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O papel da α-Sinucleína na ativação neuronal da imunidade inata: Implicações na doença de Parkinson
No full textDissertação de Mestrado em Biologia Celular e Molecular apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaParkinson's Disease (PD), the second most common neurodegenerative disorder, poses a significant public health challenge due to the rapid rise in global life expectancy and aging populations. Current treatments offer only modest symptomatic relief, underscoring the need for novel and effective therapies. Historically, inflammation observed in the blood and brain of PD patients was considered a consequence rather than a contributor to the disease's progression. Recent evidence, however, suggests that inflammation plays a causative role, particularly with the potential involvement of α-synuclein (aSyn) as a relevant player in innate immunity. Our study explores the body-first PD etiology, where proinflammatory intermediates target neurons, inducing aSyn expression and mitochondrial dysfunction as part of the neuronal innate immune response. We demonstrate that inflammation and aSyn accumulation are induced by LPS, not mediated by GATA2, while mitochondrial dysfunction triggered by MPP+ increases GATA2 activation, enhancing aSyn expression. Interestingly, recombinant aSyn decreases GATA2 activation, probably as a negative feedback mechanism to reduce the toxic effects of aSyn accumulation in the cell. Our findings indicate aSyn’s dual role: as part of the immune response to external insults and, when accumulated, as a toxin leading to mitochondrial dysfunction and cell death. These insights uphold aSyn’s physiological role in immunity, becoming pathological upon overproduction and aggregation. This study highlights the critical interplay between inflammation, aSyn, and mitochondrial dysfunction in PD progression, offering potential pathways for therapeutic intervention.A doença de Parkinson (DP), a segunda doença neurodegenerativa mais comum, representa um desafio significativo para a saúde pública devido ao rápido aumento da esperança de vida global e de populações envelhecidas. Os tratamentos atuais oferecem apenas um alívio modesto dos sintomas, sublinhando a necessidade de terapias novas e eficazes. Historicamente, a inflamação observada no sangue e no cérebro de doentes de Parkinson era considerada uma consequência da progressão da doença, ao invés de contribuinte para a mesma. No entanto, evidências recentes sugerem que a inflamação tem um papel causador, particularmente com o potencial envolvimento da α-sinucleína (aSyn) como interveniente relevante na imunidade inata. O nosso estudo explora uma etiologia da DP com início desta no sistema nervoso periférico, em que intermediários pró-inflamatórios atuam sobre os neurónios, induzindo a expressão de aSyn e disfunção mitocondrial como parte de uma resposta neuronal de imunidade inata. Demonstramos que LPS promove inflamação e a acumulação de aSyn, não mediada por GATA2, enquanto a disfunção mitocondrial via MPP+ aumenta a ativação de GATA2, intensificando a expressão de aSyn. É interessante notar que aSyn recombinante diminui a ativação de GATA2, provavelmente como um mecanismo de feedback negativo para reduzir os efeitos tóxicos da acumulação de aSyn na célula. Os nossos resultados são indicativos de um papel duplo da aSyn: como parte da resposta imunitária a insultos externos e, quando acumulada, como uma toxina causadora de disfunção mitocondrial e morte celular. Estas observações reforçam o papel fisiológico da aSyn na imunidade, tornando-se patológica após produção excessiva e agregação. Este estudo destaca a interação crítica entre inflamação, aSyn e disfunção mitocondrial na progressão da DP, proporcionando potenciais vias para intervenções terapêuticas
Desvendando o Papel do Metabolismo Lipídico nas Células T Não Convencionais
No full textDissertação de Mestrado em Biologia Celular e Molecular apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaLifestyle choices and physiological conditions, such as intestinal inflammation are key risk factors for colorectal cancer. Despite advancements in understanding the tumour microenvironment, the elements and functions of the immune component of these tumours remain largely unknown. Detailed comprehension of the immune-cancer interactions will undoubtedly lead to the warranty development of innovative immunotherapeutic strategies.Intraepithelial lymphocytes (IELs), comprising mostly specialized T cells residing closely with the intestinal epithelium, afford the gut with an unique immune shield playing a crucial role in immune defence and epithelial integrity maintenance. Among IELs, a poorly characterized subset of unconventional T cells (CD8αα), which stands at crossroad between innate and adaptive immunity, exhibits prominent immunomodulatory facet under pathological conditions (Poussier et al., 2002), suggesting that CD8αα IELs may play a role in tumour microenvironment. However, how unconventional T cells are shaped by environmental factors and their function in tumours remain unknown.In past, diet-derived retinoids were shown by us and others to control conventional T cells, as well as innate lymphoid cell fate and function (Goverse et al., 2016; Larange & Cheroutre, 2016; van de Pavert et al., 2014). Solid preliminary data from our lab show that, to establish in intestinal epithelium, CD8ααIELs require signalling by retinoic acid, active metabolite of lipid-soluble vitamin A (Ferreira et al., unpublished) highlighting their requirement of dietary cues. Remarkably, new research has shown that IELs function as metabolic sensors that connect a meal’s inherent nutritional content to intermediate metabolism, through the expression of the GLP-1 receptor (He et al., 2019). More recently, in-depth proteomic analyses revealed upregulated lipid metabolic pathways in T cell subsets of IELs, implicating IELs in metabolic regulation and linking dietary components to immune cells within the intestinal environment (Brenes et al., 2021).To understand their role in IELs, this study delved into lipid pathways within IELs by examining the gene expression of key players involved in various lipid pathways and interfering with those pathways. Our molecular analysis of the expression of diverse lipid-specific pathway genes in IELs showed a notable upregulation, at the mRNA level, of the cholesterol biosynthesis pathway in comparison with other lipid pathways. Further assessment of this pathway in thymocytes, showed transversely low expression of lipid-related genes in thymic precursors, confirming a specific induction of cholesterol biosynthesis pathway in intestinal IELs, as previously reported (Brenes et al., 2021). In vitro stimulation of IELp with IL-15, showed inefficient induction of lipid-related genes, indicating that other intestinal signals might be responsible for the upregulation of cholesterol biosynthesis-related genes in IELs. Notably, pharmacological inhibition of cholesterol biosynthesis pathway resulted in alterations in the production of cytotoxic effector molecules by IELs, strongly indicating that cholesterol pathway may play a functional role in IELs.Analysis of the proteome-based open dataset (Brenes et al., 2021) unveiled several CD8αα specific expressed proteins, which could potentially be utilized for their identification and perhaps to target lipid metabolism in these enigmatic CD8αα IELs. Through an examination of the lipid metabolic profile of IELs, potential cues exerting a dominant induction of lipid-related genes in the gut environment, and their function within the IELs, we offer insights into the metabolism of cholesterol, a hight energy and translation barrier to T cell activation, that may control T-IEL function. Thus, this project promises in devising novel strategies to enhance human well-being and pave the way for innovative therapeutic interventions in intestinal malignant diseases. Consequently, there is an urgent necessity to investigate the role of cholesterol pathways in IELs and their broader implications for intestinal health.As escolhas de estilo de vida e condições fisiológicas, como a inflamação intestinal, constituem fatores de risco para o cancro colorretal. Apesar dos avanços na compreensão do microambiente tumoral, os elementos e funções da componente imunitária do tumor permanecem desconhecidos. Uma detalhada compreensão da interação entre o cancro e o sistema imunitário levará, sem dúvida, ao desenvolvimento de imunoterapias inovadoras. Os linfócitos intraepiteliais (IELs), que compreendem maioritariamente células T especializadas, proporcionam ao intestino uma defesa imunitária única, tendo um papel crucial na defesa imune e na manutenção da integridade da barreira. Entre as IELs, uma subpopulação pouco caracterizada de células T não convencionais (CD8αα) encontra-se na intersecção entre a imunidade inata e adaptativa e exibe uma faceta imunomoduladora proeminente em condições patológicas (Poussier et al., 2002), sugerindo que possam desempenhar um papel no microambiente tumoral. No entanto, de que forma as células T não convencionais são moldadas por fatores ambientais e as suas funções em contexto tumoral permanecem por desvendar. No passado, nós e outros demonstramos que os retinóides derivados da dieta controlam células T convencionais, assim como o destino e a função das células linfóides inatas (Goverse et al., 2016; Larange & Cheroutre, 2016; van de Pavert et al., 2014). Dados preliminares sólidos do nosso laboratório demonstram que, para se estabelecerem no epitélio intestinal, as IELs CD8αα necessitam de sinalização pelo ácido retinóico, o metabolito ativo da vitamina A lipossolúvel (Ferreira et al., unpublished), enaltecendo o seu requerimento de sinais derivados da dieta. Notavelmente, novos estudos demonstram que as IELs funcionam como sensores metabólicos que fazem a ponte entre o conteúdo nutricional de uma refeição e o metabolismo intermediário, através da expressão do receptor GLP-1 (He et al., 2019). Mais recentemente, análises proteómicas aprofundadas revelaram vias metabólicas lipídicas com uma expressão enriquecida subpopulações de células T IELs, o que implica que as IELs tenham um papel na regulação metabólica e que ligam os componentes da dieta às células do sistema imune do ambiente intestinal (Brenes et al., 2021). Neste estudo foram exploradas as vias lipídicas das IELs, examinando a expressão génica dos principais componentes envolvidos. A nossa análise molecular revelou uma sobre-expressão significativa da via de biossíntese do colesterol ao nível de RNA mensageiro nas IELs, em comparação com outras duas vias lipídicas. A mesma avaliação nos timócitos demonstraram uma expressão consistentemente baixa de genes relacionados com lípidos, confirmando uma indução específica da via de biossíntese do colesterol nas IELs intestinais, como foi demonstrado anteriormente (Brenes et al., 2021). A estimulação in vitro das células precursoras das IELs com IL-15 resultou numa indução ineficaz de genes relacionados com lípidos, sugerindo que outros sinais intestinais possam ser responsáveis pela indução de genes de biossíntese do colesterol nas IELs. Notavelmente, a inibição farmacológica da via de biossíntese do colesterol levou a alterações na produção de moléculas citotóxicas efetoras pelas IELs, indicando fortemente que esta via desempenha um papel a nível funcional nas IELs.A análise do conjunto de dados de proteómica (Brenes et al., 2021) revelou ainda várias proteínas específicas expressas por CD8αα, que podem ser potencialmente utilizadas para sua identificação e para alvejar especificamente nas IELs CD8αα vias de sinalização de interesse, por exemplo, o metabolismo lipídico.Através da análise do perfil metabólico lipídico das IELs, potenciais sinais que exercem uma indução dominante de genes relacionados a lipídios no ambiente intestinal, e sua função dentro das IELs, oferecemos novas perspetivas sobre o metabolismo do colesterol, uma via de alta energia e que influencia a ativação das células T, que pode controlar a função das T-IEL. Assim, este projeto promete desenvolver estratégias inovadoras para melhorar o bem-estar humano e abrir caminho para intervenções terapêuticas inovadoras em doenças malignas intestinais. Consequentemente, há uma necessidade urgente de investigar o papel das vias do colesterol nas IELs e as suas implicações mais amplas para a saúde intestinal.FC
Técnicas avançadas de caracterização para a análise da composição da massa negra proveniente da reciclagem de bateriais de veículos elétricos
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Física apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaThe exponential growth in electric vehicle production, coupled with the limited lifespan of their batteries, has raised concerns about the exploitation of critical raw materials and the management of batteries reaching end-of-life in the coming years. Therefore, establishing efficient recycling processes is imperative. To develop and assess these processes, a deep understanding of the first byproduct from recycling, black mass (BM), is essential. This work is integrated in the New Generation Storage under the PRR, as part of the Business Project – “End-of-Life Assessment and Diagnosis, Second Life and Recycling Pilot Line". The project aims to install pilot and industrial lines for the diagnosis, dismantling, and recycling of batteries. Due to the complex mixture of different elements in BM, various characterization techniques were applied to the 16 samples initially identified as BM. These techniques included Optical Microscopy (OM), Scanning Electron Microscopy (SEM), SEM with Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDS), X-ray Diffraction (XRD) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The study concluded that only 7 of the 16 samples were BM, while the remaining samples were cathode materials, predominantly Li(Ni,Mn,Co)O2 (NMC) with only one being LiFePO4. The analysis of NMC cathodes assessed their quality and revealed that Ni-rich cathodes are more unstable, which can lead to faster battery degradation. In the BM samples different battery elements were identified. The cathodes show evidences of delithiation. However, graphite analysis did not show evidences of lithiation. XPS analysis further confirmed that the Li not identified in the crystal structure was present in the SEI (Solid Electrolyte Interface) layer, indicating it was lost during battery degradation. From the Li XPS analysis it was verified that only 17 – 25% of the Li is present as Li2O, 10 – 30% appears bonding to F and the majority of Li, 47 – 65%, are bonded to organic compounds. This comprehensive approach provides crucial insights into the state of the BM and provides an in-depth knowledge about the samples.O crescimento exponencial na produção de veículos elétricos, aliado ao tempo de vida limitado das baterias intensifica a demanda por matérias-primas criticas, evidenciando a necessidade de gestão de baterias que atingirão o fim de vida nos próximos anos. Portanto, estabelecer processos eficientes de reciclagem é indispensável. Para desenvolver e avaliar esses processos é essencial perceber o primeiro subproduto da reciclagem, a massa negra (BM). Este trabalho está integrado no Pacto de Inovação New Generation Storage do Plano de Recuperação e Resiliência (PRR), como parte do projeto “End-of-Life Assessment and Diagnosis, Second Life and Recycling Pilot Line". O projeto visa implementar linhas piloto e industriais para diagnóstico, desmontagem e reciclagem de baterias. Devido à complexidade da mistura de diferentes elementos que compõem a BM, várias técnicas de caracterização foram exploradas para estudar as 16 amostras inicialmente identificadas como BM. O protocolo de caracterização incluiu: Microscopia Ótica (OM), Microscopia Eletrónica de Varrimento (SEM), SEM acoplado a Espectroscopia de Dispersão de Raios-X (SEM-EDS), Difração de Raios-X (XRD) e Espectroscopia de Fotoeletrão de Raios-X (XPS). O estudo demonstrou que apenas 7 das 16 amostras eram BM, enquanto que as demais eram cátodos, predominantemente Li(Ni,Mn,Co)O₂ (NMC), com apenas uma LiFePO₄. A análise demonstrou que os cátodos NMC ricos em Ni são mais instáveis, o que pode conduzir a uma degradação mais rápida da bateria. Nas amostras de BM, foram identificados os diferentes componentes da bateria. Os cátodos das BM mostraram evidências de delitiação. No entanto, a análise da grafite não revelou a presença de Li neste elétrodo. Com a análise de XPS foi confirmado que o Li não identificado na estrutura cristalina encontra-se presente na camada de interface de eletrólito sólida (SEI), o que indica que este foi perdido durante a degradação da bateria. Através da análise por XPS verificou-se que apenas 17 – 25% do Li estava presente como Li₂O, 10 – 30% estava ligado ao F, e a maior parte do Li, 47 – 65%, estava ligada a compostos orgânicos. A caracterização avançada da BM forneceu informações cruciais sobre o estado dos elementos da bateria.Outro - This work was financed and supported by the project “NGS – New Generation Storage”, with the reference n.º644936001-00000045, co-funded by Component C5 – Capitalisation and Business Innovation under the Portuguese Resilience and Recovery Plan, through the NextGeneration EU Fund
Development of a ultra-high-performance concrete manhole cover with a polypropylene liner
No full textRelatório de Estágio do Mestrado em Engenharia Mecânica apresentado à Faculdade de Ciências e TecnologiaThe main objective of the work presented is the development of a manhole cover (compatible with WiseShape® manholes) made of ultra-high-performance concrete (UHPC) without steel reinforcement lined with a polypropylene liner, with the objective of studying the possibility of introducing changes to the norm EN 124 (2015) to allow to produce this configuration of covers. To develop this cover CAD models were created, and the tests imposed by the norm EN 124 (2015) were simulated with finite element methods (FEM). Two types of covers were created one with only the polypropylene liner and another with the polypropylene liner and a cast iron rim to protect the contact edges. Two frames were also created for each cover, one that allowed the cover to move horizontally with a lateral gap of 2 mm and another that did not allow it to move once seated.The results showed that it was possible to create a cover with 40 mm of thickness that could comply with the load capacity test of the norm EN 124 (2015). The cover with the cast iron rim presented less deformation so the maximum displacement and the maximum stress was inferior to the one from the cover without the rim.The frames that did not allow the cover to move horizontally allowed the covers to have less deformation creating less maximum displacement and less maximum stresses.The results of this study point towards being possible to produce a A15 class concrete cover without steel reinforcement.Este trabalho consiste no desenvolvimento de uma tampa em ultra-high-performance concrete (UHPC) sem armação em aço e com revestimento em polipropileno compatível com as cúpulas das caixas de visita da WiseShape®, com o objetivo de avaliar a possibilidade de solicitar alterações à norma EN 124 (2015), para que esta permita que, em alguns casos, seja possível utilizar esta configuração de tampa. Para realizar este projeto criaram-se modelos de desenho assistido por computador (CAD) das tampas que foram sujeitos aos testes impostos pela norma através de simulações pelo método de elementos finitos (MEF). Projetaram-se dois tipos de tampas, uma com o revestimento em polipropileno e outra com um aro em ferro fundido. Projetaram-se, ainda, dois tipos de golas para cada tampa compatíveis com as cúpulas da WiseShape®, sendo que, uma permite que a tampa encaixe ficando com 2 mm de folga lateral enquanto, a outra, não permite que a tampa se mova horizontalmente.Os resultados obtidos mostram que é possível projetar uma tampa de classe A15 sem armação em aço que cumpra com o teste de capacidade de carga da norma, devendo para isso possuir um mínimo de 40 mm de espessura. As tampas que possuem aro de ferro fundido são mais resistentes, uma vez que sofrem menores deformações, sendo os deslocamentos máximos verificados e, consequentemente, as tensões máximas inferiores às verificadas para a tampa sem aro em ferro fundido.Quando montadas na gola, que não permite movimento lateral da tampa, verificou-se que, em comparação com a outra gola, a deformação nas tampas é menor o que cria menores deslocamentos e menores tensões nas tampas.Os resultados deste estudo apontam para a existência de viabilidade de se produzir tampas em betão de alta resistência sem armação em aço de classe A15
Ontogenetic allometry in the scapula in two Portuguese reference skeletal samples
No full textDissertação de Mestrado em Antropologia Forense apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaThe identification of human remains is crucial in any scenario in which the identity of a particular individual is unknown. This process, vital for humanitarian and legal reasons, is conducted by forensic anthropologists who determine the biological profile of individuals, including sex, age at death, population affinity and height. The study of ontogenetic allometry plays an important role in the construction of the biological profile. It refers to proportional changes in the shape and size of bones during growth, which is particularly important for studies of sexual dimorphism. This study focuses on the analysis of the ontogenetic allometry of the scapula in Portuguese reference skeletal samples, using geometric morphometry techniques, with the main goal of filling the gaps in current knowledge about the morphological variations associated with the growth and skeletal development of this bone. It also investigates the existence and relevance of sexual dimorphism in the scapula of non-adult individuals. The sample includes 140 individuals, with ages at death between birth and 89 years old, from two osteological collections: the Collection of Identified Skeletons of the National Museum of Natural History and Science (MUHNAC) and the Collection of Identified Skeletons of the University of Coimbra (CEIUC). The sample consists of 67 female and 73 male individuals, subdivided into a sample of 60 pre-pubertal individuals and 80 adult individuals. The scapulae were photographed, seven anatomical points were digitized in the photographs obtained and their contour was later outlined with forty points, using the “tps” programs. Statistical analysis was performed using the MorphoJ and PAST programs. The results of the ontogenetic allometry analysis point to a significant and continuous growth of the scapula in the early stages of life (from childhood to adolescence), with a tendency to stabilize after adolescence, showing fewer and fewer pronounced changes in the shape of the scapula. Centroid size was shown to have a significant influence on shape variation, explaining a considerable part of the variability observed in the full sample. Regarding the analysis of sexual dimorphism in non-adult individuals, no significant differences were found in the shape or size of the scapula centroid between the sexes.A identificação de remanescentes humanos é crucial em qualquer cenário no qual se desconheça a identidade de um determinado indivíduo. Este processo, vital por razões humanitárias e legais, é conduzido por antropólogos forenses que determinam o perfil biológico dos indivíduos, incluindo o sexo, a idade à morte, a afinidade populacional e a estatura. O estudo da alometria ontogenética desempenha um papel importante na construção do perfil biológico. Refere-se às mudanças proporcionais na forma e no tamanho dos ossos durante o crescimento, o que é particularmente importante para estudos de dimorfismo sexual. Este estudo foca-se na análise da alometria ontogenética da escápula em amostras esqueléticas de referência portuguesas, utilizando técnicas de morfometria geométrica, com o principal objetivo de preencher as lacunas existentes no conhecimento atual sobre as variações morfológicas associadas ao crescimento e desenvolvimento esquelético deste osso. Investiga também a existência e relevância do dimorfismo sexual na escápula de indivíduos não adultos. A amostra inclui 140 indivíduos, com idades à morte entre o nascimento e os 89 anos, provenientes de duas coleções osteológicas: a Coleção de Esqueletos Identificados do Museu Nacional de História Natural e da Ciência (MUHNAC) e a Coleção de Esqueletos Identificados da Universidade de Coimbra (CEIUC). A amostra é composta por 67 indivíduos do sexo feminino e 73 do sexo masculino, subdividida numa amostra de 60 indivíduos não adultos e 80 indivíduos adultos. Fotografaram-se as escápulas, digitalizaram-se sete pontos anatómicos nas fotografias obtidas e o contorno das mesmas foi posteriormente delineado com quarenta pontos, utilizando os programas “tps”. A análise estatística foi realizada com recurso aos programas MorphoJ e PAST. Os resultados da análise da alometria ontogenética apontam para um crescimento significativo e contínuo da escápula nas fases de vida iniciais (da infância à adolescência), tendo tendência a estabilizar após a adolescência, apresentado cada vez menos mudanças acentuadas na forma da escápula. O tamanho do centróide mostrou ter uma influência significativa na variação da forma, explicando uma parte considerável da variabilidade observada na amostra completa. Relativamente à análise do dimorfismo sexual em indivíduos não adultos, não foram encontradas diferenças significativas na forma ou no tamanho do centróide da escápula entre os sexos
Modelação Preditiva para Progressão da Fibrose Pulmonar Idiopática
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Informática apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaIdiopathic Pulmonary Fibrosis(IPF) is a progressive lung disease characterized by scar tissue formation within the lungs without known causes. The disease's trajectory is unpredictable, often progressing to respiratory failure and mortality within 3-5 years of diagnosis. The most prevalent indicator of IPF progression is the Forced Vital Capacity(FVC), which is frequently used to monitor the health of a IPF patient.Many studies in this field primarily focus on diagnosing and predicting exacerbations or mortality. However, few address the disease's progression using spirometry data. Consequently, this research addresses the need for predictive models to anticipate patient deterioration and reduce the burden on clinicians to maintain constant oversight of the clinical variations in multiple patients. This is achieved by the development of Machine Learning (ML) models that predict future FVC baselines using spirometry data. To find the most effective approach, four models—Linear Regression, Random Forest, Extreme Gradient Boosting(XGBoost), and Long Short-Term Memory(LSTM)—were developed and compared. The FVC baseline, calculated as the mean of FVC values over a 10-day period with a 95% confidence interval, determines the patient’s FVC trend and serves as a comparison value to assess the patient’s condition over time. The calculation method for establishing this baseline was demonstrated to be accurate and statistically validated.A total of 9,340 spirometry tests of 134 patients were considered as part of the research. In order to determine the most relevant features, three sets of features were evaluated. However, the results suggest that the majority of them do not have a substantial impact on the model's performance. Additionally, different prediction windows were considered to determine how far into the future the model could predict. Random Forest and XGBoost performed slightly worse than LSTM and Linear Regression, with XGBoost showing signs of overfitting. While model performance declined as the prediction window extended, it remained relatively high. Given the similar results among the models, Linear Regression was preferred for its simplicity. In order to mitigate data variability, oversampling methodologies were implemented, which yielded modest improvements in key metrics. Overall, this study highlights the potential of ML models in IPF management by providing accurate predictions of FVC baselines, enabling clinicians to offer more proactive and personalized care.A Fibrose Pulmonar Idiopática (IPF) é uma doença pulmonar progressiva caracterizada pela formação de tecido cicatricial nos pulmões sem causas conhecidas. O percurso da doença é imprevisível, frequentemente progredindo para falência respiratória e mortalidade dentro de 3 a 5 anos após o diagnóstico. O indicador mais prevalente da progressão da IPF é a Capacidade Vital Forçada (FVC), que é frequentemente utilizada para monitorizar a saúde do paciente com IPF.Muitos estudos nesta área focam-se principalmente no diagnóstico e na previsão de exacerbações ou mortalidade. No entanto, poucos abordam a progressão da doença utilizando dados de espirometria. Consequentemente, esta investigação aborda a necessidade de modelos preditivos para antecipar a deterioração dos pacientes e reduzir o fardo dos clínicos na manutenção da vigilância constante sobre as variações clínicas em múltiplos pacientes. Este objetivo é alcançado através do desenvolvimento de modelos de Aprendizagem Computacional (ML) que preveem os valores futuros de linha de base da FVC utilizando dados de espirometria. Para identificar a abordagem mais eficaz, foram desenvolvidos e comparados quatro modelos: Regressão Linear, Random Forest, XGBoost e LSTM.O valor de linnha debase da FVC, calculado como a média dos valores da FVC ao longo de um período de 10 dias com um intervalo de confiança de 95%, determina a tendência da FVC do paciente e serve como um valor de comparação para avaliar a condição do paciente ao longo do tempo. O método de cálculo para estabelecer este valor de base demonstrou ser preciso e estatisticamente validado.Um total de 9.340 testes de espirometria de 134 pacientes foram considerados na pesquisa. Para determinar as características mais relevantes, foram avaliados três conjuntos de características. No entanto, os resultados sugerem que a maioria delas não tem um impacto substancial no desempenho do modelo.Adicionalmente, foram consideradas diferentes janelas de previsão para determinar até que ponto no futuro o modelo poderia prever. Random Forest e XGBoost apresentaram resultados ligeiramente piores do que LSTM e Regressão Linear, com o XGBoost a mostrar sinais de sobreajuste (overfitting). Embora o desempenho dos modelos tenha diminuído à medida que a janela de previsão se estendeu, manteve-se relativamente elevado. Dado os resultados semelhantes entre os modelos, a Regressão Linear foi preferida pela sua simplicidade. Para mitigar a variabilidade dos dados, foram implementadas metodologias de oversampling, que resultaram em melhorias modestas em algumas métricas.No geral, este estudo destaca o potencial dos modelos de ML na gestão da IPF, ao fornecer previsões precisas dos valores de base da FVC, permitindo que os clínicos ofereçam cuidados mais proativos e personalizados
The Secondary Party in Portuguese Civil Procedure
No full textDissertação de Mestrado em Direito apresentada à Faculdade de DireitoThe ultimate aim of modern civil procedure should be the fair settlement of disputes and the delivery of judgments that arise from a fair process in which the parties participate effectively. This dissertation focuses on the secondary party in Portuguese civil procedure law, namely on the merits of the current legislative solutions, and proposes a new model for secondary intervention. To achieve this goal, we will analyze, in general, the admissibility of third party intervention, as well as the advantages and disadvantages of allowing, in addition to the main parties, the intervention of secondary parties - people who are not the holders of the material relationship in dispute, and who therefore can neither be condemned nor acquitted in the claim, but who are holders of a related legal relationship. We will also study the legal regimes of both provoked and spontaneous secondary intervention, which are embodied in Portuguese civil procedure law. Throughout this dissertation, it is emphasized the need to allow secondary interveners to develop a more intense procedural activity, broadening the range of procedural powers at their disposal. This need, as explained in this study, stems from the binding effect of the judgement's grounds of fact and law on the secondary party. We will also analyze the distinction between provoked and spontaneous secondary intervention and, within the scope of secondary ancillary interveners, those who have a legal interest or a practical-economic interest, with the aim of knowing whether the legal regime applicable to all these subjects will be unitary or differentiated. These are questions that must be analyzed in the light, fundamentally, of the principle of procedural economy, and it is also important the study and comparison with foreign legal systems.O processo civil moderno deve ter como finalidade última a justa composição do litígio e a prolação de sentenças que emanem de um processo justo, onde as partes nele participem efectivamente. Esta dissertação debruça-se sobre a figura da parte acessória no direito processual civil português, nomeadamente, sobre o mérito das actuais soluções legislativas, sendo proposto um novo modelo de intervenção acessória. Para tal fim, analisaremos, em geral, a admissibilidade da intervenção de terceiros, bem como as vantagens e desvantagens de se permitir, para além das partes principais, a intervenção de partes acessórias - sujeitos que não são titulares da relação material controvertida, e que, por isso, não podem nem ser condenados nem absolvidos no pedido, mas sim titulares de uma relação jurídica conexa. De igual modo, estudaremos os regimes jurídicos, quer da intervenção acessória provocada, quer da intervenção acessória espontânea, que se encontram plasmados no direito processual civil português. Ao longo da presente dissertação, evidencia-se a necessidade de permitir ao interveniente acessório a possibilidade de desenvolver uma actividade processual mais intensa, alargando o leque de poderes processuais ao seu dispor. Esta necessidade, conforme se expõe neste estudo, decorre do efeito vinculativo aos fundamentos de facto e de direito da sentença que é imposto à parte acessória. Apreciaremos, ainda, a distinção entre a intervenção acessória provocada e espontânea, e, no âmbito dos intervenientes acessórios espontâneos, aqueles que são titulares de um interesse jurídico ou de um interesse prático-económico, com a finalidade de saber se o regime jurídico aplicável a todos estes sujeitos será unitário ou diferenciado. São questões que devem ser analisadas à luz, fundamentalmente, do princípio da economia processual, assumindo ainda relevância o estudo e a comparação com ordenamentos jurídicos estrangeiros
Avaliação do Potencial Terapêutico do Acanthus mollis
No full textTese de Doutoramento em Ciências Farmacêuticas apresentada à Faculdade de FarmáciaAcanthus mollis L. é uma planta nativa da região mediterrânica, tradicionalmente utilizada para tratar feridas e queimaduras e, internamente, como diurético, além de aliviar inflamações do trato digestivo e urinário. Ao contrário de outras plantas do género Acanthus, o conhecimento fitoquímico desta planta é escasso, e o seu potencial terapêutico ainda não foi cientificamente comprovado.Para este projeto, foi selecionado um extrato etanólico a 96% (EEt) com base no nosso trabalho publicado anteriormente. Perfis cromatográficos qualitativos e quantitativos foram determinados por HPLC-PDA-ESI/MSn e HPLC-PDA, evidenciando fitoquímicos como benzoxazinóides, fenilpropanóides e flavonóides; sendo as duas primeiras classes predominantes. Foram utilizadas técnicas cromatográficas de fracionamento e isolamento, como cromatografia em coluna a pressão normal ou média por Cromatografia Flash. Várias fases estacionárias (Sephadex LH-20, Sílica, Celulose e Fase Reversa) foram testadas, tendo o Sephadex LH-20 e a Fase Reversa apresentado bons resultados. O principal composto, 2,4-dihidroxi-1,4-benzoxazin-3-ona (DIBOA), foi isolado e identificado por técnicas espectroscópicas de Ressonância Magnética Nuclear de ¹H e ¹³C. Outros compostos presentes, como HBOA e verbascósido, foram adquiridos para estudos posteriores.O EEt e os seus principais compostos foram avaliados quanto às atividades antioxidante/antirradicalar, anti-inflamatória, anticancerígena e de inibição da tirosinase. O EEt apresentou um IC50 de 40,00 ± 1,59 μg/mL contra DPPH, além de uma notável capacidade antioxidante, particularmente para o anião superóxido (IC50 = 29,42 ± 1,99 μg/mL), um radical biologicamente prejudicial que promove a oxidação ao nível celular. Uma atividade anti-inflamatória significativa em macrófagos RAW 264.7 foi verificada em relação ao EEt (IC50 = 28,01 μg/mL), sendo que o DIBOA mostrou um IC50 próximo de 5 μg/mL (27,60 µM). Importa salientar que o EEt não foi citotóxico para queratinócitos e macrófagos. A expressão génica de alguns marcadores anti-inflamatórios foi também avaliada utilizando a reação em cadeia da polimerase com transcrição reversa em tempo real (rt-PCR), medindo os níveis de mRNA de genes que codificam a síntese de óxido nítrico induzível, interleucinas e TNF-α. O EEt e o DIBOA exibem propriedades anti-inflamatórias ao regularem negativamente o Nos2 e Ilb.Quanto à atividade anticancerígena in vitro, EEt e os seus compostos foram testados na linha celular tumoral WiDr (cancro do cólon) usando exposição em múltiplas doses e o ensaio de redução do MTT. O EEt e o DIBOA demonstraram efeitos inibitórios do crescimento das células WiDr. A atividade anticancerígena in vivo do EEt e do DIBOA foi avaliada usando ratinhos machos BALB/c (-) nude. O crescimento tumoral foi monitorizado usando imagem macroscópica e microPET. Os tratamentos retardaram a progressão tumoral, mas não reduziram o tamanho do tumor, sendo que o EEt apresentou um crescimento tumoral mais lento, mantendo dimensões semelhantes por um período mais longo e induzindo apoptose e substituição fibrosa/adiposa em comparação com o DIBOA.Relativamente à atividade anti-tirosinase, EEt mostrou uma notável inibição (IC50 = 1,21 µg/mL), mediada principalmente pelo DIBOA e verbascósido, por um mecanismo não competitivo. Curiosamente, foi observado um efeito sinérgico entre estes compostos. O EEt não foi citotóxico para queratinócitos e fibroblastos (linhas celulares HaCaT e 3T3).Considerando uma futura aplicação dérmica, o EEt foi incorporado em três diferentes formulações: Carbopol 940, Pluronic F-127 e uma emulsão óleo-em-água em concentrações não tóxicas. A libertação in vitro dos fitoquímicos ativos foi avaliada utilizando células de difusão de Franz. Estudos de libertação indicaram cinéticas de libertação complexas para as formulações de Carbopol e Pluronic F-127, enquanto o creme óleo/água apresentou melhor controlo da libertação.A variação sazonal dos fitoquímicos e das atividades antioxidante, anti-inflamatória e inibidora da tirosinase do extrato de folhas de A. mollis foi também avaliada em material recolhido em diferentes estádios (jovem, pré-floração e floração) por dois anos consecutivos. O DIBOA foi predominante no estádio vegetativo inicial, mas diminuiu à medida que a planta amadurecia, bem como com a temperatura, humidade e luz solar. As amostras com maior quantidade deste composto apresentaram maior atividade anti-inflamatória e anti-tirosinase. O verbascósido manteve-se mais estável, afetando principalmente a atividade antioxidante.Em conclusão, esta investigação levou à identificação de novos compostos em A. mollis, como DIBOA e verbascósido, validou alguns dos usos tradicionais, particularmente as propriedades anti-inflamatórias, e revelou potenciais novas aplicações, como inibição da tirosinase e propriedades anticancerígenas. Estes achados expandem o perfil fitoquímico da planta e abrem perspetivas para investigar o seu potencial terapêuticoAcanthus mollis L. is a native plant of the mediterranean region, traditionally used to treat wounds and burns and internally as a diuretic, as well as to relieve digestive and urinary tract inflammation. Unlike other plants of the genus Acanthus, the phytochemical knowledge of this plant is scarce, and its therapeutic potential has not yet been scientifically proven. For this project, a 96% ethanolic extract (EEt) was selected based on our previous published work. Qualitative and quantitative chromatographic profiles were determined by HPLC-PDA-ESI/MSn and HPLC-PDA, evidencing phytochemicals such as benzoxazinoids, phenylpropanoids and flavonoids; the first two classes being predominant. Fractionation and isolation chromatographic techniques were used, such as column chromatography at normal or medium pressure by Flash Chromatography. Several stationary phases (Sephadex LH-20, Silica, Cellulose and Reverse Phase) were assayed, Sephadex LH-20 and Reversed Phase conferring the best results. The major compound, 2,4-dihydroxy-1,4-benzoxazin-3-one (DIBOA) was isolated and identified by spectroscopic techniques of 1H and 13C Nuclear Magnetic Resonance. Other compounds present like HBOA and verbascoside were purchased as standards to further studies.EEt and its major compounds were evaluated for antioxidant/antiradical, anti-inflammatory, anticancer, and tyrosinase inhibition activities. EEt displayed IC50 values of 40.00 ± 1.59 μg/mL against DPPH, as well as a remarkable antioxidant capacity, particularly to superoxide anion (IC50 = 29.42 ± 1.99 μg/mL), a biologically harmful radical that promotes oxidation at the cellular level. A significative anti-inflammatory activity in LPS-stimulated RAW 264.7 macrophages was verified concerning the extract (IC50 = 28.01 μg/mL), and DIBOA showing an IC50 close to 5 μg/mL (27.60 µM). Importantly, the EEt was non-cytotoxic to keratinocytes and macrophages up to 30 μg/mL. Gene expression of some anti-inflammatory markers was also evaluated using real-time reverse transcriptase-polymerase chain reaction (rt-PCR), by measuring mRNA levels of genes encoding inducible NO synthase (Nos2), interleukins (Il1b and Il6), and Tnf. EEt and DIBOA exhibit anti-inflammatory properties by downregulating Nos2 and Ilb.Regarding anticancer activity in vitro, the extracts and its compounds (DIBOA, HBOA and verbascoside) were incubated with WiDr (colon cancer) tumoral cell line using multiple-dose exposure and the MTT reduction assay. EEt and DIBOA demonstrate growth inhibitory effects against WiDr colon cancer cells. In vivo anti-cancer activity of EEt and DIBOA was evaluated using male nude BALB/c (-) mice. Tumor growth was monitored using macroscopic and microPET imaging. The treatments delayed tumor progression but did not reduce tumor size, EEt exhibiting more significant slower tumor growth, maintaining similar dimensions for a longer period, and inducing apoptosis and fibrous/adipose replacement compared to DIBOA.Regarding to anti-tyrosinase activity, EEt showed remarkable inhibition (IC50 = 1.21 µg/mL), mediated primarily by DIBOA and verbascoside, through a non-competitive mechanism. Curiously, a synergistic effect between these compounds was observed. EEt was non-cytotoxic for keratinocytes and fibroblasts (HaCaT and 3T3 cell lines).Considering a future dermal application, EEt was incorporated into three different formulations: Carbopol 940, Pluronic F-127, and an oil-in-water emulsion in non-toxic concentrations. The in vitro release of active phytochemicals was evaluated using Franz diffusion cells. Drug release studies indicated complex release kinetics for Carbopol and Pluronic F-127 formulations, while the oil/water cream had a better controlled release.Seasonal variation of phytochemicals and biological activities (antioxidant, anti-inflammatory, and tyrosinase inhibitory) of A. mollis leaf extract was also assessed for material collected at different stages (young, pre-flowering, and flowering) over two consecutive years. DIBOA was predominant in the early vegetative stage but decreased as the plant matured, as well as with temperature, humidity, and sunlight. The samples with more quantity of this compound presented higher anti-inflammatory and anti-tyrosinase activities. The verbascoside remained more stable and affected mainly antioxidant activity. In conclusion, this research led to the identification of new compounds in A. mollis, such as DIBOA and verbascoside, validate some of the traditional uses, particularly anti-inflammatory properties and revealed potential new applications, tyrosinase inhibition and anticancer properties. These findings expand the plant’s phytochemical profile and open new perspectives for investigating its potential therapeutic properties.FC
The role of public libraries in the local community: case study at the Municipal Library of Valpaços
No full textDissertação de Mestrado em Ciência da Informação apresentada à Faculdade de LetrasPublic libraries, as sociocultural institutions, play a crucial role in the development of local communities. As information systems and services, they enable all users access to information and knowledge, promote freedom, solidarity and civic participation.According to the International Federation of Library Associations and Institutions and the United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization Manifesto, public libraries are local centres of information that promote access to knowledge for all members of the community without any sociocultural distinctions. They perform social functions by promoting equality, preserving the values of democracy and citizenship, guaranteeing human rights, education and life-long learning, encouraging multicultural dialogue and social and digital inclusion.This study intends to analyse the role of public libraries in promoting the sociocultural development of the local community. The specific objectives are to: characterize the Municipal Library of Valpaços as far as its resources, services and cultural activities and projects are concerned; identify specific areas of action for the sociocultural development of the local community; and, lastly, submit some recommendations to carry out the cultural activities and projects.The adopted methodology includes exploratory and descriptive research with a qualitative approach. The case study took place at the Municipal Library of Valpaços, through interviews and the analysis of both administrative documents and its webpage.The results demonstrate that the Municipal Library of Valpaços has been playing a fundamental role in the promotion of books, reading and the local communities’ social and digital inclusion. It is also concluded that the continuity and innovation of resources, services and cultural activities and projects become essential to strengthening the sociocultural development and civic participation of the local community.As bibliotecas públicas, enquanto instituições socioculturais, têm um papel fundamental no desenvolvimento das comunidades locais. Enquanto sistemas e serviços de informação possibilitam a todos os utilizadores o acesso à informação e ao conhecimento, promovem a liberdade, a solidariedade e a participação cívica.Segundo o Manifesto da Federação Internacional de Associações e Instituições Bibliotecárias e da Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura, as bibliotecas públicas são centros locais de informação que promovem o acesso ao conhecimento a todos os membros da comunidade sem distinções socioculturais. Desempenham funções sociais na promoção da igualdade, na preservação dos valores da democracia e da cidadania, na garantia dos direitos humanos, educação e aprendizagem ao longo da vida, no fomento ao diálogo multicultural e na inclusão social e digital.O presente estudo tem como objetivo geral analisar o papel das bibliotecas públicas na promoção do desenvolvimento sociocultural da comunidade local. Como objetivos específicos pretende-se: caracterizar a Biblioteca Municipal de Valpaços quanto aos seus recursos, serviços e atividades e projetos culturais; identificar as áreas específicas de atuação para o desenvolvimento sociocultural da comunidade local e, por fim, propor recomendações para a dinamização das atividades e dos projetos culturais.A metodologia adotada compreende uma pesquisa exploratória e descritiva com uma abordagem qualitativa. O estudo de caso foi realizado na Biblioteca Municipal de Valpaços, mediante entrevistas, análise dos documentos administrativos e da página web.Os resultados revelam que a Biblioteca Municipal de Valpaços tem desempenhado um papel fundamental na promoção do livro, da leitura e da inclusão social e digital da comunidade local. Conclui-se, de igual modo, que a continuidade e inovação dos recursos, dos serviços e das atividades e projetos culturais tornam-se essenciais para fortalecer o desenvolvimento sociocultural e a participação cívica da comunidade local
Metodologia de síntese de fotocatalisadores à base de WO3 para remoção de Contaminantes de preocupação emergente
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Química apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaA crescente contaminação dos recursos hídricos não só prejudica o ambiente, mas também intensifica a crise hídrica, sendo necessário adotar medidas preventivas para garantir a disponibilidade da água no futuro. As tecnologias convencionais presentes em estações tratamento de águas residuais demonstram-se não eficientes perante a crescente variedade de poluentes, como é o caso dos produtos farmacêuticos e de bem-estar pessoal (PPCPs), que são considerados contaminantes de preocupação emergente (CECs). Neste contexto, processos avançados de oxidação (AOPs) emergem da procura por tratamentos alternativos, principalmente o processo de fotocatálise.No presente estudo, foram sintetizados fotocatalisadores constituídos por WO3 recorrendo a dois métodos de síntese, o método hidrotermal e o sol-gel. Estes fotocatalisadores foram submetidos a reações para a degradação de uma mistura de metil-, etil-, propilparabeno. Com base na eficiência de degradação dos parabenos obtidas, os diferentes parâmetros de síntese de ambos os métodos foram selecionados e avaliados.Inicialmente, estudou-se o impacto que a radiação tem no desempenho do fotocatalisador. Para tal, fez-se uma avaliação da degradação de parabenos durante reações de fotocatálise sob luz solar e luz simulada, obtendo-se uma degradação de 35% (MP), 36% (EP) e 44% (PP) com luz solar, e 5% (MP), 8% (EP) e 12% (PP) para luz simulada. Devido a esta diferença significativa, as restantes reações fotocatalíticas foram realizadas sob luz solar.Para a avaliação da síntese hidrotermal do WO3, foram selecionados o efeito do tempo e da temperatura de síntese, do pH da solução e da temperatura de calcinação, como parâmetros de maior influência a serem estudados. Após a avaliação destes parâmetros, o material selecionado foi capaz de atingir degradações de 35% (MP), 36% (EP) e 44% (PP). Este fotocatalisador, HB2, apresenta as seguintes características de síntese: pH 0.5, temperatura de síntese de 150 ºC, durante 24 h e calcinação a 500 ºC durante 6 h. Relativamente à síntese pelo método sol-gel, analisou-se a proporção molar dos reagentes, o efeito do tempo e temperatura de aging e a temperatura de calcinação, tendo como base os parâmetros que proporcionaram melhor desempenho ao fotocatalisador sintetizado pelo método hidrotermal, HB2. Assim, a proporção molar foi ajustada para 8/6 mmol (tungstato de sódio/ácido cítrico), manteve-se o pH, e a solução foi aquecida a 50 ºC durante 24 h com posterior calcinação a 500 ºC durante 6 h, proporcionando ao fotocatalisador SB1 melhores propriedades fotocatalíticas, degradando 14% (MP), 13% (EP) e 16% (PP).The increasing contamination of hydric resources not only harms the environment but also intensifies the water crisis, being necessary to adopt preventive measures to ensure the availability of water in the future.Conventional treatment technologies present in water treatment plants are not fully effective in removing the increasing variety of pollutants, such as pharmaceuticals and personal care products (PPCPs), which are considered contaminants of emerging concern (CECs). Thus, the advanced oxidation processes have emerged from the search for alternative treatments, specially the photocatalysis process. In the present study, WO3 based photocatalysts it was synthesized recourse by two synthesis methods, hydrothermal and sol-gel methods. These photocatalysts were submitted to reactions, under solar light and simulated light, in order to degrade a mixture of methyl-, ethyl- and propylparaben. Based on parabens degradation efficiency obtained, different synthesis parameters of both methods were selected and evaluated. First, the impact of the radiation upon the catalyst activation was studied. For this, both solar light and a simulated light were employed, obtaining degradations of 35% (MP), 36% (EP) and 44% (PP), under solar light, while 5% (MP), 8% (EP) and 12% (PP) for the artificial source. Moreover, natural solar radiation was employed in further reactions.For the evaluation of the hydrothermal synthesis of WO3, the selected parameters were the effect of synthesis time and temperature, the solution’s pH and the calcination temperature. After optimization of these parameters, the selected material was able to achieve degradations of 35% (MP), 36% (EP) and 44% (PP). This photocatalyst, HB2, presented the following characteristics: pH of 0.5, temperature of synthesis of 150 °C, during 24 h, and calcined at 500 °C for 6 h.Regarding the sol-gel method, the molar proportions of the reagents, the effect of the aging time and temperature, and the calcination temperature were analyzed, being used the parameters optimized in the hydrothermal synthesis as a base. Thus, the molar proportion was adjusted to 8/6 mmol (sodium tungstate/citric acid), the pH was kept at 0.5, the solution was heated at 50 ºC for 24 h with further calcination at 500 °C for 6 h, with the SB1 photocatalyst achieving 14% (MP), 13% (EP) and 16% (PP) degradations