Nanotoxicology: study of nanomaterials’genotoxic effects in cell lines

Tese de mestrado, Biologia (Biologia Humana e Ambiente), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015Nos dias de hoje, surge cada vez mais a necessidade de se recorrer a uma maior qualidade e quantidade de variados produtos, para que seja possível responder ao rápido crescimento da população. Assim desenvolvem-se novas tecnologias, das quais, uma das mais recentes é a utilização de nanomateriais (NMs) em diversas áreas, como na cosmética, alimentação, biomedicina, indústria, entre outras, designando-se assim de NMs manufaturados (produzidos deliberadamente pelo Homem). Os NMs contêm propriedades distintas ao nível da estrutura levando a um aumento da área superficial relativamente ao volume e, consequentemente, a um aumento das moléculas na superfície, sendo que estas características modificam a reatividade, melhorando muitas das suas propriedades. Porém, os NMs têm suscitado grande interesse por parte dos investigadores, pois o seu efeito para a saúde humana ainda não é bem conhecido e alguns estudos sugerem a sua implicação no desenvolvimento de cancro. Apesar da grande variedade de estudos efetuados acerca da genotoxicidade dos NMs, os resultados obtidos acerca do perigo que estes podem constituir para o ser humano não são concordantes. Este facto deve-se às características que os NMs apresentam e à sua capacidade de as alterar, consoante os meios em que se encontram e das condições em que são utilizados como, por exemplo, o tamanho, estado de aglomeração/agregação, ligação a proteínas, presença de metais de transição entre outros. Assim a avaliação dos efeitos dos NMs levando em consideração as especificidades destes, tem surgido como uma nova área da toxicologia, a nanotoxicologia. Nesta área, verifica-se que existe na literatura acerca da toxicidade dos NMs falta de concordância, pelo que surge a necessidade de se efetuarem mais estudos recorrendo a metodologias padronizadas e a NMs bem caracterizados, de maneira a conseguir-se comparar resultados. O objetivo deste trabalho foi investigar a cito- e genotoxicidade de NMs, na perspetiva da nanotoxicologia, contribuindo para a avaliação da sua segurança. O estudo envolveu NMs desenvolvidos com o intuito de aplicação médica, o Poli(metil metacrilato) (PMMA) e um novo NM recentemente desenvolvido a partir desse, o Poli(metil metacrilato)-eudragit (PMMA-eud). Foram ainda investigados dois NMs manufaturados frequentemente utilizados na indústria, um NM de dióxido de titânio (TiO2) e outro de nanotubos de carbono de parede múltipla (MWCNTs). Os NMs analisados foram previamente caracterizados com detalhe relativamente às suas propriedades físico-químicas e as suspensões para a exposição das linhas celulares foram preparadas de acordo com metodologias padronizadas. Para avaliação da citotoxicidade, utilizaram-se os ensaios clonogénico e contagem de células, bem como a análise de índice replicativo. O efeito genotóxico foi avaliado através do ensaio do cometa e do ensaio do micronúcleo com bloqueio da citocinese, realizado de acordo com as orientações internacionais para testes de genotoxicidade. O efeito do PMMA e PMMA-eud foi avaliado em fibroblastos de ratinho (células L929) através do ensaio do micronúcleo em que foram determinados também os índices proliferativo e replicativo para avaliação da citotoxicidade. Na experiência preliminar, verificou-se um atraso ou um bloqueio do ciclo celular quando as células foram expostas por 48h a PMMA-eud, pelo que se optou por uma exposição de 54h no ensaio seguinte que não revelou efeitos citotóxicos nas células expostas a nenhum dos dois NMs. Quanto à genotoxicidade destes dois, somente os PMMA induziram um aumento na frequência dos micronúcleos 54h após exposição, mas apenas em duas concentrações, sem um efeito de dose-resposta. Estes resultados sugerem que a aplicação médica de PMMA-eud pode ser vantajosa em relação ao PMMA, uma vez que apresenta menos efeitos adversos. A diferença obtida entre estes dois NMs pode ser devida à carga de superfície, que é distinta entre os dois, ou ainda a uma maior capacidade do PMMA-eud para formar mais aglomerados, relativamente à PMMA, tornando estas últimas partículas mais pequenas, podendo facilitar a entrada dentro das células. Relativamente aos NMs manufaturados, TiO2 e MWCNTs utilizaram-se as células do epitélio pulmonar (A549) para a sua avaliação de toxicidade, uma vez que a via mais provável de exposição é a via respiratória. A citotoxicidade destes NMs foi avaliada através do ensaio clonogénico. Após 8 dias de exposição o TiO2 revelou-se ligeiramente citotóxico apenas numa concentração, enquanto os MWCNTs foram citotóxicos em todas as concentrações analisadas, sendo possível delinear uma curva de dose-resposta. No entanto, nos ensaios de citotoxicidade realizados após exposição de 24h ou de 48h (contagem de células e índices proliferativo e replicativo), não foram observados efeitos citotóxicos. Para a avaliação dos efeitos genotóxicos causados por estes NMs, foram avaliadas as quebras de ADN em cadeia simples e cadeia dupla após 24 horas de exposição, assim como as quebras cromossómicas durante uma exposição de 48 horas através dos ensaios do cometa e do micronúcleo respetivamente. Através do ensaio do cometa, observou-se um aumento nos danos no ADN das células expostas por 24h a TiO2, que era dependente da concentração. No entanto não se observou genotoxicidade no ensaio do micronúcleo após exposição por 48h a este NM. No que respeita ao TiO2, este NM de forma cristalina anatase, mostrou causar um aumento nos danos de ADN no ensaio do cometa. Este resultado, foi coerente com outros estudos efetuados anteriormente utilizando um outro TiO2 na forma anatase, sugerindo que esta propriedade físico-química, é importante para a genotoxicidade deste NM. Quanto aos MWCNTs, não se verificou nenhum efeito genotóxico nos dois ensaios efetuados. Os resultados negativos obtidos nos MWCNTs, podem dever-se à forte capacidade de aglomeração. Com este estudo, podemos concluir que a avaliação das propriedades físico-químicas dos NMs é um fator importante relativamente à avaliação dos efeitos tóxicos destes. Pequenas modificações de um NM podem condicionar o seu efeito adverso, pelo que são necessários mais estudos para compreender os mecanismos relevantes, permitindo no futuro desenvolver NMs sem efeitos negativos para a saúde humana. Por sua vez, é importante prosseguir estudos de genotoxicidade utilizando metodologias padronizadas a partir de NMs de referência para garantir a sua utilização segura.The nanomaterials (NMs) have distinct structural properties, namely their size and increased surface area/volume ratio, and these characteristics change their reactivity, improving the applications in biomedicine, cosmetic as well as in industry. However, these properties may also lead to different toxicological consequences, such as the development of cancer. This project aimed to contribute to the safety evaluation of NMs that are used or being developed for human applications, using nanotoxicology approaches. The study focused in Poly(methyl methacrylate) (PMMA) and poly(methyl methacrylate)-eudragit (PMMA-eud) NMs, used in the biomedical field for drug delivery, and titanium dioxide (TiO2) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs), that are frequently used in industry. Following the preparation of the dispersion of the NMs, previously characterized in detail, the cytotoxic effects of the NMs were analyzed in cell lines using clonogenic assay, cell counting assay, proliferation and replication indexes. The comet and the cytokinesis-blocked micronucleus assays were used to investigate genotoxicity. The effects of PMMA and PMMA-eud were evaluated in mouse fibroblasts (L929) and after 54 hours of exposure, no impact on cell cycle progression or cytotoxicity was observed for any of the NMs. PMMA revealed genotoxic effects while PMMA-eud was negative. Concerning TiO2 and MWCNTs, a pulmonary cell line (A549) was used. The clonogenic assay showed high cytotoxicity of MWCNTs while TiO2 had low cytotoxicity, 8 days after exposure. However, the cytotoxicity assays using 24 or 48 h exposure did not reveal any cytotoxicity of the NMs. TiO2 induced genotoxicity, with a dose-dependent increase in DNA damage detected by comet assay 24 h after exposure, while MWCNTs were negative. There was no increase in the micronucleus frequency after TiO2 or MWCNTs, showing the absence of clastogenic or aneugenic effects. The present study showed that the NMs physicochemical properties may determine their toxicological effects

Ângelo de Sousa’s photographic and film collection: strategies for the preservation of colour slide-based artworks

The Portuguese artist Ângelo de Sousa (1938-2011) produced noteworthy work in photography and experimental film. However, a lack of in-depth studies focusing on the use of these media by the artist is acknowledged. Thus, his work has been studied, particularly through unpublished documentation found in the artist’s house and in public archives, bringing new insights into his production. Despite the delay in the artistic context felt in Portugal in the post-modern period, Ângelo de Sousa produce photographic and film work perfectly in line with that of other international artists. The slide-based artwork Slides de Cavalete (1978-1979), constructed with the additive synthesis of colours, stands out as an example of the inventiveness achieved by the artist with these media. The production process behind Slides de Cavalete has been studied and reproduced, allowing for a thorough understanding of the work and contributing to the definition of its significance. The photographs and films have been gathered together in his house. Since typologies, quantities and condition of the materials were unknown, a survey was carried out to enhance knowledge of the collection and to define preservation priorities. Accordingly, 35 mm chromogenic reversal films (slides), used to produce almost all his photographic colour work, was highlighted as the set in highest risk due to colour change detected in one third of these materials. Thereby, slide-based artworks by Ângelo de Sousa were studied in further detail. The display options undertaken by the artist during his lifetime have been investigated, in order to guide the decision-making process regarding the exhibition and preservation of his slide-based artworks. Slides de Cavalete was selected as a case study, and the history of its exhibition was assessed by searching for documentation and interviewing people. Thus, it is understood that the work was first presented projected on a canvas over an easel, in 1979. Since the artist’s death, the work has been presented without this setup, and recently, as a digital projection. An exhibition was conducted at FCT NOVA, to test the variability of the work displayed with a digital and a slide projector. Based on a questionnaire, a clear preference for the slide projection was acknowledged. Thus, guidelines for the exhibition of Slides de Cavalete are defined, following its first presentation. Considering that chromogenic reversal films are highly susceptible to colour change and that there is still much to know about these materials, their molecular characterization and degradation has been studied. Different pathways to characterize chromogenic dyes are suggested based on chromatographic and spectroscopic techniques. Additionally, a methodology to accurately monitor colour change in these materials has been defined, based on samples artificially aged at different temperatures (50, 60, 70 and 80˚C) and relative humidity (40% and 60%). The samples were assessed using spectrophotometry with optical fibre probes in the ultraviolet-visible range. From the spectral data, intensity maximums, CIE L*a*b* coordinates and the total colour variation (ΔE*) have been determined. Optical microscopy and digitization have also proven useful for degradation assessment on these materials

Growth performance, biochemical composition and sedimentation velocity of Tetraselmis sp. CTP4 under different salinities using low-cost lab- and pilot-scale systems

Biomass harvesting is one of the most expensive steps of the whole microalgal production pipeline. Therefore, the present work aimed to understand the effect of salinity on the growth performance, biochemical composition and sedimentation velocity of Tetraselmis sp. CTP4, in order to establish an effective low-cost pilot-scale harvesting system for this strain. At lab scale, similar growth performance was obtained in cultures grown at salinities of 5, 10 and 20 g L-1 NaCl. In addition, identical settling velocities (2.4-3.6 cm h-1) were observed on all salinities under study, regardless of the growth stage. However, higher salinities (20 g L-1) promoted a significant increase in lipid contents in this strain compared to when this microalga was cultivated at 5 or 10 g L-1 NaCl. At pilot-scale, cultures were cultivated semi-continuously in 2.5-m3 tubular photobioreactors, fed every four days, and stored in a 1-m3 harvesting tank. Upon a 24-hour settling step, natural sedimentation of the microalgal cells resulted in the removal of 93% of the culture medium in the form of a clear liquid containing only vestigial amounts of biomass (0.07 ± 0.02 g L-1 dry weight; DW). The remaining culture was recovered as a highly concentrated culture (19.53 ± 4.83 g L-1 DW) and wet microalgal paste (272.7 ± 18.5 g L-1 DW). Overall, this method provided an effective recovery of 97% of the total biomass, decreasing significantly the harvesting costs.Agência financiadora Portuguese national budget P2020 Foundation for Science and Technology (FCT) CMAR/Multi/04326/2013 ALGARED+ 1398 EP - INTERREG V-A Espana Portugal project ALGACO2 project 023310 COST Action 1408 - European Network for Bio-products FCT SFRH/BD/105541/2014info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Contributos para a caracterização do género académico ‘Resposta de Desenvolvimento’

Uma vez que caracterizar os géneros do discurso académico permite identificar os processos de construção dos textos que os integram, permitirá também melhorar a proficiência dos estudantes do ensino superior. A este respeito, Parodi (2009), evidenciou não só a maior ou menor diversidade de géneros das leituras aconselhadas em diferentes cursos, como também a conveniência de basear as reflexões sobre os géneros em corpora extensos e adequadamente ricos. Numa linha complementar, propomo-nos contribuir para a reflexão teórica sobre géneros do discurso académico, sob a perspetiva das práticas de escrita na universidade. Analisámos um corpus de 179 textos (de 500 a 1000 palavras), pertencentes ao género resposta de desenvolvimento, obtidos em exames de Ciências Humanas. Tendo selecionado respostas com sequências de tipo argumentativo, identificámos os parâmetros mais relevantes segundo os níveis textuais propostos por Adam (2001) – semântico, enunciativo-pragmático, composicional e estilístico-fraseológico: a) nível semântico – conteúdos adequados à área de estudo em causa, seleção de argumentos pertinentes, explicitação de tese; b) nível enunciativo-pragmático – marcas de contexto socioprofissional e das condições de produção; c) nível composicional – sequências argumentativas, estruturação em partes funcionalmente distintas; d) nível estilístico-fraseológico – léxico especializado, conetores discursivos, citações. Estes parâmetros caracterizam os textos do género resposta de desenvolvimento, e permitem delimitá-lo relativamente a outras classes, o que contribuirá para o conhecimento do discurso académico, e, por outro lado, para a implementação de melhores práticas de produção escrita no ensino superior

Noise in neonatal intensive care units: a short review

Prematurity and low birth weight of newborns lead to the need of a special care in neonatal units, and their permanence in these places can be extended for a long period. Indoor environmental conditions, such noise levels above the recommended, may induce some risks, not only for the newborns development, but also for health care staff. This literature review aims to examine the studies related to noise in neonatal intensive care units to understand the sources and effects of noise, as well as some strategies to reduce noise exposure. The search strategy included an electronic search in databases (ISI Web of Knowledge and PubMed) of scientific articles published in English/Portuguese between 2000-2017. Studies providing data on noise levels found in the neonatal units, the effects on health of newborns and staff and the measures to minimize these effects were included. The exclusion criteria were as follows: duplicate printings; nonEnglish/Portuguese language; editorials, letters, patents, errata, meeting abstracts and conference papers. PRISMA methodology was followed to perform the review. Twenty-two articles were considered for full analysis. It is important to note that some potentially relevant studies were rejected due to language criteria. It was found that the noise levels to which the newborns and staff are exposed in NICU, often exceeds the recommended levels for these spaces. Evidence also shows several adverse health effects for newborns and health care staff perceptions of noise. There is no consensus regarding the best intervention to reduce noise levels.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Da introdução ao resumo/abstract: o surgimento de um género híbrido nas atas da Associação Portuguesa de Linguística

The aim of the paper is to retrace the emergence of the academic genre Abstract through the analysis of the “Associação Portuguesa de Linguística” Proceedings (2001–2010). Following the framework of the “Interactionnisme Sociodiscursif” (Bronckart, 1996), the main assumptions are: (i) genre properties are unfolded through texts; and (ii) within a given period, texts belonging to different genres may share linguistic, social and illocutionary properties until a self-sustained genre emerges (Adam, 2001; Maingueneau, 1998). The analysis took into account the abstract dimension of genres, and the empirical dimension of texts within a 3-level model that includes genre parameters, mechanisms of textual realization and genre markers (Coutinho & Miranda 2009). Data shows that the Abstract shares properties with the Introduction of the paper it summarizes. Its emergence as an independent genre thus points to intertextual origins.Projeto UID/LIN/04887/2013 do CELGA-ILTEC (cofinanciado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia, QREN – Quadro de Referência Estratégico Nacional, COMPETE – Programa Operacional para a Competitividade e Desenvolvimento Nacional, NUTS II - Fundo da EU para o Desenvolvimento Regional e Horizons 2020)info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Issues with publishing abstracts in English: challenges for Portuguese linguists’ authorial voices

This paper assesses the impact of publishing abstracts in English in the Portuguese Linguistics Association (APL) Proceedings from 2001 to 2010. The study was carried out with a corpus of 137 abstracts, follows a Text Linguistics model inspired by the Interactionnisme Sociodiscoursif and links text features to the social practices and genre repertoires of this community. Quantitative data show signs of a “Portuguese identity” in authors’ voices such as personal forms, move signaling, long sentences, profuse embedding, heavy subjects, and variations in content selection, but also signs of standard academic guideline-indexed choices in impersonal forms, template sentences, coordinated constituents, nominalizations, and conventional text plans. Standard genre models and writing features from “core” academic communities coexist with alternative and traditional ways of writing and of disseminating knowledge, which is typical of a semiperipheral non-native English-speaking community torn between conflicting language and cultural paradigms. These contrasting tendencies are linked to identity changes within the community, as APL authors try to achieve international recognition by publishing abstracts in English as a Foreign Language. Since the APL research topic is the Portuguese language, the process mirrors the authors’ struggle between standard internationalization in English and individual stance in Portuguese.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Issues of textual hybridity in a major academic genre: PhD dissertations vs. research articles

O trabalho apresenta as propriedades partilhadas pelos planos de texto de teses de doutoramento e de artigos científicos. A análise combina conceitos do Interacionismo Sociodiscursivo (Bronckart, 1996) e da Teoria do Texto – parâmetro de género, mecanismo de realização textual e marcador de género (Coutinho e Miranda 2009). No corpus de 130 teses da Universidade de Coimbra (2003-2012) foram identificados quatro tipos de planos de texto: estruturação por tópicos, IMRDC, (Introdução–Metodologia–Resultados–Discussão–Conclusão), antológico e misto (Swales, 2004; Santos e Silva, aceite). Os textos evidenciam dois tipos de hibridismo: mistura e encaixe de géneros (Mäntynen & Shore, 2014). As teses de ciências sociais e humanas partilham a estruturação por tópicos com os artigos dessas áreas disciplinares. Nas teses de ciências de base experimental predominam planos IMRDC (idênticos aos dos artigos dessas áreas) e antológicos (que incluem os artigos já publicados/submetidos), evidenciando-se no segundo caso uma dupla relação de hibridismo. Consequentemente, questiona-se a delimitação entre os dois géneros, e conclui-se que os objetivos, o contexto institucional, a extensão e a etiquetagem metatextual poderão ser os únicos critérios distintivos entre a tese e o artigo científico.The paper presents a study on properties shared by text plans of PhD dissertations and research articles. The analysis combines concepts from the Interactionnisme Sociodiscursif (Bronckart, 1996), and Text Theory - genre parameter, textual realization device and genre marker (Coutinho & Miranda, 2009). In the 130 University of Coimbra PhD dissertations (2003-2012) corpus, there are four types of text plans: topic-based, IMRDC (Introduction – Methods – Results – Discussion – Conclusion), anthology and mixed plans (Swales, 2004; Santos & Silva, accepted). Texts show two types of hybridity: genre blending and genre embedding (Mäntynen & Shore, 2014). In Social Sciences and Humanities, topic-based plans share the typical structure of these areas research articles. IMRDC are dominant in Sciences PhD dissertations, as in these areas research articles. There are also anthology plans, which sustain a double relationship with research articles by repeating already published, accepted or submitted texts. These hybridity issues challenge the separation between genres. Pragmatic aims, institutional context, text length and metatextual genre label may thus be the only parameters that separate both genres.Trabalho financiado no âmbito do projeto UID/LIN/04887/2013 do CELGA-ILTEC por FCT.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Prevalência de sinais e sintomas de Disfunções Temporomandibulares em pacientes que se dirigem à consulta de Otorrinolaringologia

Projeto de Pós-Graduação/Dissertação apresentado à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Medicina DentáriaEsta dissertação de mestrado está subdividida em 2 partes distintas, a primeira, que diz respeito a uma revisão bibliográfica sobre a relação entre disfunções temporomandibulares (DTMs) e sintomas otológicos e, uma segunda parte, em que foi realizado um umestudo descritivo tranversal realizado numa população otológica O objetivo deste estudo foi determinar a prevalência de sinais e sintomas de Desordens Temporomandibulares (DTMs) em pacientes que se dirigem ao Médico Otorrinolaringologista, ou seja, verificar se existe uma relação entre sintomas otológicos como os zumbidos com sintomatologia na articulação temporomandibular (ATM). Para a realização deste trabalho de investigação, foi feita uma revisão da literatura, a qual foi efectuada através do motor de busca on-line Pubmed, b-On, Scielo, Medline e Lilacs, usando as palavras-chave: “temporomandibular disorders”; “ear and temporomandibular disorder”; “temporomandibular disorders and otological symptoms”; “tinnitus and temporomandibular disorder”; “vertigo and temporomandibular disorder” e “otalgia and temporomandibular disorders”. Os sintomas mais frequentes de DTMs nos pacientes observados foram os ruídos articulares e o bruxismo noturno, enquanto que o sinal mais frequente de DTMs encontrado na amostra foram os ruídos articulares. Nos pacientes com zumbidos, a faixa etária onde estes foram mais prevalentes foi dos 60-70 anos e o género feminino o mais afetado. No que diz respeito à distribuição de sintomas e sinais de DTMs como o bloqueio mandibular, os ruídos articulares, o bruxismo, dor nos maxilares de manhã, mordida desconfortável e, a nível do exame clínico, a dor na abertura máxima, lateralidade e protrusão e os ruídos articulares, estes foram mais prevalentes nos pacientes com queixas de zumbidos. This dissertation is divided into 2 separate parts, the first, which concerns a literature review about temporomandibular disorders (TMD) and otologic symptoms and a second part, an otologic population descriptive tranversal study. . The aim of this study was to determine the prevalence of signs and symptoms of temporomandibular disorders (TMD) in patients attending the ENT physician, and search whether there is a relationship between otologic symptoms such as tinnitus and symptoms in the temporomandibular joint (TMJ). To carry out this research work, we performed a literature review, which was performed by the online search engine Pubmed, b-On, SciELO, Lilacs and Medline, using the key words: ‘temporomandibular disorders’; ‘ear and temporomandibular disorder’, ‘temporomandibular disorders and Otological symptoms’; ‘tinnitus and temporomandibular disorder’, ‘vertigo and temporomandibular disorder’ and ‘otalgia and temporomandibular disorders’. The most common symptoms of TMD in the patients were joint sounds and night bruxism, while the most common sign of TMD found in the sample were joint sounds. In the patients with tinnitus, the age group where they were most prevalent was the 60-70 years and females were most affected. Regarding the distribution of symptoms and signs of TMD as mandibular blocking, joint sounds, bruxism, jaw pain in the morning, uncomfortable bite, and the level of clinical examination, pain at maximum opening, lateral and protrusive and joint sounds, these were more prevalent in patients complaining of tinnitus