The dynamics of drug resistance in Mycobacterium tuberculosis: exploring the biological basis of multi- and extensively drug resistant tuberculosis (MDR/XDRTB) as a route for alternative therapeutic strategies

Estirpes de Mycobacterium tuberculosis multi- e extensivamente resistentes, constituem uma ameaça para a saúde humana. O principal objectivo desta Tese foi estudar os fenómenos subjacentes ao desenvolvimento da resistência em M. tuberculosis, de modo a ser possível desenvolver estratégias para reduzir o seu desenvolvimento. Iniciamos o estudo com a descrição da base molecular da resistência aos antibacilares em estirpes clinicas de M. tuberculosis circulantes em Lisboa, através da determinação dos seus padrões de resistência e sua correlação com as mutações associadas à resistência. Os resultados mostraram uma clara correlação entre a presença de uma mutação e o fenótipo de resistência. A descrição dos perfis de resistência de estirpes resistentes aos antibacilares adiciona nova informação para o desenvolvimento de metodologias mais eficazes para o diagnóstico e tratamento da tuberculose. De seguida, avaliamos a contribuição dos sistemas de efluxo para o desenvolvimento da resistência aos antibacilares em M. tuberculosis. O estudo baseou-se na indução in vitro de um fenótipo de resistência à isoniazida por exposição prolongada de estirpes de M. tuberculosis à concentração crítica de isoniazida. Os resultados mostraram que o aumento da actividade de bombas de efluxo permite a manutenção de uma população resistente num doente em tratamento, da qual irão emergir mutantes geneticamente resistentes. A utilização de compostos inibidores de efluxo demonstrou ser capaz de reduzir este nível de resistência. Por último estudamos o mecanismo de acção dos compostos inibidores do efluxo, que partilham a característica comum de serem inibidores de canais iónicos, verapamil, tioridazina, clorpromazina, flupentixol e haloperidol, quer in vitro quer ex vivo. Todos os compostos apresentaram actividade sinérgica inibitória em combinação com os principais antibacilares de primeira linha e foram capazes de inibir o efluxo activo demonstrando o seu papel como inibidores de efluxo. Igualmente demostraram potente actividade bactericida que pôde ser correlacionada com a diminuição nos níveis de ATP intracelulares. Foi também detectada sobrexpressão de genes de efluxo em resposta à exposição aos antibióticos in vitro e ex vivo, indicando que a resistência aos antibióticos em macrófagos é também mediada pela sobrexpressão de bombas de efluxo, a qual pode ser inibida por inibidores de efluxo. Os compostos estudados potenciaram a actividade antimicrobiana de macrófagos infectados e induziram a acidificação do fagolisosoma, com consequente expressão de hidrolases lisossomais. Com estes resultados, foi possível propor, como mecanismo de acção para estes compostos, a inibição da cadeia respiratória micobacteriana. Esta inibição leva à dissipação do potencial de membrana, depleção de ATP, a produção de radicais de oxigénio e morte celular. Por outro lado, e em simultâneo, a disrupção da força motriz protónica (PMF) resulta na inibição dos sistemas de efluxo que dela dependem, promovendo assim a retenção dos antibióticos sujeitos a efluxo activo. No que se refere a célula hospedeira, a acidificação phagosomal estimulada por estes compostos actua em sinergismo com vários componentes da resposta imunitária do hospedeiro, restringindo assim o crescimento intracelular de M. tuberculosis. No contexto geral, demonstramos que estes compostos possuem dupla acção, uma vez que actuam quer na bactéria quer na célula hospedeira. Este trabalho contribuiu para o aumento do conhecimento sobre a resistência aos antibióticos em M. tuberculosis. O estudo do mecanismo de acção destes compostos poderá contribuir para o desenvolvimento de novos compostos e pode servir de base para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para combater a tuberculose e em particular as suas formas multirresistentes.Mycobacterium tuberculosis strains with multi- or extensive drug resistance are a major threat for human health. The main objective of this thesis was to understand the basis of the development of resistance in M. tuberculosis, in order to design strategies to circumvent its development. First we started with the description of the molecular basis of drug resistance in M. tuberculosis clinical strains circulating in Lisbon through the determination of their resistance patterns and its correlation with mutations associated with resistance. The results showed a clear correlation between the presence of conserved mutation and the resistance phenotype. The description of the resistance profiles of drug resistant strains adds new knowledge for the design of more effective tools for the diagnosis, treatment and management of tuberculosis. Next, was investigated the contribution of efflux to the emergence of drug resistance in M. tuberculosis. The study was based on the in vitro induction of an isoniazid resistant phenotype by prolonged serial exposure of M. tuberculosis strains to the critical concentration of isoniazid. The results showed that the increased activity of efflux pumps allows a sustainable resistant population to be maintained in the patient under therapy, from which genetically resistant mutants will emerge. The addition of an efflux inhibitor is able to reduce this level of resistance. Finally, the mechanism of action of the ion channel blockers and inhibitors, verapamil, thioridazine, chlorpromazine, flupenthixol and haloperidol, was evaluated both in vitro and ex vivo. All compounds exhibit synergistic inhibitory activities when combined with the main first line antituberculosis drugs, demonstrating their role as efflux inhibitors and displaying rapid and high killing activity that could be correlated with a decrease in intracellular ATP levels. Overexpression of efflux genes was detected in response to antibiotics in vitro and ex vivo, indicating that drug resistance within macrophages is also mediated by the expression of efflux pumps that can be inhibited. The compounds lead to a decrease in the intracellular mycobacterial load as a result of their ability to induce phagosome acidification with consequent expression of lysosomal hydrolases. We hypothesized that these compounds inhibit the mycobacterial respiratory chain which leads to the dissipation of membrane potential, depletion of ATP, reactive oxygen species generation and cell death. Disruption of the proton motive force (PMF), results in the inhibition of PMF-dependent efflux systems, therefore promoting the retention of antibiotics subject to active efflux. Concerning the host cell, the phagosomal acidification stimulated by these compounds synergize with several components of the host immune response, restricting M. tuberculosis intracellular growth. Altogether, we demonstrate that the compounds display a dual inhibitory effect as they target both the bacteria and the host cell. This thesis aims to contribute to the knowledge on M. tuberculosis drug resistance mechanisms. The understanding of the activity of the studied compounds will contribute for the design of new drugs and can provide the basis for the development of new therapeutic strategies to fight drug resistant tuberculosis

O Uso de revistas eletrónicas por professores / investigadores de uma Faculdade de Engenharia

Nesta era da informação em que o campo da tecnologia da informação e comunicação prevalece, as revistas científicas em formato eletrónico são um canal de informação cada vez mais utilizado pelos investigadores, uma vez que permite a comparação dos resultados a nível internacional o que possibilita um melhor desenvolvimento da Ciência. Este trabalho focou-se principalmente no uso de periódicos eletrónicos por professores / investigadores dos departamentos de Engenharia Química e Engenharia Informática da Faculdade de Engenharia do Porto, Portugal. Neste estudo, foi utilizado um inquérito por questionário para caracterizar os níveis de acesso a revistas eletrónicas por esta comunidade. Os resultados mostram que existem diferentes formas de pesquisar e utilizar a informação científica, nestes departamentos, nomeadamente em termos de frequência de acesso, número de artigos consultados, uso de bases de dados e preferências relativas à modalidade de publicação.In this information era, where the field of information technology and communication prevail, scientific journals in electronic format are an information channel increasingly used by researchers, since they allow the comparison of results at an international level which makes possible to best develop Science. This research was mainly focused on the study of the use of electronic journals by teachers/researchers from Chemical and Informatics Departments of the Faculty of Engineering of Porto, Portugal. In this study a survey was used in order to characterize the levels of access of electronic journals by this community. Results show that there are different ways of seeking and using scientific information namely in terms of frequency of access, number of articles consulted, use of databases and preference of publishing mode

The topic in oral discourse: annotation and characterization of different topics in spoken corpora

Neste estudo, procedemos à anotação e caracterização de diferentes tipos de tópico discursivo em textos extraídos de dois corpora de fala, com incidência nos constituintes da periferia esquerda dos segmentos estudados, para i) propor uma taxonomia para a descrição semântico-discursiva destes constituintes através do recurso à ferramenta Praat; ii) caracterizar os tipos de tópicos ocorrentes; iii) discutir os resultados obtidos. Estes resultados, de natureza qualitativa e quantitativa, revelam que os falantes organizam o fluxo informacional seguindo diferentes estratégias discursivas, a articular com a estrutura sintática e sobretudo prosódica, mas também com o género do discurso oral analisado.In this study, we annotate and characterize different types of discourse topic in texts extracted from two speech corpora, with emphasis on constituents of left periphery, to i) propose a taxonomy for semantic-discursive description of these constituents using Praat; ii) characterize the types of occurring topics; iii) discuss the results. These results, both qualitative and quantitative, reveal thatspeakers organize information flow following different discourse strategies, which are articulated with syntactic and prosodic structures, but also with the genre of the oral discourse at stake

Olhares de crianças sobre a escola de educação infantil: o que dizem e mostram sobre a escola?

A Educação Infantil tem vivido historicamente um processo significativo de aperfeiçoamento de concepções sobre a educação das crianças e práticas pedagógicas de qualidade. Temas acerca da escola de Educação Infantil, principalmente a criança como um ser de direitos, entram na agenda nas discussões de políticas públicas pautadas nas concepções de criança e infância no seu tempo (CORSARO, 2011; KOHAN, 2004, 2011; OLIVEIRA-FORMOSINHO, 2008, 2018). Neste sentido, olhar e ouvir o que as crianças têm a dizer sobre os espaços escolares, de modo a revelar o que pensam, sentem, ou mesmo vivenciam sobre a própria infância promove uma pedagogia respaldada nas formas de ser e de se expressar dos sujeitos infantis. A preocupação nesta investigação é com o processo, por isso as escolhas metodológicas procuraram valorizar e tomar as crianças como sujeitos participantes da pesquisa, qualificando suas vozes e seus olhares. Diante disso, a metodologia apresentada com viés qualitativo buscou inspiração no estudo de caso etnográfico, embasada nas teorizações de Sarmento (2011). O campo empírico foi uma Escola Municipal de Educação Infantil (EMEI) do Vale do Taquari, do município de Lajeado, com o foco em um grupo de vinte e duas crianças de cinco anos. A escolha por esta EMEI, emanou primeiramente, por ser uma escola pública, que atende a faixa etária de cinco anos, intitulada pela rede municipal como turma E. Outro motivo é pela pesquisadora conhecer algumas das crianças e seus familiares, como pela proximidade com a equipe diretiva, que se mostraram receptivas ao tema. Para a produção do material de pesquisa, optou-se pela observação participante, diário de campo, roda de conversa, gravações de áudio, fotografia e vídeo. Na análise dos dados utilizou-se uma aproximação com a análise textual discursiva, embasada nas teorizações e concepções de Moraes e Galiazzi (2006, 2011). Numa perspectiva interpretativa, que analisou as percepções das crianças em relação à escola de Educação Infantil, foram elencadas três categorias. Por meio destas, indica-se que a criança fala, opina, tem desejos, sonhos, cria possibilidades, quer participar. São capazes de refletir sobre suas vivências, seu próprio modo de aprender, suas potencialidades, podendo se tornar investigadoras e propositoras de alternativas. Assim, a primeira categoria refere-se ao que as crianças mostram sobre a escola através de suas vozes. Na segunda, disserta-se sobre as imagens apresentadas pelos participantes. A última categoria, versa sobre as experiências e aprendizagens na escola de Educação Infantil. No que tange os objetivos específicos, infere-se que a expectativa das crianças sobre a escola de Educação Infantil é de um espaço que elas frequentam com o intuito principal de garantir aprendizagens, evidenciado como um lugar formador de “crianças espertas”, de aprender “coisas”. As falas, olhares e ações das crianças são indicativos para que os pesquisadores, docentes e gestores possam refletir e repensar como a escola de Educação Infantil vem sendo organizada atualmente e, em especial, se estão levando em consideração o que elas mostram e dizem, fazendo uso de uma escuta sensível e possibilitando à criança a sua participação na organização escolar.Child Education has historically lived a significant process of improving conceptions about children's education and quality pedagogical practices. Themes about the School of Early Childhood Education, especially the child as a being of rights, enter the agenda in the discussions of public policies based on conceptions of children and childhood in their time (CORSARO, 2011; KOHAN, 2004, 2011; OLIVEIRA-FORMOSINHO, 2008, 2018). In this sense, looking at and listening to what children have to say about school spaces, so that they can show what they think, feel, or even experience about their childhood, allows them to promote a pedagogy based on the ways of being and express themselves as subjects. The concern in this investigation is with the process, so the methodological choices sought to value and take the children as subjects participating in the research, qualifying their voices and their looks. Thus, the methodology presented with qualitative bias sought inspiration in the study of ethnographic case, based on the theories of Sarmento (2011). The empirical field of this research was a Municipal School of Early Childhood Education (EMEI) of Vale do Taquari, in a city called Lajeado, with a focus on a group of twenty-two children of five years. The choice for this EMEI is because it’s a public school that serves the age group of five years, called by the municipal network as a group “E”. Another reason is for the researcher to know some of the children and their families, as well as the proximity to the management team, who were receptive to the topic. For the production of the research material, it was opted for participant observation, field diary, talk wheel, audio recordings, photography and video. In the analysis of the data was used an approach with the discursive textual analysis, based on the theories and conceptions of Moraes and Galiazzi (2006, 2011). From an interpretive perspective, which analyzed the children's perceptions regarding the kindergarten, three categories were listed. By means of these, it is indicated that the child speaks, opines, has desires, dreams, creates possibilities, wants to participate. They are able to reflect on their experiences, their own way of learning, their potentialities, being able to become investigators and proposers of alternatives. In this sense, the first category refers to what children show about school through their voices. In the second one, will be discussed the images presented by the participants. The last category deals with the experiences and learnings in the School of Early Childhood Education. Regarding the specific objectives, it is inferred that the expectations of the children about the School of Early Childhood Education is a space that they attend with the main purpose of ensuring learning, evidenced as a place to train "smart kids", to learn "things". The speeches, looks and actions of the children are indicative so that the researchers, teachers and managers can reflect and rethink how the School of Infant Education is being organized nowadays and, in particular, are taking into account what children show and say, doing use of sensitive listening and enabling the child to take part in school organization

Effect of mushroom polysaccharides and olive phenolic compounds on human carcinoma cells

Tese de mestrado. Biologia (Biologia Humana e Ambiente). Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2012Hoje em dia, devido ao prolongamento da esperança média de vida, bem como o aumento das agressões sofridas pelo meio ambiente envolvente, o cancro é uma das doenças mais proeminentes no seculo XXI. Neoplasmas, conjuntos anormais de células cromossomicamente mutadas, levam ao crescimento relativamente autónomo de tecido danificado. As causas destas mutações variam entre internas - condições imunitárias, hormonais, heritabilidade - ou externas - como tabagismo, exposição a radiação ou agentes químicos infecciosos (Zaidman et al., 2005). As células neoplásicas caracterizam-se pela perda das suas funções especializadas e ganham por sua vez características biológicas tais como a produção de sinais de crescimento, inibição da apoptose, elevado potencial replicativo e a capacidade de invadir tecidos circundantes (Zaidman et al., 2005; Zong et al.,, 2012). A esta metastização dos tecidos está associada 90% da responsabilidade da morte por cancro (Zong et al.,, 2012). Apesar da eficiência dos fármacos gerados até hoje no combate ao cancro, o seu efeito tóxico causa na maioria dos casos um decréscimo acentuado na qualidade de vida dos doentes. Assim, torna-se importante descobrir novos agentes anti cancerigenos com efeitos tóxicos mais baixos (Cao et al., 2010) que possam ser utilizados em terapias complementares. Virámo-nos então de novo para as tradições mais antigas da medicina Chinesa e Mediterrânea. Polissacáridos são biopolímeros constituídos por várias unidades de monossacáridos ligados através de ligações glicosidícas, que podem apresentar diferentes conformações, não só nas suas unidades constituintes, mas também na conformação das suas ligações, atribuindo-lhes assim diversas funções biológicas. Estes estão presentes desde o armazenamento de energia (amido), formação de componentes estruturais (celulose), participantes na comunicação célula a célula, possuindo ainda papéis importantes no sistema imunitário, na fertilização, desenvolvimento, agregação plaquetária e prevenção de patogéneses (Zong et al., 2012). Desde a medicina ancestral chinesa que os cogumelos têm sido reportados como tendo propriedades imunomoduladoras - actuando como modificadores da resposta biológica - e possuindo propriedades antivirais, antimicrobiais, circulatórias e nas ultimas décadas anti cancerigenas. (Wasser, 2010). A descoberta do Lentinian, um polissacárido com propriedades anti cancerígenas, despoletou nos anos 60 a pesquisa que tem sido dedicada ate hoje ao campo dos polissacáridos (Cao et al., 2010). Ao longo do tempo, diversos polissacáridos produzidos por cogumelos, têm demonstrado largos efeitos inibidores em vários tipos de tumores como Sarcoma 180, carcinoma de Lewis e Yoshida Sarcoma (Zhang et al., 2007). Existem três mecanismos propostos de actuação destes polissacáridos: (1) actividade preventiva, (2) aumento da resposta imunitária do hospedeiro e (3) inibição directa quando em contacto com células cancerígenas (Zhang et al., 2007). Na sua maioria os cogumelos que possuem polissacáridos biologicamente activos pertencem ao grupo dos basidiomicetes contendo cerca de 700 espécies descritas (Wasser, 2002). O seu poder antioxidante também desempenha um papel fundamental contra o desenvolvimento cancerígeno. Anti oxidantes naturais encontrados em fruta, vegetais, cogumelos e outros recursos alimentares têm sido investigados para prevenção de doenças coronárias e outras como o cancro (Kozarski et al.,2012). Assim, na procura de compostos não tóxicos que possuíssem propriedades anticancerígenas investigou-se também um pouco dos efeitos que as folhas de oliveira possam ter no combate ao cancro. A oliveira (Olea europaea) é uma árvore da família das Oleaceae, (Zaid et al., 2012) com folhas alongadas, que se encontra ao longo de toda região Mediterrânea desde há mais de 7000 anos (Lalas et al., 2011). Ao longo da história as folhas de Olea europaea têm sido exploradas para a prevenção de hipertensão, carcinogénese, diabetes, arteroesclerose bem como outras doenças do foro mais comum (Bouallagui et al., 2011; Zaid et al., 2012). A folha de oliveira foi ainda utilizada ao longo da história como um meio de combate á malária (Lee et al., 2009) A incidência de cancro ao longo do mediterrâneo tem sido das mais baixas quando comparada com outras partes do mundo, principalmente quando nos referimos ao cancro da mama, do endométrio, próstata e leucemia. (Bouallagui et al., 2011; Zaid et al., 2012) Assim reunimos neste trabalho, o estudo dos efeitos de algumas espécies conhecidas (e outras menos conhecidas) de cogumelos, com o estudo dos efeitos de algumas variedades de oliveiras nacionais, na inibição do crescimento de células tumorais. Para isso, foram efectuados vários doseamentos de polissacáridos, proteínas, açucares e compostos fenólicos e foram aplicadas diversas amostras das espécies amostradas a quatro linhas de carcinoma humano: HeLa, carcinoma cervical, A549 carcinoma pulmonar; A431 carcinoma epidermóide e OE21 carcinoma esófagofaringeal. De entre os variados resultados obtidos, pudemos concluir que a aplicação de extra polissacáridos da estirpe Ganoderma carnosum revelou um alto teor inibitório, e que os intra polissacáridos de todas as estirpes amostradas mostraram uma capacidade antioxidativa acima de 50%. As folhas de oliveira por sua vez, foram também capazes de mostrar um potencial anti proliferativo das células tumorais bastante satisfatório. Acreditamos que nestes compostos podem estar presentes as condições para a sua aplicação como terapia complementar às terapias anticancerígenas existentes.Cancer is widely known nowadays as the disease of the century. Not only by the number of infected people worldwide but also by the amount of research dedicated to this field and its increasing success rate. Neoplasms, which are abnormal masses or colonies of cells produced by a relatively autonomous new growth of tissue, arise normally by the clonal expansion of a single cell that has undergone mutation in the chromosomal DNA, caused by a chemical, physical or biological agent (Zaidman et al., 2005). One of the most characterizing features of cancers, besides it’s ability to resist treatment, it’s his ability to metastasize and invade surrounding tissues, causing 90% of cancer deaths ( Zong et al., 2012). Although the efficiency of chemotherapy for the majority of cancers has improved over the last three decades, the drugs used in this treatment, contain high toxic effects that cause severe reduction in quality of life. Therefore, it is important to develop novel potent, but low toxic anti-cancer reagents, including natural products (Cao et al., 2010). The desire to find this new chemical drug as lead us to look back in time and to report to times of ancient Chinese and Mediterranean medicine, in order to encounter natural products that can in the future be developed as efficient co-chemotherapeutical agents. During this work we will test mushroom polysaccharides as well as olive leaves phenolic compounds, in human carcinoma cell lines, in order to discover more about their anti-tumor effects. Amongst our findings, extrapolysaccharides from Ganoderma lucidum were the most promising and all intrapolysaccharides were found to have a 50% rate of antioxidative power. Olive leaves were also very promising in the inibithion of human carcinoma cells in vitro

Obtención y caracterización de óxido de titanio dopado con nitrógeno como fotocatalizador por el método de Pechini para uso en reactor solar (CPC)

En el presente trabajo se llevó a cabo la síntesis de dióxido de titanio (TiO2) dopado con nitrógeno a través del método de Pechini empleando dos fuentes dopantes de diferente naturaleza: nitrato de amonio y urea. Para ello se sintetizaron nueve muestras, empleando diferentes proporciones de dopaje para cada una; entre ellas una muestra sin dopar y dopajes de 0,1; 0,4; 0,6 y 0,8 de fracción molar en nitrógeno para cada fuente empleada, con la fórmula TiO2-xNx. En la caracterización del polvo obtenido fueron realizados análisis de difracción de rayos X (DRX), espectroscopia infrarroja (IR), espectroscopia UV, análisis de área superficial (BET), espectroscopia de reflectancia difusa (DRS) y microscopía electrónica de barrido (SEM) con EDS. Así mismo se realizaron varios ensayos degradativos del colorante verde de malaquita a soluciones con concentraciones entre 6 y 8 mg/L en presencia de un reactor de luz visible con un tiempo de duración de 200 minutos por ensayo. Las muestras que no presentaron un patrón de difracción puro fueron sometidas a un proceso de purificación con agua desionizada para la remoción de impurezas. Este proceso fue verificado posteriormente mediante un nuevo análisis de difracción de rayos X. Las muestras sintetizadas a partir de urea presentaron una disminución de 0,03 eV en su bandgap, lo que sugiere la ausencia de un dopaje efectivo, ya que los porcentajes de degradación fueron inferiores a los exhibidos en la degradación del colorante mismo. Las muestras sintetizadas a partir de nitrato presentaron mejores características y rendimientos de acuerdo con los resultados de los análisis realizados, presentando un porcentaje de degradación de 87,37%, un área superficial de 17,309 m2/g y, una fase cristalina pura de rutilo luego del proceso de purificación y superficies granulares y accidentadas.This work carried out the synthesis of titanium dioxide (TiO2) doped with nitrogen through the Pechini method using two different kinds of doping sources: ammonium nitrate and urea. Nine samples were synthesized using different proportions of each doping source; including a sample without doping and doping of 0.1; 0.4; 0.6 and 0.8 in mole fraction of nitrogen for each source, with the formula TiO2-xNx. The characterization of the powder were used analysis of X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (IR), UV spectroscopy, analysis of surface area (BET), diffuse reflectance spectroscopy (DRS) and scanning electron microscopy (SEM) with EDS. Likewise, several degradative assays of malachite green solutions were made with concentrations between 6 and 8 mg/L in a reactor of visible light with a time of 200 minutes per test. Samples which had not a pure diffraction pattern were selected for a purification process with deionized water to remove its impurities. This process was subsequently verified through another analysis of X-ray diffraction. The samples synthesized from urea reduced its bandgap in 0.03 eV, suggesting the absence of an effective doping, because the degradation percentages were lower than the exhibited in the dye degradation without any powder. The samples synthesized from nitrate showed better characteristics and yields according to the results of the analyzes performed, showing a percentage degradation of 87.37%, a surface area of 17,309 m2/g, a pure rutile crystalline phase after purification process and a granular and uneven surface

Challenging the drug-likeness dogma for new drug discovery in Tuberculosis

The emergence of multi- and extensively drug resistant tuberculosis worldwide poses a great threat to human health and highlight the need to discover and develop new, effective and inexpensive antituberculosis agents. High-throughput screening assays against well-validated drug targets and structure based drug design have been employed to discover new lead compounds. However, the great majority fail to demonstrate any antimycobacterial activity when tested against Mycobacterium tuberculosis in whole-cell screening assays. This is mainly due to some of the intrinsic properties of the bacilli, such as the extremely low permeability of its cell wall, slow growth, drug resistance, drug tolerance, and persistence. In this sense, understanding the pathways involved in M. tuberculosis drug tolerance, persistence, and pathogenesis, may reveal new approaches for drug development. Moreover, the need for compounds presenting a novel mode of action is of utmost importance due to the emergence of resistance not only to the currently used antituberculosis agents, but also to those in the pipeline. Cheminformatics studies have shown that drugs endowed with antituberculosis activity have the peculiarity of being more lipophilic than many other antibacterials, likely because this leads to improved cell penetration through the extremely waxy mycobacterial cell wall. Moreover, the interaction of the lipophilic moiety with the membrane alters its stability and functional integrity due to the disruption of the proton motive force, resulting in cell death. When a ligand-based medicinal chemistry campaign is ongoing, it is always difficult to predict whether a chemical modification or a functional group would be suitable for improving the activity. Nevertheless, in the "instruction manual" of medicinal chemists, certain functional groups or certain physicochemical characteristics (i.e., high lipophilicity) are considered red flags to look out for in order to safeguard drug-likeness and avoid attritions in the drug discovery process. In this review, we describe how antituberculosis compounds challenge established rules such as the Lipinski's "rule of five" and how medicinal chemistry for antituberculosis compounds must be thought beyond such dogmatic schemes.publishersversionpublishe

Impact of using cool paints on energy demand and thermal comfort of a residential building

This work studies the impact of using cool paints and/or thermal insulation on the thermal behavior andenergy demand of a residential building. Buildings with thermal characteristics representing both oldand new constructions are considered. The results were obtained using the dynamic computer simulatorESP-r. Recommendations for designers and/or house-owners in terms of deciding the best thermalcomfort solution are withdrawn.For a case-study building in Portugal, in the summer, it was found that an increase in roof and façadevalue of total solar reflectance (TSR) from 50% to 92% reduced the maximum indoor free-float temperature between 2.0 C and 4.7 C in old construction (without thermal insulation), and between 1.2 C and3.0 C in new construction (with thermal insulation). This had as a trade-off effect the decrease of theminimum indoor temperature of up to 1.5 C. The results of annual energy demand for heating showed amaximum penalty of about 30% when using cool paints. However, it was demonstrated that the coolingdemand almost vanishes, eliminating the need to install air-conditioning devices.The analysis of specific real hot weather time periods showed that the maximum altitude of the sun,which is related to the month of the year, determines the solution that originates the highest temperature reduction. As the maximum sun altitude decreases the cool paints show comparatively betterresults

In silico selection of an ssDNA aptamer against HER2-positive breast cancer cells using computational docking simulation

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Dinâmica fisiológica e mutacional da multirresistência em Mycobacterium tuberculosis

A tuberculose multirresistente é causada por estirpes de Mycobacterium tuberculosis resistentes à isoniazida e rifampicina, os dois principais antibacilares. Neste trabalho pretendemos compreender qual(is) o(s) mecanismo(s) que leva(m) ao desenvolvimento da multirresistência, expondo a estirpe de referência M. tuberculosis H37Rv e a estirpe clínica monorresistente à rifampicina 359/03 a concentrações constantes de isoniazida e rifampicina. As culturas iniciais e adaptadas foram caracterizadas fenotipicamente em termos de tempos de crescimento, testes de susceptibilidade e determinação de concentrações mínimas inibitórias, na ausência ou presença de inibidores de bombas de efluxo. A caracterização genotípica incidiu na pesquisa de eventuais alterações em zonas específicas dos genes katG, inhA e rpoB, por PCR e hibridação reversa e na quantificação da expressão dos genes de cinco bombas de efluxo por qRT-PCR. A análise comparativa das culturas iniciais e das culturas adaptadas a 0.1 μg/ml de isoniazida, revelou que, após 3 semanas de exposição à isoniazida, a cultura H37Rv tornou-se resistente a este antibiótico, sendo este fenótipo revertido pelo inibidor de bombas de efluxo verapamil. A análise por qRT-PCR desta cultura revelou a sobrexpressão de todos os genes de bombas de efluxo analisados. A cultura de H37Rv obtida no final do processo de adaptação mantém-se resistente à isoniazida, apresentando uma delecção no gene katG. Com a exposição à isoniazida, a estirpe 359/03 tornou-se multirresistente. Novamente, este fenótipo é revertido pelo verapamil. A análise por qRT-PCR revelou a sobrexpressão de todos os genes de bombas de efluxo analisados, não tendo sido detectadas alterações nos outros alvos genéticos testados. Em relação à exposição das estirpes H37Rv e 359/03 a 1 μg/ml de rifampicina, não se verificaram alterações significativas, quer a nível fenotípico, quer a nível genotípico. Os resultados obtidos ilustram in vitro diferentes estratégias através das quais M. tuberculosis pode responder quando exposto às concentrações clinicamente relevantes de um dado antibiótico e que podem resultar na emergência da multirresistênciaMultidrug resistant tuberculosis is caused by Mycobacterium tuberculosis strains resistant to both isoniazid and rifampicin, the main antibacillary used in tuberculosis therapy. In this work we intended to understand the mechanism(s) by which multiresistance develops, exposing the M. tuberculosis H37Rv reference strain and the clinical strain monoresistant to rifampicin 359/03 to constant concentrations of isoniazid and rifampicin. The initial and antibiotic-adapted cultures were phenotypically characterized in terms of growth period, antibiotic susceptibility testing and minimum inhibitory concentration determination in the presence or absence of efflux pump inhibitor. Genotypic characterization included analysis of specific regions of the katG, inhA and rpoB genes by PCR and reverse hybridization protocols and evaluation of expression level of genes coding for five efflux pumps by qRT-PCR. Comparison of the initial and the cultures exposed to 0.1 μg/ml of isoniazid showed that after 3 weeks exposition to isoniazid, the H37Rv culture became resistant to the antibiotic, a phenotype reversed by the efflux pump inhibitor verapamil. qRT-PCR of this culture detected over-expression of all efflux pump genes tested. The culture obtained at the end of the isoniazid exposure process, was resistant to isoniazid, presenting a deletion in the katG gene. When strain 359/03 was exposed to isoniazid, it became multiresistant. Again, this phenotype is reverted by verapamil. qRT-PCR analysis of this culture detected over-expression of all efflux pump genes tested, with no alterations detected in the other genotypic targets screened. No significant alterations were detected when H37Rv and 359/03 strains were exposed to 1 μg/ml rifampicin, both in terms of phenotypic and genotypic characterization. Overall, these results illustrate in vitro different strategies by which M. tuberculosis strains respond when exposed to clinically relevant concentrations of a given antibiotic, all of which may ultimately result in the emergence of multiresistance