The control of cardiomyocyte proliferation by Cerl2 protein

Tese de mestrado, Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019O desenvolvimento embrionário tem fascinado cientistas e filósofos desde a primeira descrição de Aristóteles sobre a fertilização e o desenvolvimento embrionário até à descoberta dos diferentes mecanismos genéticos e moleculares da atualidade. A Embriogénese é um mecanismo extremamente complexo que envolve interações temporais e espaciais entre milhares de células e moléculas. Começa com a fecundação de um oócito feminino por um espermatozoide masculino, que gera o zigoto. O zigoto sofre múltiplas divisões e rearranjos espaciais num processo chamado de gastrulação. As diferentes células diferenciam-se e especializam-se em três folhetos embrionários: endoderme, mesoderme e ectoderme. Estes vão sofrer rearranjos – morfogénese; e formar órgãos – organogénese; que eventualmente darão origem a um ser completo com capacidade de se reproduzir. Qualquer mínima falha neste processo pode desencadear uma cadeia de consequências, desde pequenas malformações até, em casos críticos, à inviabilidade do embrião e consequente morte. Os animais apresentam vários tipos de morfologia corporal, devido à formação de órgãos com várias funções e diferente posicionamento durante a embriogénese. Nos vertebrados, o coração é o primeiro órgão a ser formado para poder fornecer oxigénio e nutrientes essenciais ao embrião em desenvolvimento. Para a sua morfogénese, várias vias de sinalização moleculares necessitam de estar intimamente relacionadas entre si. Falhas neste processo levam ao surgimento de doenças cardíacas congénitas. Durante o desenvolvimento embrionário, são vários os mecanismos que determinam o correto posicionamento deste e de todos os outros órgãos através da origem sequencial dos três principais eixos: o Anterior-Posterior (A-P), o Dorso-Ventral (D-V) e o Esquerdo-Direito (E-D). Este último é responsável, entre outras coisas, pelo posicionamento do coração na caixa torácica e pela correta morfologia dos ventrículos e das aurículas. Uma das principais vias de sinalização nesta fase do desenvolvimento, é a do Nodal. Nodal é uma proteína secretada pertencente à superfamília de fatores de crescimento β (TGF-β) que medeia a diferenciação inicial da mesoderme e é fundamental para a formação da linha primitiva e do nó na futura parte posterior do embrião. A formação destas duas estruturas marca o início do desenvolvimento do eixo A-P e D-V. O nó é uma estrutura transiente que tem um papel organizacional na formação do terceiro eixo, o E-D. As células ciliadas deste organizador do nó criam um movimento de rotação unidirecional que provoca o deslocamento de Nodal para o lado esquerdo do nó, onde vai interagir com várias proteínas antagonistas que vão limitar a sua expressão à Placa Lateral Esquerda da Mesoderme (PLEM). Esta expressão assimétrica de Nodal será a primeira quebra na simetria do embrião e levará ao correto posicionamento e formação do primeiro órgão assimétrico, o coração. Qualquer mutação que afete os genes desta cascata de sinalização, poderá levar a defeitos de lateralidade. Com o objetivo de tentar compreender as patologias resultantes de anomalias na lateralidade presentes em humanos, foram desenvolvidos vários estudos e modelos animais, como ratinhos knockout para o gene Cerberus-like 2 (Cerl2). Cerl2 é uma proteína da família Cerberus/Dan conhecida por antagonizar moléculas da família TGF-β/Nodal. Em ratinho, Cerl2 é expresso assimetricamente nas células do lado direito do nó, onde a sua atividade modula o sinal de Nodal, restringindo-o à PLEM. A ausência da sua atividade antagonista causa uma sinalização anormal de Nodal no lado direito que desencadeia uma série de defeitos de lateralidade, tais como situs inversus (inversão da posição dos órgãos) e isomerismo (duplicação dos lados esquerdo ou direito). Um estudo no nosso grupo revelou que aproximadamente 40% dos ratinhos KO para Cerl2 apresentam vários defeitos de assimetria esquerda-direita. A maioria deve-se a problemas cardíacos, tais como falha na orientação do eixo cardíaco (looping randomizado), na formação do septo ventricular e auricular, transposição das grandes artérias e hipertrofia ventricular. Todos estes defeitos levam à inviabilidade do embrião ou morte à nascença. De forma a verificar independentemente qual seria o papel de Cerl2 na formação dos defeitos cardíacos, foram selecionados ratinhos que não apresentavam defeitos de assimetria. Verificou-se então que estes apresentavam um aumento significativo no miocárdio compacto da parede dos ventrículos, bem como uma redução do pico de velocidade da artéria pulmonar e uma diminuição do ritmo cardíaco em relação à população wild-type (WT). O aumento do miocárdio foi associado a uma maior proliferação dos cardiomiócitos devido à ocorrência de a um maior índice mitótico, evidenciado pelo aumento da expressão de uma proteína do ciclo celular. Este aumento verificou-se nos estádios embrionários 13 (E13), e 15 (E15) e pós-nascimento (P0). No entanto, a E15 o aumento foi menor, não sendo considerado estatisticamente significativo. A este aumento de proliferação foram também associados maiores níveis de pSMAD2 e β–catenina nuclear, sugerindo uma ação prolongada da sinalização TGF-β/Nodal e Wnt/β–catenina, das quais são intermediários. Sabe-se que estas vias estão associadas à proliferação de cardiomiócitos durante a cardiogénese e a sua inibição leva à diferenciação dos mesmos. Como tal, propomos que a ausência de Cerl2 desiniba estas vias e cause uma maior proliferação destas células ao longo do desenvolvimento do coração. Para tentarmos desvendar este mecanismo de ação do Cerl2 e verificarmos que a proliferação é independente de outras vias ou células fora do miocárdio compacto do coração, isolámos cardiomiócitos de corações de embriões de ratinhos Cerl2-/- e WT nos estádios E13 e E15. Os cardiomiócitos isolados foram divididos em três placas de cultura para serem fixados a diferentes pontos no tempo: 1, 4 e 7 dias após o respetivo isolamento. Este passo era fundamental pois, se os cardiomiócitos dos ratinhos Cerl2-/- de facto proliferassem mais em cultura em relação aos WT, era importante saber durante quanto tempo o conseguiam fazer e em que quantidade. Para podermos avaliar a taxa de proliferação recorremos à técnica de imunofluorescência. Para tal, usámos um marcador de cardiomiócitos – α-actinina sarcomérica (α-actinin); e um marcador de proliferação - Ki67. A taxa de proliferação foi feita dividindo o número de células que eram positivas para ambos os marcadores (α-Act+Ki67+) pelas que só eram positivas para α-actinin. Verificámos que in vitro, os cardiomiócitos dos ratinhos Cerl2-/- no estádio E13 apresentavam uma percentagem significativamente maior de proliferação do que os WT em todos os dias analisados. A maior diferença encontrada foi de 14.50%, em média, para o primeiro dia em cultura. No estádio E15 verificámos uma diminuição significativa na proliferação em relação ao estádio anterior. Dentro de E15, entre WT e Cerl2 KO verificámos uma diferença bastante significativa no primeiro dia. No entanto, não foram significativas nos restantes dias. Estes resultados estão de acordo com estudos anteriores. Cerl2 é expresso no coração até E13, o que corresponde à fase de maior índice mitótico encontrado. Em E15 os resultados também parecem sugerir haver uma diminuição na proliferação. Esta diminuição também se verifica in vivo, pois um dos picos de proliferação ao longo do desenvolvimento encontra-se entre E12-13. Verificamos que de facto há uma diferença na proliferação entre WT e Cerl2 KO E15 no primeiro dia em cultura, mas que deixa de ser significante nos dias a seguir. Os resultados parecem corroborar a hipótese de que Cerl2 é de facto o regulador das vias de sinalização da proliferação de cardiomiócitos e que a cascada de efeitos resultantes ainda é existente a E13. Estas vias serão possivelmente TGF-β/Nodal e Wnt/β-catenina como reportado anteriormente. A diminuição a E15 poderá ser explicada pela diminuição dos efeitos neste estádio do desenvolvimento que só é suficiente para manter a maior taxa de proliferação em um dia de cultura. De facto, sendo Cerl2 expresso no coração só até E13, é de esperar que outras sinalizações levem à redução dos efeitos das vias de sinalização anteriores. O estudo da proliferação de cardiomiócitos tem vindo a ser cada vez mais fundamental no desenvolvimento de soluções para doenças cardíacas. As doenças cardíacas são das principais causas de morte no mundo. O coração adulto é um órgão com pouca capacidade de regeneração. DAND5 é o homólogo humano de Cerl2 e foi recentemente associado a uma série de defeitos de assimetria em Portugal. Uma das pessoas portadoras de uma variação deste gene possui defeitos cardíacos. Esta descoberta poderá estar relacionada com os processos que levam aos defeitos cardíacos em ratinho. Esperamos que os resultados obtidos possam abrir caminho para possíveis métodos de proliferação de cardiomiócitos para usar em medicina regenerativa e compreensão de doenças congénitas humanas.Cerl2 is a protein of the Cerberus/Dan family known to antagonize molecules of the TGF-β/Nodal fam-ily. In mice, Cerl2 modulates Nodal signaling, contributing to the left-right asymmetry in the lateral mesoderm plate of the developing embryo. Knock-out mice (KO) for Cerl2 show several left-right asymmetry defects that lead to embryonic lethality or death at birth. These mice also show a significant increase of the compact myocardium wall of the left ventricle, even in mice without laterality defects, suggesting that Cerl2 has an important role in the developing heart. This increase is associated with a higher mitotic index and proliferation of cardiomyocytes. These cells show higher levels of pSMAD2 and nuclear β–catenin, suggesting an extended exposure of the TGF-β/Nodal and possibly Wnt/β–catenin signaling. These signaling pathways are associated to cardiomyocytes proliferation and its inhi-bition leads to their differentiation. As such, we propose that the absence of Cerl2 up-regulates these pathways and leads to an increase in cardiomyocyte proliferation in the developing heart. To better understand this Cerl2 mechanism and confirm that the proliferation is regulated in the heart cells, we isolated cardiomyocytes from Cerl2-/- and wild-type (WT) mice at stages E13 and E15. We verified that in culture, E13 cardiomyocytes show a significantly increase in proliferation when compared to WT in all the days analyzed. In stage E15 we also observe a decrease in proliferation compared to the previous stage, but significant differences between both types were only found at one day after culture. These results mirror former studies and demonstrate that the cells regulate their own proliferation. DAND5 is the human homologue of mouse Cerl2 and it has been also recently associated with several body-axis asymmetry defects in Portuguese patients. We hope these results can lead us to future methods of cardiomyocytes proliferation for regenerative medicine and understanding of heart diseases

A LEI 11.645/2008 E A QUESTÃO INDÍGENA NOS LIVROS DIDÁTICOS

Este artigo aborda a Lei 11.645/2008 e a questão indígena nos livros didáticos. O objetivo é analisar como três coleções de livros didáticos de história do Ensino Fundamental, que constam no Guia do Programa Nacional do Livro Didático (PNLD) de 2014, trabalham a temática indígena em textos, atividades e iconografias. Utilizamos como referencial teórico Bittencourt (2006; 2011), Pinsky (2009), Grupioni (1996), Ribeiro (2009), dentre outros. Desse modo, refletimos sobre os caminhos que se entrelaçam com lutas e conquistas destes povos durante anos, por seu reconhecimento e sua valorização homologada na legislação civil e educacional brasileira

Atividade antimicrobiana de uma mistura de dois isômeros de glicosídeos fenilpropanóides de Arrabidaea harleyi A.H. Gentry (Bignoniaceae)

Arrabidaea harleyi A.H. Gentry (Bignoniaceae) is an ornamental plant found in some regions of the Atlantic forest in Brazil. From its bark a mixture of verbascoside and isoverbascoside was isolated. This mixture was shown to be active againstStaphylococcus aureus, Micrococcus luteus, Bacillus subtilis, Bacillus mycoides, Enterecoccus faecalis, Escherichia coli, Serratia marcensisand Candida albicans. The minimal inhibitory concentration (MIC) was established by diffusion method.Arrabidaea harleyi A.H. Gentry (Bignoniaceae) é uma planta ornamental, encontrada em algumas regiões da Mata Atlântica do Brasil. A partir das cascas do caule foi isolada a mistura dos isômeros verbascosídeo e isoverbascosídeo. A mistura mostrou-se ativa frente a Staphylococcus aureus, Micrococcus luteus, Bacillus subtilis, Bacillus mycoides, Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Serratia marcensis e Candida albicans. Foi estabelecida a concentração mínima inibitória (CMI) através do método de difusão em meio sólido

Cluster headache and intracranial aneurysm

In the present study we describe the cases of two patients with cluster-like headache related to intracranial carotid artery aneurysm. One of these patients responded to verapamil prescription with headache resolution. In both cases the surgical clipping of the aneurysm resolved the cluster pain. These findings strongly suggest a pathophysiological link between the two conditions. The authors discuss the potential pathophysiological mechanisms underlying cluster-like headache due to intracranial carotid artery aneurysm

Síndrome do coração Pós-feriado: pacientes acometidos por arritmia cardíaca em detrimento do consumo exagerado de álcool: Post Holiday coração Syndrome: patients suffered by cardiac arrhythmia to the detriment of exaggerated alcohol consumption

INTRODUÇÃO: O álcool é conhecido por beneficiar o sistema cardiovascular com a ativação do sistema fibrinolítico, redução da agregação de plaquetas e aperfeiçoamento do perfil lipídico, entre outros mecanismos, quando consumido em doses moderadas. Todavia, seu uso de maneira abusiva culmina em patologias graves que podem evoluir para a morte, como a hipertensão arterial, a cardiomiopatia alcoólica, a arritmia cardíaca e até a “Síndrome do Coração Pós Feriado” ou do inglês, “Holiday Heart Syndrome”. OBJETIVOS: O presente estudo tem como objetivo delinear sobre a Síndrome do Coração Pós Feriado, transpassando por suas características clínicas, repercussões eletrofisiológicas, diagnóstico e manejo terapêutico. MATERIAIS E MÉTODOS: Dessa forma, o presente trabalho realizou uma revisão sistemática qualitativa, realizado no período entre julho e agosto de 2022, através de artigos das bases de dados Biblioteca Virtual em Saúde (BVS) e United States National Library of Medicine (PubMed). RESULTADOS E DISCUSSÃO: A interação do álcool no organismo está diretamente relacionada com o sistema nervoso autônomo do indivíduo, gerando um estado de desequilíbrio autonômico, assim há alterações elétricas, como acréscimo da frequência cardíaca, gerando um estado de taquicardia. A principal patologia encontrada em questão foi a taquicardia sinusal, sendo um tipo de arritmia e por conseguinte, notou-se a presença da fibrilação atrial, sendo o excesso no consumo de etanol é causador de aproximadamente 67% dos casos de emergências desta última enfermidade. CONCLUSÃO: Portanto, com base na literatura analisada, observou-se que a ingestão alcoólica aguda age retardando o sistema de condução cardíaco, atua no encurtamento do período refratário e o aumento da atividade simpática, além de aumentar os níveis de catecolaminas circulantes. Por fim, também se evidenciou uma associação entre álcool e fatores de risco, principalmente hipertensão e obesidade e essas patologias aumentam os episódios de fibrilação atrial

A Prática como lócus de Produção de Saberes: vozes de professores sobre formação inicial e práticas escolares cotidianas

The present article is an excerpt of a broader research, in which we investigate the knowledge and practices of teachers of basic education. The writing focuses on teaching practice, understanding it as an important locus of production and re-signification of knowledge. We analyzed the complexity of the knowledge of the professorial practice and how the everyday forges such knowledge. In this sense, the reflections that we bring in this writing, meet the perspective that sees teaching as a professional practice located, being the teacher an active subject and that resigns and intervenes in the actions of his profession, being, therefore, active subject of his practice. Through testimony of teachers of History of public secondary education in the city of Maranguape, in the state of Ceará, it was possible to verify that the daily making of the teaching profession constitutes an undeniable locus of formation for the definition of the professional identity of the teacher, revealing the gaps left by the initial formation, thus revealing the formative character of the practice of the act of teaching.El presente artículo es un extracto de una investigación más amplia, en la que investigamos los saberes y las prácticas de profesores de la educación básica. La escritura enfoca la práctica docente, entendiéndola como lócus importante de producción y resignificación de saberes. Analizamos la complejidad de los saberes de la práctica docente y cómo el cotidiano forja tales saberes. En este sentido, las reflexiones que traemos en esta escritura van al encuentro de la perspectiva que ve la docencia como una práctica profesional situada, siendo el profesor un sujeto activo y que resignifica e interviene en los hechos de su profesión, siendo, por lo tanto, sujeto activo de su práctica. Por medio de testimonios de profesores de Historia de la enseñanza media pública de la ciudad de Maranguape, en el estado de Ceará, ha sido posible aferir que el hacer diario del oficio docente constituye un lócus de formación incontestable para la definición de la identidad profesional docente, revelando las lagunas de la formación inicial, indicando, así, el carácter formador de la práctica del acto de enseñanza.The present article is an excerpt of a broader research, in which we investigate the knowledge and practices of teachers of basic education. The writing focuses on teaching practice, understanding it as an important locus of production and re-signification of knowledge. We analyzed the complexity of the knowledge of the professorial practice and how the everyday forges such knowledge. In this sense, the reflections that we bring in this writing, meet the perspective that sees teaching as a professional practice located, being the teacher an active subject and that resigns and intervenes in the actions of his profession, being, therefore, active subject of his practice. Through testimony of teachers of History of public secondary education in the city of Maranguape, in the state of Ceará, it was possible to verify that the daily making of the teaching profession constitutes an undeniable locus of formation for the definition of the professional identity of the teacher, revealing the gaps left by the initial formation, thus revealing the formative character of the practice of the act of teaching.O presente artigo é um excerto de uma pesquisa mais ampla, na qual investigamos os saberes e práticas de professores da educação básica. A escrita foca a prática docente, entendendo-a como lócus importante de produção e ressignificação de saberes. Analisamos a complexidade dos saberes da prática professoral e como o cotidiano forja tais saberes. Neste sentido, as reflexões que trazemos nesta escrita, vão ao encontro da perspectiva que vê a docência como uma prática profissional situada, sendo o professor um sujeito ativo e que ressignifica e intervém nos fazeres de sua profissão. Por meio de depoimentos de professores de História do ensino médio público da cidade de Maranguape, no estado do Ceará, foi possível aferir que o fazer diário do ofício docente constitui lócus de formação incontestável para a definição da identidade profissional docente, revelando as lacunas deixadas pela formação inicial, mostrando, assim, o caráter formador da prática do ato de ensinar.