University of Beira Interior
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Novas Tecnologias de Comunicação entre Satélites e Aeronaves sob Condições Meteorológicas
No full textEsta dissertação de mestrado analisa e avalia o efeito das condições meteorológicas
desfavoráveis na comunicação entre satélites de órbita baixa (LEO), como os
pertencentes à constelação Starlink, e um avião comercial durante um voo transatlântico,
partindo do Aeroporto Internacional de Lisboa (LIS) e aterrissando no Aeroporto
Internacional do Rio de Janeiro (GIG). A interação ocorre na faixa Ku e emprega
parâmetros da tecnologia 5G-NR. A pesquisa examina o impacto de fenômenos
atmosféricos, como chuva, neblina, nuvens, cintilação ionosférica e troposférica, na
qualidade do sinal nas ligações ascendente e descendente. Por meio de simulações
minuciosas executadas no Ansys STK, constatou-se que tais condições climáticas afetam
negativamente a relação sinal-ruído (C/N e C/No), intensificam a atenuação do sinal e
elevam a taxa de erro de bits (BER), prejudicando a estabilidade da comunicação.
Contudo, as simulações, considerando 177 pontos para a modelação da trajetória do
avião entre Lisboa e Rio de Janeiro, também revelaram que a BER se aprimora à medida
que o sistema se ajusta às mudanças, nomeadamente da influência da variação dos
aspetos climáticos e do handover. A avaliação realizada confirma que a eficácia,
confiabilidade e durabilidade das comunicações via satélite é influenciada por
fenômenos atmosféricos. O estudo ressalta a importância de adotar estratégias de
mitigação efetivas, como algoritmos adaptativos de controlo de potência, para ajustar
dinamicamente a potência de emissão, e ligações redundantes, com o objetivo de
aumentar a resiliência dos sistemas de comunicação em situações de intensas mudanças
climáticas, para assegurar a continuidade e a fiabilidade da comunicação por satélite,
particularmente em cenários críticos como a gestão do tráfego aéreo e em tecnologias
emergentes, como eVTOL e Mobilidade Aérea Urbana. Também poderão ser benéficos
métodos de introdução da diversidade em frequência, como a combinação de bandas Ka
e Ku, e a modelação dinâmica, em tempo real, dos fenómenos atmosféricos.This master's thesis analyzes and evaluates the effect of unfavorable weather conditions
on communication between low earth orbit (LEO) satellites, such as those belonging to
the Starlink constellation, and a commercial airliner during a transatlantic flight,
departing from Lisbon International Airport (LIS) and landing at Rio de Janeiro
International Airport (GIG). The interaction takes place in the Ku band and uses 5G-NR
technology parameters. The research examines the impact of atmospheric phenomena,
such as rain, fog, clouds, ionospheric and tropospheric scintillation, on signal quality in
the uplink and downlink. Through detailed simulations carried out in Ansys STK, it was
found that such weather conditions negatively affect the signal-to-noise ratio (C/N and
C/No), intensify signal attenuation and increase the bit error rate (BER), jeopardizing
communication stability. However, by considering 177 points to model the trajectory of
the airplane between Lisbon and Rio Janeiro, the simulations also revealed that the BER
improves as the system adjusts to changes, namely to the influence of the variation
aspects of climate and handover. The evaluation confirms that the quality of
effectiveness, reliability and durability of satellite communications is highly susceptible
to atmospheric phenomena. The study highlights the importance of adopting effective
mitigation strategies, such as adaptive power control algorithms, to dynamically adjust
emission power, and redundant links, with the aim of increasing the resilience of
communication systems in situations of intense climate change, to ensure the continuity
and reliability of satellite communication, particularly in critical scenarios such as air
traffic management and emerging technologies such as eVTOL and Urban Air Mobility.
Methods for introducing frequency diversity, such as the combination of Ka and Ku
bands, and real-time dynamic modeling of atmospheric phenomena could also be
beneficial
Aplicação de Ferramentas Lean na Indústria de Confeções
No full textAo longo das últimas décadas, a competitividade entre setores aumentou, forçando as
empresas a adaptarem-se rapidamente aos novos modelos de produção. Desta forma, existe
a necessidade de as empresas investirem na eficiência dos processos. Assim, os produtores,
incluindo a indústria de confeções de vestuário, estão cada vez mais interessados em adotar
a produção Lean, face aos seus benefícios, nomeadamente a eliminação de desperdícios e
aumento da produtividade.
O objetivo principal do Estágio consistiu na otimização de uma linha de produção,
nomeadamente na secção de corte e termocolagem, através da implementação de
ferramentas Lean, de modo a tornar mais eficiente o sistema de produção de uma indústria
de confeção de vestuário masculino. Assim, o Relatório de Estágio serve como
demonstração da aplicabilidade das ferramentas Lean propostas.
Para alcançar este objetivo realizou-se uma revisão bibliográfica sobre as temáticas em
estudo. Através dos 5 porquês e Gemba Walks, foram identificadas ineficiências na linha de
produção, nomeadamente a falta de material para completar o trabalho e as deslocações
desnecessárias resultantes desse défice de material.
De seguida, formularam-se as propostas de melhoria, que assentaram essencialmente no 5S
e no Sistema Kanban. Tendo em conta a necessidade de priorizar outras atividades, no
decorrer do estágio, os resultados obtidos são uma simulação do que se poderia alcançar se
as propostas de melhoria fossem todas implementadas. Os resultados obtidos através da
simulação foram positivos: o aumento de eficiência foi 48% no posto com o processo mais
moroso, o que permitiria obter um acréscimo de produção de 102 casacos diariamente.
Estes resultados iriam traduzir-se numa poupança de 1.346.295,90 euros anualmente.
Desta forma, conclui-se que a implementação das ferramentas Lean na indústria de
confeção de vestuário pode ser benéfica para as empresas. Como proposta de trabalhos
futuros, recomenda-se incluir relatórios da qualidade, monitorização da capacidade
produtiva em utilização e a continuação do desenvolvimento da ferramenta 5S.Over the last few decades, competitiveness between sectors has increased, forcing
companies to quickly adapt to new production models. Therefore, there is a need for
companies to invest in process efficiency. Therefore, producers, including those in the
clothing industry, are increasingly interested in adopting Lean production, given its
benefits, namely the elimination of waste and increased productivity.
The main objective of the Internship was to optimize a production line through the
implementation of Lean tools, to make more efficient the production system of a men's
clothing manufacturing industry, namely in the cutting and thermocoating section. Thus,
the Internship Report serves as a demonstration of the applicability of the proposed Lean
tools.
To achieve this objective, a literature review was carried out on the topics under study.
Through the 5 whys and Gemba Walks, inefficiencies were identified in the production line,
namely the lack of material to complete the work and unnecessary travel resulting from this
lack of material in a timely manner.
Next, improvement proposals were formulated, which were essentially based on 5S and the
Kanban System. Considering the need to prioritize other activities during the internship,
the results obtained are simulations of what is expected when applying the tools. The results
obtained through the simulation were positive: the increase in efficiency was 48% in the
station with the longest process, which would allow an increase in production of 102 coats
daily. These results would translate into savings 1.346.295,90 euros annually.
Therefore, it is concluded that the implementation of Lean tools in the clothing
manufacturing industry can be beneficial for companies. As a proposal for future work, it is
recommended to include quality reports, monitoring of production capacity in use and
continued development of the 5S tool
Lesões da Coluna Vertebral no Desporto Automobilístico: Revisão Sistemática
No full textIntrodução: O desporto automobilístico, marcado por competições emocionantes e
perigosas, abrange diversas modalidades, como a Fórmula 1, a Indycar, a NASCAR,
WEC, WRC, Rallycross, entre outras. Ao longo da história, este desporto produziu
múltiplos acidentes nas distintas categorias automobilísticas, sendo o mais famoso o de
Ayrton Senna, que resultou na sua morte. As lesões no desporto automobilístico são
bastante frequentes, nomeadamente as lesões agudas e crónicas da coluna vertebral, e
podem causar danos permanentes à coluna vertebral, tais como fraturas vertebrais e
lesões do disco intervertebral.
Objetivo: Determinar as principais lesões da coluna vertebral decorrentes da prática
do desporto automobilístico provocadas em pilotos profissionais e amadores. Ainda
procura perceber como as variáveis do posicionamento adotado pelo piloto, do conforto
de banco, do tipo de impacto e dos métodos preventivos, como o Halo, têm impacto na
lesão.
Métodos: Revisão Sistemática de Literatura recorrendo à base de dados
Pubmed/MEDLINE, limitado a artigos escritos nos idiomas de português e inglês,
publicados no período entre um de janeiro de 1996 e 31 de agosto de 2023, com a
aplicação dos seguintes termos isolados “Motorsport”, “Auto Racing”, “Formula 1”,
“Indycar”, “Rally” e “Drivers” e a seguinte combinação de termos: “Spinal Injuries”
AND (“Motorsport” OR “Auto Racing” OR “Formula 1” OR “Indycar” OR “Rally” OR
“Drivers”) para a pesquisa científica, tendo em consideração os critérios de inclusão e
exclusão, previamente definidos. Os critério de inclusão são: acesso integral ao estudo,
artigos em Português e Inglês, estudos que relacionam os sintomas e as lesões da coluna
vertebral com as condições vividas pelos pilotos profissionais e amadores de
automobilismo, Randomized controlled trials, estudos experimentais sem
randomização, estudos de coorte e casos de controlo, estudos observacionais sem e com
grupos de controlo, como os transversais e série de casos, revisões sistemáticas de
literatura e artigos publicados entre 1996 e 2023. Os critérios de exclusão utilizados são:
artigos noutras línguas além das consideradas nos critérios de inclusão, estudos relativos
a veículos de 2 rodas, tratores e aviões e estudos relacionados com o desporto
automobilístico que não integram lesões e sintomas da coluna vertebral. Resultados: Foi obtida uma amostra total de 416 artigos, dos quais foram eliminados
303 após a análise dos títulos e resumos. Realizou-se a leitura integral de 76 artigos,
tendo sido selecionados sete por cumprirem os critérios de elegibilidade estabelecidos.
Dos estudos incluídos, três foram realizados nos Estados Unidos da América.
Discussão: Os sintomas e as lesões ao nível da coluna vertebral provocadas pelo
desporto automobilístico são frequentes. O sintoma mais prevalente é a cervicalgia e as
lesões mais frequentes são o entorse e distensão cervical e as fraturas vertebrais. A região
da coluna vertebral mais propensa a problemas é a cervical, sendo o nível C7 mais
propensa a fraturas. A evolução dos métodos preventivos tem sido positiva, uma vez que,
ao longo dos anos, houve uma diminuição de fraturas vertebrais. Relativamente às
complicações a longo prazo, a evidência encontrada relata a inexistência de diferenças
nas alterações degenerativas do disco intervertebral entre um grupo de pilotos e um
grupo de homens sem ligação com o desporto. A reduzida amostra de estudos relativos
ao tema é um peso importante para obter conclusões. Uma maior investigação sobre este
tema seria benéfica para obtenção de dados mais atualizados e precisos, levando à
pesquisa de novos métodos preventivos.Introduction: Motorsport, marked by thrilling and dangerous competitions,
encompasses various disciplines such as Formula 1, NASCAR, WEC, WRC, Rallycross,
among others. Throughout history, this sport has seen numerous accidents in different
categories, with the most famous being Ayrton Senna, which resulted in his death.
Injuries in motorsport are quite common, including acute and chronic injuries to the
spinal column, which can cause permanent damage such as vertebral fractures and
intervertebral disc injuries.
Objective: Determine the main spinal column injuries resulting from participation in
motorsport among professional and amateur drivers. Additionally, investigate how
variables such as driver positioning, seat comfort, type of impact, and preventive
measures for example the Halo device, impact the occurrence of these injuries.
Methods: A systematic literature review was conducted using the PubMed/MEDLINE
database, limited to articles written in Portuguese and English, published between 1996
and 2023. The following terms were applied individually: "Motorsport," "Auto Racing,"
"Formula 1," "Indycar," "Rally," and "Drivers." Additionally, the following combination
of terms was used: "Spinal Injuries" AND ("Motorsport" OR "Auto Racing" OR "Formula
1" OR "Indycar" OR "Rally" OR "Drivers") for scientific research, considering pre-defined
inclusion and exclusion criteria. The inclusion criteria were as follows: full access to the
study, articles in Portuguese and English, studies relating symptoms and spinal column
injuries to conditions experienced by both professional and amateur motorsport drivers,
randomized controlled trials, experimental studies without randomization, cohort
studies, case-control studies, observational studies with and without control groups
(such as cross-sectional and case series), systematic literature reviews, and articles
published between 1996 and 2023. Exclusion criteria included articles in languages other
than those specified in the inclusion criteria, studies related to two-wheeled vehicles,
tractors, and airplanes, and studies related to motorsport that did not address spinal
column injuries and symptoms.
Results: A total sample of 416 articles was obtained, of which 303 were eliminated after
analysis of titles and abstracts. Full-text reading was conducted on 76 articles, resulting
in the selection of seven articles that met the established eligibility criteria. Of the
included studies, three were conducted in the United States of America. Discussion: Symptoms and spinal column injuries resulting from participation in
motorsport are common. The most prevalent symptom is neck pain , and the most
frequent injuries are cervical sprains and strains, as well as vertebral fractures. The
cervical region of the spine is most susceptible to issues, with the C7 level being
particularly prone to fractures. The evolution of preventive methods has been positive,
as evidenced by a decrease in vertebral fractures over the years. Regarding long-term
complications, the evidence suggests no differences in degenerative changes of the
intervertebral disc between a group of drivers and a group of men unrelated to the sport.
The limited number of studies on this topic is a significant constraint for drawing
conclusions. Further research on this subject would be beneficial for obtaining more
updated and accurate data, leading to the exploration of new preventive methods
The G protein-coupled estrogen receptor and the calcium-binding protein regucalcin: partners against prostate cancer?
No full textProstate cancer (PCa) stands as the second most common type of cancer in men, and
despite the scientific advancements, it remains a clinical and research need to identify
new therapeutic targets and treatment strategies to manage this disease efficiently. The
G protein-coupled estrogen receptor (GPER) is a membrane oestrogen receptor that
mediates rapid non-genomic actions of oestrogenic. It has been suggested that GPER
may have an anticancer role in PCa, mainly by controlling cell survival and tumour
progression. However, the precise effects of GPER in PCa still need to be fully
understood. Regucalcin (RGN) is a calcium (Ca2+)-binding protein that regulates Ca2+
intracellular levels and other biological functions, such as cell proliferation and
apoptosis. For this reason, the outcomes of our research group and others have suggested
that RGN plays a significant role in maintaining tissue homeostasis. We described the
RGN cytoprotective role in prostate cells by suppressing cell proliferation and oxidative
stress, which can be impactful considering PCa development. Furthermore, it was
demonstrated that RGN is a target of oestrogenic regulation, likely by the role of a
membrane-bound oestrogen receptor. These interconnected findings raise curiosity
about the interplay between GPER and RGN. Thus, the objective of this dissertation is to
investigate whether GPER mediates oestrogens’ regulation of RGN expression and to
assess the impact of the GPER-RGN relationship on various cancer hallmarks in PCa.
GPER gene knockdown using small interfering RNA (siRNA) downregulated RGN
expression in PCa cells, whereas GPER activation by G1 had the opposite effect, which
confirms the involvement of GPER in modulating RGN levels. On the other hand, the
knockdown of the RGN gene did not affect GPER expression. The GPER-RGN interplay
on the enhancement or suppression of cancer hallmarks was evaluated using the
castration-resistant PCa (CRPC) DU145 cell line model and an approach of siRNA RGN
gene knockdown followed by exposure to the GPER-specific agonist, G1. Cell viability,
proliferation, apoptosis, migration, and energy metabolism were assessed using MTT
assays, Ki-67 fluorescent immunocytochemistry, caspase-3 activity, Transwell assays,
and spectrophotometric analysis, respectively. GPER activation resulted in decreased
proliferation and increased migration in DU145 cells. RGN gene knockdown in DU145
reduced cell viability, proliferation, lactate production, and increased migration. The
combination of both treatments had a higher impact on DU145 cell viability and
proliferation rather than each treatment independently. Moreover, RGN gene
knockdown combined with GPER activation altered glycolytic and lipid metabolism in
DU145 cells. In conclusion, the present dissertation has unravelled a complex interaction
between GPER and RGN in CRPC cells, demonstrating that this newly discovered ”partnership” can control PCa cell proliferation, migration, and energy metabolism. Also,
this dissertation opens new avenues of research into the disclosure of the mechanisms
underlying PCa development and for identifying new diagnosis and treatment strategies.O cancro da próstata (CaP) é o segundo tipo de cancro mais comum nos homens e, apesar
dos avanços científicos, continua a ser uma necessidade clínica e de investigação
identificar novos alvos terapêuticos e estratégias de tratamento para controlar
eficazmente esta doença. O recetor de estrogénios acoplado à proteína G (GPER) é um
recetor de estrogénio membranar que medeia as ações rápidas e não genómicas dos
estrogénios. Tem-se sugerido que o GPER pode ter um papel anticancerígeno no CaP,
principalmente através do controlo da sobrevivência celular e da progressão do tumor.
No entanto, os efeitos exatos do GPER no CaP ainda precisam de ser totalmente
compreendidos. A regucalcina (RGN) é uma proteína de ligação ao cálcio (Ca2+) que
regula os níveis intracelulares deste ião e outras funções biológicas, como a proliferação
celular e a apoptose. Por esta razão, os resultados do nosso grupo de investigação e de
outros sugeriram que a RGN desempenha um papel significativo na manutenção da
homeostase dos tecidos. O nosso grupo de investigação também já descreveu o papel
citoprotetor da RGN nas células da próstata, onde suprimiu a proliferação celular e o
stress oxidativo, o que pode ter impacto no desenvolvimento do CaP. Além disso, foi
demonstrado que a RGN é um alvo de regulação estrogénica, provavelmente pela ação
de um recetor de estrogénios membranar. Estes resultados interligados suscitam
curiosidade sobre a interação entre o GPER e a RGN. Por conseguinte, o objetivo desta
dissertação consistiu em investigar se o GPER medeia a regulação da expressão da RGN
pelos estrogénios e, avaliar o impacto da relação GPER-RGN em vários marcos do cancro
no CaP. O knockdown do gene GPER, utilizando pequenos RNA de interferência
(siRNA), reduziu a expressão de RGN em células de CaP, enquanto a ativação do GPER
pelo seu agonista específico, G1, teve o efeito oposto, o que confirma o envolvimento do
GPER na modulação dos níveis de RGN. Por outro lado, o knockdown do gene RGN não
afetou a expressão de GPER. A interação GPER-RGN no aumento ou supressão dos
marcos do cancro foi avaliada utilizando o modelo DU145, linha celular de CaP resistente
à castração (CRPC), e uma abordagem de knockdown do gene RGN por siRNA, seguida
de exposição ao agonista G1. A viabilidade celular, a proliferação, a apoptose, a migração
e o metabolismo energético foram avaliados através de ensaios MTT, imunocitoquímica
fluorescente Ki-67, atividade da caspase-3, ensaios Transwell e análise
espectrofotométrica, respetivamente. A ativação do GPER resultou numa diminuição da
proliferação e num aumento da migração nas células DU145. O knockdown do gene RGN
nas células DU145 reduziu a viabilidade celular, a proliferação, a produção de lactato e
aumentou a migração. A combinação de ambos os tratamentos teve um maior impacto
na viabilidade e proliferação das células DU145 do que cada um dos tratamentos de forma independente. Além disso, o knockdown do gene RGN combinado com a ativação
do GPER alterou o metabolismo glicolítico e lipídico nas células DU145. Em conclusão,
a presente dissertação revelou uma interação complexa entre o GPER e a RGN em células
CRPC, demonstrando que esta "parceria" recentemente descoberta pode controlar a
proliferação, migração e metabolismo energético das células PCa. Além disso, esta
dissertação abre novas perspetivas de investigação para a identificação dos mecanismos
subjacentes ao desenvolvimento de CaP e para a identificação de novas estratégias de
diagnóstico e tratamento
Efeito da exposição a concentrações sub- inibitórias de ciprofloxacina em Aliarcobacter butzleri
No full textO género Aliarcobacter pertence à família Arcobacteraceae, onde a espécie
Aliarcobacter butzleri está inserida. Esta espécie é um enteropatógeno emergente que
tem sido considerada um risco moderado para a saúde humana pela Comissão
Internacional de Especificações Microbiológicas de Alimentos. Adicionalmente, vários
isolados resistentes a antibióticos têm sido identificados, incluindo a ciprofloxacina.
Apesar disso, a forma como a resistência desta bactéria surge ainda não se encontra
totalmente elucidada. Nos últimos anos, o efeito de concentrações sub-inibitórias de
antibióticos no desenvolvimento de resistência bacteriana tem sido um objeto de estudo
já que são estas que normalmente se encontram no meio ambiente e assim proporcionam
um ambiente favorável para a seleção de bactérias resistentes. Assim, o objetivo deste
trabalho foi avaliar os efeitos da exposição a concentrações inferiores à concentração
mínima inibitória (CMI) de ciprofloxacina na suscetibilidade e virulência de A. butzleri.
Para isso, procedeu-se à: (i) determinação da CMI de diversos antimicrobianos, entre
eles antibióticos, metais pesados e biocidas em 6 estirpes de A. butzleri de diferentes
origens; (ii) à evolução adaptativa da estirpe A. butzleri DQ40A1 quando exposta a
concentrações sub-inibitórias de ciprofloxacina e determinação da frequência de
mutação das populações evoluídas; (iii) avaliação da diversidade genética entre a estirpe
nativa e populações evoluídas; (iv) avaliação do efeito da adaptação de A. butzleri em
concentrações sub-inibitórias de ciprofloxacina na suscetibilidade e na virulência da
bactéria. Após a determinação da CMI das estirpes de A. butzleri, todas mostraram ser
suscetíveis à amoxicilina, eritromicina e ciprofloxacina, tendo a estirpe A. butzleri
DQ40A1 sido selecionada para os ensaios subsequentes, devido ao seu perfil de
resistência a antimicrobianos, por ter o seu genoma completamente sequenciado, e por
fim por existirem estudos com o mesmo objetivo para outros antibióticos. Esta estirpe
foi então exposta a uma evolução adaptativa laboratorial na ausência de antibiótico ou
na presença de 1/2×, 1/4×, 1/8× e 1/16× CMI de ciprofloxacina, durante 12 dias. Ao
avaliar a frequência de mutação das populações em estudo, a exposição a concentrações
sub-inibitórias de ciprofloxacina parece induzir um aumento da frequência de mutação,
no entanto, os resultados não se mostraram conclusivos. A análise da diversidade
genética das várias populações obtidas ao final dos 12 dias de adaptação não demonstrou
diferenças quando estas foram comparadas com a estirpe nativa através do uso de
Enterobacterial Repetitive Intergenic Consensus Polymerase Chain Reaction (ERICPCR). Adicionalmente, as populações em estudo, não apresentaram uma diminuição da
suscetibilidade à ciprofloxacina ou alteração na suscetibilidade aos restantes antimicrobianos testados (amoxicilina, eritromicina, zinco, cádmio ou clorohexidina),
nem na capacidade de cada população formar biofilmes, nem alterações significativas na
motilidade das populações adaptadas às concentrações sub-inibitórias de ciprofloxacina.
Assim, de acordo com os resultados obtidos foi possível verificar que as concentrações
sub-inibitórias de ciprofloxacina não parecem afetar a suscetibilidade e a virulência
bacteriana no intervalo e condições testadas. Contudo, mais estudos são necessários para
tirar conclusões efetivas acerca deste comportamento.The genus Aliarcobacter belongs to the family Arcobacteraceae, which includes the
species Aliarcobacter butzleri. This species is an emerging enteropathogen that has been
considered a moderate risk to human health by the International Commission on
Microbiological Specifications for Foods. Additionally, several antibiotic-resistant
isolates have been identified, including those resistant to ciprofloxacin. Despite this, the
way in which this bacterium’s resistance arises has not yet been fully elucidated.In recent
years, the effect of sub-inhibitory concentrations of antibiotics in the development of
bacterial resistance has become a focus of study, as these are typically found in the
environment and thus provide a favourable environment for the selection of resistant
bacteria. Therefore, the objectives of this study were to evaluate the effects of exposure
to concentrations below the minimum inhibitory concentrations (MIC) of ciprofloxacin
on the susceptibility and virulence of A. butzleri. To achieve this, we conducted to the
following: (i) determination of the MIC of various antimicrobials, including antibiotics,
heavy metals and biocides, for six A. butzleri strains of different origins; (ii) the adaptive
evolution of A. butzleri DQ40A1 strain when exposed to sub-inhibitory concentrations of
ciprofloxacin and determination of the mutation frequency of the evolved populations;
(iii) assessment of genetic diversity among the native strain and evolved populations; (iv)
evaluation of the effect of A. butzleri’ adaptation in sub-inhibitory concentrations of
ciprofloxacin to the susceptibility and virulence of the bacterium. After determining the
MIC of each A. butzleri’ strain, all were susceptible to amoxicillin, erythromycin and
ciprofloxacin, with the A. butzleri DQ40A1 strain being selected for subsequent tests.
This strain was then exposed to laboratory adaptive evolution in the absence of antibiotic
or in the presence of 1/2×, 1/4×, 1/8× and 1/16× MIC of ciprofloxacin for 12 days. When
evaluating, the mutation frequency of populations under study the exposure to subinhibitory concentrations of ciprofloxacin may appear to induce an increase in the
mutation frequency, however, the results do not prove to be conclusive. The genetic
diversity analysis of the various populations obtained at the end of 12 days of adaptation
showed no differences when compared with the native strain using Enterobacterial
Repetitive Intergenic Consensus Polymerase Chain Reaction (ERIC-PCR). Additionally,
the populations under study did not show a decrease in susceptibility to ciprofloxacin or
change in susceptibility to the remaining antimicrobials tested (amoxicillin,
erythromycin, zinc, cadmium or chlorhexidine), nor in the ability of each population to
form biofilms nor in the motility of the three populations analyzed. Thus, according to
the results obtained, it was possible to verify that the sub-inhibitory concentrations of ciprofloxacin do not seem to affect bacterial susceptibility or virulence in the range and
conditions tested. However, more studies are needed to draw effective conclusions about
this behavior
Paixão pelo desporto, prática desportiva e bem-estar em estudantes do Ensino Superior
No full textO principal objetivo deste estudo foi analisar a relação entre a paixão pelo desporto, a prática desportiva e o bem-estar em estudantes do Ensino Superior. Neste sentido, participaram neste estudo 108 estudantes do Ensino Superior, com idades compreendidas entre os 18 e os 72 anos. Para tal, foram utilizados os seguintes instrumentos: questionário de caracterização sociodemográfica e da prática desportiva, Passion Scale (PS) e Hedonic, Eudaimonic, Extrinsic Motives Activities (HEEMA). Verificaram-se diferenças estatisticamente significativas na paixão pelo desporto em função do tipo de prática desportiva, assim como, se verificaram, correlações estatisticamente significativas entre o tempo de prática desportiva e a paixão pelo desporto e entre o bem-estar e a paixão pelo desporto.The main objective of this study was to analyze the relationship between passion for sport, sports practice and well-being in Higher Education students. In this sense, 108 Higher Education students participated in this study, aged between 18 and 72 years old. To this end, the following instruments were used: sociodemographic characterization and sports practice questionnaire, Passion Scale (PS) and Hedonic, Eudaimonic, Extrinsic Motives Activities (HEEMA). There were statistically significant differences in passion for sport depending on the type of sport practice, as well as statistically significant correlations between the time spent practicing sport and passion for sport and between well-being and passion for sport
Design de Acessórios de Moda e o desenvolvimento de produto na empresa DARO s
No full textO presente Relatório de Estágio, apresentado à Universidade da Beira Interior (UBI), tem como
principal objetivo demonstrar a validação das competências adquiridas no âmbito da formação
para obtenção do grau de Mestre em Design de Moda e a sua aplicação na indústria da moda,
mais especificamente na área da marroquinaria. Além disso, pretende descrever e discutir todo
o trabalho desenvolvido, consolidando o conhecimento teórico por meio da experiência
adquirida por Ana Rita Cabecinhas de Oliveira, durante o estágio curricular de 4 meses na
empresa de confecção de carteiras de segmento premium e luxo denominada Daro’s dedicada a
exportação para diversas marcas sediadas principalmente na França e na Alemanha, entre
outros países.
Durante o estágio e após a passagem por todas as secções da empresa, a discente para além das
suas funções na secção de modelagem da Daro’s, desenvolveu uma coleção cápsula, da qual
posteriormente seriam produzidos peças-piloto, permitindo à discente aplicar todos os
conhecimentos adquiridos durante os seus anos de formação académica em Design de Moda,
assim como os conhecimentos obtidos durante o estágio na Daro’s.
Neste sentido, e após o desenvolvimento da coleção cápsula baseada em metodologias
projetuais, foi realizada a orçamentação e reportagem fotográfica. Aplicados os conhecimentos e
competências adquiridas ao longo da formação académica, estágio e projeto de coleção cápsula,
conclui-se que a experiência em contexto real na empresa Daro’s contribuiu significativamente
para o enriquecimento das competências a nível desenvolvimento projetual no design de
acessórios de moda, conhecimento dos materiais, técnicas, tecnologias, qualidade de
modelagem e acabamentos e mercados aplicadas a um produto específico de moda como as
carteiras numa gama premium e luxo. Permitiu ainda uma rápida inserção no mercado de
trabalho, com a integração na equipa da Daro’s, após o estágio.The present Internship Report, submitted to the University of Beira Interior (UBI), aims to
demonstrate the validation of the skills acquired in the context of the training for the Master's
degree in Fashion Design and their application in the fashion industry, specifically in the field of
leather goods. Additionally, it seeks to describe and discuss all the work carried out,
consolidating theoretical knowledge through the experience gained by Ana Rita Cabecinhas de
Oliveira during the four month internship at the premium and luxury wallet manufacturing
company named Daro’s, dedicated to exporting to various brands mainly located in France and
Germany, among other countries.
During the internship and after going through all the sections of the company, the student, in
addition to her responsibilities in the modeling section of Daro’s, developed a capsule collection,
from which pilot pieces would later be produced. This allowed the student to apply all the
knowledge acquired during her years of academic training in Fashion Design, as well as the
knowledge gained during the internship at Daro’s.
In this way, and after the development of the capsule collection based on design methodologies,
budgeting and photographic reporting were carried out. Applying the knowledge and skills
acquired throughout academic training, internship, and capsule collection project, it is
concluded that the real-world experience at Daro’s significantly contributed to enhancing
project development skills in the design of fashion accessories, knowledge of materials,
techniques, technologies, modeling quality, finishes, and markets applied to a specific fashion
product such as premium and luxury wallets. It also helped a quick entry into the job market
with integration into Daro’s team after the internship
Fábrica de Automação de Testes
No full textO presente documento visa apresentar o estágio na Ritain.io no âmbito da unidade curricular
Dissertação ou de Estágio em Engenharia Informática, do mestrado em Engenharia Informática na Universidade da Beira Interior (UBI).
É apresentada a caracterização da empresa na qual o estágio será realizado, incluindo alguns
detalhes acerca do plano de certificação oferecido aos seus colaboradores.
A contextualização do estagio, apresenta uma breve descrição de projetos de referência em
que tive a oportunidade de participar e que contribuíram para a maturidade tecnológica requerida no projeto descrito mais a diante. Por fim é apresentado o cronograma, dentro da
janela temporal de estagio, envolvendo etapas de Arquitetura, Automação de Testes, Formação e Certificação e por fim Gestão.
São apresentados os conceitos teóricos e as tecnologias aplicadas no trabalho desenvolvido.
Por sua vez são também descritas em detalhe quais as principais atividades de arquitetura
envolvidas, que contaram com fases de pesquisa, proposta e desenvolvimento da solução.
As conclusões finais visam realizar uma revisão do estágio, a apresentar pontos de melhora
e desafios futuros
Determinação do impacto de vedantes screw cap na composição volátil de vinhos do Porto e vinhos DOC Douro
No full textOs vedantes desempenham um papel crítico na modulação da oxidação e composição volátil
dos vinhos engarrafados com base na sua permeabilidade ao oxigénio. As rolhas de cortiça são
o vedante de eleição do mercado do vinho em Portugal, no entanto, em função da qualidade e
duração da integridade do material, podem conferir alguns defeitos ao vinho. Por este motivo,
houve a necessidade de compreender melhor as alternativas existentes, neste caso os vedantes
screw cap, e de que forma comprometem as propriedades físico-químicas e organoléticas dos
vinhos. Deste modo, a presente tese teve como objetivo avaliar e comparar o efeito das
diferentes permeabilidades de 3 vedantes screw cap e 2 rolhas de cortiça (natural e
microaglomerada) na composição volátil de vinhos do Porto e DOC Douro. Neste trabalho, a
técnica de microextração em fase sólida no headspace seguida de cromatografia gasosa
acoplada à espectrometria de massa (HS-SPME-GC-MS) foi utilizada para caracterizar os
compostos orgânicos voláteis (VOCs) presentes em 7 vinhos (4 vinhos do Porto e 3 vinhos DOC
Douro) vedados com os 5 diferentes vedantes. Adicionalmente, foram também analisados os
parâmetros físico-químicos indicativos do nível de oxidação do vinho, como SO2 livre e total,
teor em fenóis totais, índice de polifenóis totais, teor em taninos, intensidade da cor e
monitorização dos níveis de oxigénio e ainda análise sensorial. Na análise efetuada no GC-MS
foram analisados 35 VOCs, dos quais, 14 ésteres, 8 álcoois, 7 terpenos, 2 aldeídos, 2 furanos, 1
norisoprenóide e 1 fenol nos vinhos distintos com os diferentes vedantes. Os resultados
demonstraram, até aos 9 meses, um bom desempenho na preservação dos ésteres e terpenos
por parte dos vedantes screw cap, semelhante ao das rolhas de cortiça, nomeadamente da rolha
microalgomerada. Através da análise sensorial iaos 4 meses, verificou-se uma boa performance
dos vedantes screw cap na retenção dos aromas frutados e florais, no entanto, ficam menos
intensos aos 9 meses, assim como verificado nas amostras vedadas com rolhas de cortiça. Por
sua vez, os parâmetros cromáticos não evidenciaram alterações durante os meses de análise.
De todos os vedantes testados, o screw cap 5O2 foi onde se verificou uma maior quantidade de
oxigénio total presente no vinho engarrafado, devido à sua maior permeabilidade ao oxigénio.Wine closures play a critical role in the modulation of oxidation and volatile profile of bottled
wine due to their oxygen permeability. Cork stoppers are the closures of election in Portuguese
wine market, however, it can confer negative properties to the wine. For this reason, exploring
and comprehending the existing alternatives is necessary, in this case, screw cap closures and
how they impact the physicochemical and organoleptic properties of wines. Thus, the goal of
the following thesis is to evaluate and compare the permeability effects of the 3 different screw
caps and 2 cork closures (natural and microagglomerated) in the volatile compounds of Port and
DOC Douro wines. In this study, solid phase microextraction followed by gas chromatography
coupled to the mass spectrometry (HS-SPME-GC-MS) were used to identify the volatile organic
compounds (VOCs) present in 7 wines (4 Port Wines and 3 DOC Douro Wines) sealed with 5
different wine closures. Moreover, the physical and chemical parameters that indicate wine
oxidation were also analyzed, e.g., free and total SO2 levels, total phenol and polyphenol
concentration, tannin content, color intensity, monitoring of oxygen levels and sensory analysis.
In the GC-MS analysis, 35 VOCs were considered, of which 14 are esters, 8 alcohols, 7 terpenes,
2 aldehydes, 2 furans, 1 norisoprenoid and 1 phenol on the different wines with their different
wine closures. These results demonstrate that, until the 9th month, screw cap closures efficiently
preserved esters and terpenes levels, such as cork stoppers, namely microagglomerated. The
sensory analysis performed 4 months post-bottling resulted in screw cap effectively retaining
the fruity and floral aromas. However,9 months post-bottling, these aromas faded in all wines
sealed with the different closures. Regarding the colorimetric analysis, no differences were
found amongst the wines sealed with different closures. Lastly, SC5 was responsible for wines
with the highest levels of total oxygen present due to its higher oxygen permeability
Development of multifunctional gold core silica shell nanomedicines for chemo/photothermal therapy of cancer
No full textCancer remains one of the most diagnosed and deadliest diseases worldwide. The currently available cancer treatments, such as surgery, chemotherapy, and radiotherapy present low therapeutic efficacies and selectivity toward cancer cells, inducing several side effects. Particularly, the chemotherapeutic agents are characterized by high non-specific toxicity, and low solubility, being rapidly degraded or eliminated from blood circulation. Therefore, there is an urgent and increased need to develop new anti-cancer approaches with greater therapeutic efficacy, selectivity, and safety.
In past years, nanoparticles’ application in medicine triggered a new era of cancer research, from diagnostic to therapeutic. These nanosystems can encapsulate drugs, prevent their premature degradation, and promote the drug's specific delivery to the target site. In addition, researchers have also developed nanosystems capable of mediating a photothermal effect in response to near-infrared (NIR; 700-1100 nm) light, as well as, promoting a tumor-specific delivery of the chemotherapeutic agents. In fact, photothermal therapy (PTT) mediated by nanomaterials has been explored as a standalone or combinatorial therapy, focusing on the hyperthermia of the tumor tissue, and avoiding damage in healthy tissues. PTT take advantage of the nanomaterials’ physicochemical properties, which confer them an intrinsic capacity to accumulate at the tumor site, by taking advantage of the defective vasculature of the tumor (e.g., the enhanced permeability and retention (EPR) effect and/or vascular bursts). Thus, under NIR irradiation of the tumor tissue, the accumulated’ nanoparticles can induce a localized hyperthermia which in turn can sensitize cancer cells to other therapeutic approaches (e.g., chemotherapy) or induce several cellular damages that can ultimately lead to cancer cells’ apoptosis or necrosis.
Among the different nanostructures developed so far, gold-core mesoporous silica shell (AuMSS) nanorods have been widely explored for cancer therapy application due to their unique physical and chemical properties, that support their simultaneous application as imaging (e.g., computed tomography) and therapeutic agents (e.g., drug delivery and PTT). The anisotropic morphology of the gold core confers to AuMSS nanorods an inherent capacity to present high absorption in the NIR region, and consequently mediate a photothermal effect. Additionally, the inclusion of a mesoporous silica shell provides a biocompatible, inert, and large surface area that can be easily functionalized; tubular pores that improve the particle's ability to encapsulate and deliver bioactive molecules; protection and stabilization of the gold core from photodegradation when exposed to energetic radiations (e.g., NIR light). Despite all the efforts and several studies showing the huge potential of nanomedicines to act as drug delivery platforms and induce cancer cells death both in vitro and in vivo, the treatment of human tumors with this technology has led to modest improvements. In fact, only 0.7% of the injected nanoparticles dose effectively reaches the tumor site, hindering their real therapeutic potential. Thus, this suboptimal pharmacokinetic profile is pointed out as one of the main factors for the reduced therapeutic effectiveness of nanomedicines and their poor translation to clinical practice. Systemic administration is the main route of nanomedicines’ administration in cancer therapy applications. However, upon intravenous administration nanoparticles are highly susceptible to the adsorption of plasma proteins on their surface. Such protein corona can induce several modifications in the nanomedicines' initial physicochemical properties (e.g., immunogenicity, aggregation state, hydrodynamic size, surface chemistry), that will impact their blood retention, bioavailability, tumor accumulation, and even their biosafety.
Therefore, there is a consensus that the first step to increase the nanoparticles’ accumulation in the tumor tissue should encompass the optimization of the nanoparticles’ pharmacokinetics, starting with the blood circulation time, which is crucial to increase the chances of their accumulation in the tumor tissue and exert their therapeutic effect. In recent years, different strategies have been developed to improve nanoparticles’ circulation time, mainly by the optimization of their physicochemical properties and/or functionalization with hydrophilic polymers or biomimetic coatings. In fact, due to the non-immunogenicity, biocompatibility, and biodegradability of hydrophilic polymers, they can resist to non-specific protein adsorption and cell adhesion, which significantly attenuates immune system recognition, improving the pharmacokinetic profile. Particularly, biomimetic coatings based on cell-derived vesicles are an emerging concept to improve the nanomaterials’ biological performance. These cell-derived vesicles inherit the unique features of the source cells, such as biocompatibility, long circulation time, homologous targeting, and immune evasion, showing a high potential to create novel and more effective cancer therapies.
In this way, the main goal of this Doctoral thesis work plan was to develop and validate the potential of AuMSS nanorods functionalized with polymeric and biomimetic coatings to improve their applicability in chemo-photothermal combinatorial therapy of cancer.
This Doctoral thesis includes an introduction section (Chapter 2) where the AuMSS nanorods general properties and application in cancer therapy are discussed. Moreover, an overview of nanoparticles' role in cancer therapy, particularly the impact of physicochemical properties and surface functionalization in nanoparticles’ blood circulation and tumor accumulation. Furthermore, this thesis includes two chapters presenting the research work developed during this doctorate. In the first study (Chapter 3), branched polyethylenimine (PEI) and hyaluronic acid (HA) were combined, for the first time, to functionalize AuMSS nanorods and create a tumor-targeted chemo-photothermal nanomedicine. AuMSS nanorods were produced using the “seed-mediated growth” and Stöber’s modified methods to obtain the gold nanorod core and mesoporous silica shell, respectively. The functionalization of the AuMSS nanorods' surface was achieved through the chemical linkage of PEI (modified with 3-(triethoxysilyl)propyl isocyanate) followed by electrostatic adsorption of HA. The inclusion of PEI and HA on the AuMSS surface promoted a controlled and sustained release of the chemotherapeutic agent – acridine orange (AO). HA functionalization promoted a neutralization of AuMSS surface charge (from 44 to -10 mV) and consequently improved the AuMSS’ biocompatibility by decreasing the blood hemolysis to safe levels. The in vitro assays demonstrated that the HA functionalization increased the nanoparticles’ internalization by cervical cancer cells. Additionally, the combinatorial treatment (i.e., chemotherapy and PTT) mediated by AuMSS/PEI/HA_AO nanorods presented an enhanced effect when compared to single PTT or chemotherapy regiments, leading to the almost complete elimination of the cancer cells (95%).
In the second study (Chapter 4), PEI and Red blood cells (RBC)-derived membranes were combined for the first time to functionalize AuMSS nanorods. The RBC-derived membranes were further loaded with AO to allow the combined chemo-photothermal therapy of cervical cancer cells. PEI was chemically modified with 3-(triethoxysilyl)propyl isocyanate, to enable its grafting on the AuMSS nanorods, followed by the entrapment on RBC-derived membranes. PEI/RBC-derived membranes promoted a neutralization of AuMSS surface charge (-26 to -16 mV) and consequently improved the AuMSS nanorods’ colloidal stability and biocompatibility. Also, the AuMSS/PEI/RBC nanorods induced a photo-induced heat variation (ΔT ≈30°C) under NIR irradiation (808 nm, 1.7 W/cm2, 10 min). The in vitro uptake studies revealed that PEI/RBC-derived membranes’ functionalization improved the nanoparticles’ cellular internalization. Furthermore, the combinatorial chemo-PTT mediated by AuMSS/PEI/RBC_AO nanorods eliminated cervical cancer cells, in contrast to less efficient standalone therapies.
Overall, the results obtained herein demonstrated that AuMSS nanorods functionalization with hydrophilic polymers (PEI and HA) or biomimetic coating (RBC-derived membranes) improved nanoparticles’ surface charge and colloidal stability, yielding nanomedicines with enhanced biological properties and therapeutic performance. Furthermore, these results support the therapeutic potential of AuMSS nanorods as multifunctional nanomedicines in cancer therapy and highlight that their therapeutic potential can be improved by combining different therapeutic approaches (i.e., chemotherapy and PTT). Altogether, these results reinforce the great potential of AuMSS nanorods, encouraging their continuous study and optimization. This will allow the development of increasingly precise and personalized anticancer therapies, in order to accelerate the translation of AuMSS nanorods into clinical practice, and thus be able to effectively contribute to the treatment of cancer and the reduction of the mortality rate associated with this disease.O cancro continua a ser uma das doenças com maior morbidade e mortalidade em todo o mundo. A cirurgia, quimioterapia e radioterapia são os tratamentos oncológicos mais aplicados em meio clínico, no entanto estas abordagens terapêuticas apresentam uma baixa eficácia e seletividade para as células cancerígenas, induzindo diversos efeitos secundários. Especificamente, os agentes quimioterapêuticos são caracterizados por uma elevada toxicidade inespecífica e uma baixa solubilidade, sendo rapidamente degradados ou eliminados da circulação sanguínea. Desta forma, há uma necessidade urgente e crescente de desenvolver novas abordagens anticancerígenas, que apresentem uma maior seletividade, segurança e eficácia terapêutica.
Nos últimos anos, a aplicação das nanopartículas na medicina criou uma nova era na investigação do cancro, desde o diagnóstico à terapêutica. Estes nanossistemas têm a capacidade de encapsular fármacos, prevenir a sua degradação prematura e promover a sua entrega específica no local alvo. Em particular, os investigadores têm vindo a explorar nanomateriais capazes de mediar um efeito fototérmico em resposta à luz de infravermelho próxima (NIR - do inglês near-infrared; 700-1100 nm), promovendo uma entrega específica dos agentes terapêuticos no tumor. De facto, a terapia fototérmica (PTT - do inglês photothermal therapy) mediada por nanomateriais tem sido explorada como terapia única ou combinatória, focando-se na hipertermia do tecido tumoral e na redução de danos nos tecidos saudáveis. A PTT tira partido das propriedades físico-químicas dos nanomateriais, que lhes conferem uma capacidade inata de acumulação no tumor, devido à sua vasculatura anormal (i.e., o efeito de permeabilidade e retenção aumentada (EPR) e/ou erupções dinâmicas (do inglês vascular bursts)). Assim, quando o tumor é irradiado com luz NIR, as nanopartículas nele acumuladas podem induzir uma hipertermia localizada que pode sensibilizar as células a outras terapêuticas (por exemplo, quimioterapia) ou induzir diversos danos celulares que podem, em última instância, levar à apoptose ou necrose das células cancerígenas.
Entre os diferentes nanomateriais responsivos à luz NIR desenvolvidos até ao momento, os nanobastões de ouro revestidos com sílica mesoporosa (AuMSS - do inglês gold core silica shell nanorods) têm sido amplamente estudados para aplicação na terapia do cancro, devido às suas propriedades físico-químicas únicas, que suportam a sua aplicação simultânea como agentes de bioimagem (por exemplo, tomografia computadorizada) e terapêuticos (por exemplo, entrega de fármacos e PTT). A morfologia anisotrópica do núcleo de ouro confere aos nanobastões de AuMSS uma elevada absorção na região NIR, e consequentemente a capacidade de mediarem um efeito fototérmico. Além disso, o revestimento do núcleo de ouro com a sílica mesoporosa, proporciona às nanopartículas AuMSS uma elevada área de superfície, biocompatibilidade, facilidade de funcionalização, e contribui para a sua estabilidade físico/química; poros tubulares que aumentam a capacidade das nanopartículas de encapsularem e entregarem moléculas bioativas; e ainda contribui para proteção do núcleo de ouro da fotodegradação quando exposto a radiações energéticas (por exemplo, luz NIR).
Apesar de vários estudos demostrarem o enorme potencial das nanopartículas para atuarem como agentes de entrega de fármacos e de induzirem a morte de células cancerígenas, tanto in vitro como in vivo, a aplicação destes sistemas no tratamento de tumores humanos tem apresentado resultados modestos. Apenas 0,7% da dose de nanopartículas que é administrada atinge efetivamente o tumor, dificultando que estas exerçam o seu potencial terapêutico. De facto, este perfil farmacocinético é apontado como um dos principais fatores para a reduzida eficácia terapêutica das nanopartículas e para a sua baixa translação para a prática clínica. Após administração intravenosa, as nanopartículas são altamente suscetíveis à adsorção de proteínas plasmáticas à sua superfície. Esta corona proteica pode induzir diversas modificações nas propriedades físico-químicas iniciais dos nanossistemas (por exemplo, imunogenicidade, tamanho hidrodinâmico, química de superfície), que afetarão a sua retenção sanguínea, biodisponibilidade, acumulação tumoral e até mesmo a sua biossegurança.
Desta forma, com o intuito de aumentar a acumulação das nanopartículas no tecido tumoral, os investigadores têm procurado otimizar a farmacocinética dos nanossistemas, nomeadamente o seu tempo de circulação sanguínea, de forma a incrementar as chances de acumulação das nanopartículas no tumor e, subsequentemente, exercerem o seu efeito terapêutico. Nos últimos anos, têm sido usadas diferentes estratégias para melhorar o tempo de circulação das nanopartículas. Estas têm-se centrando, na otimização das suas propriedades físico-químicas e na funcionalização da superfície das nanopartículas com polímeros hidrofílicos ou com revestimentos biomiméticos. As propriedades apresentadas pelos polímeros hidrofílicos, como sejam a não-imunogenicidade, biocompatibilidade e biodegradabilidade, permitem aos nanossistemas resistir à adsorção inespecífica de proteínas, o que atenua significativamente o reconhecimento destes pelo sistema imunológico, melhorando assim o seu perfil farmacocinético. Particularmente, os revestimentos biomiméticos baseados em vesículas derivadas de células são um conceito emergente para melhorar o desempenho biológico dos nanomateriais. Estas vesículas possuem as características únicas das células que lhes deram origem, como biocompatibilidade, elevado tempo de circulação, direcionamento homólogo e evasão imunológica, o que demonstra o seu elevado potencial para o desenvolvimento de terapias anticancerígenas mais eficazes.
Assim sendo, o principal objetivo do plano de trabalhos desta tese de doutoramento foi desenvolver e validar o potencial dos nanobastões de AuMSS funcionalizados com revestimentos poliméricos e biomiméticos, de forma a aumentar a sua aplicabilidade na terapia combinatória quimio-fototérmica do cancro.
A presente tese de doutoramento inclui uma secção introdutória (Capítulo 2) onde são abordadas as propriedades gerais dos nanobastões AuMSS e a sua aplicação na terapia do cancro. Além disso, é discutido o impacto das propriedades físico-químicas e da funcionalização de superfície no tempo de circulação sanguínea e acumulação tumoral das nanopartículas. Adicionalmente, esta tese inclui dois capítulos centrados no trabalho de investigação desenvolvido durante este doutoramento. No primeiro estudo (Capítulo 3) a polietilenimina ramificada (PEI) e o ácido hialurónico (HA) foram combinados, pela primeira vez, para funcionalizar nanobastões de AuMSS e criar um nanossistema quimio-fototérmico direcionado ao tumor. Os nanobastões AuMSS foram produzidos usando os métodos denominados “seed-mediated growth” e “Stöber’s modified” para obter o nanobastão de ouro e o revestimento de sílica mesoporosa, respetivamente. A funcionalização da superfície dos nanobastões AuMSS foi alcançada através da ligação química do PEI (modificado com 3-(trietoxisilil)propil isocianato), seguida de adsorção eletrostática do HA. A inclusão de PEI e HA na superfície das nanopartículas promoveu uma libertação controlada e sustentada do fármaco quimioterapêutico encapsulado, laranja de acridina (AO - do inglês acridine orange). A funcionalização do HA promoveu uma neutralização da carga de superfície dos nanobastões de AuMSS (de 44 para -10 mV) e consequentemente melhorou a biocompatibilidade dos nanossistemas ao diminuir a hemólise sanguínea para níveis seguros. Os ensaios in vitro demonstraram que a funcionalização do HA aumentou a internalização das nanopartículas pelas células cancerígenas do colo do útero. Além disso, o tratamento combinatório (ou seja, quimioterapia e PTT) mediado pelos nanobastões AuMSS/PEI/HA_AO apresentou um efeito terapêutico potenciado quando comparado à terapia única de PTT ou quimioterapia, levando à eliminação quase completa das células cancerígenas (95%).
No segundo estudo (Capítulo 4), o polímero PEI e as membranas derivadas de glóbulos vermelhos (RBC) foram combinados pela primeira vez para funcionalizar os nanobastões de AuMSS. As membranas derivadas de RBC foram posteriormente carregadas com AO para permitir a terapia combinada quimio-fototérmica das células do cancro do colo do útero. O PEI foi quimicamente modificado com 3-(trietoxisilil)propil isocianato, para permitir a sua ligação à superfície dos nanobastões AuMSS, seguida pelo seu aprisionamento em membranas derivadas de RBC. A funcionalização PEI/RBC promoveu uma neutralização da carga de superfície dos nanobastões de AuMSS (-26 a -16 mV) o que consequentemente melhorou a sua estabilidade coloidal e a sua biocompatibilidade. Além disso, os nanobastões AuMSS/PEI/RBC foram capazes de induzir uma variação de temperatura (ΔT ≈30°C) sob irradiação de um laser de luz NIR (808 nm, 1,7 W/cm2, 10 min). Os estudos de internalização in vitro revelaram que a funcionalização PEI/RBC melhorou a internalização celular das nanopartículas. Além disso, a terapia combinada quimio-fototérmica mediada pelos nanobastões AuMSS/PEI/RBC_AO eliminou as células do cancro do colo do útero, em contraste com aplicação única da quimioterapia ou PTT, que mostraram ser menos eficientes.
Em suma, os resultados obtidos no trabalho experimental, realizado ao longo desta tese de doutoramento demonstraram que a funcionalização dos nanobastões AuMSS com polímeros hidrofílicos (PEI e HA) ou revestimento biomimético (membranas derivadas de RBC) melhoraram a carga superficial e a estabilidade coloidal das nanopartículas, o que permitiu a produção de nanossistemas com propriedades biológicas e desempenho terapêutico aprimorados. Além disso, estes resultados suportam o potencial terapêutico dos nanobastões AuMSS como nanossistemas multifuncionais na terapia do cancro, destacando que o seu efeito terapêutico pode ser melhorado pela combinação de diferentes abordagens terapêuticas (ou seja, quimioterapia e PTT). Adicionalmente, estes resultados encorajam ao contínuo estudo e otimização dos nanobastões AuMSS, de forma a desenvolver terapias anticancerígenas cada vez mais precisas e personalizadas. Tal permitirá acelerar a translação destes nanossistemas para a prática clínica, e poderem assim contribuir eficazmente para o tratamento do cancro e redução da taxa de mortalidade associada a esta doença.FCT; UBI/Santander Totta pela Bolsa de Incentiv