Cerca de 50% dos pacientes portadores de transtorno afetivo bipolar (TAB) apresentam comorbidade com abuso ou dependência de álcool. A presença de alcoolismo nos pacientes com TAB está associada a manifestações clínicas mais graves e a uma pior resposta ao tratamento do transtorno de humor. Entretanto, as anormalidades neurobiológicas subjacentes à co-ocorrência de TAB e alcoolismo são desconhecidas. Neste estudo, nosso objetivo foi o de comparar o perfil neuroquímico do córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo de pacientes portadores de TAB e diagnóstico prévio de alcoolismo ao de pacientes portadores de TAB não-alcoolistas e ao de indivíduos saudáveis, usando espectroscopia por ressonância magnética de hidrogênio. Para isso, obtivemos uma aquisição de espectroscopia de hidrogênio de voxel único e tempo de eco curto em campo magnético de 1,5 Tesla do córtex préfrontal dorsolateral esquerdo em 23 pacientes bipolares alcoolistas, 27 pacientes bipolares não-alcoolistas e 57 indivíduos saudáveis. Níveis absolutos de N-acetilaspartato (NAA), compostos de colina, creatina mais fosfocreatina, mio-inositol, glutamato mais glutamina (Glu+Gln), e glutamato foram determinados e comparados entre os três grupos. Pacientes bipolares alcoolistas apresentaram níveis menores de Glu+Gln (p = 0,06) e de glutamato (p = 0,03) do que pacientes bipolares nãoalcoolistas. Pacientes bipolares alcoolistas apresentaram níveis menores de NAA do que controles saudáveis (p = 0,06). Esses achados sugerem que anormalidades do sistema glutamatérgico, e, possivelmente, da integridade neuronal, estão presentes no córtex pré-frontal dorsolateral esquerdo de pacientes portadores de TAB em comorbidade com alcoolismo. Tais anormalidades podem caracterizar processos fisiopatológicos que seriam específicos da comorbidade entre TAB e alcoolismo. / About 50% of bipolar disorder (BD) patients present comorbidity with alcohol abuse or dependence. The presence of alcoholism in BD is associated with worse clínical manifestations and refractoriness to treatment of the mood disorder. Nevertheless, the neurochemical underpinnings that underlie the co-occurrence of bipolar disorder and alcoholism are unknown. In this study, we sought to compare the neurochemical profile of the left dorsolateral pre-frontal cortex of BD patients with a prior diagnosis of alcoholism to non-alcoholic BD patients and healthy controls (HC), using proton (1H) magnetic resonance spectroscopy. We obtained a short-TE, single-voxel 1H spectroscopy acquisition at 1.5 Tesla from the left dorsolateral pré-frontal córtex (DLFPC) of 23 alcoholic BD patients, 27 non-alcoholic BD patients and 57 HC. Absolute levels of N-acetyl-aspartate (NAA), choline-containing compounds, phosphocreatine plus creatine, myo-inositol, glutamato plus glutamina (Glu+Gln) and glutamato were determined and compared among the three groups. Alcoholic BD patients showed lower Glu+Gln (p = 0.06) and glutamate levels (p = 0.03) than non-alcoholic BD patients. Alcoholic BD patients tended to have lower NAA levels than HC (p = 0.06). These findings suggest that glutamatergic abnormalities, and possibly, neuronal integrity abnormalities, are present in the left DLPFC of BD patients with comorbid alcoholism. Such abnormalities may characterize pathophysiological processes that are specific for the comorbidity between BD and alcoholism.

Objetivo: Avaliar o efeito da radiocirurgia estereotática (RC) sobre a permeabilidade tumoral das metástases encefálicas, utilizando-se como parâmetro a o coeficiente de transferência de contraste (transfer coefficient, Ktrans) obtida pela técnica de permeabilidade por ressonância magnética (RM). Objetivou-se também avaliar a capacidade de medições Ktrans para prever a resposta volumétrica tumoral a médio prazo depois da RC. Métodos: Vinte e seis pacientes adultos com um total de 34 metástases encefálicas foram submetidos a exames de RM, com sequência dinâmica ponderada em T1, após administração de contraste, em magneto de 1,5 T, antes da RC (linha de base) e 4-8 semanas após o tratamento. A partir desta sequência, foram obtidos mapas paramétricos Ktrans e realizadas medições em regiões de interesse das lesões. Adicionalmente, imagens convencionais ponderadas em T1 pós-contraste foram obtidas pelo menos 16 semanas após a RC, a fim de avaliar a resposta volumétrica tumoral baseada na variação de volume. Resultados: A média ± (devio-padrão [DP]) do valor de Ktrans foi 0,13 ± 0,11 min-1 no exame inicial e 0,08 ± 0,07 min-1 após 4-8 semanas do tratamento (p < 0,001). Os pacientes foram seguidos em média por 7,9 ± 4,7 meses. Dezessete deles (22 lesões) foram submetidos a RM após 16 semanas do tratamento. Destes, 9 (41%) lesões tinham progredido no médio prazo. O aumento da medida de Ktrans após RC foi preditivo de progressão do volume tumoral (taxa de risco = 1,50, interval de confiança 95%: 1,16-1,70, p < 0,001), sendo que a elevação em 15% do valor de Ktrans mostrou uma sensibilidade de 78% e uma especificidade de 85% para a previsão de progressão do volume tumoral a médio prazo. Conclusão: RC está associada a redução dos valores Ktrans das metástases encefálicas no período pós-tratamento precoce. Além disso a variação Ktrans, medida através da técnica de permabilidade por RM, pode ser útil para prever a resposta do volume tumoral a médio prazo para este tratamento / Purpose: The purpose of this study was to evaluate the effect of stereotactic radiosurgery (SRS) on cerebral metastases using the transfer coefficient (Ktrans) assessed with dynamic contrast-enhanced (DCE) MRI. Furthermore, we aimed to evaluate the ability of Ktrans measurements to predict mid-term tumor outcomes after SRS. Methods: Twenty-six adult patients with a total of 34 cerebral metastases underwent T1-weighted DCE MRI in a 1.5T magnet at baseline (prior to SRS) and 4-8 weeks after treatment. Quantitative analysis of DCE MRI was performed generating Ktrans parametric maps, and region-of-interest-based measurements were acquired for each metastasis. Conventional MRI was performed at least 16 weeks after SRS to assess mid-term tumor outcome using volume variation. Results: The mean ± (Standard Deviation[SD]) Ktrans value was 0.13 ± 0.11 min-1 at baseline and 0.08 ± 0.07 min-1 after 4-8 weeks posttreatment (p < 0.001). The mean (± SD) total follow-up time was 7.9 ± 4.7 months. Seventeen patients (22 lesions) underwent mid-term MRI. Of those, 9 (41%) lesions had progressed at the mid-term follow-up. An increase in Ktrans after SRS was predictive of tumor progression (hazard ratio =1.50; 95% confidence interval: 1.16-1.70, p < 0.001). An increase of 15% in Ktrans showed a 78% sensitivity and 85% specificity for prediction of progression at mid-term follow-up. Conclusion: SRS was associated with a reduction of Ktrans values of the cerebral metastases in the early post-treatment period. Furthermore, Ktrans variation as assessed using DCE MRI may be helpful to predict mid-term outcomes after SRS

A evolução da planície costeira do Estado de São Paulo foi influenciada por eventos de transgressões e regressões do mar durante o Quaternário e suas características resultam da interação da dinâmica dos processos geológicogeomorfológicos que agiram continuamente durante esses eventos. Os solos de maior ocorrência nesse ambiente, genericamente chamado de restinga, são os Espodossolos, caracterizados pela presença de horizonte espódico (Bh ou Bhm). São poucos os estudos científicos relacionadas à gênese destes solos em regiões tropicais, assim como há poucos estudos detalhados avaliando as características e a composição química da matéria orgânica (MO) presente nestes solos, bem como as suas relações com a transcorrência do tempo e as condições de drenagem. Os municípios paulistas de Cananéia e Bertioga foram selecionados para o desenvolvimento desta pesquisa devido à presença de diferentes unidades sedimentares e de vegetação remanescente. A caracterização dos ácidos húmicos (AH) extraídos dos horizontes dos diferentes perfis de Espodossolos com o emprego de técnicas espectroscópicas como Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de 13C, Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Fluorescência, bem como o fracionamento quantitativo das substâncias húmicas (SH), foram realizadas com o objetivo de se conseguir um maior detalhamento da matéria orgânica (MO) presente nesses solos e, a partir daí, relacionar os resultados com a estabilidade do carbono e o tempo de residência médio (TRM) da MO. A principal hipótese testada foi a de que os perfis com a MO com maior TRM teriam os maiores conteúdos de compostos mais recalcitrantes e as condições de drenagem dos perfis poderia interferir nas concentrações e características desses compostos. Neste âmbito, os principais resultados relacionados com os objetivos foram: (a) independente do perfil, os espectros de RMN de 13C dos AH apresentaram uma tendência de diminuição das porcentagens de alquil C e O-alifáticos e aumento de aromáticos, carboxílicos e carbonílicos em profundidade; (b) os perfis mais antigos foram os que apresentaram as maiores concentrações de compostos mais recalcitrantes, principalmente nos horizontes subsuperficiais (Bh e Bhm), essa inferência pode indicar que com a transcorrência do tempo a MO presente tende a sofrer alterações na sua composição e se tornar mais recalcitrante; (c) as condições de drenagem e a presença ou não de horizonte cimentado (Bhm) pode, de certa forma, estabelecer uma diferenciação na distribuição das frações húmicas ao longo dos perfis. / The evolution of the coastal plain of São Paulo State was influenced by transgressions and regressions events of the sea during the Quaternary and their characteristics result from the interaction of the dynamics of geologicalgeomorphological processes that acted continuously during these events. The soils of higher occurrence in this environment, generically called restinga, are Espodossolos, have characterized by the presence of spodic horizon (Bh or Bhm). Few scientific studies related to the genesis of these soils in tropical regions, as there are few detailed studies assessing the characteristics and chemical composition of organic matter (OM) present in these soils and their relations with the transcurrent time and conditions drainage. The municipalities of Cananéia and Bertioga were selected for this research due to the presence of different sedimentary units and the remaining vegetation. The characterization of humic acids (HA) extracted from different horizons of Espodossolos profiles with the use of spectroscopic techniques as Nuclear Magnetic Resonance (NMR) of 13C spectroscopy, Fourier Transform Infrared (FTIR) and Fluorescence, as well as the quantitative fractionation humic substance (HS) were conducted with the aim of achieving a greater detail of organic matter (OM) present in these soils and, thereafter, to relate the results with the stable carbon and the mean residence time (MRT) of OM. The main hypothesis tested was that the profiles with the OM with higher MRT would have the higher content of recalcitrant compounds and the drainage of the profiles could influence the concentrations and characteristics of these compounds. In this context, the main results related to the aims were: (a) regardless of the profile, the 13C NMR spectra of the HA showed a tendency to decrease the percentage of alkyl C and O-aliphatic and increased aromatic, carboxyl and carbonyl in depth; (b) older profiles showed the highest concentrations of the more recalcitrant compounds, especially in the subsurface horizons (Bh and Bhm), this inference may indicate that with the transcurrent time the OM tends to change in its composition and becomes more recalcitrant; (c) the drainage and the presence or absence of cemented horizon (Bhm) can somehow make a difference in the distribution of humic fractions along the profiles.

Introdução e objetivo: A avaliação da gravidade da neoplasia em pacientes com câncer de próstata tem como propósito identificar e tratar somente os pacientes com doença clinicamente significativa. Os parâmetros clínicos e histopatológicos tradicionalmente utilizados na estratificação de risco classificam erroneamente uma parcela importante dos pacientes. O objetivo deste estudo foi avaliar o papel da ressonância nuclear multiparamétrica de próstata (RNMMP) e da biópsia transretal realizada com fusão de imagem e estimativa visual na estratificação precoce dos pacientes em vigilância ativa. Métodos: Foram incluídos prospectivamente pacientes com câncer de próstata de baixo risco candidatos a vigilância ativa: biópsia inicial convencional com no mínimo 12 fragmentos; escore de Gleason <= 6; PSA sérico <= 10,0; <= 3 fragmentos positivos; <= 50% de acometimento de cada fragmento; toque T1c ou T2a. Todos os pacientes foram submetidos à RNMMP e biópsia confirmatória: biópsia aleatória sistemática e biópsia guiada com fusão de imagem (ultrassom e RNMMP) e analisada por método cognitivo de estimativa visual. As regiões suspeitas para câncer foram definidas e classificadas utilizando-se a escala PI-RADS (Prostate Imaging Reporting and Data System). Definimos reclassificação na biópsia confirmatória como aparecimento de escore de Gleason >= 7, > 3 fragmentos positivos ou >= 50% de envolvimento de qualquer fragmento. A performance da RNMMP em prever os resultados da biópsia confirmatória foi estudada. Análise uni e multivariada mediante regressão logística avaliou a relação entre idade, PSA, densidade de PSA, número de fragmentos positivos na biópsia inicial e o escore da RNMMP e a chance de reclassificação na biópsia confirmatória. Resultados: Cento e cinco pacientes estiveram disponíveis para análise final. Quarenta e dois (40%) pacientes apresentaram PI-RADS 1,2 ou 3 e 63 (60%) PI-RADS 4 ou 5. No geral, 87 pacientes foram submetidos à biópsia guiada com fusão. A taxa de reclassificação entre pacientes com PI-RADS 1,2,3,4 e 5 foi de 0%, 23.1%, 9.1%, 74.5% e 100%, respectivamente. No geral, a sensibilidade, especificidade, valor preditivo positivo (VPP) e valor preditivos negativo (VPN) da RNMMP para predição de reclassificação foi de 92.5%, 76%, 81% e 90.5%, respectivamente. Daqueles reclassificados, 47 (44.8%) tinham escore de Gleason >= 7 e 11 apresentavam (10.4%) >= 3 fragmentos positivos e >= 50% de envolvimento de qualquer fragmento individualmente. Na análise multivariada, somente a densidade de PSA e a RNMMP permaneceram como fatores preditivos significativos para reclassificação (p < 0,05). Na tabulação cruzada a biópsia aleatória sistemática teria deixado de classificar corretamente 15 pacientes com câncer significativo detectados pela biópsia com fusão de imagem. Por outro lado, a biópsia aleatória sistemática detectou cinco casos de câncer significante que não teriam sido identificados pela biopsia de fusão de imagem isoladamente. Conclusões: A RNMMP é uma ferramenta importante na predição da taxa de reclassificação da gravidade da neoplasia de próstata em pacientes candidatos à vigilância ativa submetidos à biopsia confirmatória. A taxa de reclassificação na biopsia confirmatória é particularmente alta no grupo de pacientes com lesões PI-RADS grau 4-5. Apesar da utilidade da biópsia com fusão de imagem, recomenda-se a manutenção da prática de se retirar fragmentos sistemáticos aleatórios quando da realização da biópsia confirmatória para maximizar a detecção de neoplasia de comportamento agressivo / Introduction and objective: The goal of prostate cancer (PCa) risk stratification is to identify and treat only men with clinically significant disease. Clinical and pathologic parameters currently used to stratify PCa risk misclassify a significant amount of patients. The objective of this study was to evaluate the role of multiparametric magnetic resonance imaging of the prostate (mpMRI) and transrectal guided biopsy with visual estimation (TRUS-Bx) in early risk stratification of patients with prostate cancer on active surveillance. Methods: Study subjects were prospectively enrolled including patients with low risk, low-grade, localized PCa: Gleason <= 6, T1c-T2a, PSA <=10 ng/ml, no more than 3 positive cores and <= 50% involvement of single cores. They were followed with subsequent mp-MRI and confirmatory biopsy (CB): standard biopsy (SB) and visual estimation-guided TRUS-Bx. Cancer-suspicious regions (CSRs) were defined using Prostate Imaging Reporting And Data System (PIRADS) scores. Reclassification occurred if CB confirmed Gleason >= 7, > 3 positive fragments or >= 50% involvement of any core. The performance of mp- MRI on predicting CB results was assessed. Univariate and multivariate logistic regression were performed to study relationships between age, PSA, PSA density, number of positive cores in the initial biopsy and mpMRI grade on CB reclassification. Results: 105 patients were available for analysis. 42 (40%) patients had PIRADS 1,2 or 3 lesions and 63 (60%) had only grades 4 or 5 lesions. Overall, 87 patients underwent visual estimation TRUS-Bx. Reclassification among patients with PI-RADS 1,2,3,4 and 5 was 0%, 23.1%, 9.1%, 74.5% and 100%, respectively. Overall, mpMRI sensitivity, specificity, PPV and NPV for disease reclassification were 92.5%, 76%, 81% and 90.5%, respectively. Of men reclassified 47 (44.8%) were upstaged because of Gleason >= 7, 11 (10.4%) because of >= 3 positive fragments plus >= 50% involvement. On multivariate analysis, only PSA density and mpMRI remained significant for reclassification (p < 0,05). On cross-tabulation SB would have missed 15 significant cases detected by targeted biopsy. On the other hand SB detected 5 cases of significant cancer not detected by targeted biopsy alone. Conclusions: Multiparametric magnetic resonance imaging is a significant tool for predicting cancer severity reclassification on CBx among AS candidates. The reclassification rate on CBx is particularly high in the group of patients who have PI-RADS grades 4 or 5 lesions. Despite the usefulness of visual-guided biopsy, it still remains highly recommended to retrieve standard fragments during CBx in order to avoid missing significant tumors

INTRODUÇÃO: Aproximadamente 20 a 30% dos casos novos de epilepsia se tornam refratários ao tratamento medicamentoso ao longo do tempo e a maioria destes casos está relacionada à esclerose mesial temporal (EMT). Disfunção metabólica tem sido relacionada à EMT por diferentes métodos, como tomografia de emissão de pósitrons, tomografia computadorizada por emissão de fóton único, espectroscopia de próton e fósforo (31P-ERM) por ressonância magnética. A caracterização das alterações metabólicas relacionadas à EMT pode auxiliar na melhor compreensão da epileptogênese, da refratariedade clínica comumente encontrada nestes pacientes e na busca de novas possibilidades terapêuticas. OBJETIVOS: Avaliar pela 31P-ERM o perfil metabólico dos pacientes com EMT e comparar com os dados de controles saudáveis. Verificar a existência de correlação entre o tempo de epilepsia, frequência de crises com os resultados da 31P-ERM nas regiões hipocampais. MÉTODOS: 33 pacientes com EMT unilateral e 31 controles foram estudados pela 31P-ERM, tridimensional em aparelho de 3,0 Tesla. Os voxels selecionados para análise foram os localizados na região hipocampal (RH), região insulonuclear anterior (RINA), região insulonuclear posterior (RINP) e na região frontal (RF). Estes voxels foram considerados ipsilaterais ou contralaterais à EMT, diagnosticada pela ressonância magnética convencional. Os metabólitos estudados foram: fosfodiésteres (PDE), fosfomonoésteres (PME), fosfato inorgânico (Pi), fosfocreatina (PCr) , adenosina trifosfato total (ATPt) compostos pela soma dos ?-, ?- e ?-ATP. Foram ainda avaliadas as razões PCr/ATPt, PCr/?-ATP, PCr/Pi e PME/PDE bem como o pH e magnésio. RESULTADOS: Na RH contralateral, aumento de ?-ATP e redução de PCr/ ?-ATP foram significativos. Na RINA ipsilateral, redução de Pi e PCr/ ?-ATP foram detectados. Na RINA contralateral, houve redução de Pi e aumento de ATPT. Na RINP ipsilateral, foram detectados redução de Pi, PCr/?-ATP e aumento de ?-ATP. Na RF contralateral houve redução de Pi. Não houve diferença entre nenhum dos metabólitos ou razões estudados na RH ipsilateral, RINP contralateral, RF ipsilateral em comparação aos controles. Não houve correlação dos resultados da 31P-ERM com o tempo de epilepsia na RH. Em relação à frequência de crises, houve correlação com ATPT, PME, PDE, PME/PDE na RH ipsilateral e de ?-ATP, ATPT, PCr/ ?-ATP e PCr/ATPT na RH contralateral. Análises adicionais foram feitas com os resultados na RH, separando os pacientes de acordo com a frequência de crises e tempo de epilepsia. No grupo de pacientes com frequência igual ou maior que 10 crises por mês, o PME foi menor na RH ipsilateral enquanto que o ?-ATP foi maior e o PCr/?-ATP menor na RH contralateral. No grupo de pacientes com tempo de epilepsia igual ou maior que 20 anos, o ?-ATP foi maior na RH contralateral. Nos grupos de pacientes com frequência de crises menor que 10 por mês ou tempo de epilepsia menor que 20 anos, nenhuma diferença foi detectada. Dados interpolados nas RH foram avaliados, notando-se redução de PME na RH ipsilateral e tendência a significância de diferenças de ?-ATP e PCr/?-ATP na RH contralateral. CONCLUSÕES: Há alterações energéticas difusas nas regiões não epileptogênicas de pacientes com EMT que podem estar relacionadas à disfunção mitocondrial. Na RH ipsilateral, detectou-se redução de PME na análise de voxels interpolados e no grupo de pacientes com frequência maior que 10 crises por mês, indicando alteração de composição de membrana, provavelmente relacionado à gliose e perda neuronal / INTRODUCTION: Around 20-30% of new cases of epilepsy become drug resistant over time and most of these cases are related to mesial temporal sclerosis (MTS). Metabolic dysfunction has been related to MTS by different methods such as positron emission tomography, single photon emission computed tomography, proton and phosphorus (31P-MRS) magnetic resonance imaging spectroscopy. Characterization of metabolic changes related to MTS can improve the understanding of epileptogenesis and drug resistance commonly found in these patients and in the search of new therapeutic possibilities. OBJETIVES: Evaluate by 31P-MRS the metabolic profile of patients with MTS and compare with data from healthy controls. Check the correlation between time of epilepsy, seizure frequency with the results of 31P-MRS in the hippocampal regions. METHODS: 33 unilateral MTS patients and 31 controls were studied by three-dimensional 31P-MRS in 3.0 Tesla equipment. The voxels selected for analysis were located in the hippocampal region (HR), anterior insulonuclear region (RINA), posterior insulonuclear region (RINP) and frontal region (RF). These voxels were considered ipsilateral or contralateral to MTS, diagnosed by conventional MRI. Analised metabolites were: phosphodiesthers (PDE), phosphomonoesthers (PME), inorganic phosphate (Pi), phosphocreatine (PCr) , total adenosine triphosphate ( ATPt) sum of ?- + ?- + ?-ATP and ?-ATP. We also evaluate PCr/ATPt , PCr/?-ATP, PCr/Pi and PME/PDE ratios as well as pH and magnesium. RESULTS: In the contralateral HR, increase of ?-ATP and decrease of PCr / ?-ATP were significant. In the ipsilateral RINA, reductions of Pi and PCr / ?-ATP were detected. In the contralateral RINA, there were reduction of Pi and increased ATPT. In the ipsilateral RINP, reduction of Pi and PCr / ?-ATP and increased ?-ATP were detected. In the contralateral RF, decreased Pi was found. There was no difference between any of the studied metabolites or ratios in the ipsilateral HR, contralateral RINP, ipsilateral RF compared to controls. There was no correlation between the results of 31P-ERM and time of epilepsy in HR. The following metabolites showed correlation with the seizure frequency in the ipsilateral HR: ATPT, PME, PDE, PME/PDE. The seizure frequency was correlated to ?-ATP, ATPT, PCr/ ?-ATP, PCr/ATPT in the contralateral HR. Aditional analysis was made with the results from HR, dividing the patients according to seizure frequency and time of epilepsy. Patients with 10 or more seizures per month showed reduction of PME in the ipsilateral HR; increase of ?-ATP and decrease of PCr/?- ATP in the contralateral HR. Patients with time of epilepsy of 20 years or more showed increase of ?-ATP in the contralateral HR. Patients with less than 10 seizures per month or time of epilepsy lower than 20 years did not demonstrate any difference. Reduction of PME in the ipsilateral HR and tendency to significant differences in ?-ATP and PCr/?-ATP in the contralateral HR were detected from interpolated data. CONCLUSIONS: There are diffuse energetic changes in non epileptogenic regions of patients with MTS that could be related to mitochondrial dysfunction. In the ipsilateral HR, reduction of PME was found from interpolated data and in the group of patients with 10 or more seizures per month, suggesting changes in membrane composition, probably related to gliosis and neuronal loss

Proteins and DNA are essential to life as we know it and understanding their function is understanding their structure and dynamics. The importance of the latter is being appreciated more in recent years and has led to the development of novel interdisciplinary techniques and approaches to studying protein function. Three techniques to study protein structure and dynamics have been used and combined in different ways in the context of this thesis and have led to a better understanding of the three systems described herein. X-ray crystallography is the oldest and still arguably most popular technique to study macromolecular structures. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is a not much younger technique that is a powerful tool not only to probe molecular structure but also dynamics. The last technique described herein are molecular dynamics (MD) simulations, which are only just growing out of their infancy. MD simulations are computer simulations of macromolecules based on structures solved by X-ray crystallography or NMR spectroscopy, that can give mechanistic insight into dynamic processes of macromolecules whose amplitudes can be estimated by the former two techniques. MD simulations of the model protein GB3 (B3 immunoglobulin-binding domain of streptococcal protein G) were conducted to identify origins of discrepancies between order parameters derived from different sets of MD simulations and NMR relaxation experiments.The results highlight the importance of time scales as well as sampling when comparing MD simulations to NMR experiments. Discrepancies are seen for unstructured regions like loops and termini and often correspond to nanosecond time scale transitions between conformational substates that are either over- or undersampled in simulation. Sampling biases can be somewhat remedied by running longer (microsecond time scale) simulations. However, some discrepancies persist over even very long trajectories. We show that these discrepancies can be due to the choice of the starting structure and more specifically even differences in protonation procedures. A test for convergence on the nanosecond time scale is shown to be able to correct for many of the observed discrepancies. Next, MD simulations were used to predict in vitro thermostability of members of the bacterial Ribonuclease HI (RNase H) family of endonucleases. Thermodynamic stability is a central requirement for protein function and a goal of protein engineering is improvement of stability, particularly for applications in biotechnology. The temperature dependence of the generalized order parameter, S, for four RNase H homologs, from psychrotrophic, mesophilic and thermophilic organisms, is highly correlated with experimentally determined melting temperatures and with calculated free energies of folding at the midpoint temperature of the simulations. This study provides an approach for in silico mutational screens to improve thermostability of biologically and industrially relevant enzymes. Lastly, we used a combination of X-ray crystallography, NMR spectroscopy and MD simulations to study specificity of the interaction between Drosophila Hox proteins and their DNA target sites. Hox proteins are transcription factors specifying segment identity during embryogenesis of bilaterian animals. The DNA binding homeodomains have been shown to confer specificity to the different Hox paralogs, while being very similar in sequence and structure. Our results underline earlier findings about the importance of the N-terminal arm and linker region of Hox homeodomains, the cofactor Exd, as well as DNA shape, for specificity. A comparison of predicted DNA shapes based on sequence alone with the shapes observed for different DNA target sequences in four crystal structures when in complex with the Drosophila Hox protein AbdB and the cofactor Exd, shows that a combined ”induced fit”/”conformational selection” mechanism is the most likely mechanism by which Hox homeodomains recognize DNA shape and achieve specificity. The minor groove widths for all sequences is close to identical for all ternary complexes found in the different crystal structures, whereas predicted shapes vary between the different DNA sequences. The sequences that have shown higher affinity to AbdB in vitro have a predicted DNA shape that matches the observed DNA shape in the ternary complexes more closely than the sequences that show low in vitro affinity to AbdB. This strongly suggests that the AbdB-Exd complex selects DNA sequences with a higher propensity to adopt the final shape in their unbound form, leading to higher affinity. An additional AbdB monomer binding site with a strongly preformed binding competent shape is observed for one of the oligomers in the reverse complement strand of one of the canonical (weak) Hox-Exd complex binding site. The shape preference seems strong enough for AbdB monomer binding to compete with AbdB-Exd dimer binding to that same oligomer, suggested by the presence of both binding modes in the same crystal. The monomer binding site is essentially able to compete with the dimer binding site, even though binding with the cofactor is not possible, because its shape is very close to the ideal shape. A comparison of different crystal structures solved herein and in the literature as well as a set of molecular dynamics simulations was performed and led to insights about the importance of residues in the Hox N-terminal arm for the preference of certain Hox paralogs to certain DNA shapes. Taken together all these insights contribute to our understanding of Hox specificity in particular as well as protein-DNA interactions in general.

Introdução: A quantificação da isquemia miocárdica é um dado de grande auxílio na tomada de decisões clínicas ou intervencionistas no tratamento da doença arterial coronária (DAC) avançada. Dentre os métodos disponíveis para esta finalidade, se destacam a cintilografia de perfusão miocárdica (CPM) e a ressonância magnética cardíaca (RMC), que além de fornecerem informações quanto à alteração de motilidade entre o estresse e o repouso, são capazes de analisar a perfusão miocárdica. Neste estudo, investigamos a correlação e a concordância entre esses dois métodos em pacientes com DAC sintomática e avançada. Métodos e Resultados: Cinquenta e três pacientes com DAC avançada (padrão obstrutivo triarterial) não elegíveis para revascularização completa devido à extensão e caráter difuso das lesões foram submetidos à RMC e à CPM. A maioria (57%) apresentava sintomas limitantes (angina CCS 3 ou 4). Na quantificação da carga isquêmica, o percentual de miocárdio isquêmico total (%Mioisquêmico) foi significativamente maior na RMC do que na CPM (25,3±13,7% vs. 20,5±13,5%, respectivamente; P = 0,02). A RMC identificou baixa carga isquêmica em apenas 15% dos pacientes, enquanto pela CPM 53% dos pacientes foram assim classificados. Foram encontradas correlações fracas entre os métodos para o %Miofixo, no %Mioestresse e %Mioisquêmico (coeficiente de Spearman variando de 0,06 a 0,54), assim como uma fraca concordância (kappa de 0,11 e bias elavado de 9,3 para %Mioisquêmico). De um total de 159 territórios coronarianos, 18 (11%) apresentaram grandes discordâncias (%Mioisquêmico pela CPM < 10% e > 20% pela RMC) em regiões do ventrículo esquerdo com alta probabilidade pré-teste de possuírem isquemia importante (miocárdio viável em território irrigado por artéria coronária ocluída cronicamente). Conclusão: A quantificação da carga isquêmica estresse-induzida avaliada pela CPM e pela RMC possui fraca correlação e concordância em pacientes com DAC avançada e complexa, com a RMC demonstrando uma maior carga isquêmica do ventrículo esquerdo, principalmente nas regiões com infarto prévio / Introduction: The quantification of myocardial ischemia is a key element in the decision-making process in patients with advanced coronary artery disease (CAD). Single-photon emission computed tomography (SPECT) and cardiovascular magnetic resonance (CMR) are non-invasive tools for myocardial perfusion assessment. We investigated the correlation and agreement between these two methods in patients with symptomatic and complex CAD. Methods and Results: Fifty-three patients with advanced CAD (multivessel obstructive disease) not eligible for complete revascularization due the extension and diffuseness of the disease underwent both CMR and SPECT. The majority (57%) presented limiting symptoms (angina CCS 3 or 4). The quantification of the ischemic burden revealed that the mean percentage of total ischemic myocardium (%Myoischemic) was significantly higher as assessed by CMR compared with by SPECT (25.3±13.7% vs. 20.5±13.5%, respectively; P = 0.02). There were no significant correlations between CMR and SPECT regarding %Myostress (r = 0.23, p = 0.09), fixed (r = 0.20, p = 0.14), or ischemic (r = 0.11, p = 0.44). While SPECT classified 28 patients (53%) as having low ischemic burden (%Myoischemic < 10%), CMR classified only 8 patients (15%) in this category. Poor correlations between the two methods were found for %Myostress, %Myoischemic, and %Myofixed (Spearman\'s rho ranging from 0.06 to 0.54), depicting also slight agreement (kappa of 0.11 and bias as high as 9.3% for %Myoischemic). On a per-segment-based analysis, 18 coronary territories (11%) of the total 159, presented highly disagreements (%Myoischemic by SPECT < 10% and > 20% by CMR) in LV regions likely to have severe ischemia (viable myocardium supplied by chronically occluded vessels. Conclusion: The quantification of inducible myocardial ischemia by SPECT and CMR disagrees in patients with advanced and complex CAD, with CMR displaying greater left ventricular ischemic burden, particularly in patients with a previous myocardial infarction

Introdução: A hiperferritinemia (HF) pode refletir o estado inflamatório do paciente com doença hepática gordurosa não alcoólica (DHGNA) e obesidade, porém em cerca de 33% reflete uma real sobrecarga de ferro hepática. A síndrome dismetabólica relacionada ao depósito de ferro (SDDF) é caracterizada por HF, saturação de transferrina normal, alterações metabólicas e um discreto depósito de ferro hepático. O método padrão ouro para o diagnóstico de sobrecarga de ferro é a biópsia hepática. Por se tratar de método invasivo, novos métodos se tornam necessários. Dentre eles a ressonância nuclear magnética (RM) é o mais disponível. Pacientes e Métodos: O presente estudo avaliou pacientes com HF, excesso de peso, e DHGNA comprovada por biópsia hepática. Os pacientes realizaram RM pela técnica de relaxometria (análise de gordura/ferro - máquina 3T), dosagem de marcadores inflamatórios (IL-6 e TNF-alfa), análise da expressão das subunidades da ferritina (FP - cadeia pesada e FL - cadeia leve) e dosagem de hepcidina. Os dados foram comparados com a biópsia hepática. Estes pacientes foram classificados segundo os níveis de ferritina e siderose. Foram classificados em ferritina normal (FN), hiperferritinemia dismetabólica (HFD) e SDDF. O grupo de FN foi caracterizado por ferritina < 200 ng/mL em mulheres e 300 ng/mL em homens, já os pacientes do grupo HFD têm níveis elevados de ferritina e ausência de siderose hepática. Os pacientes também foram avaliados considerando somente a siderose hepática. Resultados: Foram avaliados 152 pacientes com DHGNA comprovada pela biópsia hepática, sendo 67 incluídos no estudo. A frequência de SDDF e HFD foi de 37% e 16%, respectivamente. O nível de corte da ferritina sérica, a fim de identificar depósito de ferro, foi de 180.4 ng/mL para mulheres (sensibilidade de 76,9%, especificidade de 64,3%) e 350,7 ng/mL para homens (sensibilidade de 72,7% e especificidade de 75,5%). Os pacientes com SDDF E HFD não apresentaram piores características metabólicas e histológicas. Os níveis de hepcidina foram maiores nos grupos SDDF E HFD, se correlacionando com o conteúdo de ferro hepático quando > 30,2 ng/mL. Os marcadores inflamatórios (IL-6 e TNF-alfa) foram semelhantes entre os grupos. A expressão de FP e FL se comportaram de modo semelhante entre os grupos. A FL se correlacionou com síndrome metabólica e circunferência abdominal, enquanto a FP se correlaciona com níveis maiores de esteatose. A RM foi capaz de identificar o conteúdo de ferro destes pacientes, sendo o ponto de corte de R2* 58,9s-1. A porcentagem de gordura, identificada pela RM, foi de 17% nos grupos HFD e SDDF e de 13% no grupo FN. Conclusão: 1) RM utilizando a técnica de relaxometria com correção da interferência de gordura se mostrou acurado na avaliação de discreto depósito de ferro em pacientes com SDDF; 2) HF pode refletir depósito de ferro hepático quando acima de 180,4 ng/mL para mulheres e 350,7 ng/mL para homens, não foi encontrada relação entre HF e características piores metabólicas ou histológicas; 3) FL se correlacionou com síndrome metabólica e circunferência abdominal, enquanto a FP se correlaciona com esteatose; 4) Hepcidina se correlacionou com siderose e ferritina sérica nos pacientes com DHGNA / Introduction: Hyperferritinemia (HF) may reflect the inflammatory status of patients with NAFLD and obesity, but about 33 % reflects a real hepatic iron overload. The dysmetabolic iron overload syndrome (DIOS) definition is HF, normal transferrin saturation, and mild hepatic iron overload in a patient with metabolic disorders. The gold standard for diagnosis of iron overload is the liver biopsy. As it is an invasive method, new methods are necessary. Among them, magnetic resonance imaging (MRI) is the most available one. Patients and Methods: This study evaluated patients with HF, overweight and NAFLD. All patients were submitted to liver biopsy. MRI relaxometry (fat/iron analysis - 3T machine), measurement of inflammatory markers (TNF-alpha and IL-6), analysis of the expression of ferritin light and heavy chain subunits (FL and FP) and serum hepcidin were held. Data were correlated with liver biopsy. The patients were classified considering the ferritin levels and siderosis. They were classified in three groups: normal ferritin (NF), dysmetabolic hyperferrinemia (DHF) and DIOS. The NF group has serum ferritin (SF) below 200 ng/dL for women and 300 ng/dL for men, DHF must have SF above those values and negative siderosis, and DIOS have hyperferritinemia and positive siderosis. They are also classified considering only the iron status Results: 152 biopsy-proven NAFLD patients were screened but only 67 were included in this study. DIOS and HFD frequency in our sample were 37% and 16%, respectively. The cut-off of ferritin levels were correlated with iron overload in liver biopsy was 180.4 ng/mL for women (sensibility of 76.9% and specificity of 64.3%) and 350 ng/mL for men (sensibility of 72.7% and specificity of 75.5%). Although, DHF and DIOS patients did not have worst metabolic or histological characteristics, hepcidin levels were higher in DHF and DIOS groups, correlating with hepatic siderosis when hepcidin is above 30,2 ng/mL. The inflammatory markers (IL- 6 and TNF-alpha) were similar among the groups. The expression of FP and FL were similar in role sample. FL correlates with metabolic syndrome and abdominal circumference, while FP correlates with in higher fat scores. The MRI was able to identify mild iron overload. The R2* cut off level was 58,9 s -1. The fat percentage in DIOS and HFD was of 17% each and in NF 13%. Conclusion: 1) MRI using relaxometry method is accurate to evaluate mild iron overload in DIOS patients; 2) HF may reflect iron overload when above 180.4 ng/mL for women and 350.7 ng/mL for men, however, this study didn´t find correlation between HF and insulin resistance and worst NAFLD histological characteristics; 3) FL correlates with metabolic syndrome and abdominal circumference while FP correlates with in higher fat scores 4) Hepcidin correlates with iron and serum ferritin in NAFLD patients

Introdução: A carnosina (beta-Alanil-L-Histidina) é um dipeptídeo encontrado em altas concentrações em diversos tecidos excitáveis, tais como o coração, cérebro e músculo. Embora o número de evidencias sobre os efeitos benéficos da carnosina esteja aumentando, muitos desses estudos apresentam uma importante limitação: a falta de mensuração da carnosina intramuscular. O principal motivo é a necessidade de realização de biópsias musculares. Nesse sentido, um novo método não invasivo baseado na ressonância magnética de hidrogênio (1H RNM) foi apresentado como alternativa. Objetivos: Determinar a reprodutibilidade, acurácia e sensibilidade do 1H MRN na determinação do conteúdo de carnosina muscular em seres humanos contra a referência \"padrão-ouro\" de quantificação de carnosina, cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) em extratos musculares obtidas por biópsia muscular. Métodos: O estudo foi dividido em duas sub-investigações, sendo a primeira delas uma investigação in vitro que testou a linearidade do sinal da carnosina na 1H RMN. Para a segunda investigação dezesseis homens fisicamente ativos (18 - 35 anos) sem doença crônico-degenerativa ou qualquer disfunção no aparelho locomotor se voluntariaram. Os participantes foram submetidos a duas sessões no total. Na sessão inicial, características antropométricas e de composição corporal foram mensuradas, cada indivíduo teve sua concentração de carnosina muscular do gastrocnêmio avaliada através da análise 1H MRN (um teste-reteste foi realizado com uma sub amostra para verificar a reprodutibilidade do método), em seguida uma biópsia muscular do gastrocnêmio foi realizada. Os voluntários então se submeteram a um período de quatro semanas de suplementação de 6,4 g. de beta-alanina por dia, estimulo que comprovadamente aumenta a carnosina muscular, durante esse período também foi realizada uma avaliação nutricional para determinar a quantidade carnosina ingerida em suas dietas. Na segunda sessão os indivíduos mais uma vez tiveram suas composições corporais avaliadas e realizaram o teste de 1H RMN e biópsia muscular para acessar suas concentrações de carnosina muscular. Resultados: In vitro: A linearidade de sinal de 1H RMN para as concentrações de carnosina testadas apresentou valores de R2 de 0,9771. In vivo: O teste-reteste da 1H RMN apresentou coeficiente de variação médio de 9,9 ± 10,34% e coeficiente de correlação interclasse de = 0,775 (95% C.I.: 0,324-0,939). Comparando-se os dois métodos: As concentrações de carnosina (em mmol/kg musculo seco) não foram estatisticamente diferentes tanto no pré (1H RMN -20,8±6,2; HPLC -23,3±10,5; p=0,45; 95% CI= -4,5 -9,6) quanto no pós-suplementação (1H RMN - 35,2±13,2; HPLC-27,8±11,7; p=0,15; 95% CI= -3,5 - 17,8) (n=13). Os valores de delta da concentração de carnosina muscular (em %) também não foram estatisticamente diferentes (1H RMN - 69,7±66,7; HPLC -38,2±58,2 p=0,16; 95% CI= -14,5 -77,5; ES=0,90). Ao observar os dados individuais, nota-se também baixa correlação dos dados individuais entre os métodos (R2 = 0,0448; r =0,212; p= 0,229). Conclusão: A 1H RMN apresentou baixa reprodutibilidade e acurácia quando comparada ao padrão ouro (HPLC), não sendo possível sua utilização para mensuração de carnosina muscular / Introduction: Carnosine (beta-Alanyl-L-Histidine) is a dipeptide found in high-concentrations in human tissue, such as heart, brain and muscle tissue. Although the body of evidence relating beneficial effects of carnosine is increasing, most of these studies have an important limitation: the lack of intramuscular carnosine measurement. The main reason for the absence of this measurement is the method of analysis; a muscle sample must be obtained via a muscle biopsy. In this regard, a new method non-invasive based on hydrogen magnetic resonance (1H NMR) has been used as an alternative. Objectives: The present study aims to determine the reproducibility, accuracy, and sensitivity of H-MRS in the determination of muscle carnosine content in humans; comparative data analysis will be performed against the \"standard\" reference of HPLC carnosine quantification in muscle extracts obtained by muscle biopsy. Methods: The study was divided into two sub-investigations. The first of which was an in vitro investigation that tested the linearity of the carnosine signal at 1 H NMR. For the second investigation, sixteen physically active men (18-35 years) without chronic-degenerative disease or any dysfunction in the locomotor apparatus volunteered. The participants were submitted to 2 sessions in total; Upon arrival to the initial session, anthropometric and body composition characteristics were collected before each individual underwent a muscle carnosine measurement of the gastrocnemius via H-MRS analysis (a test-retest was performed with a sub-sample to verify the reproducibility of the method) followed by a gastrocnemius muscle biopsy. Thereafter volunteers were submitted to a 4-week supplementation period of 6.4 g. of beta-alanine per day, a stimulus proven to increase muscle carnosine, during this period, volunteers had their carnosine dietary ingestion evaluated as well. Following the supplementation period, individuals were subjected to another body composition evaluation, 1H RMN and muscle biopsy. Results: In vitro: The linearity of 1 H NMR signal for carnosine concentrations tested showed R2 values of 0.9771. In vivo: 1 H NMR test-retest showed a mean coefficient of variation of 9.9 ± 10.34% and ICC= 0.775 (95% C.I.: 0.324-0.939).Comparing the methods: Carnosine concentrations (in mmol / kg dry muscle) were not significant difference either the in pre (1 H NMR -20.8 ± 6.2, HPLC -23.3 ± 10, 5, p = 0.45, 95% CI = -4.5 -9.6) and post-supplementation (1 H NMR - 35.2 ± 13.2, HPLC-27.8 ± 11.7, p = 0.15, 95% CI = -3.5-17.8) . The delta values of muscle carnosine concentration (in %) were not statistically different (1 H NMR - 69.7 ± 66.7; HPLC -38.2 ± 58.2 p = 0.16; 95 % CI = -14.5 -77.5; ES = 0.90). Comparing the individual data, there was a low correlation between the methods (R2 = 0.0448, r = 0.212, p = 0.229). Conclusion: 1H NMR showed low reproducibility and accuracy when compared to the gold standard (HPLC), not being possible its use for carnosine quantification

A evolução da planície costeira do Estado de São Paulo foi influenciada por eventos de transgressões e regressões do mar durante o Quaternário e suas características resultam da interação da dinâmica dos processos geológicogeomorfológicos que agiram continuamente durante esses eventos. Os solos de maior ocorrência nesse ambiente, genericamente chamado de restinga, são os Espodossolos, caracterizados pela presença de horizonte espódico (Bh ou Bhm). São poucos os estudos científicos relacionadas à gênese destes solos em regiões tropicais, assim como há poucos estudos detalhados avaliando as características e a composição química da matéria orgânica (MO) presente nestes solos, bem como as suas relações com a transcorrência do tempo e as condições de drenagem. Os municípios paulistas de Cananéia e Bertioga foram selecionados para o desenvolvimento desta pesquisa devido à presença de diferentes unidades sedimentares e de vegetação remanescente. A caracterização dos ácidos húmicos (AH) extraídos dos horizontes dos diferentes perfis de Espodossolos com o emprego de técnicas espectroscópicas como Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de 13C, Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e Fluorescência, bem como o fracionamento quantitativo das substâncias húmicas (SH), foram realizadas com o objetivo de se conseguir um maior detalhamento da matéria orgânica (MO) presente nesses solos e, a partir daí, relacionar os resultados com a estabilidade do carbono e o tempo de residência médio (TRM) da MO. A principal hipótese testada foi a de que os perfis com a MO com maior TRM teriam os maiores conteúdos de compostos mais recalcitrantes e as condições de drenagem dos perfis poderia interferir nas concentrações e características desses compostos. Neste âmbito, os principais resultados relacionados com os objetivos foram: (a) independente do perfil, os espectros de RMN de 13C dos AH apresentaram uma tendência de diminuição das porcentagens de alquil C e O-alifáticos e aumento de aromáticos, carboxílicos e carbonílicos em profundidade; (b) os perfis mais antigos foram os que apresentaram as maiores concentrações de compostos mais recalcitrantes, principalmente nos horizontes subsuperficiais (Bh e Bhm), essa inferência pode indicar que com a transcorrência do tempo a MO presente tende a sofrer alterações na sua composição e se tornar mais recalcitrante; (c) as condições de drenagem e a presença ou não de horizonte cimentado (Bhm) pode, de certa forma, estabelecer uma diferenciação na distribuição das frações húmicas ao longo dos perfis. / The evolution of the coastal plain of São Paulo State was influenced by transgressions and regressions events of the sea during the Quaternary and their characteristics result from the interaction of the dynamics of geologicalgeomorphological processes that acted continuously during these events. The soils of higher occurrence in this environment, generically called restinga, are Espodossolos, have characterized by the presence of spodic horizon (Bh or Bhm). Few scientific studies related to the genesis of these soils in tropical regions, as there are few detailed studies assessing the characteristics and chemical composition of organic matter (OM) present in these soils and their relations with the transcurrent time and conditions drainage. The municipalities of Cananéia and Bertioga were selected for this research due to the presence of different sedimentary units and the remaining vegetation. The characterization of humic acids (HA) extracted from different horizons of Espodossolos profiles with the use of spectroscopic techniques as Nuclear Magnetic Resonance (NMR) of 13C spectroscopy, Fourier Transform Infrared (FTIR) and Fluorescence, as well as the quantitative fractionation humic substance (HS) were conducted with the aim of achieving a greater detail of organic matter (OM) present in these soils and, thereafter, to relate the results with the stable carbon and the mean residence time (MRT) of OM. The main hypothesis tested was that the profiles with the OM with higher MRT would have the higher content of recalcitrant compounds and the drainage of the profiles could influence the concentrations and characteristics of these compounds. In this context, the main results related to the aims were: (a) regardless of the profile, the 13C NMR spectra of the HA showed a tendency to decrease the percentage of alkyl C and O-aliphatic and increased aromatic, carboxyl and carbonyl in depth; (b) older profiles showed the highest concentrations of the more recalcitrant compounds, especially in the subsurface horizons (Bh and Bhm), this inference may indicate that with the transcurrent time the OM tends to change in its composition and becomes more recalcitrant; (c) the drainage and the presence or absence of cemented horizon (Bhm) can somehow make a difference in the distribution of humic fractions along the profiles.