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Papel dos recetores de adenosina A2A no controlo da aquaporina-4 astrocítica em condições de stress
No full textTese de Programa de Doutoramento em Ciências da Saúde apresentada à Faculdade de MedicinaAstrocytes participate in the clearance of extracellular proteins and waste metabolites through the activity of the water channel aquaporin-4 (AQP4) that mediates water fluxes, which can be deregulated in stress-related disorders, impairing brain waste clearance. The present study investigates the impact of stress conditions on astrocytic AQP4 and its modulation by adenosine A2A receptors (A2AR), which blockade is known to reverse depressive-like behaviour. These goals were addressed using models with increasing complexity: i) in vitro primary cultures of astrocytes exposed to the synthetic glucocorticoid dexamethasone (Dexa) and ii) Wistar rats submitted to a protocol of repeated restraint stress, which induced anxious behaviour. The clearance of proteins in primary astrocytic cultures, assessed using 5 kDa FITC-dextran and 45 kDa TRITC-dextran uptake, was decreased by the AQP4 inhibitor TGN-020 (6 µM), an effect prevented by A2AR antagonism with SCH58261 (50 nM). This indicates an astrocytic AQP4/A2AR functional interaction in controlling protein clearance. Moreover, co-immunoprecipitation indicated that AQP4 and A2AR were physically associated in cultured astrocytes. Exposure for 24h to Dexa (100 nM) to mimic stress conditions, decreased the density of α-syntrophin, a protein targeting AQP4 to astrocytic processes, an effect prevented by A2AR blockade. Accordingly, Dexa decreased the uptake of both dextrans, an effect prevented by A2AR antagonism and by exposure to the selective AQP4 activator TGN-073 (10 µM), showing a stress-induced impairment of AQP4-mediated protein clearance that is controlled by A2AR. Furthermore, in male Wistar rats submitted to restraint stress for 14 consecutive days to induce an anxiety-like behaviour, the AQP4 density was reduced in gliosomes (astrocytic membrane processes) from frontal cortex and cortex. Restraint stress also decreased AQP4 density in perivascular endfeet, AQP4 polarization and AQP4-covered area in frontal cortex. Both the anxiety-like behaviour and the AQP4 impairments were prevented by the A2AR antagonist KW-6002 (3 mg/kg/day). Furthermore, restraint stress affected astrocyte morphology in the frontal cortex, an effect prevented by A2AR blockade.Overall, these findings indicate that stress conditions affect the localization of astrocytic AQP4 and its role in protein clearance, which was modulated by A2AR, suggesting a novel therapeutic mechanism to prevent AQP4 impairments and consequent brain extracellular protein accumulation.Os astrócitos desempenham um papel fundamental na remoção de proteínas e metabolitos que se acumulam extracelularmente, num processo dependente da atividade da aquaporina-4 (AQP4), um canal de água que regula fluxos de água. Estes fluxos podem estar desregulados em patologias/distúrbios relacionados com stress, comprometendo a remoção de resíduos proteicos do cérebro. O presente estudo investiga o impacto das condições de stress na AQP4 astrocítica, bem como a sua modulação pelos recetores de adenosina do tipo A2A (A2AR), cujo bloqueio reverte o comportamento do tipo depressivo. Para atingir estes objetivos foram utilizados modelos com uma complexidade crescente: i) culturas primárias de astrócitos expostas ao glucocorticoide sintético dexametasona (Dexa) e ii) ratos Wistar submetidos a um protocolo de stress de restrição de forma repetida, que induz um comportamento ansioso. A eliminação de proteínas em culturas primárias de astrócitos foi avaliada através da captação dos dextranos sintéticos FITC e TRITC, com 5 kDa e 45 kDa, respetivamente. A captação destas proteínas pelos astrócitos diminuiu na presença do inibidor seletivo da AQP4, TGN-020 (6 µM), sendo este efeito prevenido pelo antagonismo dos A2AR usando SCH58261 (50 nM). Isto indica uma interação funcional entre a AQP4 e os A2AR no controlo da captação de proteínas. Além disso, observou-se uma associação física entre a AQP4 e os A2AR avaliada por co-imunoprecipitação em culturas de astrócitos. A exposição a Dexa (100 nM) durante 24h para mimetizar condições de stress, diminuiu a densidade de α-sintrofina, uma proteína responsável pela ancoragem da AQP4 aos terminais dos astrócitos, sendo este efeito prevenido pelo bloqueio dos A2AR. A exposição a Dexa também diminuiu a captação de ambos os dextranos, sendo este efeito prevenido pelo antagonismo dos A2AR e pela exposição ao ativador seletivo da AQP4, TGN-073 (10 µM), demonstrando que as alterações induzidas pelo stress ao nível da captação de proteínas dependente da AQP4 são controladas pelos A2AR. Para além disso, em ratos Wistar sujeitos a um protocolo de stress de restrição durante dias consecutivos, de modo a induzir um comportamento do tipo ansioso, foi observada uma diminuição da densidade de AQP4 nos gliossomas (vesículas de membranas dos processos dos astrócitos) do córtex frontal e córtex. O stress de restrição também diminuiu a densidade da AQP4 nos terminais perivasculares, polarização da AQP4 e a área de cobertura no córtex frontal. Tanto o comportamento do tipo ansioso como as alterações da AQP4 foram prevenidas pelo antagonista dos A2AR, KW-6002 (3 mg/kg/dia). Adicionalmente, o stress de restrição afetou a morfologia dos astrócitos no córtex frontal, sendo esse efeito prevenido pelo bloqueio dos A2AR.Globalmente, estes resultados indicam que a exposição a condições de stress afeta a localização da AQP4 astrocítica, bem como a sua função na remoção de proteínas, sendo ambos modulados pelos A2AR, o que sugere um novo mecanismo terapêutico para prevenir alterações na AQP4 e a consequente acumulação extracelular de proteínas no cérebro.FCTFCTFCTFCTFCTOutro - BrainHealth2020Outro - Centro 2020 (CENTRO-01-0145-FEDER-000008)Outro - Centro 2020 (CENTRO-01-0246-FEDER-000010)Outro - La Caixa Foundation (HP17/00523)Outro - POCI-01-0145-FEDER-0312
Differential and Global Impact of the Acute Care Bundle Approach on Hemorrhagic Stroke
No full textTrabalho Final do Mestrado Integrado em Medicina apresentado à Faculdade de MedicinaIntroductionHemorrhagic Stroke is associated with high morbidity and mortality. Although the effectiveness of its therapeutic approach was previously limited, recent advances have introduced the concept of acute care bundles. This integrated care plan aims to shift the prognosis of this pathology by addressing various domains simultaneously (hemostasis, blood pressure, glycemia, temperature, and early neurosurgical assessment). Therefore, this study aims to assess the impact of an early and multidimensional approach during the acute phase of hemorrhagic stroke on long-term prognosis. Methods This retrospective cohort observational study includes patients who were admitted to the Emergency Department of the Unidade Local de Saúde de Coimbra between 2023 and 2024, diagnosed with hemorrhagic stroke, and received an early acute care bundle. A descriptive and inferential statistical analysis of the variable was performed using SPSS, including univariate analyses followed by ordinal regression adjusted for confounders, with a significance level of 0.05, to assess the association between study parameters and patient functional status 3 months post-stroke. Results The study included 188 patients, with a mean age of 75.40 years (SD: 11.977), and 47.3% were male. The mean presentation NIHSS was 12.67 (SD: 9.416). The results showed that patients with higher NIHSS and Systolic Blood Pressure values at admission, as well as higher NIHSS values at discharge, were subjected to earlier blood pressure control (PCC: -0.349, p=0.002; PCC: -0.347, p<0.001; and PCC: -0.246, p=0.050, respectively). Considering that only 6.9% of patients underwent anticoagulation reversal, the time between hospital admission and administration of reversal agents in anticoagulated patients was shorter in those with higher NIHSS at admission and on day 7 of hospitalization (PCC: -0.830, p<0.001 and PCC: 0.798, p=0.003, respectively). After adjusting for confounders, door-to-reverser and door-toantihypertensive times were not associated with better clinical outcomes 3 months post-stroke (B: 0.000, 95% CI: -0.001 – 0.002, p=0.770 and B: 0.003, 95% CI: -0.009 – 0.015, p=0.614, respectively). Conclusion This study aimed to clarify the importance of new strategies for an early approach to hemorrhagic stroke and its impact on morbidity, mortality and functional dependency. However, the identified times are far from the recommended ones, requiring a restructuring of clinical teams to ensure a more effective response. The results were limited by a small sample size, not allowing reliable conclusions about the influence of acute care bundles on patient prognosis.Introdução O Acidente Vascular Cerebral (AVC) hemorrágico apresenta elevada morbimortalidade. Embora a eficácia da sua abordagem terapêutica fosse limitada anteriormente, avanços recentes introduziram o conceito de acute care bundles. Este plano de cuidados integrados visa mudar o prognóstico desta patologia, atuando, simultaneamente, em diversos domínios (hemostase, tensão arterial, glicémia, temperatura e avaliação neurocirúrgica precoce). Assim, pretende-se avaliar o impacto da abordagem precoce e multidimensional, numa fase aguda do AVC hemorrágico, no prognóstico a longo prazo. Métodos Estudo observacional de coorte retrospetiva que inclui os doentes que recorreram ao Serviço de Urgência da Unidade Local de Saúde de Coimbra no período de 2023 e 2024, aos quais foi diagnosticado AVC hemorrágico e instituído um plano de cuidados integrados precoces na fase aguda. Integrou-se uma análise estatística descritiva e inferencial das variáveis através do programa SPSS, na qual se efetuou análises univariáveis, seguida de regressão ordinal ajustada para confundidores, com nível de significância de 0.05, para avaliar a associação dos parâmetros de estudo com o estado funcional do doente após 3 meses do AVC. Resultados Incluíram-se, neste estudo, 188 doentes, com idade média de 75.40 anos (DP: 11.977), sendo 47.3% do sexo masculino. O NIHSS médio de apresentação foi 12.67 (DP: 9.416). Os resultados demonstraram que doentes com valores de NIHSS e Pressão Arterial Sistólica à admissão mais elevados, assim como um valor mais alto de NIHSS à data de alta foram sujeitos a um controlo tensional mais precoce (CP: -0.349, p=0.002, CP: -0.347, p<0.001 e CP: -0.246, p=0.050, respetivamente). Considerando que apenas 6.9% dos doentes fizeram reversão de anticoagulação, o tempo entre a admissão hospitalar e a administração de reversores em doentes hipocoagulados foi mais curto em doentes com um NIHSS à admissão e ao 7º dia de internamento mais elevados (CP: -0.830, p<0.001 e CP: -0.798, p=0.003, respetivamente). Após ajuste para confundidores, os tempos porta-reversor e portahipotensor não foram associados a melhores resultados clínicos aos 3 meses após o AVC (B: 0.000, IC95%: -0.001 – 0.002, p=0.770 e B: 0.003, IC95%: -0.009 – 0.015, p=0.614, respetivamente).Conclusão Este estudo procurou esclarecer a importância de novas estratégias para uma abordagem precoce no AVC hemorrágico e o seu impacto na morbimortalidade e dependência funcional. Contudo, os tempos identificados estão longe dos recomendados, requerendo uma reestruturação das equipas clínicas, para garantir uma atuação mais eficaz. Os resultados foram limitados por uma amostra reduzida, não permitindo inferir conclusões fidedignas acerca da influência dos acute care bundles no prognóstico dos doentes
Construction and Validation of a Chapter on Individualized Diet Adaptation for People with Type 2 Diabetes in Portugal
No full textTrabalho Final do Mestrado Integrado em Medicina apresentado à Faculdade de MedicinaIntroduction: Type 2 Diabetes is one of the significant public health concerns with increasing incidence and prevalence in Portugal. Effective disease management requires empowering patients through targeted educational strategies that foster informed choices, with healthy eating habits standing out as a key pillar for optimizing glycemic control and preventing complications. This study aimed to validate an informative chapter titled “Adapting to Individual Realities,” designed to be part of a book on healthy eating principles for people with Type 2 Diabetes, offering practical and accessible guidance for personalized disease self-management.Methods: The chapter was developed using a rigorous, multidisciplinary approach based on a previous qualitative study. After an extensive literature review, a text was drafted based on scientific evidence and the needs identified in prior studies involving people with Type 2 Diabetes and healthcare professionals. The material underwent successive reviews by a multidisciplinary team, culminating in the creation of its graphic design. The readability was assessed using the Flesch formula, and quality and suitability were evaluated with the Suitability Assessment of Materials (SAM) grid. The Patient Education Materials Assessment Tool (PEMAT) assessed the chapter’s comprehensibility and actionability. Feedback from 43 healthcare professionals and 34 people with Type 2 Diabetes was gathered to improve the material’s clarity and usefulness.Results: The final chapter achieved a Flesch Index of 76,3, equivalent to a 7th-grade reading level. The SAM grid evaluation resulted in an improved final classification of 97.6%. The PEMAT tool indicated maximum scores for actionability and comprehensibility. Among healthcare professionals, 74.42% awarded the highest score for the material’s usefulness, while 94.12% of people with Type 2 Diabetes considered the content extremely useful. Suggestions collected during the validation process were incorporated to enhance the informative material.Discussion: The active collaboration of healthcare professionals and people with Type 2 Diabetes ensured the chapter’s practical applicability and cultural relevance. The informative material achieved a readability level corresponding to 7th-grade education, deemed appropriate for the educational profile of most people with Type 2 Diabetes in Portugal. However, it is worth noting that the readability assessment was conducted using the online tool Análise de Legibilidade Textual (ALT), adapted for Brazilian Portuguese, which poses challenges for accurately measuring legibility. The evaluations using the SAM and PEMAT tools demonstrated that the material is of high quality and accessibility. Nevertheless, feedback from respondents suggested that additional visual elements, simplified text, and increased interactivity with the target audience could further optimize the material’s impact.Conclusion: This study resulted in the creation of an informative chapter that stands out as an effective tool for promoting health literacy and empowering people with Type 2 Diabetes to manage their condition. Validating educational materials is an essential practice that should be widely encouraged to enable patients to manage their disease effectively.Introdução: A Diabetes Tipo 2 representa uma das principais preocupações de saúde pública, com uma incidência e prevalência crescentes em Portugal. Uma gestão eficaz desta doença exige a capacitação dos doentes através de estratégias educativas direcionadas que fomentem escolhas informadas, destacando-se uma alimentação saudável como um pilar essencial na otimização do controlo glicémico e na prevenção de complicações. Este estudo teve como objetivo a validação de um capítulo informativo, “Adaptação à realidade individual”, destinado a integrar um livro sobre princípios de alimentação saudável para pessoas com Diabetes Tipo 2, oferecendo orientações práticas e acessíveis para uma autogestão personalizada da doença.Métodos: O desenvolvimento do capítulo seguiu uma abordagem rigorosa e multidisciplinar a partir de um estudo qualitativo prévio. Após uma revisão bibliográfica abrangente, foi elaborado um texto fundamentado em evidências científicas e nas necessidades identificadas em estudos prévios com pessoas com Diabetes Tipo 2 e Profissionais de Saúde. O material foi submetido a sucessivas revisões por uma equipa multidisciplinar, culminando na elaboração do seu grafismo. A inteligibilidade foi avaliada usando a fórmula de Flesch, e a qualidade e adequação foram analisadas recorrendo à grelha Suitability Assessment of Materials (SAM). A ferramenta Patient Education Materials Assessment Tool (PEMAT) foi usada para avaliar a compreensibilidade e acionabilidade do capítulo. Foram recolhidas as opiniões de 43 Profissionais de Saúde e 34 pessoas com Diabetes Tipo 2 com o objetivo de melhorar a compreensão e a utilidade do material informativo.Resultados: O capítulo final apresentou um Índice de Flesch de 76,3, equivalente ao 7º ano de escolaridade. A avaliação com a grelha SAM permitiu uma melhoria da classificação final para um valor de 97,6%. Já a ferramenta PEMAT revelou pontuações máximas de acionabilidade e compreensibilidade. Entre os Profissionais de Saúde, 74,42% atribuíram a pontuação máxima ao material quanto à sua utilidade, enquanto que 94,12% das pessoas com Diabetes Tipo 2 consideraram o conteúdo extremamente útil. As sugestões recolhidas foram incorporadas para melhoria do material informativo.Discussão: A colaboração ativa entre Profissionais de Saúde e Pessoas com Diabetes Tipo 2 foi fundamental para assegurar a aplicabilidade prática e a relevância cultural do capítulo. O material informativo alcançou uma inteligibilidade correspondente ao 7º ano de escolaridade, considerada adequada ao perfil educacional da maioria das pessoas com Diabetes Tipo 2 em Portugal. No entanto, destaca-se que a avaliação da inteligibilidade foi conduzida com a ferramenta online Análise de Legibilidade Textual (ALT), adaptada ao português do Brasil, o que dificulta a medição precisa da legibilidade. A avaliação com as ferramentas SAM e PEMAT revelou um material de elevada qualidade e acessibilidade. Embora, segundo as sugestões dos inquiridos, a inclusão de elementos visuais adicionais, a simplificação textual e uma maior interatividade com o público-alvo possam otimizar ainda mais o impacto do material informativo.Conclusão: O presente estudo resultou na criação de um capítulo informativo que se destaca como uma ferramenta eficaz para promover a literacia em saúde e capacitar as pessoas com Diabetes Tipo 2 na autogestão da doença. A validação de materiais educativos é uma prática essencial que deve ser amplamente incentivada para capacitar os doentes para uma gestão eficaz da sua doença
Influência de diferentes estratégias adesivas na resistência de união em reparações de cerâmica vítrea com resina composta
No full textTrabalho Final do Mestrado Integrado em Medicina Dentária apresentado à Faculdade de MedicinaObjective: Repairing fractured glass-ceramic restorations has become a conservative alternative to replacement. This in vitro study evaluated the microshear bond strength of three adhesive protocols for repairing ceramic restorations, with specific focus on the influence of hydrophobic resin and acidic monomers on bond strength.Materials and methods: Twelve lithium disilicate ceramic blocks were air-abraded, cleaned, etched with hydrofluoric acid, and silanized. The blocks were randomly assigned to groups with different adhesive protocols: hydrophobic bonding resin only (CSEP-B), primer and bonding resin of a two-step self-etch system (CSEP-PB), and universal adhesive (UA). Composite resin cylinders were bonded to the ceramic surfaces, and the specimens were stored for 48 hours at 37 °C in water. Micro-shear bond strength was tested, and failure modes were evaluated microscopically. Data were analyzed using linear mixed-effects regression and Fisher’s exact tests (α = 0.05).Results: CSEP-B group showed significantly higher bond strength than both the CSEP-PB and UA groups (p = 0.038), which did not differ from each other (p = 0.956). Statistical power was 80%. No significant association was found between the adhesive protocol and failure mode (p = 0.053).Conclusion: The application of a hydrophobic bonding resin to etched and silanized glass-ceramic yielded superior bond strength compared to applying both primer and bonding resin or a UA.Clinical significance: For intraoral glass-ceramic repairs, isolating the etched ceramic surface from acidic primers and using a purely hydrophobic bonding resin is recommended to optimize the adhesive interface.Objetivo: A reparação de restaurações de cerâmica vítrea fraturadas tornou-se uma alternativa conservadora à sua substituição. Este estudo in vitro avaliou a resistência ao microcisalhamento de três protocolos adesivos de reparação de restaurações cerâmicas, com objetivo específico de aferir da influência da resina hidrofóbica e dos monómeros acídicos na resistência adesiva.Materiais e métodos: Doze blocos de cerâmica de dissilicato de lítio foram submetidos a jateamento abrasivo, limpeza, condicionamento com ácido fluorídrico e silanização. Os blocos foram aleatoriamente distribuídos em grupos com diferentes protocolos adesivos: apenas resina adesiva hidrofóbica (CSEP-B), primer adesivo e resina adesiva hidrofóbica de um sistema adesivo self-etch de dois-passos (CSEP-PB) e adesivo universal (UA). Cilindros de resina composta foram aderidos às superfícies cerâmicas, e os espécimes foram armazenados durante 48 horas a 37 °C em água. A resistência ao microcisalhamento foi testada e os modos de fratura foram avaliados microscopicamente. Os dados foram analisados utilizando uma regressão linear de efeitos mistos e o teste exato de Fisher (α = 0,05).Resultados: O grupo CSEP-B apresentou uma resistência adesiva significativamente superior aos grupos CSEP-PB e UA (p = 0,038), sendo que estes não diferiram entre si (p = 0,956). O poder estatístico foi de 80%. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre o protocolo adesivo e o modo de fratura (p = 0,053).Conclusão: A aplicação de uma resina adesiva hidrofóbica na cerâmica vítrea condicionada e silanizada proporcionou uma resistência adesiva superior comparada com a aplicação do primer adesivo juntamente com resina adesiva hidrofóbica ou adesivo universal.Significado clínico: Para reparações de cerâmicas vítreas intraorais, recomenda-se isolar a superfície cerâmica condicionada dos primers acídicos e usar uma resina adesiva puramente hidrofóbica para otimizar a interface adesiva
O valor dos Elementos Potencialmente Tóxicos como fator de risco para o declínio cognitivo e a demência
No full textTese de Doutoramento em Psicologia apresentada à Faculdade de Psicologia e de Ciências da EducaçãoElement homeostasis is essential for normal brain functioning. Both dysregulation of essential elements and exposure to non-essential elements can induce oxidative stress, impair synaptic plasticity and transmission, promote protein misfolding, dysregulate autophagy, cause neuroinflammation, and ultimately lead to neurodegeneration. These effects are particularly detrimental to the aging brain, affecting its structure and function. Given the critical link between brain health and cognitive performance, studying the relationship between Potentially Toxic Elements (PTE) and cognition is crucial to understand how different elements can benefit or compromise individuals who are susceptible to cognitive decline, mild cognitive impairment, and dementia. In our systematic review we observed that, despite the volume of research on this topic, conclusion on how PTE influence the cognitive performance of adults and older adults remain weak. The aim of this thesis was to elucidate these relationships.With a methodology based on the crossing of neuropsychological and elemental profiling, we explored the associations between PTE and the cognition of adults and older adults in three original studies in which we assessed multiple cognitive domains, determined several PTE in various biomarkers, and evaluated different vulnerable groups. In the first study, we used a cross-sectional design to examine community adults and older adults. We measured thirty PTE in nail, hair, and urine samples and assessed global cognition, attention, memory, working memory, executive functioning, language, and dementia staging. The second study involved adults and older adults residing in specific geographical areas and assumed a longitudinal design. Over a 5-year follow-up period, we investigated the effects of baseline levels of nail and hair PTE on future cognitive performances. The third study focused on exploring the relationships between different PTE body levels and the cognitive function of AD patients. In this retrospective clinical investigation, we determined the contents of twenty-one PTE in hair, urine, serum, and whole blood, and analyzed their associations with impairment severity in global cognition, attention, memory, working memory, executive functioning, language, and visuoconstruction. Taken together, our studies demonstrate that poor cognitive outcomes are linked to several non-essential elements, particularly Al, As, Cd, Hg, Sr and Pb, as well as some essential elements, namely as Cu, Mn and Zn. The negative effects of Al, Cu, and Zn can persist for years after biomonitoring. In contrast, favorable cognitive outcomes are associated with certain essential elements, with Se playing a particularly protective role that can be observed in the long term.These findings are crucial for understanding the role of PTE in the cognition of adults and older adults and can have practical implications for the development of public health policies, environmental safety, occupational safety, clinical interventions, and research.A homeostase de elementos é fundamental para o normal funcionamento cerebral. Tanto a desregulação dos níveis de elementos essenciais como a exposição a elementos não essenciais produzem consequências nefastas. Ambos aumentam o stress oxidativo, deterioram a plasticidade e transmissão sinápticas, promovem o enovelamento incorreto de proteínas, desregulam processos de autofagia, causam neuroinflamação e, em última instância, levam à neurodegeneração. Estes efeitos são particularmente adversos para o cérebro em envelhecimento, afetando a sua estrutura e funcionamento.Considerando que saúde cerebral e desempenho cognitivo estão intimamente relacionados, o estudo da relação entre Elementos Potencialmente Tóxicos (PTE) e cognição torna-se crucial para compreender de que forma diferentes elementos podem beneficiar ou comprometer indivíduos suscetíveis de declínio cognitivo, défice cognitivo ligeiro e demência. Na nossa revisão sistemática observámos que, apesar do volume de estudos desenvolvidos sob este tema, os achados investigacionais sobre como os PTE influenciam o desempenho cognitivo de adultos e adultos idosos não permitem formular conclusões robustas. O objetivo da presente tese de doutoramento foi o de esclarecer estas relações.Com uma metodologia baseada no cruzamento de perfis neuropsicológicos e de elementos, explorámos as associações entre PTE e a cognição de adultos e adultos idosos ao longo de três estudos originais nos quais avaliámos múltiplos domínios cognitivos, determinámos vários PTE em diferentes biomarcadores e avaliámos diferentes grupos vulneráveis. No primeiro estudo, utilizámos um design transversal para avaliar adultos e adultos idosos da comunidade. Medimos trinta PTE em amostras de unhas, cabelo e urina e avaliámos a cognição global, atenção, memória, memória de trabalho, funcionamento executivo, linguagem e o estádio de demência. O segundo estudo envolveu adultos e adultos idosos residentes em áreas geográficas de interesse e assumiu um design longitudinal. Ao longo de um período de seguimento de 5 anos, investigámos os efeitos dos níveis iniciais de PTE em unhas e cabelo nos desempenhos cognitivos futuros. O terceiro estudo focou-se na exploração das relações entre diferentes níveis corporais de PTE e o funcionamento cognitivo de doentes com doença de Alzheimer (DA). Nesta investigação clínica retrospetiva, determinámos o conteúdo de vinte e um PTE em cabelo, urina, soro e sangue total, e analisámos as suas associações com a gravidade do comprometimento na cognição global, atenção, memória, memória de trabalho, funcionamento executivo, linguagem e visuoconstrução.Em conjunto, os nossos estudos demonstram que piores resultados cognitivos estão associados a vários elementos não essenciais, particularmente ao Al, As, Cd, Hg, Sr e Pb, bem como a alguns elementos essenciais, nomeadamente Cu, Mn e Zn. Os efeitos negativos do Al, Cu e Zn podem persistir durante anos após a sua biomonitorização. Por contraste, resultados cognitivos favoráveis estão associados a certos elementos essenciais, com o Se a desempenhar um papel particularmente protetor que pode ser observado a longo prazo.Estas descobertas são cruciais para compreender o papel dos PTE na cognição de adultos e adultos idosos e podem ter implicações práticas para o desenvolvimento de políticas de saúde pública, segurança ambiental, segurança ocupacional, intervenções clínicas e investigação.FC
Produção de Pastas de Elevado Rendimento e Avaliação do seu Potencial para Artigos de Celulose Moldada
No full textTese de Programa Doutoral em Biorrefinarias apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaThe packaging industry is predominantly reliant on petroleum-based plastic materials, with their production and usage having markedly increased over the past two decades. Due to the non-biodegradable nature of these materials and the challenges associated with their recycling and reuse, along with the impetus from various European directives and initiatives, the pursuit of sustainable alternatives has become imperative.Molded fiber articles (MFA) have long been used in everyday applications and are now gaining recognition as a sustainable alternative to plastic packaging. Due to their potential to replace plastic and the high demand for such materials, there is an urgent need to increase the availability of cellulose fibers, mainly derived from wood, by modifying industrial processes to improve yield and ensure sustainable resource management or by considering alternative wood sources.This study aims to evaluate the production of high-yield pulps using Eucalyptus globulus as a primary raw material and to assess the viability of MFA for food service applications.In the initial phase, E. globulus wood was subjected to kraft pulping with progressively reduced cooking times, ranging from 210 to 130 minutes, resulting in pulps with kappa numbers from 16 to 102 and total yields of 55.4 % and 80.1 %, respectively. For pulps with high kappa numbers, mechanical treatment was required to achieve fiber individualization. It was observed that increasing the pulping heating time from 95 to 140 minutes reduced the presence of shives in high-yield pulps. Compared with pulp with kappa number 16, high-yield pulps showed lower solids content in the black liquor and reduced organic matter content (11.6 wt% and 7.1 wt% vs. 10.7 wt% and 5.5 wt % for pulp with kappa number 81, respectively). Chemically, the pulps were richer in lignin (8.0 wt% for the kappa number 56 vs. 1.8 wt% for the kappa number 16). In terms of papermaking properties, the unrefined high-yield pulps formed less dense and more porous fiber structures due to their thicker cell walls. When refined to 30 ºSR, pulp with a kappa number of 56 exhibited a superior tensile index (83.2 versus 73.5 kN.m/kg) and burst index (5.5 versus 4.5 kPa.m²/g) and a similar tear index (9.1 versus 9.2 mN.m²/g), compared to the pulp with kappa number 16. Therefore, a pulp kappa number of approximately 60 provided the best balance between pulp yield and papermaking properties. The process conditions required to achieve this, which were optimized during this study, were then considered in an industrial trial. In the pursuit of alternatives to E. globulus, this study further evaluated the production of high-yield pulps with the incorporation of 5, 15, and 30 wt% of Pinus pinaster. Given the known incompatibility of pulping kinetics between these two wood species, it was not expected that joint cooking with E. globulus as the dominant species would be feasible. However, contrary to expectations, mixed pulps with kappa numbers of 50, 60, and 70 were successfully produced. The nature of the innovative methodology developed led to a patent registration.Compared to pulps made from 100% E. globulus, there was an increase in the H Factor, a decrease in the screened yield and a significant reduction in the amount of rejects with the inclusion of P. pinaster. As anticipated, the incorporation of P. pinaster fibers into E. globulus pulp resulted in decreased bulk, improved strength properties and increased Gurley air resistance, owing to the greater length, width, and collapsibility of P. pinaster fibers relative to E. globulus. MFA production was conducted on a pilot equipment, testing various raw materials and commercial chemical additives to enhance water and oil and grease resistance.Bleached (BEKP), unbleached (UEKP), and high-yield (HYKEP) pulps, produced from E. globulus, although not commonly used, demonstrated the best compromise between production efficiency and the visual quality of the MFA, outperforming Nordic Bleached Softwood Kraft and Bleached Sugarcane Bagasse pulps.A combination of Alkylketene Dimer (AKD) and Per- and Polyfluorinated Substances (PFAS) was tested for both water and oil and grease resistance. For BEKP pulp, a mixture of 3.0 wt% PFAS and 1.5 wt% AKD provided oil and water resistance equivalent to commercial MFA at 23, 60, and 90 ºC. For UEKP, a higher dosage of AKD (3.0 wt%) was necessary.Given the environmental and health concerns associated with PFAS in food contact applications, alternative chemicals were tested. One of the two alternative formulations resisted oil penetration for more than 16 hours at both 23 and 60 ºC, presenting no resistance at 90 ºC. Thus, while commercially available PFAS alternatives offer good oil resistance performance at temperatures up to 60 ºC, short-chain PFAS still remain as the most used and effective option for more demanding conditions, such as higher temperatures and extended contact times.A indústria de embalagens é predominantemente dependente de materiais plásticos derivados do petróleo, cuja produção e utilização aumentaram consideravelmente nas últimas duas décadas. Devido à natureza não biodegradável desses materiais e aos desafios associados à sua reciclagem e reutilização, juntamente com o impulso de várias diretivas e iniciativas europeias, a procura por alternativas sustentáveis tornou-se imperativa.Os artigos de celulose moldada (MFA) estão atualmente a ganhar reconhecimento como uma alternativa sustentável ao plástico, especialmente na industrial alimentar. Dado o seu potencial para substituir as embalagens de plástico e a crescente procura por esses materiais, é necessário aumentar a disponibilidade de fibras de celulose, seja através da modificação dos processos industriais para melhorar o rendimento e garantir a gestão sustentável dos recursos, seja testando fontes de fibras alternativas.Este trabalho teve como objetivo avaliar a produção de pastas de elevado rendimento usando Eucalyptus globulus como principal matéria-prima e verificar a viabilidade de produção de MFA para o setor alimentar.Na fase inicial, a madeira de E. globulus foi submetida a cozimentos kraft com tempos progressivamente reduzidos, de 210 a 130 minutos, resultando em pastas com índices kappa de 16 a 102 e rendimentos totais entre 55,4 % e 80,1 %, respetivamente. Para pastas com índices kappa elevados, foi necessário um tratamento mecânico subsequentemente para a obtenção de fibras individualizadas. Posteriormente observou-se que o aumento do tempo de aquecimento de 95 para 140 minutos permitiu reduzir a presença de rejeitos nas pastas de elevado rendimento. Em termos de propriedades papeleiras, as pastas de elevado rendimento não refinadas permitiram a formação de estruturas menos densas e mais porosas. Quando refinadas para 30 ºSR, a pasta com índice kappa de 56 apresentou, em comparação com a pasta com índice kappa 16, superior resistência à tração (83,2 versus 73,5 kN.m/kg) e resistência ao rebentamento (5,5 versus 4,5 kPa.m²/g) e similar resistência ao rasgamento (9,1 versus 9,2 mN.m²/g). Assim, a pasta com índice kappa de aproximadamente 60 conduziu ao melhor compromisso entre rendimento do cozimento e propriedades papeleiras. Os parâmetros processuais necessários para a sua produção, otimizados durante este estudo, foram então considerados para a realização de testes industriais.Explorando espécies alternativas a E. globulus, avaliou-se a produção de pastas de elevado rendimento com a incorporação de 5, 15 e 30 m/m% de Pinus pinaster. Dada a incompatibilidade das cinéticas de cozimento entre estas duas espécies de madeira, não se esperava que o cozimento misto, com E. globulus como espécie dominante, fosse viável. Contrariamente às expectativas, foi possível produzir pastas com índices kappa de 50, 60 e 70. A natureza inovadora da metodologia desenvolvida levou ao registro de uma patente.Em comparação com pastas produzidas com 100 m/m% E. globulus, a inclusão de P. pinaster conduziu ao aumento do Fator H, diminuição do rendimento depurado e redução significativa da quantidade de rejeitos. Como esperado, a incorporação de fibras de P. pinaster em E. globulus resultou em pastas com menor bulk, melhores propriedades de resistência e maior resistência ao ar Gurley, devido ao maior comprimento, largura e colapsabilidade das fibras de P. pinaster em comparação com as fibras de E. globulus.A produção de MFA foi realizada à escala piloto, onde se testaram várias matérias-primas com diferentes níveis de refinação e aditivos químicos comerciais para promover a resistência à água e óleos e gorduras.As pastas branqueada (BEKP), não branqueada (UEKP) e de alto rendimento (HYKEP) produzidas a partir de E. globulus, fibra não frequentemente utilizada na produção de MFA, demonstraram o melhor compromisso entre eficiência de produção e a qualidade visual dos artigos produzidos, superando as pastas branqueadas de fibra longa e de bagaço de cana de açúcar.Para resistência simultânea a água e a óleos e gorduras, foi testada uma combinação de Dímeros de Alquilcetona (AKD) e Substâncias Per e Polifluoralquiladas (PFAS). Para a pasta BEKP, uma mistura de 3,0 m/m% de PFAS e 1,5 m/m% de AKD proporcionou resistência a óleos e a água, a 23, 60 e 90 ºC, equivalente aos artigos comerciais. Para UEKP, foi necessária uma dosagem mais elevada de AKD (3,0 m/m%).Dadas as preocupações ambientais e de saúde pública associadas ao uso de PFAS, foram testados produtos químicos alternativos. Uma das duas formulações alternativas resistiu à penetração de óleo por mais de 16 horas a 23 e 60 ºC, no entanto, não apresentou resistência a 90 ºC. Assim, embora as alternativas comerciais aos PFAS ofereçam bom desempenho de resistência ao óleo a temperaturas até 60 ºC, os PFAS de cadeia curta ainda permanecem como a opção mais utilizada e eficaz para condições mais exigentes, como temperaturas mais elevadas e tempos de contato prolongados
Hidrogéis de alginato com libertação controlada de péptidos antimicrobianos para controlar a infeção do pé diabético
No full textTese de Doutoramento em Biologia Experimental e Biomedicina apresentada ao Instituto de Investigação InterdisciplinarAs úlceras do pé diabético (UPDs) são uma complicação grave da diabetes, causadas pela hiperglicemia, neuropatia periférica e doença vascular periférica. Apesar dos avanços recentes na investigação, a gestão das UPDs continua a ser um desafio clínico significativo, particularmente no caso de UPDs infetadas. Uma abordagem mais holística deve fazer parte da gestão da UPD para levar ao desenvolvimento de estratégias terapêuticas bem-sucedidas. Nesta tese de doutoramento, colocamos a hipótese de que a combinação das propriedades promissoras dos péptidos antimicrobianos (PAMs) com as características intrínsecas do alginato poderia resultar num curativo multifuncional para lidar com o ambiente delicado da UPD.Numa avaliação inicial dos mecanismos subjacentes à cicatrização de feridas, foi utilizado um modelo de murganho diabético induzido por estreptozotocina (STZ) de cicatrização de feridas para avaliar os efeitos da proteína morfogenética óssea 7 (BMP7). O tratamento tópico com BMP7 melhorou o fecho e a maturação da ferida, aumentando a deposição de colagénio. Além disso, a expressão de marcadores inflamatórios e o número de células pró-inflamatórias diminuíram, juntamente com a via p38. Por outro lado, o número de macrófagos anti-inflamatórios do tipo M2 aumentou em relação às feridas controlo, assim como o número de células Ki67+ e CD31+. Em última análise, este estudo permitiu a aquisição de competências para a avaliação dos efeitos da nova abordagem terapêutica da tese na progressão da cicatrização de feridas.Tendo em conta a hipótese global, desenvolvemos e otimizámos hidrogéis à base de alginato para a entrega dos PAMs β-defensina-2 humana (hBD-2) e PP4-3.1. Correspondentemente, dois hidrogéis à base de alginato com graus de oxidação distintos, ou seja, 0 e 0,5% de oxidação, foram concebidos para proteger os PAMs da degradação e permitir a sua libertação de forma segura e sustentada ao longo do tempo por via das suas estruturas porosas nanométricas. A oxidação do alginato proporcionou uma forma de ajustar as taxas de libertação da carga, conforme necessário. De salientar que apenas os hidrogéis à base de alginato com 0% de oxidação foram posteriormente utilizados, devido à reduzida dimensão da carga pretendida, ou seja, dos PAMs, e à desejada libertação sustentada ao longo de alguns dias.Os hidrogéis concebidos apresentaram elasticidade e rigidez adequadas para serem utilizados como curativos. In vitro, os hidrogéis hBD-2 mostraram excelente biocompatibilidade e promoveram uma melhor migração celular do que os PAMs livres e os hidrogéis PP4-3.1, até 48 horas. No modelo in vivo acima referido, os hidrogéis hBD-2 aceleraram significativamente o fecho da ferida e melhoraram a sua maturação, promovendo a re-epitelização e a remodelação dos tecidos, em relação aos controlos. Os hidrogéis hBD-2 também reduziram a carga microbiana da ferida, o que atenuou a inflamação ao diminuir o número de macrófagos do tipo M1, a relação M1/M2 e as células CD3+. Estes efeitos diminuíram o stress oxidativo e promoveram um ambiente reparador com aumento da neovascularização e deposição de colagénio.Os efeitos dos hidrogéis hBD-2 foram em seguida avaliados num modelo de murganhos diabéticos induzidos por STZ de cicatrização de feridas com infeção por Staphylococcus aureus resistente à meticilina (MRSA). Apesar das difíceis condições da ferida infetada por MRSA, os hidrogéis hBD-2 melhoraram o fecho da ferida, estimulando a re-epitelização e a remodelação dos tecidos. Além disso, os hidrogéis hBD-2 atenuaram a carga de MRSA na ferida, ao mesmo tempo que diminuíram o estado inflamatório. Por fim, os hidrogéis hBD-2 aumentaram o número de células Ki67+ e mostraram uma tendência para o aumento das células CD31+, indicativo de uma melhor proliferação e angiogénese, apoiando a evidência de uma progressão inicial em direção às fases finais da cicatrização.À parte, avaliámos a influência do distress psicológico e o potencial de intervenções de redução do stress como terapias adjuvantes em doentes com UPDs crónicas. Os doentes com distress psicológico mostraram uma tendência para aumentar a proporção de células imunes associada a uma má cicatrização em relação aos sem distress psicológico. Além disso, os níveis de microRNAs inflamatórios também aumentaram nestes doentes. Dois meses depois, os doentes com distress psicológico submetidos a intervenções de redução do stress apresentaram uma melhoria significativa nas variáveis psicológicas e a sua proporção de células imunes mostrou uma tendência para diminuir.Esta tese contribuiu para o desenvolvimento de uma nova abordagem terapêutica multidirecionada promissora para o tratamento das UPDs ao oferecer um efeito combinado anti-inflamatório, de eliminação de espécies reativas de oxigénio e regenerativo dos tecidos, salientando a necessidade de uma estratégia multidisciplinar que contemple aspetos-chave do tratamento de feridas aliados a áreas adjuvantes de saúde e bem-estar.Diabetic foot ulcers (DFUs) are a serious complication of diabetes, mainly driven by hyperglycemia, peripheral neuropathy, and peripheral vascular disease, which altogether disrupt wound healing, fostering an environment prone to microbial growth. Despite recent advances in research, managing DFUs remains a significant clinical challenge due to their complex pathophysiology. A holistic approach should potentiate the development of truly effective therapeutic strategies for DFUs. Within this Ph.D. thesis, we hypothesized that the combination of the promising properties of antimicrobial peptides (AMPs) with the intrinsic features of the alginate polymer could result in a multifunctional wound dressing for handling the delicate DFU milieu.In an early assessment of the underlying mechanisms of wound healing, a streptozotocin (STZ)-induced diabetic mouse model of wound healing was used to assess the effects of bone morphogenetic protein 7 (BMP7). Topical BMP7 treatment enhanced wound closure and maturation, with increased collagen deposition. Besides, the expression of inflammatory markers and the number of pro-inflammatory cells were decreased, along with the p38 pathway. Moreover, the number of anti-inflammatory M2-like macrophages was increased, as well as the number of Ki67+ cells and CD31+ cells, compared to control wounds. Ultimately, this study allowed the expertise of competencies for the assessment of the effects of the newly developed therapeutic approach of the thesis in wound healing progression.Bearing in mind the global hypothesis, we then developed and optimized alginate-based hydrogels for sustained delivery of the AMPs human β-defensin-2 (hBD-2) and PP4-3.1, through a response surface Box-Behnken design. Correspondingly, two alginate-based hydrogels with distinct degrees of oxidation, i.e., 0 and 0.5% oxidation, were newly designed to protected AMPs from degradation and allow their release in a safe and sustained manner over time owing to their nanometric porous structure. The oxidation of the alginate polymer provided an efficient way to adjust the cargo release rates as needed. To note, only alginate-based hydrogels with 0% oxidation were further used, due to the reduced size of the intended cargo, i.e., AMPs, and the desired sustained release over a few days.The newly designed hydrogels presented suitable elasticity and stiffness to be used as wound dressings, whilst exhibiting a nanometric porous structure. In vitro, hBD-2 hydrogels displayed excellent biocompatibility and promoted better cell migration than both free AMPs and PP4-3.1 hydrogels, for up to 48 hours. In an STZ-induced diabetic mouse model of wound healing, hBD-2 hydrogels significantly accelerated wound closure and improved wound maturation, enhancing re-epithelialization and tissue remodeling, compared to controls. Furthermore, hBD-2 hydrogels reduced the wound microbial load, which attenuated inflammation by decreasing the number of M1-like macrophages, M1/M2 ratio, and CD3+ cells. These effects decreased oxidative stress and promoted a reparative environment with increased neovascularization and collagen deposition.The effects of hBD-2 hydrogels were further assessed in an STZ-induced diabetic mouse model of wound healing with methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) infection. Although the difficult MRSA-infected wound conditions, hBD-2 hydrogels improved wound closure, by stimulating re-epithelialization and tissue remodeling. Moreover, hBD-2 hydrogels attenuated the wound MRSA load, while decreasing the inflammatory state. Lastly, hBD-2 hydrogels increased the number of Ki67+ cells and showed a tendency for an increase in CD31+ cells, indicative of improved proliferation and angiogenesis, ultimately supporting the evidence of an early progression towards the final phases of wound healing. Aside, we evaluated the impact of psychological distress and the potential of stress-reducing interventions as adjuvant therapies in patients with chronic DFUs. Patients with psychological distress showed a tendency for an increase in the immune cell ratio associated with poor healing compared with those without psychological distress. Besides, the levels of inflammatory microRNAs were also increased in patients with psychological distress. Two months later, patients with psychological distress who underwent stress-reducing interventions displayed a significant improvement in the psychological variables and their immune cell ratio showed a tendency for a decrease.Overall, the research of this Ph.D. thesis contributed to the development of a novel multitargeted therapeutic approach, hBD-2 alginate hydrogels, that hold great promise for managing DFUs by offering a combined anti-inflammatory, reactive oxygen species scavenging and tissue-regenerative effect. Besides, it underscored the need of a multidisciplinary strategy that relies on key aspects of wound care allied to adjuvant health and well-being areas.FCTOutro - American Heart Association under grant 19IPLOI34760654Outro - Bolsa Luís Marques – Sociedade Portuguesa de Diabetologia 2021 for the research project in the area of diabetic footOutro - COMPETE 2020 - Operational Programme for Competitiveness and Internationalisation and Portuguese national funds via Fundação para a Ciência e a Tecnologia under projects POCI-01-0145-FEDER-007440, UIDB/04539/2020, UIDP/04539/2020, LA/P/0058/2020, 2023.13851.PEX, and DL57/2016/CP1448/CT0024Outro - EFSD European Research Programme in Microvascular Complications of Diabetes supported by Novartis Pharma AGOutro - European Regional Development Fund (ERDF) through the Centro 2020 Regional Operational Programme under project CENTRO-01-0145-FEDER-000012 (HealthyAging2020)Outro - Fulbright Scholarship for Research with the support of FCT – 2021/2022 (21-073
Cronofarmacocinética e cronofarmacodinâmica de Antidepressivos por Via Intranasal
No full textTese de Doutoramento em Ciências Farmacêuticas apresentada à Faculdade de FarmáciaDepressive disorders, particularly major depressive disorder (MDD), are complex diseases closely associated with, but not restricted to, alterations in the serotonergic system. Treatment with selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs) is effective only in 70 % of patients, with those remaining developing pharmacoresistance. Owing to its high prevalence, MDD treatment remains a major unmet clinical need. Depressed patients often exhibit a deregulated circadian rhythm, which is a well-known hallmark of mood disorders. The poor outcomes regarding the efficacy and safety profiles of antidepressants have led to the development of intranasal drug products to quicken treatment onset and enhance their therapeutic effect.The main goal of this Ph.D. thesis was to investigate the pharmacokinetics and pharmacological effects of SSRIs when administered by the intranasal route, as well as their bidirectional interaction with the circadian rhythm. Pharmacological screening studies included in vitro assays, which are important to assess the impact of the drugs on cell viability and their apparent permeability across the nasal mucosa. Escitalopram and paroxetine stood out as the most permeable SSRIs. In parallel, since ATP-binding cassette (ABC) efflux transporters are overexpressed in the blood-brain barrier of depressed patients, the interaction of SSRIs with Breast Cancer Resistance Protein (BCRP) was investigated by applying the bidirectional transport assay across the MDCK-BCRP cell line. Sertraline was the only SSRI identified as a BCRP substrate.Based on these findings, escitalopram, paroxetine and sertraline were tested in vivo in healthy CD-1 male mice. The simultaneous administration of escitalopram and paroxetine by intranasal route showed higher brain exposure for paroxetine. On the other hand, intranasal administration of sertraline revealed higher systemic exposure and sustained brain delivery comparatively to the oral route, as well as a slower and less extensive distribution into the lungs that envisions the reduction of its pulmonary side effects. Complementarily, to investigate the antidepressant effect of sertraline in mice, the unpredictable chronic mild stress (UCMS) mouse model was used. The prefrontal cortex of UCMS mice treated for two weeks revealed low adrenaline and high serotonin levels, along with increased melatonin plasma levels, comparatively to non-treated UMCS mice.The intranasal delivery of paroxetine evidenced direct nose-to-brain delivery with dose- and sex-dependent differences. Pharmacokinetic analysis in healthy mice revealed a non-linear profile, and paroxetine concentrations were consistently higher in the plasma and brain of male rather than female mice. After two weeks of daily intranasal treatment with paroxetine to UCMS mice, positive improvements were observed in the behavioural despair, suggesting an antidepressant-like effect at a lower dose than the conventional oral route. Despite its efficiency in male and female mice submitted to UCMS, females were more prone to this novel therapeutic strategy. The transcriptome analysis in the peripheral tissues of female mice concluded that alterations in metabolism, steroid biosynthesis and pancreatic secretion were affected by chronic stress, corroborating the complexity of MDD.In order to investigate the potential involvement of the circadian rhythm in the access of paroxetine into the brain, in vitro synchronized permeability studies were carried out in a blood-brain barrier model composed of primary astrocytes, pericytes and mouse brain endothelial cells. Paroxetine demonstrated apparent permeability differences when the cells were incubated 24 h and 36 h post-synchronization. Additionally, the circadian rhythm influenced drug in vivo pharmacokinetics, especially its distribution into the brain, which was shown to be time-dependent. Paroxetine biodistribution and elimination were revealed to be correlated with oscillations of P-glycoprotein expression in the brain and peripheral tissues. Inversely, paroxetine modulated clock genes daily oscillations by increasing period length and inducing phase shifts through an anti-inflammatory pathway.Overall, the intranasal route was revealed to be a promising therapeutic strategy for the treatment of MDD, offering potential advantages regarding rapid biodistribution and direct central nervous system delivery. Dose timing is a crucial factor that cannot be ignored, as it plays a key role in maximizing the effectiveness of antidepressant interventions. With these approaches, treatment outcomes can be improved, holding significant promise for advancing the future pharmacological treatment of depression.A depressão, particularmente o transtorno depressivo maior (TDM), é uma doença complexa, intimamente, mas não exclusivamente, associada a alterações no sistema serotoninérgico. O tratamento para o TDM com inibidores seletivos de recaptação de serotonina (ISRS) é eficaz apenas em 70 % dos doentes, enquanto os restantes desenvolvem farmacorresistência. Devido ao aumento de prevalência desta doença, o tratamento de TDM continua a ser uma importante necessidade clínica. Os doentes deprimidos apresentam frequentemente um ritmo circadiano desregulado, o qual é uma característica bem conhecida dos transtornos de humor. As limitações dos perfis de eficácia e segurança dos antidepressivos atualmente disponíveis na clínica levam ao desenvolvimento de fármacos por via intranasal de forma a melhorar o seu início de ação e eficácia.Este projeto de tese de doutoramento teve como objetivo caracterizar os perfis farmacocinéticos e farmacodinâmicos dos ISRSs por via intranasal e sua interação bidirecional com o ritmo circadiano. Os estudos farmacológicos de screening incluíram ensaios in vitro para investigar a viabilidade celular e a permeabilidade aparente na cavidade nasal. O escitalopram e a paroxetina destacaram-se como os de maior permeabilidade nasal. Uma vez que os transportadores de efluxo da superfamília ABC estão sobre expressos na barreira hematoencefálica de indivíduos com depressão, a interação destes fármacos antidepressivos com a proteína de resistência ao cancro de mama (BCRP) foi paralelamente investigada, recorrendo a ensaios de permeabilidade bidirecional através da linha celular MDCK-BCRP. A sertralina foi o único ISRS identificado como substrato da BCRP.Com base nestes resultados, o escitalopram, a paroxetina e a sertralina foram testados primeiramente em murganhos CD-1 machos saudáveis. A administração simultânea de escitalopram e paroxetina por via intranasal mostrou uma maior exposição cerebral para a paroxetina. Por outro lado, a administração intranasal da sertralina revelou maior exposição sistémica e uma libertação mais prolongada no cérebro comparativamente à via oral, assim como uma distribuição mais lenta e menos extensa nos pulmões, que pode levar a uma redução dos efeitos secundários da sertralina neste órgão. Complementarmente, para investigar o efeito antidepressivo da sertralina em murganhos, o modelo de stress leve e crónico imprevisível foi implementado como modelo de depressão em animais. O tratamento prolongado com sertralina em murganhos depressive-like revelou menores níveis de adrenalina e maiores níveis de serotonina no córtex pré-frontal, juntamente com um aumento de concentrações plasmáticas de melatonina, em comparação com o grupo sem tratamento.A administração intranasal da paroxetina revelou transporte direto da cavidade nasal para o cérebro, sendo esse efeito dependente da dose e do sexo. Além disso, demonstrou-se tratar-se de uma farmacocinética não linear, sendo as concentrações de paroxetina consistentemente mais elevadas no plasma e no cérebro de murganhos machos do que das fêmeas. Uma análise do transcriptoma dos tecidos periféricos de murganhos fêmeas concluiu que alterações no metabolismo, na biossíntese de esteroides e na secreção pancreática foram afetadas pelo stress crónico, corroborando a complexidade fisiopatológica do TDM.Por fim, foi investigado o impacto do ritmo circadiano no acesso da paroxetina ao cérebro através de estudos de permeabilidade sincronizada num modelo celular de barreira hematoencefálica composta por astrócitos e pericitos primários, e células endoteliais cerebrais de murganhos. A paroxetina demonstrou diferenças aparentes de permeabilidade quando as células foram incubadas 24 horas e 36 horas após a sua sincronização. Além disso, também foi demonstrado in vivo que o ritmo circadiano influencia a farmacocinética da paroxetina, especialmente a sua distribuição no cérebro, a qual mostrou ser tempo-dependente. A biodistribuição e eliminação da paroxetina revelaram estar correlacionadas com a expressão da oscilação da glicoproteína-P no cérebro e nos tecidos periféricos. Inversamente, os genes relógio são modulados pela paroxetina, prolongando o período e induzindo mudanças de fase através de uma via anti-inflamatória.Em conclusão, a via intranasal demonstra ser uma estratégia terapêutica altamente promissora para o tratamento do TDM, oferecendo potenciais vantagens em termos de biodistribuição e veiculação direta ao sistema nervoso central. O momento de administração do fármaco é um fator crucial que não pode ser ignorado, pois desempenha um papel fundamental na maximização da eficácia das intervenções antidepressivas. Com estas abordagens, a eficácia terapêutica do tratamento pode ser melhorada, constituindo uma promessa significativa para o avanço futuro do tratamento farmacológico da depressão.FCTFC
Mycoplasma pneumoniae after the COVID-19 pandemic: delayed reemergence
No full textTrabalho Final do Mestrado Integrado em Medicina apresentado à Faculdade de MedicinaAbstractIntroduction: Mycoplasma pneumoniae (Mp) is a frequent cause of respiratory infection in paediatric age groups, with peaks occurring every 1-3 years, the most recent in 2019-2020. Similar to other infectious agents, a significant reduction was observed during the COVID-19 pandemic, with Mp remaining undetectable until the second half of 2023. This study aims to characterise its resurgence.Methods: Observational and retrospective study of cases with identification of Mp through PCR in nasopharyngeal secretions of children with respiratory symptoms, seen at the emergency department of a tertiary paediatric hospital, between March 2014 and June 2024, comparing the pre-pandemic (March 2014 until February 2020) and post-pandemic (July 2023 until June 2024) periods. Statistical analysis using SPSS28®.Results: The study included 698 cases, of which 195 (27,9%) were in the pre-pandemic period. From March 2020 to June 2023, there were no identifications, despite a high number of tests performed. In the second half of 2023, a slow resurgence was observed, followed by a significant increase in cases in 2024, with 503 identifications in the post-pandemic period. The median age in the pre-pandemic and post-pandemic periods were 4,5 (IQR:5) and 6,45 (IQR:5) years (p<0,001). Extrapulmonary manifestations (4,1% vs 6,6%; p=0,198), hospital admissions (20,0% vs 14,3%; p=0,083) and their duration (2 days, IQR:5 vs 3 days, IQR:5; p=0,566), were similar in the pre- and post-pandemic periods. There were fewer laboratory tests (35,8% vs 46,1%; p=0,015) and less macrolide therapy (89,1% vs 95,9%; p=0,003) in the post-pandemic period in comparison with the pre-pandemic period, and higher co-detection rates of other respiratory agents in the post-pandemic period (62,8% vs 53,8%; p=0,031).Discussion and conclusion: The resurgence of Mp occurred later than was observed for other infectious agents, in older children, without an increase in severity or extrapulmonary manifestations. Despite the lack of evidence supporting the benefit of antibiotic therapy, a high proportion of children were treated with macrolides, although there was a reduction in their use in the post-pandemic period. The high co-detection rates raise questions about the role of Mp in the clinical manifestations of some of these infections.ResumoIntrodução: O Mycoplasma pneumoniae (Mp) é causa frequente de infeção respiratória em idade pediátrica, com picos a cada 1-3 anos, o mais recente em 2019-2020. À semelhança de outros agentes infeciosos, observou-se uma redução importante durante a pandemia COVID-19, tendo permanecido indetetável até ao 2º semestre de 2023. Este estudo tem como objetivo caracterizar o seu ressurgimento.Material e Métodos: Estudo observacional retrospetivo dos casos com identificação de Mp por PCR nas secreções nasofaríngeas de crianças com sintomatologia respiratória, observadas no Serviço de Urgência de um hospital pediátrico terciário, entre março 2014 e junho 2024, comparando os períodos pré-pandémico (março 2014 a fevereiro 2020) e pós-pandémico (julho 2023 a junho 2024). Análise estatística em SPSS28®.Resultados: Foram incluídos 698 casos, dos quais 195 (27,9%) no período pré-pandémico. De março 2020 a junho 2023 não houve identificações, apesar do elevado número de testes realizados. A partir do segundo semestre de 2023 observou-se um ressurgimento lento, seguido de elevado número de casos em 2024, com 503 identificações no período pós-pandémico. A idade mediana no período pré-pandémico e pós-pandémico foram 4,5 (AIQ:5) e 6,45 (AIQ:5) anos (p<0,001). As manifestações extrapulmonares (4,1% vs 6,6%; p=0,198), número de internamentos (20,0% vs 14,3%; p=0,083) e sua duração (2 dias, AIQ:5 vs 3 dias, AIQ:5; p=0,566) foram semelhantes no período pré- e pós-pandémico. Houve menos exames laboratoriais (35,8% vs 46,1%; p=0,015) e uso de macrólidos (89,1% vs 95,9%; p=0,003) no período pós-pandémico em comparação com o período pré-pandémico, com maior taxa de co-deteção de outros agentes respiratórios no período pós-pandemia (62,8% vs 53,8%; p=0,031).Discussão e conclusão: O ressurgimento de Mp ocorreu mais tarde do que o observado para outros agentes infeciosos, em crianças mais velhas, sem aumento de gravidade ou das manifestações extrapulmonares. Apesar da ausência de evidência de benefício da antibioterapia, uma elevada proporção de crianças foi medicada com macrólido, embora com redução do seu uso no período pós-pandemia. As elevadas taxas de co-deteção levantam dúvidas relativamente ao papel do Mp nas manifestações clínicas de algumas destas infeções
Evaluation of the Anti-Inflammatory Effects of Hyaluronic Acid on Fibroblasts: an In Vitro Study
No full textTrabalho Final do Mestrado Integrado em Medicina Dentária apresentado à Faculdade de MedicinaIntroduction: Intra-articular injection of hyaluronic acid (HA) is a widely used treatment for symptomatic osteoarthritis. Although it was initially used due to its mechanical benefits in terms of the lubrication it provides to the joints, it is speculated that its benefits go beyond this effect and include an analgesic and anti-inflammatory action. The aim of this study is to evaluate the anti-inflammatory action of high molecular weight HA, particularly its modulatory action on pro-inflammatory cytokines, metalloproteinases and reactive oxygen species.Materials and methods: an in vitro study was carried out using a culture of human lung fibroblasts from the MRC-5 cell line. In the experimental model, the inflammatory condition was induced by stimulation with lipopolysaccharide (LPS). Cell viability, death pathways and expression of metalloproteinases 2 and 9 were assessed by flow cytometry. Gene expression of IL-1β, IL-6, IL-8 and VEGF was assessed by RT-PCR. Statistical analysis was performed with GraphPad Prism 9 software, using the ANOVA and Kruskal-Wallis tests.Results: the cell viability remained unchanged after stimulation with LPS and treatment of the cells with HA and DEX. There were no statistically significant differences in the production of superoxide anion, nor in the gene expression of IL-1β, Il-6 and VEGF between the experimental groups under study. The expression of MMP 2 and 9 was residual in all groups.Discussion: no significant effect was observed on the expression of the molecules of interest in any of the experimental groups. The absence of inflammation may also explain the difference in statistically significant results in the expression of IL-1β, IL-6 and VEGF. In the absence of an underlying inflammatory phenotype, the anti-inflammatory action of HA and DEX may not have manifested itself. Including specific cell lines to the joint environment and adjusting the time and dose of inflammatory stimulus and treatments, as well as the time of evaluation, should be evaluated in future studies.Conclusion: the absence of inflammation and the resulting lack of significant changes in the markers analyzed do not allow us to draw conclusions on the potential anti-inflammatory effects of high molecular weight HA. However, the data obtained provides important insights about the experimental model and provides guidance for future studies.Introdução: a injeção intra-articular de ácido hialurónico (AH), é um tratamento amplamente utilizado no tratamento da osteoartrite sintomática. Embora tenha sido inicialmente utilizado devido aos seus benefícios mecânicos a nível da lubrificação que proporciona às articulações, especula-se que os seus benefícios vão além deste efeito e incluem uma ação analgésica e anti-inflamatória. O objetivo deste trabalho é avaliar a ação anti-inflamatória do AH de alto peso molecular, particularmente a sua ação moduladora nas citocinas pró-inflamatórias, metaloproteinases e espécies reativas de oxigénio. Métodos: foi realizado um estudo in vitro utilizando uma cultura de fibroblastos pulmonares humanos da linha celular MRC-5. No modelo experimental, a condição inflamatória foi induzida por estimulação com lipopolissacarídeo (LPS). A avaliação da viabilidade celular, vias de morte e expressão das metaloproteinases 2 e 9 foi realizada por citometria de fluxo e a avaliação da expressão génica de IL-1β, IL-6, IL-8 e VEGF foi realizada por RT-PCR. A análise estatística foi realizada no software GraphPad Prism 9, utilizando os testes ANOVA e Kruskal-Wallis.Resultados: a viabilidade celular manteve-se inalterada após a estimulação com LPS e tratamento das células com AH e DEX. Não se verificaram diferenças estatisticamente significativas na produção do anião superóxido, nem na expressão génica de IL-1β, Il-6 e VEGF entre os grupos experimentais em estudo. A expressão das MMP 2 e 9 foi residual em todos os grupos.Discussão: não se verificou um efeito significativo na expressão das moléculas de interesse em nenhum dos grupos estudados. Esta ausência de inflamação pode explicar a diferença de resultados estatisticamente significativos na expressão de IL-1β, IL-6 e VEGF. Não existindo um fenótipo inflamatório de base, a ação anti-inflamatória do AH e da DEX poderá não se ter manifestado. A inclusão de linhas celulares específicas do ambiente articular e o ajuste do tempo e dose de estímulo inflamatório e dos tratamentos, bem como o tempo de avaliação, devem ser avaliadas em futuros estudos. Conclusão: a ausência de resultados significativos nos marcadores analisados, não permite concluir sobre o possível efeito anti-inflamatório do AH de alto peso molecular. No entanto, os dados obtidos fornecem pistas importantes sobre o modelo experimental e permitem orientar futuros estudos.FCTFCTFC