1 ± 0,07 mg/kg/dia), ao contrario de G2, determinado pelo dentifrício (0,04 ± 0,04 mg/kg/dia). A retenção foi diretamente proporcional à concentração de flúor na água em G1, seguindo a tendência da Fração Urinária de Excreção (FUFE), similar nos dois grupos. Observou-se correlação entre o flúor nas unhas das mãos e dos pés, sendo as unhas dos pés mais sensíveis às diferenças entre os grupos. Concluiu-se que há uma elevada ingestão de fluoretos em região com teores residuais de flúor correlacionadas à sensibilidade dos biomarcadores.

Submitted by Leonardo Cavalcante (leo.ocavalcante@gmail.com) on 2018-04-23T22:33:49Z No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 8097104 bytes, checksum: 8976cc960e57607b6bc0686e00fc41c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-23T22:33:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 8097104 bytes, checksum: 8976cc960e57607b6bc0686e00fc41c3 (MD5) Previous issue date: 2016-04-01 / Skeletal fluorosis is a chronic metabolic disorder caused by chronic ingestion or inhalation of high concentrations of fluoride. The main consequences are bone alterations and deformities leading to disability. It is a disease of difficult diagnosis because of its pre-clinical signs resembling other bone diseases. In this sense, this epidemiological, observational, transversal and descriptive study aimed at mapping clinical, radiological and molecular biomarkers of exposure. Initially the sample consisted of 103 individuals of both sexes and varied ages. From the total, 45 individuals were analyzed for the identification of the radiological biomarker and 25 individuals were monitored for the biochemical and proteomic markers. For the analysis of fluoride intake in the region, drinking water was collected and the biomarkers were evaluated. As for identification of the samples regarding fluoride exposure: 25 hours urine analysis was performed through the direct method using TISAB II and III on an specific electrode and for the fluoride dosage on fingernail and hair the analysis was done though the indirect method (HMDS). The radiographs were carried out on a Kodak K 9000 C 3d apparatus (by the same operator) with exposure of 16 S, 10 Ma, 60-70 kvp and the maximum skin intake (DEP) of 5 mgy. The volunteers underwent digital panoramic radiographs under same circumstances. For biochemical parameters it was performed a complete blood count, hormonal dosage, calcium and enzymes dosage (creatinine and alkaline phosphatase). For the proteomic identification it was performed a mass spectrophotometry (MALDI-TOF). Data were analyzed on the statistical package for social sciences (SPSS), version 18, using p<0.05. The results pointed out that 46% of the drinking water from São João do Peixe River presented [F] above the ideal value for human consumption of 0.7mg/L and 84% showed values above 1.5mg/L, being indicative of fluorosis in the region. The average age of the volunteers was 50 years, with the prevalence of women, and they showed a time of exposure around 40 years. Regarding the symptomatology 85 individuals reported pain, of which 77% (chi-squared) presented symptoms on more than 3 regions. However, the lumbar region was the indicative variable of presence of bone fluorosis (linear regression, p < 0.005). As for the radiological biomarker, it was verified that the most discriminatory bone conditions were osteopenia, ossification of soft tissues, bone deformit ies, jaw density, and thin cortical of jaw and jaw. There was evaluation divergence between orthodontists and radiologist. Panoramic radiographs proved to be an auxiliaar method of diagnosis and can only be an indicative of bone changes related to skeletal fluorosis, it cannot be discriminatory in cases of grades I and II skeletal fluorosis. The biochemical variables showed that the average volume of urine excreted was 890 ml in 24 hours, whose concentration contained an average of 3.9 mgF/liter (0.2-3.2 VR), presenting a high fluoride excretion. The average fluoride concentration on fingernails was 14.2 being the highest level ever recorded, probably due to the diffusion capture of F by the HMDS. Serum calcium had an average of 9.0 mg/dl (8.9 -10, 3VR); phosphorus, 3.8 mg/dl (2.4-4.7 VR); alkaline phosphatase, 288 IU/litre (32-91 VR); Alkaline phosphatase bone specific, 96 ug/litre (4.5-16.9 VR); Osteocalcin, 309 ng/ml (11-50 VR); and PTH, 203 pg/ml (10-65 VR). Electrolytes, glucose, albumin, urea and creatinine were with 70% normal, as well as platelet count. Among the sick and non-patient studied groups, there were no differences between the groups, according to the Mann-Whitney test, p < 0.05. For proteomics analysis, there was a large quantity of proteins in the serum, being the affected volunteers more altered when compared to the other group. Few proteins were found on the saliva. Data indicate that mass spectrophotometry is capable of detecting differential proteins so it can be useful for fluoride biomarkers identification as well as it can help understand the skeletal fluorosis mechanism. / A fluorose ó ssea é uma doença metabólica crônica, causada pela alta concentração do flúor ingerido ou inalado. Tem como principal consequência alterações e deformidades ó sseas levando a incapacidade. Mordidade de difíc il diagnó stico, devido aos sinais pré- clínicos assemelhar-se a de outras doenç as ó sseas, gerando problemas para a realizaç ão do diagnó stico. Neste sentido, este estudo epidemiológico, observacional, transversal e descritivo teve como objetivo mapear biomarcadores de exposiç ão, clínicos, radiológicos e moleculares para fluorose ó ssea . A amostra constitui inicialmente de 103 indivíduos de ambos os sexos e variadas faixas etárias. Sendo 45 analisados quanto a identificaç ão do biomarcador radiológico e 25 monitorados quanto ao marcador bioquímico e proteô mico. Para investigaç ão das concentraç ões de ingestão de flúor na região foi realizada a coleta de água para consumo e para identificaç ão das amostras quanto a exposiç ão ao fluoreto foram avaliados os biomarcadores: urina (25 horas) ambos realizado através do método direto com TISAB II e III respectivamente e a dosagem da unha e cabelo, pelo meio indireto por difusão com hexametildisiloxano (HMDS). As radiografias foram realizadas em aparelho Kodak K 9000 C 3D (pelo mesmo operador) com exposiç ão de 16 s, 10 mA, 60- 70 Kvp e dose de entrada de pele (DEP) máxima de 5 mGy. Os indivíduos foram submetidos a radiografias panorâ micas (digital) em aparelhos de RX do mesmo modelo e em condiç ões similares. Para os parâ metros bioquímicos foram realizados hemograma completo, dosagem hormonal, dosagem de cá lcio e enzimologia (creatina e fosfatase alcalina). Para identificaç ão de proteomas utilizou-se espectometria de massa (MALDI- TOF). Os dados foram avaliados por meio do Programa Statistical Package for Social Sciences (SPSS) versão 18, com p<0,005. Os resultados apontaram que 46% da água presente em poç os artesianos em São João do Rio do Peixe-PB, apresentam [F] acima do valor ideal de 0,7mg/L para ingestão de água para consumo humano e 84% aponta valores acima de1,5mg/L, sendo indicativo de fluorose na região. A média de idade foi de 50 anos, com predomínio de mulheres, a amostra apresentou um tempo de exposiç ão em torno de 40 anos. Quanto a sintomatologia 85 relataram dor, destes 77% (qui-quadrado), apresentam mais de 3 regiões acometidas. Porém a região lombar foi a variável indicativa de presenç a de fluorose ó ssea (regressão linerar, p<0,005). No que concerne o biomarcador radiológico, verifica-se que as condiç ões ó sseas mais discriminantes: osteopenia, ossificaç ão dos tecidos moles, deformidades ó sseas, densidade da maxila, e cortical fina de maxila e mandíbula. Houve divergê ncia na avaliaç ão entre ortodontistas e radiologias. A radiografia panorâ mica se mostrou como um recurso auxiliar e apenas indicativa de alteraç ões ó sseas relacionadas com a fluorose ó ssea, não podendo ser discriminató ria nos casos de fluorose ó ssea de graus I e II. Quanto as biomarcadores de exposiç ão foi evidenciado. As variáveis bioquímicas que o volume médio excretado foi de 890 ml em 24 h, cuja concentraç ão continha uma média de 3,9 mg / litro F (0,2-3,2 VR), constatando uma excreç ão elevada. A concentraç ão média da unha encontrado foi de 14,2 sendo o mais elevado nível de concentraç ão já registrada, provavelmente devido à captura de difusão de F pelo HMDS.Cá lcio sérico teve uma média de 9,0 mg / dl (8,9-10,3VR); fó sforo, 3,8 mg / dl (2,4-4,7 VR); fosfatase alcalina, 288 UI / litro (32-91 VR); específica do osso da fosfatase alcalina, 96 ug / litro (4,5-16,9 VR); osteocalcina, 309 ng /ml (11-50 VR); e PTH, 203 pg/ml (10-65 VR). Eletró litos, glicose, albumina, uré ia e creatina estavam com 70% normais, assim como contagem de plaquetas. Entre os grupos estudados doentes e não doentes, não houve diferenç as entre os grupos, segundo o teste de Mann-Whitney, p<0,05. Para aná lise proteô mica, verificou-se a presenç a de uma grande quantidade de proteínas no soro, estando os doentes mais alterado quando comparado com o outro grupo. A saliva poucas proteínas foram encontradas. Os dados indicam que a espectometria de massa é capaz de detectar proteínas diferecialmente expressa. Podendo ser útil para identificaç ão de biomarcadores para F, além de ajudar no avanç o do mecanismo envolvido da fluorose ó ssea.

Introduction: Tuberculosis is an infectious disease that affects more than 9 million people each year worldwide . For tuberculosis control methods for the study of more accurate diagnostic and monitoring treatment , make it essential . Objectives: To identify biomarkers by Phage display technique and evaluate the immunoreactivity of the IG\'s clones selected sera from patients with tuberculosis to monitor treatment . Methods: Blood samples were collected from 61 individuals over 18 years , both sexes , and performed the tuberculin test ( PPD ) as a control . The samples were subjected to the process of selection of clones, the biopanning using a library of random 12 amino acid region of the protein expressed on the phage pIII . After selecting the ELISA assay was performed to analyze the immunoreactivity of selected clones . Results: after the in silico analysis , it was found that the sequence of clone F10 ( VYKTPNSTANRW ) has similarity to the membrane protein MPT64 low molecular weight , 28 to 32 kDa, immunogenicity of the M. tuberculosis complex. In ELISA clone F10 showed reactivity significant ( p < 0.05 ) and monitoring of individuals in treatment (P < 0.005). Conclusion : the reactivity of clone F10 demonstrated that it can be used for monitoring the treatment of tuberculosis , contributing to its control. / Introdução: A Tuberculose é uma doença infectocontagiosa , que acomete mais de 9 milhões de indivíduos a cada ano em todo o mundo . Para o controle da tuberculose o estudo por métodos de diagnósticos mais acurados e o monitoramento ao tratamento, tornam se imprescindíveis. Objetivos: identificar biomarcadores pela técnica de Phage display e avaliar a imunorreatividade dos clones selecionados ás igG\'s de soros de pacientes com tuberculose para o monitoramento do tratamento. Métodos: foram coletadas amostras de sangue de 61 indivíduos maiores de 18 anos, ambos os sexos, e realizada a prova tuberculina (PPD) como controle. As amostras foram submetidas ao processo de seleções de clones, o Biopanning, utilizando uma biblioteca de 12 aminoácidos randômicos expressos na região da proteína pIII do bacteriófago. Após a seleção foi realizado o ensaio ELISA para analisar a imunorreatividade dos clones selecionados. Resultados: após as análises in silico, observou-se que a sequência do clone F10 (V Y K T P N S T A N RW), possui similaridade com a proteína MPT64 de membrana de baixo peso molecular, 28 a 32 KDa, imunogênica do complexo M.tuberculosis . No ensaio ELISA o clone F10 apresentou uma reatividade significante ( p<0,05 ) e no monitoramento dos indivíduos em tratamento ( p<0,005 ). Conclusão: a reatividade do clone F10 demonstrou que pode ser utilizada para o monitoramento do tratamento da tuberculose, contribuindo para seu controle. / Mestre em Ciências da Saúde

Uma das maiores dificuldades das terapias de reprodução assistida é a seleção de células germinativas de boa qualidade para posterior fertilização e implantação. Atualmente, a seleção de oócitos se dá basicamente por avaliação morfológica, que não reflete satisfatoriamente a competência oocitária. Assim, a busca por bioindicadores da qualidade oocitária é necessária. O cumulus oophorus forma um conjunto de células somáticas que circundam o oócito no folículo antral,mantendo uma relação íntima com a célula germinativa, com comunicação direta via junções tipo GAP. As células do cumulus oophorus são descartadas após técnicas de fertilização in vitro, o que as torna um material de fácil acesso, livre de conflitos éticos. Uma série de metodologias de análise das células do cumulus foram propostas para identificação de anormalidades no oócito. Porém, nenhuma delas é rotineiramente utilizada na clínica. Os processos celulares das células do cumulus refletem as condições do microambiente folicular, e podem, assim, trazer evidências das condições oocitárias. Nosso grupo analisou as células do cumulus primeiramente por meio de abordagens de bioinformática, que revelaram processos celulares relacionados ao desenvolvimento de embriões até o estágio de blastocisto. Com base nestes resultados, análises de parâmetros bioquímicos e expressão gênica das células do cumulus foram realizadas e permitiram a identificação de possíveis biomarcadores da qualidade do oócito que levam em consideração as características clínicas das pacientes. Estas análises indicaram que expressão do gene PTGS2 e a atividade da enzima Glutationa-S-Transferase como indicadores da formação de blastocistos em pacientes com diferentes variáveis clínicas (backgrounds) analisados. Se confirmados, estes parâmetros poderão ser utilizados como biomarcadores no ambiente clínico, elevando as taxas de sucesso em técnicas de reprodução assistida. / One of the great challenges in assisted reproduction techniques is the selection of appropriate germ cells for fertilization and implantation. Nowadays, oocyte selection occurs basically through morphological evaluation, which does not reflect satisfactorily the oocyte competence. Therefore, the search for bioindicators of oocyte quality is necessary. The cumulus oophorus forms a set of somatic cells that surround the oocyte in the antral follicle, participating in the processes of oocyte maturation and folliculogenesis. These cells maintain an intimate relationship with the germ cell, with direct communication via GAP junctions. Cumulus oophorus cells are discarded in in vitro fertilization techniques, which makes them an easy-access material that can be collected in a free-of-ethicalissues way. A series of cumulus cell analysis methodologies were proposed to identify abnormalities in the oocyte. However, none of them is routinely used in clinical environment. The cellular processes of cumulus cells reflect the conditions of the follicular microenvironment, and may thus bring evidences of oocyte conditions. Our group analyzed cumulus cells in search of predictors of oocyte quality primarily through bioinformatics approaches, which revealed cellular processes related to the development of embryos up to the blastocyst stage. Based on these results, analyzes of biochemical parameters and gene expression of cumulus cells were performed and allowed the identification of possible biomarkers of oocyte quality that takes into consideration patients clinical variables. These analysis indicated PTGS2 expression and Glutathione-S-Transferase activity as indicators of blastocyst formation in all patient profiles (backgrounds) analyzed. If confirmed, these parameters may be used as biomarkers in clinical environment, improving assisted reproduction success rates.

A pneumonia nosocomial é uma infecção prevalente e associada com elevados custos e morbi-mortalidade. A maioria destes episódios ocorre em pacientes criticamente doentes em ventilação mecânica. Os biomarcadores, como a proteína C-reativa, tem se mostrado uteis na avaliação da evolução dos pacientes, podendo se descrever padrões de resposta associados ao sucesso da terapia antimicrobiana e ao prognostico de paciente com pneumonia associada a ventilação mecânica. Nesta tese, apresenta-se uma revisão da literatura abordando aspectos da fisiopatologia, diagnostico e manejo da pneumonia associada a ventilação mecânica. Além disso, é feita a análise do uso de biomarcadores em duas populações especificas de pacientes criticamente doentes (pacientes com doença critica cronica e pacientes idosos). Foram avaliados 405 pacientes com diagnostico clínico de pneumonia associada a ventilação mecânica. Descreve-se que pacientes com doença critica crônica apresentam episódios de pneumonia associada a ventilação mecânica com pior prognostico do que pacientes que não apresentam doença critica crônica. Entretanto, esses achados não parecem associados a um comprometimento da resposta inflamatória, uma vez que nao houve diferença significativa nem nos níveis basais, nem na evolução dos níveis de proteína C-reativa comparando episódios de pacientes com doença critica crônica com aqueles sem esta condição, sugerindo que seu uso é válido nessa população de pacientes. Ainda, descreve-se a evolução dos pacientes com pneumonia associada a ventilação mecânica de acordo com a idade. A partir dos 65 anos, parece haver um efeito da idade na mortalidade dos pacientes com PAV. No entanto, não houve alteração na resposta da PCR ou na sua cinética nas primeiras 96h quando comparamos pacientes com diferentes faixas etárias a partir de um ponto de corte de 65 anos, também sugerindo a validade do uso deste biomarcador nesta população de pacientes. Estes achados originais permitem que estudos futuros avaliem intervenções baseadas em biomarcadores em pacientes com pneumonia nosocomial levando em consideração estas populações especificas de pacientes não avaliadas previamente na literatura. / Nosocomial pneumonia is a prevalent infection associated with higher costs and worse outcomes. Most episodes occur in mechanically ventilated critically ill patients. Biomarkers, such as C-reactive protein, are useful to assess patients evolution, allowing identification of patterns associated with antimicrobial treatment success and prognosis in ventilator-associated pneumonia patients. In this thesis, a literature review is presented evaluating aspects of pathopsysiology, diagnosis and management of ventilator-associated pneumonia patients. In addition, biomarker use in two specific populations (chronic critical illness and elderly) was assessed. Four hundred and five patients with ventilator associated pneumonia clinical diagnosis were evaluated. Patients with chronic critical illness presented ventilator-associated pneumonia episodes associated with worse prognosis. However, these findings were not associated with a compromise of inflamatory response, assessed by comparison of C-reactive protein basal levels and kinetis evolution in patients with and wihtout chronic critical illness, suggesting its use remains valid in this specific population. Still, evolution of ventilator-associated pneumonia according to age is described. After 65 years old, our data suggest an effect of age on mortality in ventilator-associated pneumonia patients. However, no change in C-reactive protein basal levels, response or kinetics within 96h was found when comparing patients younger and older than 65 years old, also suggesting this biomarker usefulness in this specific population. These original findings allow that future studies assessing intervention based on biomarkers evolution in patients with nosocomial pneumonia consider these specific populations, never assessed before in literature.