Genetic deletion of adenosine A2a receptor in mice model of Alzheimer's disease: impact on synaptic plasticity

Tese de mestrado em Biologia Molecular e Genética, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2017A percentagem de população envelhecida a nível mundial está a aumentar consideravelmente. Com este aumento de população idosa, há também um aumento de doenças ligadas à idade avançada, tais como doenças cardiovasculares e neurodegenerativas. O envelhecimento é caracterizado pelo aumento de défices cognitivos assim como pelas alterações a nível da estrutura e funcionalidade do hipocampo, que apresenta um papel fundamental na memória. O envelhecimento e a doença de Alzheimer estão relacionados de forma direta, sendo que o envelhecimento é o maior fator de risco para a doença de Alzheimer. A doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa, sendo a forma de demência mais comum. É caracterizada pela presença de placas senis e novelos neurofibrilares. Atualmente, existem duas teorias que são globalmente aceites: a teoria da cascata β amiloide e a teoria da hiperfosforilação da proteína tau. De acordo com a teoria da cascata β amilóide, as placas senis são caracterizadas pela acumulação extracelular do péptido β amilóide (Aβ). Isto ocorre devido a falhas no processamento da proteína precursora amilóide (APP). Aβ é produzida nos indivíduos saudáveis. No entanto, sob certas circunstâncias, esta molécula agrega-se e leva ao desenvolvimento da doença de Alzheimer. Este processo ocorre quando duas enzimas proteolíticas atuam juntas, secretase-β e ϒ, reguladas por recetores acoplados à proteína G. Foram feitos vários estudos que suportam esta teoria nomeadamente estudos que mostram que a acumulação de Aβ é a causa primária da AD e que a progressão da doença, incluindo a formação de novelos de tau, é devida às alterações na Aβ. A maior objeção a esta teoria é que o número de depósitos de Aβ não é proporcional ao grau de défices cognitivos. Segundo a teoria da hiperfosforilação da proteína tau, os novelos neurofibrilares são formados devido à acumulação da proteína tau nos neurónios. Tau é uma proteína neuronal presente nos axónios e é essencial para a organização e dinâmica dos microtúbulos. Alterações na fosforilação desta proteína levam à sua agregação. Quando a proteína tau se torna hiperfosforilada, separa-se dos microtúbulos, agrega-se e forma os novelos de proteína tau. Existem vários modelos animais da DA que podem ser usados para estudar as duas teorias supramencionadas assim como alterações na transmissão sináptica e comportamentais. Os dois modelos de ratinhos usados neste trabalho foram: APP/PS1 e THY-Tau22. Ratinhos APP (apresentam APP sobre-expresso com mutação em um ou mais locais) foram cruzados com ratinhos PS1 (sobre-expressam o gene humano presenilina–PS1 que está envolvido no processamento da APP) a fim de obter ratinhos transgénicos APP/PS1 [7]. Ratinhos APP/PS1 apresentam um aumento de Aβ com os primeiros depósitos observados aos 5 meses. Este modelo animal é uma ferramenta fundamental para estudar o impacto da acumulação da proteína Aβ nos défices de memória. Ratinhos THY-Tau22 são um modelo animal para agregação da proteína tau presente na DA assim como em taupatias. Este modelo animal apresenta a proteína tau hiperfosforilada com progressão associada à idade: leve aos 3 meses e severa aos 7 meses. Este modelo é fundamental para estudar a correlação da presença da proteína tau com a DA. Adenosina é um neuromodulador muito importante responsável por diversos processos tanto a nível fisiológico como patológico. É uma molécula sinalizadora extracelular que influencia a transmissão sináptica. Quando esta molécula se liga a recetores acoplados a proteína G pode atuar a nível pré-sináptico (inibindo ou facilitando a libertação de neurotransmissores) ou a nível pós-sináptico (afetando a ação de recetores). Quando a molécula de adenosina se encontra na membrana celular pode ativar quatro subtipos de recetores acoplados à proteína-G: A1, A2A, A2B e A3; apresentando maior afinidade para os recetores A1, e A2A. Os receptores A1 são mais abundantes no cérebro, são responsáveis pela diminuição da libertação de glutamato tendo um papel de neuroprotecção. Os recetores A2A estão localizados nas sinapses, sendo considerados recetores excitatórios na medida em que facilitam a libertação de neurotransmissores. Durante o processo de envelhecimento há um aumento da expressão do recetor de Adenosina A2A (A2AR) nas zonas corticais, estando este associado ao aumento dos défices cognitivos. Os A2AR apresentam um papel importante para a presença de danos sinápticos e cognitivos presentes na população envelhecida e nos doentes de Alzheimer. O bloqueio destes receptores ou a sua deleção previne alguns dos fenótipos da doença de Alzheimer, nomeadamente défices na LTD, toxicidade sináptica e neuroinflamação, em modelos animais. A cafeína é a droga psicoativa mais usada no mundo sendo capaz de interagir com neurotransmissores em diferentes partes do cérebro e funcionando como um antagonista não específico dos receptores A2A. Dados epidemiológicos mostram que o consumo de cafeína atrasa o aparecimento de demência, reduz o risco de Alzheimer e atrasa o aparecimento de défices cognitivos em adultos de idade avançada. O hipocampo é uma estrutura localizada no cérebro humano responsável pela consolidação de memória e aprendizagem. Esta estrutura é considerada um bom exemplo de estudo da plasticidade neuronal através da potenciação de longa duração (LTP) e depressão de longa duração (LTD), que são fundamentais para aprendizagem e memória. A LTP consiste num aumento na transmissão sináptica e a LTD numa diminuição. Ambos são considerados como bons mecanismos de estudo do armazenamento de memória e podem ser induzidos artificialmente através de certos protocolos de estimulação eléctrica. Alterações na LTP e LTD no hipocampo foram descritos de estarem presentes em modelos de ratinho da doença de Alzheimer. O nosso objectivo com este trabalho foi comparar o impacto da deleção com o bloqueio farmacológico do receptor A2A nos modelos de Alzheimer (APP/PS1 e THY-Tau22) na potenciação de longa duração (LTP) e depressão de longa duração (LTD). Para isso, registamos potenciais excitatórios pós-sinápticos de campo (fEPSP) a partir da zona Schaffer collaterals – CA1 das fatias de hipocampo de dois grupos de animais transgénicos, modelos da doença de Alzheimer - APP/PS1 e THY-Tau22. No que diz respeito aos ratinhos APP/PS1, usamos 4 grupos diferentes de animais com 11-12 meses de idade que foram previamente submetidos a testes comportamentais. Os 4 grupos são: wild type (WT), A2A deletado (A2AR-/-), transgénico (APP/PS1) e transgénico com A2AR deletado (APP PS1/A2AR-/-). Induzimos LTP usando os protocolos de estímulos de alta frequência (HFS) (4 trains de 100Hz) e theta (TBS) (10 trains de 4 pulsos) e também a curva input/output (I/O) de forma a avaliar alterações na plasticidade sináptica. A partir dos resultados obtidos, conseguimos ver que em resposta ao estímulo TBS, o declive fEPSP era menor no grupo transgenico APP/PS1 comparativamente ao WT. Vimos também que este grupo, no que diz respeito à I/O, apresentou também um défice apresentando um declive da fEPSP menor para a mesma intensidade de estímulo. Não observámos nenhum efeito de reversão significativo da deleção dos A2AR nas respostas anteriormente mencionadas. Para além da LTP foi também induzida LTD usando estímulos de baixa frequência (3 trains de 1200 pulsos, 2Hz, 10 minutos de intervalo) de forma a estudar alterações na plasticidade sináptica. Conseguimos observar que ratinhos APP/PS1 apresentam alterações no declive da fEPSP, apresentando potenciação quando induzidos por estímulos de baixa frequência. Sob este estímulo, tanto o antagonista específico dos A2AR (SCH-58261) como a deleção dos A2AR reverteram a potenciação observada nos ratinhos transgénicos. No entanto, quando foi usado o antagonista específico, este reverteu totalmente a potenciação, apresentando novamente uma depressão similar à observada nos ratinhos WT. No que diz respeito aos ratinhos transgénicos THY-Tau22, usámos um protocolo de indução de LTD (3 trains de 1200 pulsos, 2Hz, 10 minutos de intervalo). Verificou-se que estes ratinhos transgénicos apresentam uma potenciação quando induzidos por um estímulo de baixa frequência. Quando o antagonista específico SCH-58261 foi adicionado verificou-se que este reverteu a potenciação observada nos THY-Tau22. Em suma, ratinhos transgénicos APP/PS1 apresentaram uma diminuição na LTP, que está associada aos défices de memória observados nos pacientes de Alzheimer. No entanto a deleção do receptor A2AR não melhorou ou reverteu estes danos na LTP induzidos por estímulos de frequência theta especificamente. No que diz respeito à LTD, conseguimos verificar que tanto o bloqueio dos A2AR como a sua deleção reverte a alteração na transmissão sináptica observada neste modelo, sendo que o bloqueio foi mais eficiente. Quanto aos ratinhos THY-Tau22, podemos verificar que estes apresentam uma alteração na LTD e que esta é revertida totalmente quando adicionamos o antagonista específico SCH-58261. Estes resultados parecem sugerir que a LTD é mais sensível a alterações induzidas pelo receptor A2A presente na sinapse Schaffer collaterals – CA1 do hipocampo. Mais estudos são necessários para se perceber o mecanismo subjacente a estas alterações.Aging is a process characterized by cognitive decline, structural and functional alterations in the hippocampus, being the main risk for Alzheimer’s disease (AD). During the aging process, there is an upsurge of adenosine A2A receptor (A2AR) expression in cortical areas which is associated to cognitive defects. A2AR are G-protein coupledreceptors that have an important role in the establishment of synaptic/cognitive impairments throughout ageing and in neurodegeneration, particularly in AD. Blockade of A2AR or genetic deletion prevents some of the AD phenotypes in animal models; namely LTD defects, synaptic toxicity or neuroinflammation. Our main goal was to compare genetic deletion and pharmacological blockade of A2A receptor as a driving force to Alzheimer’s disease, performing a knockout of A2AR in an APP/PS1 and blocking A2AR in THY-Tau22 transgenic AD mice model and to assess changes in synaptic plasticity and basal transmission. We recorded field excitatory postsynaptic potentials (fEPSP) from Schaffer collaterals - CA1 hippocampal synapse from the two AD mice model. Regarding APP/PS1 mice, we used 4 groups of mice previously subjected to cognitive testing: wild type (WT), A2A receptor knockout (A2AR-/-), APP/PS1 (APP/PS1) and APP/PS1 x A2A receptor KO (APP/PS1/A2AR -/-).We elicited LTP using theta burst stimulus (TBS) (10 trains of 4 pulses, 100Hz) and assessed input/output (I/O) response to evaluate changes in synaptic plasticity. We observed that in response to TBS, the fEPSP slope was decreased in APP/PS1 mice compared to WT. This group also showed a shift to the right in the I/O curve. We could not observe any significant effect of knocking-out A2AR in those responses. We also elicited LTD using a LFS protocol (3 trains of 1200 pulses, 2Hz, 10 minutes interval). We observed that APP/PS1 transgenic mice showed a LTD-to-LTP shift. When A2AR was deleted on APP/PS1 mice model, the potentiation observed was abolish, but LTD was not restored. However, when we applied the selective A2AR antagonist, SCH-58261, to the slices of APP/PS1 mice, LTD impairment observed was fully rescued. Concerning THY-Tau22 mice we elicited LTD (3 trains of 1200 pulses, 2Hz, 10 minutes interval). We observed that fEPSP slope was increased in THY-Tau22, showing a potentiation in response to a low frequency stimulus. When SCH-58261 (A2AR antagonist) was infused in the electrophysiology chamber, the LTD impairment was reverted. Altogether, APP PS1 transgenic mice show LTP impairments, which are correlated with memory changes, as observed in AD. However, the deletion of A2AR did not improve or reverse LTP induced by this particular stimulation protocol. THY-Tau22 transgenic mice show LTD impairment and SCH-58621 rescued LTD impairment in THY-Tau22 mice. Hence, the A2AR effects in CA3-CA1 synapse in the hippocampus are more significant in LTD which may give more clues to the molecular mechanism to be explored in the future

Comportamento social e tipo de jogo no espaço de recreio escolar exterior: um estudo de caso com crianças do 1º CEB

Mestrado em em Educação Pré-Escolar e Ensino do 1.º Ciclo do Ensino BásicoO presente relatório de estágio foi elaborado no âmbito da Unidade Curricular Prática Pedagógica Supervisionda do Mestrado Educação Pré-Escolar e Ensino do 1.º Ciclo do Ensino Básico e pretende compreender as interações das crianças com o espaço de recreio escolar exterior, em situação de jogo livre, antes e após intervenção no espaço. Para compreender a forma como as crianças percepcionam o espaço de recreio, o estudo desenvolvido tem como quadro conceptual a Teoria da Percepção Ecológica de Gibson. A técnica de recolha de dados selecionada foi a observação naturalista, direta, não participante. O estudo compreendeu duas fases: a primeira, designada “sem intervenção”, caracteriza-se pela observação das interações das crianças no recreio escolar exterior sem intervenção no espaço; a segunda fase é caracterizada pela observação das interações das crianças no recreio escolar exterior após intervenção no espaço – introdução de recursos materiais soltos. Efetuaram-se 3 observações por criança e em cada fase, tendo-se recorrido à videogravação. Em ambas as fases, o estudo teve como participantes quatro crianças, duas raparigas e dois rapazes, alunos do 1.º CEB de um Centro Escolar da região de Ílhavo. Na análise dos dados recorreu-se à análise do conteúdo, de acordo com as categorias Comportamento Social, Tipos de Jogo e recursos materiais e equipamentos, tendo sido utilizado o programa informático WebQDA. Os resultados indicam um aumento considerável do número de interações após intervenção no espaço nas categorias Comportamento Social e Tipo de Jogo. Relativamente à categoria Comportamento Social, os resultados evidenciam que o Comportamento Associativo surge com valores mais elevados em ambas as fases do estudo – sem e com intervenção. Após intervenção os Comportamentos de Conflito são inexistentes e, o Diálogo com crianças diminui. Quanto ao Tipo de Jogo, verifica-se que após intervenção no espaço, os jogos de Atividade Física e o Comportamento de Diálogo/Conversa Ativa diminuem e os Jogos Construtivo e Exploratório surgem com um valor mais elevado. Através dos resultados, considera-se que o espaço de recreio escolar exterior, após a intervenção, apresenta-se mais diversificado no que diz respeito ao material disponível, permitindo às crianças a perceção de mais oportunidades de ação, contribuindo para resposta mais adequada às necessidades e interesses de cada criança, designadamente a diminuição dos Comportamentos de Conflito.The present report has been prepared within of Supervised Pedagogical Practice of master’s degree course of pre-school education and teaching of the 1.º Cycle of Basic Education and seeks to understand the interactions of children with the school playground outdoor, during free play, before and after intervention in space. To understand how children perceive the space of school playground, the study has as conceptual framework the Theory of Ecological Perception of Gibson. The selected data collection technique was naturalist, direct observation, non-participant. The study comprised two phases: the first, called "without intervention", is characterized by observing the interactions of children’s on the playground outside school without intervention in space; the second stage is characterized by observing the interactions of children's on the school playground outdoor after intervention in space-introduction of loose material resources. Three observations were made per child and at each stage, having resorted to the videotape. In both phases, the study participants had four children, two girls and two boys, students of the 1.º Cycle of Basic Education of a School in the region of Ílhavo. In the analysis of the data were used in the analysis of the content, in accordance with the categories Social Behavior, play types and material resources and equipment, having been used the computer program WebQDA. The results indicate a considerable increase in the number of interactions after intervention in space in Social behavior and play type. In category Social Behavior, the results show that the Associative Behavior comes with higher values in both phases of the study – with and without intervention. After the intervention of Conflict Behaviors are nonexistent and the Dialogue with Children decreases. As for the type of play it turns out that after intervention in space, Physical Activity and behavior of Dialogue/Conversation Active decrease and the Constructive and Exploratory Play emerge with a higher value. Through the results, it is considered that the school playground outdoor, after the intervention, it presents more diverse with respect to the material available, allowing children the lack of more opportunities for action, contributing to the most appropriate response to the needs and interests of each child, in particular the reduction of Conflict Behaviors

O nexo água-energia-alimento na operação de sistemas hidrotérmicos: estudo de caso da bacia do Rio São Francisco

The water-energy-food nexus offers an approach that reduces trade-offs and creates synergies across the related sectors. Hydroelectricity dominates the national electricity mix. However, water is also a key resource for the agricultural sector, which in turn depends heavily on energy. This work evaluated the nexus in the scope of the operation of the National Interconnected System, having as a case study the São Francisco river basin. Through the use of three models, namely agricultural model, SMAP rainfallrunoff model and SDDP dispatch model, this work concludes that the representation of irrigation that varies with the climate, compared to the usual approach of constant seasonality, brings greater probability of economic losses for the power sector. The recent drought and water use constrain in the basin point to the need for more tools related to integrated planning to support decision making.O nexo água-energia-alimento oferece uma abordagem que cria sinergias e reduz os desequilíbrios nas trocas entre os setores envolvidos. A hidroeletricidade domina a matriz elétrica nacional. Porém, a água também é um recurso fundamental para o setor agrícola, que por sua vez depende muito de energia. Este trabalho avaliou o nexo no âmbito da operação do Sistema Interligado Nacional, tendo como estudo de caso a bacia do rio São Francisco. Através do uso de três modelos: modelo agrícola, modelo chuvavazão SMAP e modelo de despacho SDDP, conclui-se que a representação da irrigação variando com o clima, em comparação com a usual abordagem de sazonalidade constante, traz maior probabilidade de prejuízos econômicos para o setor elétrico. A seca e as restrições de uso de água recentes na bacia apontam para a necessidade de mais ferramentas de planejamento integrado para embasar as tomadas de decisão

Congelar, derreter e quebrar : o estado de presença do corpo em movimento

Esta dissertação é o resultado da pesquisa sobre a participação dos conceitos "congelar", "derreter" e "quebrar" na metodologia poética empregada para a criação de videoperformances e pinturas produzidas entre 2020 e 2022. É analisada a contribuição destes conceitos para a produção de presença do que se define como corpo performático. A pesquisa busca entender o que é que as ações de congelar, derreter e quebrar representam no processo de criação e execução dos vídeos e pinturas estudados, e de que forma o entendimento desses conceitos se reflete nos trabalhos e move a elaboração dos mesmos. Sendo estes conceitos relacionados ao meu corpo (como ações que o próprio corpo realiza ou que ocorrem sobre ele, afetando-o tanto materialmente como conceitualmente), interrogo: como emergem os conceitos de performance e de presença em minha poética e como se dá o vínculo desses conceitos com as ações de congelar, derreter e quebrar? Busca-se desenvolver esses três conceitos que, ao atravessarem o corpo produzindo o estado de presença, estabelecem metáforas para relações sociais e afetivas em diálogo com outros artistas, autores e obras das artes visuais, literatura e cinema.This dissertation is the result of research on the concepts "freeze", "melt" and "break", applied in the poetic methodology used to create videoperformances and paintings produced between 2020 and 2022.. The contribution of these concepts to the production of the presence of what is defined as a performative body is analyzed. The research seeks to understand what the actions of freezing, melting, and breaking represent in the process of creating and executing the studied videos and paintings, and how the understanding of these concepts is reflected in the works and drives their elaboration. As these concepts are related to my body (as actions that the body itself performs or that occur on it, affecting it both materially and conceptually), I question: how do the concepts of performance and presence emerge in my poetics and how is the link between these concepts and the actions of freezing, melting, and breaking established? The aim is to develop these three concepts that, by crossing the body and producing the state of presence, establish metaphors for social and affective relationships in dialogue with other artists, authors, and works of visual arts, literature, and cinema

Gestor PPG: Sistema auxiliar de gestão de programas de pós-graduação

Orientadora: Rafaela Mantovani FontanaTrabalho (Graduação) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Educação Profissional e Tecnológica, Curso Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas

“Agora eu Deito e Durmo Tranquilo”: cartografia de uma rede afetiva

The Palmas Que Te Acolhe is a service that composes the homeless population care network of the municipality of Palmas, Tocantins, it’s based on the Housing First model that proposes to guarantee access to the rights package (housing, food, work and income, culture and leisure) to homeless people and users of alcohol and other drugs. The objective of this qualitative work, supported by cartographic inspirations, is to understand which ways of life are produced in the experience of Palmas Que Te Acolhe, and how these ways of being and living are based on the street experience. The research process valued the perception of the beneficiaries and workers who are in the project, as well as the researcher's, narrating the encounters performed in this network of relationships and how they are articulated. Thirteen interviews were conducted with beneficiaries and workers, with an average duration of 30 (thirty) minutes, from a semi-structured script, in addition to the Field Diaries to capture the sensations and perceptions produced in this trajectory. Palmas Que Te Acolhe has been contextualized in this paper as a care device based on the Housing First model grounded on the Harm Reduction paradigm.O Palmas Que Te Acolhe é um serviço que compõem a rede de atenção à população em situação de rua do município de Palmas, Tocantins, baseado no modelo de Housing First que propõe garantir o acesso ao pacote de direitos (moradia, alimentação, trabalho e renda, cultura e lazer) às pessoas em situação de rua e usuários de álcool e outras drogas. O objetivo desse trabalho, de caráter qualitativo e sustentado por inspirações cartográficas, é compreender quais os modos de vida são produzidos na experiência do Palmas Que Te Acolhe, e como esses modos de ser e de viver se configuram a partir da experiência da/na rua. O processo de pesquisa valorizou a percepção dos beneficiários e trabalhadores que compõem o projeto, bem como da pesquisadora, narrando os encontros tecidos nessa rede de relações e como se articulam. Foram realizadas treze entrevistas com beneficiários e trabalhadores, com duração média de 30 (trinta) minutos, a partir de um roteiro semiestruturado, além dos Diários de Campo a fim de captar as sensações e percepções produzidas nessa trajetória. O PQTA foi contextualizado, nesse trabalho, como um dispositivo de cuidado baseado no modelo Housing First embasado no paradigma da Redução de Danos

Avaliação da atividade antibacteriana de fungos do filo Ascomycota e Basidiomycota sobre Staphylococcus aureus e Escherichia coli

TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Biológicas. Biologia.Os integrantes do Reino Fungi podem ser maléficos ou benéficos dependendo do tipo de associação que exercem com outros organismos. Compreende-se que os fungos são responsáveis por uma elevada razão de infecções em humanos, animais e plantas, com impactos consideráveis na economia. A alta taxa de metabólitos secundários produzidos pelos basidiomicetos destacou a atenção para novos estudos relacionados à produção de compostos antimicrobianos por esses fungos. Neste trabalho foram avaliados 31 isolados de fungos basidiomicetos e ascomicetos quanto a sua atividade antibacteriana contra Staphylococcus aureus e Escherichia coli. Porções dos fungos crescidos em cultura (MNM) foram extraídos na forma de discos micelianos ou via extração (difusão) com solução salina e testados quanto a sua atividade antibacteriana sobre S. aureus e E. coli. Somente dois isolados fúngicos (Pycnoporus sanguineus e Pisolithus microcarpus) apresentam atividade antibacteriana, e somente contra S. aureus. Os testes também demonstraram que somente o método de difusão a partir dos discos exerceu influência sobre o desenvolvimento bacteriano.Members of the Kingdom Fungi can be harmful or beneficial depending on the type of association with other entities. It is understood that the fungi are responsible for a high rate of infections in humans, animals and plants, with considerable economical importance. Moreover, it is well known that fungi play an extremely important role in the environment and on the food web chain, since they are the causative agents of degradation of organic matter and, therefore, promote the recycling of vital elements. Currently, the high rates of secondary metabolites produced by basidiomycetes, popularly known as mushrooms, called the attention to new studies related to the production of antimicrobial compounds by these fungi. In this work, we tested 31 basidiomycetes and ascomycetes to determine their antimicrobial ability against two bacterial strains classified as Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Portions of fungi grown in culture (MNM) were extracted as discs or extraction mycelian (diffusion) with saline and tested for their antibacterial activity against S. aureus and E. coli. Only two fungal isolates (Pycnoporus sanguineus and Pisolithus microcarpus) have antibacterial activity, and only against S. aureus. The tests also demonstrated that only the method by diffusion from the disks have any influence on bacterial growth

Atividade biológica do fungo Pisolithus microcarpus

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2015A grande diversidade de metabólitos secundários produzidos por basidiomicetos, especialmente aqueles cultivados in vitro, tem ampliado o campo da biotecnologia visando à produção de compostos antimicrobianos. O objetivo desse estudo foi analisar os extratos de isolados do fungo Pisolithus microcarpus (Cooke e Massee) G. Cunn. coletados em duas áreas distintas (degradada pela exploração de carvão e não degradada) quanto a sua capacidade de inibir o crescimento de bactérias potencialmente patogênicas. Inicialmente os fungos foram cultivados em meio Merlin Norkrans Modificado (MNM) durante o período de 30 dias. Após verificado crescimento, foi feita a extração metanólica do micélio e do meio de cultura. O solvente foi evaporado utilizando evaporador rotatório e o extrato resultante foi particionado com acetato de etila e butanol. Os ensaios de difusão em disco foram feitos utilizando os extratos metanólicos e as frações frente a seis estirpes bacterianas: Staphylococcus aureus (ATCC 25923 e ATCC 6538P), Escherichia coli (ATCC 25922 e ATCC 8739), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) e Enterococcus faecalis (ATCC 29212). As placas foram incubadas a 37 ºC por 24 h e a atividade antibacteriana determinada pela formação de halos de inibição no entorno dos discos. Um dos isolados coletado na região carbonífera de Santa Catarina demonstrou atividade antibacteriana frente à S. aureus, pela formação de halos de 18 mm de diâmetro e frente à P. aeruginosa, com halos de 17 mm de diâmetro. Para a separação dos compostos presentes nas frações ativas foi realizada cromatografia em camada delgada, utilizando diversos sistemas de solventes. A análise qualitativa de alcaloides, flavonoides e esteroides indicaram a presença de flavonoides nos extratos, enquanto a análise quantitativa de fenólicos, flavonoides, DPPH e potencial redutor demonstrou a baixa capacidade antioxidante do fungo. Os espectros de ressonância magnética nuclear e de infravermelho demostraram que a fração acetato de etila contém hidrocarbonetos aromáticos, aldeídos e hidrogênios ligados a carbonos e oxigênios, características indicadoras de triterpenos. Os resultados indicam que novos estudos devem ser realizados a fim de identificar esses compostos visando potenciais aplicações biotecnológicas.Abstract : The great diversity of secondary metabolites produced by basidiomycetes, especially those cultivated in vitro, has opened a broad biotechnological field aiming at the production of antimicrobial compounds. The aim of this study was to analyze the extracts from isolates of the fungus Pisolithus microcarpus (Cooke e Massee) G. Cunn. collected from two distinct areas (coal-mined degrades and non-degraded), for their ability to reduce the growth of potentially pathogenic bacteria. The fungi were initially grown in modified Merlin Norkrans Medium (MNM) during 30 days. After significant growth, a methanolic extraction of the mycelium was performed. The solvent was evaporated using a rotatory evaporator and the resulting extract partitioned using ethyl-acetate and butanol. A disk diffusion assay was performed against six bacterial isolates using the methanolic extracts and fractions: Staphylococcus aureus (ATCC 25923 and ATCC 6538P), Escherichia coli (ATCC 25922 and ATCC 8739), Pseudomonas aeruginosa (ATCC 27853) and Enterococcus faecalis (ATCC 29212). Assay plates were incubated at 37 ºC during 24 h. The antibacterial activity was determined through the formation of inhibition zones around the discs. One isolate collected from the coalfields of Santa Catarina showeed antibacterial activity by forming inhibition zones (18 mm) for S. aureus, and (17 mm) for P. aeruginosa. Thin-layer chromatography was performed with different solvents in order to separate compounds present in the active fractions. Qualitative analysis of alkaloids, flavonoids and steroids indicated the presence of flavonoids in the extracts. Qualitative analyses of phenolics, flavonoids, DPPH and reducing potential showed a low antioxidant activity for the fungus. Nuclear magnetic resonance spectra and infrared spectroscopy showed that the ethyl acetate fraction contains aromatic hydrocarbons, aldehydes and hydrogens attached to carbons and oxygens, an indicator feature of triterpenes. The results indicate that further studies should be conducted to identify these compounds, targeting at future biotechnological applications

Digitalization of musculoskeletal risk assessment in a robotic-assisted assembly workstation

The ergonomic assessment of adopted working postures is essential for avoiding musculoskeletal risk factors in manufacturing contexts. Several observational methods based on external analyst observations are available; however, they are relatively subjective and suffer low repeatability. Over the past decade, the digitalization of this assessment has received high research interest. Robotic applications have the potential to lighten workers’ workload and improve working conditions. Therefore, this work presents a musculoskeletal risk assessment before and after robotic implementation in an assembly workstation. We also emphasize the importance of using novel and non-intrusive technologies for musculoskeletal risk assessment. A kinematic study was conducted using inertial motion units (IMU) in a convenience sample of two workers during their normal performance of assembly work cycles. The musculoskeletal risk was estimated according to a semi-automated solution, called the Rapid Upper Limb Assessment (RULA) report. Based on previous musculoskeletal problems reported by the company, the assessment centered on the kinematic analysis of functional wrist movements (flexion/extension, ulnar/radial deviation, and pronation/supination). The results of the RULA report showed a reduction in musculoskeletal risk using robotic-assisted assembly. Regarding the kinematic analysis of the wrist during robotic-assisted tasks, a significant posture improvement of 20–45% was registered (considering the angular deviations relative to the neutral wrist position). The results obtained by direct measurements simultaneously reflect the workload and individual characteristics. The current study highlights the importance of an in-field instrumented assessment of musculoskeletal risk and the limitations of the system applied (e.g., unsuitable for tracking the motion of small joints, such as the fingers)