68199 research outputs found
Sort by
Internalização e Validação de Métodos de Caracterização e Diferenciação de MSCs em ATMPs de Acordo com as Diretrizes GMP.
No full textDissertação de Mestrado em Biotecnologia Farmacêutica apresentada à Faculdade de FarmáciaA translação clínica das células estaminais mesenquimais (MSCs) exige uma caracterização abrangente dos Medicamentos de Terapia Avançada (ATMP), incluindo avaliação de segurança, identificação e potencial clínico para fins de controlo de qualidade. Esta etapa é vital devido à variabilidade entre doadores e nos processos de produção, que podem impactar os resultados terapêuticos. Portanto, como parte da identificação, é crucial que as células demonstrem aderência ao recipiente de cultura, expressem marcadores de superfície celular tradicionais (CD90, CD73 e CD105), e não expressem outros marcadores específicos (CD45, CD34, CD14 ou CD11b, CD79α ou CD19 e HLA-DR). Esses critérios, combinados com a capacidade multi-linhagem, conforme definido por Dominici et al. 2006, são essenciais para classificar as células como MSCs e para avaliar sua potência. Essa avaliação não só caracteriza as MSCs, mas também valida o seu potencial clínico, tornando-se um componente crítico do controlo de qualidade. No contexto de Medicamentos de Terapia Avançada (ATMPs) baseados em MSCs criopreservadas, foi proposta a internalização e validação de métodos específicos em conformidade com as diretrizes de Boas Práticas de Fabrico (GMP):(1) Diferenciação de MSCs em Três Linhagens Celulares (osteócitos, condrócitos e adipócitos). Para diferenciar as MSCs, foram aplicados sistemas e condições de cultura padrão, conforme descritos por Dominici et al. em 2006. Posteriormente, realizou-se coloração histológica para confirmar a diferenciação celular. A validação do método foi concluída com sucesso. (2) Quantificação de IDO e CD274 por Citometria de Fluxo: O processo de validação está em curso, com sucesso na validação dos testes 1, 2 e 3. No entanto, a validação do teste 4 está ainda por completar.(3) Caracterização de MSCs por Citometria de Fluxo: Devido a restrições de tempo, não foi possível realizar a validação deste método de caracterização.A internalização dos métodos culminou na criação de Procedimentos Operacionais Padrão (SOPs), protocolos de validação e registos das atividades descritas acima.Ao longo deste processo de validação, seguimos meticulosamente as diretrizes GMP, aderindo rigorosamente aos padrões estabelecidos pelo Conselho Internacional para Harmonização (ICH) e, quando aplicável, pela Farmacopeia Europeia (Ph Eur).The clinical translation of mesenchymal stromal cells (MSCs) requires, among others, the characterization of the advanced therapy medicinal product (ATMP), its safety, identity, and clinical potential for quality control. This is because donor variability and processing variability of MSCs may impact their therapeutic outcomes. As such, as part of their identity confirmation, cells must be plastic-adherent in culture, must express classical cell surface markers (CD90, CD73 and CD105) and lack expression of other specific cell markers ( CD45, CD34, CD14 or CD11b, CD79α or CD19 and HLA-DR). This is used to define MSCs along with their multilineage potential (Dominici et al. 2006). The multilineage potential of MSCs can be used as an important quality control assessment towards their clinical potential, i.e., not only to characterize the cells as MSCs but also to demonstrate their potency. In the context of cryopreserved MSC-based Advanced Therapy Medicinal Products (ATMPs), it was proposed the internalization and validation of specific methods in alignment with Good Manufacturing Practice (GMP) guidelines: (1) MSCs differentiation into three cell lineages (osteocytes, chondrocytes, and adipocytes). To differentiate MSCs, standard culture systems and conditions, as described in Dominici et al. in 2006, were applied. Subsequently, histological staining was conducted to confirm cell differentiation. The method validation was successfully terminated. (2) IDO and CD274 quantification by flow cytometry validation process is ongoing, with tests 1, 2, and 3 successfully validated. However, the validation of test 4 is yet to be completed. (3) MSCs Characterization by Flow Cytometry validation could not be carried out due to time constraints, the internalization of these methods led to the development of Standard Operating Procedures (SOPs), validation protocols and registries for the activities described above. Throughout this validation process, we meticulously adhered to GMP guidelines, following the rigorous standards established by the International Council for Harmonization (ICH) and, where applicable, the European Pharmacopoeia (Ph Eur)
Relatórios de Estágio e Monografia intitulada "Envelhecimento e Resiliência Cognitiva: mecanismos moleculares como novos alvos terapêuticos"
No full textRelatório de Estágio do Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas apresentado à Faculdade de FarmáciaDurante o último século, a esperança média de vida da população quase duplicou, principalmente devido à diminuição da mortalidade resultante da melhoria das condições de vida e cuidados de saúde. À medida que a sociedade envelhece, o foco em estratégias para aumentar o envelhecimento "saudável" torna-se cada vez mais importante. Compreender as causas do declínio cognitivo relacionado com a idade e as doenças neurodegenerativas é um desafio científico e de saúde pública premente. A ocorrência de declínio cognitivo em indivíduos idosos tem implicações substanciais para a sociedade. Importa notar que nem todos os idosos apresentam défice cognitivo; alguns mantêm uma "resiliência" cognitiva que lhes permitem ter desempenhos comparáveis aos de indivíduos mais jovens.A variabilidade inter-individual no contexto do envelhecimento cognitivo está frequentemente associada a fatores como o estilo de vida (educação, realização ocupacional e atividade física), a dieta e a genética (como a mutação da Islândia da Proteína Precursora da placa Amiloide, a Apolipoproteína E2 e a proteína Klotho). No entanto, a compreensão dos mecanismos moleculares que justificam esta variabilidade é complexa devido a numerosos fatores, o que torna desafiante o estudo e a completa compreensão destes aspetos.Identificar as diferenças entre indivíduos resilientes e não resilientes permitirá descobrir potenciais promotores de resiliência e alvos terapêuticos. Uma melhor compreensão dos processos moleculares permitirá direcionar a investigação futura, e elencar valiosas estratégias para orientar a farmacoterapia, além de poder promover o desenvolvimento de políticas de saúde e ambientais destinadas a abordar proativamente as doenças neurodegenerativas antes que os sintomas se manifestem.Ainda há um percurso considerável a percorrer no campo da resiliência cognitiva, especialmente no avanço da terapia génica destinadas a abordar o cerne fundamental da questão. No entanto, a crescente importância deste tópico destaca a relevância que a saúde cognitiva atualmente atinge no âmbito científico.Esta monografia apresenta uma revisão crítica dos modelos de reserva cognitiva e resiliência e os seus mecanismos subjacentes, explorando os fatores que influenciam a resiliência cognitiva e potenciais alvos terapêuticos que mantenham a função cognitiva durante o envelhecimento saudável e condições neurodegenerativas.Over the past century, the average life span of the population has almost doubled, mainly due to decreased age-specific mortality resulting from improved living standards and healthcare. As society ages, the focus on strategies that increase the duration of "healthy" leaving becomes increasingly crucial. Understanding the causes of age-related cognitive decline and neurodegenerative diseases is a scientific and clinical need, and public health challenge. The occurrence of cognitive impairment in aging individuals, who are otherwise healthy, sets a significant unanswered question that carries substantial scientific and societal implications. Significantly, not all older individuals experience cognitive decline; some maintain cognitive "resilience" and perform comparably to younger individuals. The variability in cognitive aging among humans is often linked to factors like lifestyle (education, occupational attainment, and physical activity), diet, and genetics (such as Amyloid Precursor Protein Iceland mutation, Apolipoprotein E 2 and Klotho protein). However, understanding the precise molecular mechanisms behind these variations is complex. Identifying the differences between resilient and non-resilient individuals prompt the discovery of potential promoters of resilience and therapeutic targets. A better comprehension of the molecular processes also is expected to provide valuable insights for guiding treatment approaches and can promote the development of health and environmental policies that proactively addressing neurodegenerative diseases before symptoms become apparent.There is still a considerable journey ahead in the realm of cognitive resilience, particularly in the advancement of gene editing therapies aimed at addressing the fundamental core of the issue. Nonetheless, the increasing significance of this topic underscores the expanding relevance that cognitive health has attained within the realm of science.This monograph provides an inclusive review of cognitive reserve and resilience models, discussing their mechanisms. Determinant factors that influence cognitive resilience are explored, as well as new potential therapeutic targets for maintaining cognitive function in neurodegenerative conditions and healthy aging
Epilepsia focal farmacorresistente: abordagem histopatológica e molecular
No full textTese de Programa de Doutoramento em Ciências da Saúde apresentada à Faculdade de MedicinaA epilepsia afeta cerca de 50 milhões de pessoas em todo o mundo, sendo uma das doenças neurológicas mais comuns. A cirurgia ressectiva da epilepsia é uma opção de tratamento comprovada em casos selecionados de epilepsia focal refratária à terapêutica, em crianças e adultos, apoiada por um crescente número de estudos. O diagnóstico histopatológico é essencial para a correlação clínica, a estratificação de resultados e a orientação do doente. Mesmo aplicando as recomendações internacionais para uma análise histopatológica padronizada das amostras pós-cirúrgicas, o amplo espectro de variantes morfológicas torna a classificação baseada apenas na análise histopatológica um desafio. A crescente disponibilidade de tecido cerebral humano patológico obtido durante a cirurgia da epilepsia, combinada com o progresso da tecnologia molecular, pode contribuir para uma melhoria na classificação histopatológica e no tratamento da epilepsia focal fármaco-resistente. Neste projeto utilizou-se uma abordagem molecular multidisciplinar para realizar uma análise abrangente em amostras de tecido cerebral patológico obtido na cirurgia de epilepsia, com foco nos diagnósticos histopatológicos mais frequentes (displasia cortical focal, tumores associados a epilepsia de longa duração e esclerose do hipocampo). Os principais objetivos deste estudo foram: compreender a base (cito)genómica da displasia cortical focal e dos tumores associados à epilepsia de longa duração; identificar padrões aberrantes de metilação do DNA em genes relevantes no tecido de tumores associados a epilepsia de longa duração; e analisar a fosforilação do recetor GABAA β3 na epilepsia do lobo temporal mesial com esclerose do hipocampo.Foram incluídos doentes, crianças e adultos, submetidos a cirurgia por epilepsia focal refratária à terapêutica, com diagnóstico histopatológico de displasia cortical focal (tipo I e II), de tumor associado a epilepsia de longa duração ou de esclerose do hipocampo. As amostras pós-cirúrgicas congeladas a fresco foram colhidas de acordo com as recomendações internacionais implementadas no Laboratório de Neuropatologia do Centro Hospitalar e Universitário de Coimbra. Foram aplicadas diferentes técnicas, como sequenciação completa do genoma nas displasias corticais focais, array-comparative genomic hybridization e methylation-specific multiplex ligation-dependent probe amplification em tumores associados a epilepsia de longa duração, e análise de western blot na esclerose do hipocampo.A caracterização clínica do nosso conjunto de doentes submetidos a cirurgia ressectiva da epilepsia revelou que há ainda um intervalo de tempo considerável entre o início da epilepsia e a realização da cirurgia, e que a idade aquando da cirurgia tem vindo a aumentar nos últimos anos. Por outro lado, os principais diagnósticos histopatológicos encontrados apresentaram resultados cirúrgicos diferentes. Variantes germinativas (DEPDC5 p.Thr1081Pro) e somáticas (WDR24 p.Trp259Gly; MICAL1 p.Lys1036Arg; KATNB1 p.Leu566Ile; MATN4 p.Phe91Val; ANKRD6 p.His386Gln) foram identificadas em doentes com displasia cortical focal. A avaliação da patogenicidade destas variantes, com o seu consequente impacto na prática clínica, permanece um desafio. Em tumores associados a epilepsia de longa duração foram demonstradas alterações cromossómicas, incluindo monossomia do 19, deleção do 1p, deleções no 4p, 12p e 22q, e um ganho do 20p. As regiões alteradas comuns a vários doentes localizaram-se principalmente nos cromossomas 19 e 4p. Os genes MGMT e CD44 apresentaram alterações na metilação do DNA num subtipo de tumor associado a epilepsia de longa duração. Foi observada uma redução da fosforilação da subunidade β3 do recetor GABAA na epilepsia do lobo temporal mesial associada a esclerose do hipocampo, sugerindo um aumento da internalização dos recetores GABAA. Live imaging experiments usando neurónios do hipocampo de rato para o estudo da dinâmica da membrana sob condições epileptogénicas corroboraram as alterações no tráfego dos recetores GABAA.Em conclusão, este trabalho fornece dados relevantes sobre a cirurgia de epilepsia ao longo de mais de 20 anos de experiência, permitindo ilustrar as principais patologias estruturais e as tendências na orientação clínica ao longo do tempo. A colheita e o armazenamento de amostras frescas congeladas obtidas durante a cirurgia da epilepsia num laboratório de neuropatologia é essencial para a investigação translacional. Os dados obtidos nos estudos (epi)genéticos e na análise da fosforilação do recetor GABAA β3 em tecido humano pós-cirúrgico contribuíram para descodificar o panorama molecular e patológico da epilepsia focal. Os resultados genómicos podem levar à definição de novos biomarcadores diagnósticos, permitido dar um passo em frente para um diagnóstico histopatológico e molecular integrado. As alterações no tráfego dos recetores GABAA representam potenciais alvos para tratamentos experimentais na epilepsia refratária.Epilepsy affects around 50 million people worldwide, making it one of the most common neurological diseases. Resective epilepsy surgery is an established treatment option for selected drug-resistant focal epilepsies, in children and adults, supported by an ever-growing number of studies. The histopathological diagnosis is essential for clinical correlation, outcome stratification, and patient management. Even with international recommendations for a standardized histopathological analysis of postsurgical specimens, the broad spectrum of morphological variants makes a histopathologically driven classification a challenge. The increasing availability of pathological human brain tissue obtained during epilepsy surgery combined with the progress in molecular technology may contribute to an improvement in histopathological classification and treatment of pharmacoresistant focal epilepsy. In this project we used a multidisciplinary molecular approach to perform a comprehensive analysis of pathological brain samples from epilepsy surgery, focusing on the most frequent histopathological diagnoses (focal cortical dysplasia, long-term epilepsy-associated tumors, and hippocampal sclerosis). The main aims of this study were: to understand the (cyto)genomic basis of focal cortical dysplasia and long-term epilepsy-associated tumors; to identify aberrant DNA methylation patterns in relevant genes in long-term epilepsy-associated tumors’ tissue; and analyze GABAA receptor β3 phosphorylation status in mesial temporal lobe epilepsy with hippocampal sclerosis.Patients with drug-resistant focal epilepsy, both children and adults, associated to histologically proven focal cortical dysplasia (type I and II), long-term epilepsy-associated tumor and hippocampal sclerosis, who underwent surgical treatment were included. Fresh frozen postsurgical brain samples were collected according to international recommendations, that were implemented in the Neuropathology Laboratory of Coimbra University Hospital Center. Different techniques were applied, such as whole genome sequencing in focal cortical dysplasias, array-comparative genomic hybridization and methylation-specific multiplex ligation-dependent probe amplification in long-term epilepsy-associated tumors, and western blot analysis in hippocampal sclerosis.The characterization of our resective epilepsy surgical series unveiled that there is still a considerable delay between epilepsy onset and surgery, and that the age at surgery increased in the most recent years. Moreover, the main histopathological diagnoses presented different postsurgical outcomes. Germline (DEPDC5 p.Thr1081Pro) and somatic (WDR24 p.Trp259Gly; MICAL1 p.Lys1036Arg; KATNB1 p.Leu566Ile; MATN4 p.Phe91Val; ANKRD6 p.His386Gln) variants were identified in patients with focal cortical dysplasia. The pathogenicity assessment of these variants, with its consequent impact in clinical practice, remains a challenge. Chromosomal abnormalities were demonstrated in long-term epilepsy-associated tumors, including monosomy 19, deletion of 1p, deletions in 4p, 12p, and 22q, and a gain of 20p. The altered regions common to several patients were located mainly in the chromosomes 19 and 4p. The MGMT and CD44 genes presented alterations in DNA methylation in a subtype of long-term epilepsy-associated tumor. Reduced levels of GABAA receptor β3 subunit phosphorylation were observed in mesial temporal lobe epilepsy with hippocampal sclerosis, suggesting an increased internalization of GABAA receptors. Live imaging experiments using rat hippocampal neurons to study membrane dynamics under epileptogenic conditions supported GABAA receptors trafficking alterations.In conclusion, this work provides relevant data on epilepsy surgery practice over more than 20 years of experience, illustrating the main structural causes and the clinical trends over time. The collection and storage of fresh frozen specimens from epilepsy surgery as a routine in a neuropathology laboratory is essential for translational research. The data obtained from the (epi)genetic studies and from the GABAA receptor β3 phosphorylation status analysis in postsurgical human tissue contribute to decode the molecular and pathological framework of focal epilepsy. The genomic findings may lead to the definition of new diagnostic biomarkers, giving a step forward to an integrative histopathological and molecular diagnosis. GABAARs trafficking alterations represent potential targets to experimental treatments in drug-resistant epilepsy
South-South Migrations, the Presence of the Chinese Community in Nampula-Mozambique 2010-2017, Investment or Neocolonialism?
No full textTese de Doutoramento em Sociologia apresentada à Faculdade de EconomiaO presente trabalho enquadra-se na temática das Migrações Sul-Sul, e de modo específico, da migração chinesa para a província de Nampula, no norte de Moçambique. Ainda que o foco seja a emigração chinesa, foi importante obter uma perceção de forma não linear no concernente às políticas migratórias (e outras) deste país do índico, em relação ao fenómeno e ao processo de imigração. Como procuramos demonstrar é a inércia e não a ação política que despoleta migrações como a que estudamos aqui. O desmatamento excessivo em Moçambique por empresas chinesas, e, a níveis assustadores, na província de Nampula (de modo particular), serviu-nos de ponto de partida para procurarmos perceber o tipo de relação que se estabeleceu entre estes dois países (China e Moçambique), bem como o seu significado. Questionamos se por um lado, esta relação se enquadra nos princípios de um investimento estrangeiro ou, por outro, num suposto ou emergente neocolonialismo. Esta preocupação, assume-se, desde o início, como objetivo nuclear do trabalho. Tentamos igualmente colher a sensibilidade das comunidades quanto a perceção que têm do contributo do investimento chinês em Moçambique. Como forma de busca pela compreensão, destas inquietações, optámos por enquadrar os antecedentes desta relação, isto é, desde quando, em que circunstâncias, em que âmbitos, com que perspetivas, quais os moldes, em que as relações sino-moçambicanas se configuram na atualidade. Como metodologia de investigação fazemos uso de uma triangulação de procedimentos, entre a análise bibliográfica, a análise documental, entrevistas e observação direta que, em conjunto, serviram de técnicas e instrumentos para construção de um trabalho complexo e aberto. Chegamos à conclusão de que o principal desafio causado pelos investimentos chineses, do jeito que são percecionados no país, reside na falta de ajustamento do modelo de gestão da própria administração pública e governo de Moçambique. A inércia na ação e ausência de fiscalização das regras contratuais criam um potencial de ilegalidades e abusos (onde se inclui a migração irregular ou não documentada) que resultam numa sobre-exploração dos recursos moçambicanos e numa impunidade por parte dos abusadores. A conclusão principal integra Moçambique num conjunto mais vasto de países africanos em que as empresas chinesas vão promover um sobre extrativismo de recursos, depauperando as populações locais e as gerações futuras sem que o seu legado económico ou financeiro permita utilizar outro conceito que não o de neocolonialismo.The thesis is framed within the theme of South-South Migration, specifically, Chinesemigration in relation to the province of Nampula, in Northern Mozambique. Although thefocus is on Chinese immigration, we took the opportunity to obtain a linear perception of theadministrative policies of this Indian country, in relation to the phenomenon and process ofmigration, whether we take into account that the province in reference receives many groupsof migrants from several origins. The massive deforestation in Mozambique by Chinesecompanies, and at scary levels, in particular, in the province of Nampula, was the startingpoint to try to understand the sort of relationship that has been established between the twocountries as well as its meaning, whether it fits the principles of an investment or another - asupposed “neocolonialism”. This concern is already assumed as the nuclear goal of the thesis.We also tried to gather the sensitiveness of the communities regarding the concept they haveabout the Chinese investment, especially in the Province of Nampula. As a way of seeking tounderstand these concerns, we chose to start with the background of this relationship, i.e. thegenesis, or better yet, since when, under what circumstances, in what spheres, with whatperspectives, and how the shape of Sino-Mozambican relations came to be as it is today. Acombination of literature, document analysis, blogs, interviews, and direct observation of thesurrounding environment served as adjuvants for the construction of solid bases that allowedus to clarify our doubts. We also came to realize that the main issue regarding the proceduresof the Chinese investments, the way they are perceived in the country, lies largely in the lackof adjustment of the Government management model itself, and not necessarily in theinvestors. Thus, the work appears as another very enlightening tool (strengthened by therational-logic analysis), to provide readers with an answer to the skepticism that exists inrelation to the issue of the Chinese presence in Mozambique, and Africa as a whole
Redação da Tese de Mestrado
No full textDissertação de Mestrado Erasmus Mundus Filosofias Francesa e Alemã: Desafios Contemporâneos apresentada à Faculdade de LetrasMy research aims to explore the notion of active matter through the history of materialism and map its contemporary implications. In order to approach the various emergences of the concept in the history of materialism, my work will firstly examine the body as a core notion that allows materialists of different kinds (from 18th-century French materialists to the contemporary so-called new materialists) to challenge the notion of matter as inert res extensa. Indeed, the body occupies a controversial position in the history of western philosophy. The body, whose skin is constructed as the individual's boundary, is neither absent nor insignificant in western cosmology (as many claim), yet it is neither placed on a pedestal. As both "thing" and subject, the body challenges lines of demarcation that structure scientific rationality: therefore rather than being praised or ignored, it took the place of the antagonist of scientific reason. I will explore the hypothesis that 18th-century French materialists (I am thinking in particular of La Mettrie's "Man a Machine") grasped to some extent this critical potential of the body, and, while partially continuing that tradition which had conceived of the body as its worst enemy, laid the foundations for a critique of those lines of demarcations and for the flourishing of alternative ontologies. Positing matter as the sole substance of reality and at the same time acknowledging the existence of the capability of thinking, French materialists end up with a very peculiar understanding of such substance: if the body coincides with the soul, then the matter of which it consists has the faculty of thinking and feeling too. The body seems therefore to play a key role in the conceptualization of active matter. Since, according to this hypothesis, such an understanding of body and matter are crucial for 18th-century French materialism to get distinguished from mechanicism, the place they hold in subsequent schools of materialism is to be further investigated. What is the understanding of matter underlying Marxism? What is the place of the body in Marx's philosophy and Marxist materialism in general? What are the continuities and discontinuities in the way the body is approached in the history of materialism? What is the understanding of matter at the core of the so-called new materialism? Is that conception of matter to some extent linked to the body?The hypothesis of the first part of this research is that the body became a key to reinterpreting the conception of matter precisely because of the controversial relationship that western philosophy has with it. While basing on it (secretly? unconsciously?) the theory of the individual subject, western philosophy has significantly insisted on relegating the body to the status of brute matter, an inert object.For the purpose of exploring current uses and implications of active matter, the second part of the research will focus on the debates and the challenges posed by the critique of the subject-object pair in contemporary materialisms. In order to do so, the work will examine two emblematic (and polemic) "objects" that, just like the body, generate, for philosophical, historical, and political reasons, significant debates over their status of brute and inert matter: technical objects, on the one hand, natural objects on the other (rivers, mountains and so on).As far as technical objects are concerned, the question my research will try to answer is if and how they can be read from a materialist point of view as socio-political actors. Hence, this part will investigate object-oriented approaches to technology with the aim of charting the contours of a materialist position in the debate on the technological agency. Can active matter be a useful tool to approach it? How is agency of matter understood in the case of technological objects? Do the meanings of "active matter" differ in the cases of technical objects and the body?Regarding natural objects, the historical context of the ecological crisis has led scholars and activists to problematize the ontological status of what is traditionally understood as nature, criticizing its reduction to inert matter and proposing legal and conceptual tools such as environmental personhood. In this part, the focus will be on analyzing the implications of choosing personhood instead of agency and the controversies generated by that choice. Is a person someone who has to be alive? how are the distinctions dead/alive, organic/inorganic challenged, and blurred by active matterings? can a river be a legal subject? how can a mountain speak for herself? is there a language of matter to be explored? how are natural objects connected to technical objects? and to the body?A minha investigação visa explorar a noção de matéria ativa através da história do materialismo e mapear as suas implicações contemporâneas. A fim de abordar as várias emergências do conceito na história do materialismo, o meu trabalho examinará, em primeiro lugar, o corpo como uma noção central que permite a materialistas de diferentes tipos (desde os materialistas franceses do século XVIII até aos chamados novos materialistas contemporâneos) desafiar a noção de matéria como res extensa inerte. De facto, o corpo ocupa uma posição controversa na história da filosofia ocidental. O corpo, cuja pele é construída como a fronteira do indivíduo, não está ausente nem é insignificante na cosmologia ocidental (como muitos afirmam), mas também não é colocado num pedestal. Enquanto "coisa" e sujeito, o corpo desafia as linhas de demarcação que estruturam a racionalidade científica: por isso, em vez de ser louvado ou ignorado, tomou o lugar de antagonista da razão científica. Explorarei a hipótese de que os materialistas franceses do século XVIII (estou a pensar, em particular, em "L'Homme-machine" de La Mettrie) compreenderam, em certa medida, este potencial crítico do corpo e, embora continuando parcialmente a tradição que concebeu o corpo como o seu pior inimigo, lançaram as bases para uma crítica dessas linhas de demarcação e para o florescimento de ontologias alternativas. Ao considerar a matéria como a única substância da realidade e ao mesmo tempo reconhecer a existência da capacidade de pensar, os materialistas franceses acabam por ter um entendimento muito peculiar dessa substância: se o corpo coincide com a alma, então a matéria que o constitui tem também a faculdade de pensar e de sentir. O corpo parece, pois, desempenhar um papel fundamental na concetualização da matéria ativa. Uma vez que, de acordo com esta hipótese, esta compreensão do corpo e da matéria é crucial para que o materialismo francês do século XVIII se distinga do mecanicismo, o lugar que ocupam nas escolas subsequentes do materialismo deve ser investigado mais aprofundadamente. Qual é o entendimento da matéria subjacente ao marxismo? Qual é o lugar do corpo na filosofia de Marx e no materialismo marxista em geral? Quais são as continuidades e descontinuidades na forma como o corpo é abordado na história do materialismo? Qual é o entendimento da matéria que está no centro do chamado novo materialismo? A hipótese da primeira parte desta investigação é que o corpo se tornou uma chave para reinterpretar a conceção da matéria precisamente devido à relação controversa que a filosofia ocidental tem com ele. Com o objetivo de explorar os usos e implicações actuais da matéria ativa, a segunda parte da investigação centrar-se-á nos debates e desafios colocados pela crítica do par sujeito-objeto nos materialismos contemporâneos. Com efeito, o trabalho examinará dois "objectos" emblemáticos (e polémicos) que, tal como o corpo, geram, por razões filosóficas, históricas e políticas, debates significativos sobre o seu estatuto de matéria bruta e inerte: os objectos técnicos, por um lado, e os objectos naturais, por outro (rios, montanhas, etc.).No que diz respeito aos objectos técnicos, a questão a que a minha investigação tentará responder é se e como podem ser lidos de um ponto de vista materialista como actores sociopolíticos. Assim, esta parte investigará as abordagens orientadas para os objectos da tecnologia com o objetivo de traçar os contornos de uma posição materialista no debate sobre a agência tecnológica. Poderá a matéria ativa ser uma ferramenta útil para abordar? Como é entendida a agência da matéria no caso dos objectos tecnológicos? No que diz respeito aos objectos naturais, o contexto histórico da crise ecológica levou estudiosos e activistas a problematizar o estatuto ontológico do que é tradicionalmente entendido como natureza, criticando a sua redução a matéria inerte e propondo ferramentas legais e conceptuais como a personalidade ambiental. Nesta parte, o foco será analisar as implicações da escolha da personalidade em vez da agência e as controvérsias geradas por essa escolha. Uma pessoa é alguém que tem de estar vivo? como é que as distinções morto/vivo, orgânico/inorgânico são desafiadas e esbatidas por matérias activas? pode um rio ser um sujeito jurídico? como pode uma montanha falar por si própria? existe uma linguagem da matéria a explorar? como é que os objectos naturais estão ligados aos objectos técnicos? e ao corpo
Regulação Sináptica por microRNAs Modulados por Stress Crónico
No full textTese de Doutoramento em Biologia Experimental e Biomedicina apresentada ao Instituto de Investigação InterdisciplinarCoping with stress is an essential physiological response. However, exposure to chronic stress represents a major environmental risk factor for neuropsychiatric disorders such as major depression, anxiety disorders, and schizophrenia. In the brain, stress causes synaptic, neuroanatomical and behaviour alterations, and the hippocampus, amygdala and prefrontal cortex (PFC) are particularly susceptible to its effects. In the PFC, a brain region responsible for working memory and decision-making, chronic stress leads to neuronal atrophy and unbalanced excitatory and inhibitory transmission. In addition, chronic stress disrupts behavioural functions that are dependent on PFC functional integrity, such as working memory, anxiety, and fear. Yet, little is known about the molecular targets of chronic stress that impact synaptic transmission in the cortex which may lead to behavioural alterations. Implicated in brain (dys)function, including the stress response, microRNAs (miRs) are ideally suited to trigger the complex changes in gene expression underlying the synaptic and behavioural effects of chronic stress. The expression of one particular miRNA, miR-186-5p, is found to be increased in the brain of stressed animals, and controls the expression of a pool of synaptic targets, including the GluA2 subunit of glutamate receptors of the AMPA type (AMPAR). Thus, we hypothesized that increased levels of miR-186-5p induced by chronic stress are a key orchestrator of essential features of the neuronal response to chronic stress, through the silencing of critical transcripts for excitatory and inhibitory synapse function.Here, we implemented an in vitro chronic stress model through the prolonged activation of the glucocorticoid receptor (GR), a major target of the stress hormone corticosterone (cortisol in humans), and tested how it impacts excitatory and inhibitory synaptic transmission in cortical neurons in culture. We found that chronic GR activation in cortical neurons leads to an upregulation of miR-186-5p and a reduction in excitatory synaptic strength, paralleled by a decrease in GluA2-containing synaptic AMPARs. This effect is accompanied by an increase in inhibitory synaptic transmission, indicating an imbalance between excitation to inhibition. The inhibition of miR-186-5p during prolonged GR activation prevents the GR-triggered abnormal alterations to excitatory and inhibitory synaptic transmission. MiR-186-5p was also found to be upregulated in the PFC of juvenile mice submitted to early-life stress. Strikingly, upregulation of miR-186-5p in the mouse PFC leads to anxiety- and depressive-like behaviour reminiscent of the behavioural changes observed in chronic stress-related brain pathologies.Overall, this work provides new mechanistic insights into the synaptic changes induced by chronic GR activation in cortical neurons and proposes miR-186-5p as a key molecular player in the maladaptive synaptic and behavioural alterations associated with chronic stress.A resposta ao stress é um mecanismo fisiológico essencial. No entanto, a exposição crónica a stress representa um fator de risco ambiental para doenças neuropsiquiátricas, tais como depressão, ansiedade e esquizofrenia. No cérebro, o stress causa alterações ao nível sináptico, neuroanatómico e comportamental, e o hipocampo, a amígdala e o córtex pré-frontal são particularmente suscetíveis a estes efeitos. No córtex pré-frontal, uma região do cérebro responsável pela memória de trabalho e envolvido na tomada de decisão, o stress crónico leva a atrofia neuronal e a um desequilíbrio da transmissão excitatória e inibitória. Mais ainda, o stress crónico perturba comportamentos dependentes da integridade do córtex pré-frontal, como a memória de trabalho, a ansiedade e o medo. Contudo, pouco se sabe sobre os alvos moleculares do stress crónico que têm impacto na transmissão sináptica no córtex, e que podem levar ao desenvolvimento de alterações comportamentais. Envolvidos na (dis)função cerebral, incluindo na resposta ao stress, os microRNAs (miRs) são candidatos ideais para desencadear as mudanças complexas na expressão génica subjacentes aos efeitos sinápticos e comportamentais inerentes aos efeitos da exposição crónica ao stress. Aumentado no cérebro de animais expostos a stress, o miR-186-5p controla um conjunto de transcritos sinápticos, incluindo a expressão da subunidade GluA2 dos recetores glutamatérgicos do tipo AMPA. Assim, propomos que o aumento dos níveis do miR-186-5p, induzido pela resposta ao stress crónico, controle as alterações neuronais características da resposta prolongada ao stress, através do silenciamento de transcritos críticos para a função sináptica excitatória e inibitória.Neste projeto implementámos um modelo in vitro de stress, através da ativação prolongada do recetor dos glucocorticoides (RG), o principal alvo da hormona de stress corticosterona (cortisol em humanos), e testámos os efeitos desta ativação na transmissão sináptica excitatória e inibitória em neurónios corticais em cultura. Observámos que a ativação crónica dos RGs em culturas primárias de neurónios leva a um aumento do miR-186-5p e a uma redução na força sináptica excitatória, paralelamente a uma diminuição dos recetores AMPA compostos pela subunidade GluA2. Estes efeitos são ainda acompanhados por um aumento da transmissão sináptica inibitória, indicativo de um desequilíbrio na razão entre excitação e inibição. A inibição do miR-186-5p aquando da ativação prolongada dos RGs previne as alterações nocivas na transmissão sináptica excitatória e inibitória, desencadeadas pela ativação dos RGs. Os níveis do miR-186-5p foram ainda encontrados aumentados no córtex pré-frontal de murganhos juvenis submetidos a stress cedo durante a vida. De notar que uma indução de um aumento da expressão do miR-186-5p no córtex pré-frontal de murganhos conduz a um comportamento do tipo ansioso e depressivo, semelhante ao observado em patologias cerebrais relacionadas com stress crónico. Em suma, este estudo elucida alterações sinápticas provocadas pela ativação prolongada dos RGs em neurónios corticais, e propõe o miR-186-5p como um mediador fundamental das alterações sinápticas e comportamentais adversas associadas ao stress crónico.FCTFCTOutro - Centro 2020 Regional Operational Programme under project CENTRO-01-0145-FEDER-000008: BrainHealth 2020Outro - COMPETE 2020 - Operational Programme for Competitiveness and Internationalisation and by Portuguese national funds via FCT, under project POCI-01-0145FEDER-029452 and UIDB/04539/2020, UIDP/04539/2020 and LA/P/0058/2020Outro - La Caixa Iniciativa Ibérica and FCT (i4b) under the project LCF/PR/HP21/52310010 “microSTRESS
Abordagens de bioengenharia para estudar e tratar doenças cardíacas ou envelhecimento
No full textTese de Doutoramento em Biologia Experimental e Biomedicina apresentada ao Instituto de Investigação InterdisciplinarCardiovascular diseases, and in particular ischemic heart disease, are the main cause of death worldwide. One of the main hallmarks of ischemic heart disease is acute myocardial infarction (MI), which comprises one of the main causes of disability and death. Although standard clinical treatments for MI decrease mortality, they are less efficient in preventing adverse cardiac remodelling. To solve this, innovative bioengineered therapeutic strategies for MI have been explored, showing to prevent adverse left ventricle (LV) tissue remodelling and improve heart function. However, few investigated new strategies to specifically improve electrical functional recovery. In this thesis, we studied the safety and therapeutic potential of a cell-free electroactive piezoelectric patch (Piezo patch) in the context of MI. The Piezo patch, which can generate electric charges upon mechanical deformation, showed a safety implantation profile by not affecting the electrophysiological function of healthy and ischemic rat hearts ex vivo and by slightly improving the contractility of healthy rat cardiac slices. Epicardial implantation of the Piezo patch for thirty days in an in vivo mouse model of MI significantly improved myocardial electrical integrity without disturbing LV systolic function. Furthermore, the Piezo patch treatment partially prevented ischemia-related adverse cardiac remodelling, reducing LV chamber dilatation and compensatory hypertrophy. Interestingly, Piezo patch-implanted hearts revealed a downregulation of genes associated with extracellular matrix remodelling and mitochondrial biogenesis. Notably, in vivo implantation of the Piezo patch in healthy or ischemic porcine hearts revealed to be electrically safe as no relevant effects in its electrophysiology were detected. Finally, it was shown that Piezo patches with clinically relevant dimensions could be implanted in a cardiac porcine model. To our knowledge, this is the first study evaluating the therapeutic potential of piezoelectric cardiac patches and it shows promising results that can inspire the design of future clinical therapeutic strategies for MI by improving structural and electrical remodelling.Although ageing is one of the main risk factors for cardiovascular diseases and there is an increasing ageing population, there is still limited information on the molecular alterations that occur in the aged human cardiomyocytes (CMs). In the present thesis, we have also explored the use of an in vitro model of LV human CMs to study the effects of ageing and potential therapeutic strategies by resorting to a heart-affecting premature ageing disorder, the Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS). HGPS is a fatal genetic disorder that causes premature children ageing that die usually of MI, heart failure or stroke. Even though HGPS causes cardiac alterations that partially resemble physiological/chronological ageing, little is known about the underlying mechanisms in CMs. By using CMs differentiated from human induced pluripotent stem cells (iPSCs) derived from HGPS-affected human individuals we: i) developed an in vitro model of human HGPS LV CMs (HGPS-iPSC-CMs); ii) studied the effects of HGPS (and potentially of physiological ageing) and underlying mechanisms in CMs; and iii) explored potential therapeutic strategies by assessing the effect of drugs previously related with HGPS treatment and/or cellular senescence. Single-cell transcriptomics revealed evidence that, when compared to a genome-corrected isogenic control line, HGPS-iPSC-CMs had an enrichment in the expression of maturation and hypertrophy-related genes. In addition, these cells showed alterations in mitochondrial respiration and calcium handling, exhibited a senescent phenotype and presented proteome changes. Rapamycin, a compound used in the context of both HGPS and physiological ageing, was the drug that more broadly reverted the HGPS-iPSC-CM phenotype, in terms of mitochondrial respiration, calcium handling, and cellular senescence. Lonafarnib, the only clinically approved compound for the treatment of HGPS, exhibited less clear improvements regarding the HGPS metabolic/functional phenotype and its senescent phenotype, when compared with rapamycin. To our knowledge, our HGPS-iPSC-CMs is the first in vitro model of human HGPS LV CMs and has the potential to open new research avenues on molecular mechanisms, biomarkers, and therapeutic targets associated with cardiac ageing in the context of HGPS and/or physiological ageing.In summary, this thesis unveils new perspectives on treatment strategies for two distinct heart-affecting conditions and on the in vitro modeling of human aged LV CMs.As doenças cardiovasculares, e em particular a doença isquémica cardíaca, são a principal causa de morte a nível global. Uma das principais características da doença isquémica cardíaca é a ocorrência do enfarte agudo do miocárdio (MI), que constitui uma das principais causas de invalidez e morte. Os tratamentos clínicos convencionais para MI diminuem o número de mortes a si associados, no entanto são menos eficientes em prevenir uma remodelação cardíaca adversa. Assim, estratégias terapêuticas inovadoras de bioengenharia têm sido exploradas, sendo capazes de prevenir a remodelação adversa do tecido do ventrículo esquerdo (LV) e de melhorar a sua função. No entanto, poucos investigaram estratégias para melhorar especificamente a função elétrica. Nesta tese estudámos a segurança de implantação e o potencial terapêutico de um emplastro cardíaco piezoelétrico livre de células (Piezo patch) no miocárdio. O Piezo patch, capaz de gerar cargas elétricas após ser deformado mecanicamente, melhorou a contractilidade de fatias cardíacas de rato saudáveis e mostrou ter um perfil de implantação seguro visto que não provocou nenhum impacto mensurável na função eletrofisiológica em corações de rato saudáveis ou isquémicos num modelo ex vivo de coração em modo de execução de trabalho. A implantação do Piezo patch por trinta dias no epicárdio de um modelo in vivo de MI em murganho melhorou significativamente a integridade elétrica do miocárdio sem perturbar a função sistólica do LV. Além disso, o tratamento com o Piezo patch preveniu parcialmente a remodelação cardíaca, reduzindo a dilatação da câmara do LV e a hipertrofia. Curiosamente, os corações implantados com o Piezo patch mostraram uma redução na expressão de genes associados à remodelação da matriz extracelular e à biogénese mitocondrial. A implantação in vivo do Piezo patch em corações de porco saudáveis ou isquémicos revelou-se segura, tendo em conta que não se detetaram efeitos relevantes na sua eletrofisiologia. Por fim, mostrou-se que uma versão do Piezo patch com dimensões superiores e mais clinicamente relevantes foi implantado com sucesso nesse modelo. Pelo que sabemos, este é o primeiro estudo que avalia o potencial terapêutico cardíaco em emplastros cardíacos piezoelétricos e releva resultados promissores que podem inspirar novas estratégias de terapia clínica para o MI.Apesar do envelhecimento ser um dos principais fatores de risco para a ocorrência de doenças cardiovasculares e da população envelhecida estar a aumentar, a informação disponível sobre as alterações moleculares que ocorrem em cardiomiócitos (CMs) humanos envelhecidos é limitada. Nesta tese, explorámos também o uso de um modelo in vitro de CMs humanos de LV para estudar os efeitos do envelhecimento e potenciais estratégias terapêuticas recorrendo a uma doença de envelhecimento precoce – o síndrome de progeria de Hutchinson-Gilford (HGPS). HGPS é uma doença genética fatal que causa envelhecimento precoce nas crianças afetadas, cuja morte é geralmente causada por MI, insuficiência cardíaca, ou acidente vascular cerebral. O HGPS causa alterações cardíacas que se assemelham às do envelhecimento cardíaco fisiológico, mas pouco se sabe sobre os seus mecanismos subjacentes em CMs. Recorrendo a CMs diferenciados de células estaminais pluripotentes induzidas humanas (iPSCs) derivadas de indivíduos afetados por HGPS: i) desenvolvemos um modelo in vitro de CMs humanos de LV de HGPS (HGPS-iPSC-CMs); ii) estudámos os efeitos do HGPS e mecanismos subjacentes em CMs; e iii) explorámos potenciais estratégias terapêuticas avaliando o efeito do tratamento crónico com compostos que estão relacionados com o tratamento do HGPS e/ou de senescência. Uma análise transcriptómica de células individuais mostrou indícios que, em comparação com um linha controlo isogénica com o genoma corrigido, as HGPS-iPSC-CMs mostraram um enriquecimento na expressão de genes relacionados com maturação e hipertrofia. Estas células mostraram alterações na respiração mitocondrial e gestão de cálcio, exibiram um fenótipo senescente, e apresentaram alterações no proteoma. A rapamicina foi o fármaco que reverteu de forma mais abrangente o fenótipo dos HGPS-iPSC-CMs, em termos de respiração mitocondrial, gestão de cálcio e senescência celular. O lonafarnib, o único composto clinicamente aprovado para o tratamento do HGPS, exibiu melhoramentos menos claros em termos de fenótipo HGPS, em comparação com a rapamicina. Os HGPS-iPSC-CMs representam o primeiro modelo in vitro de CMs de LV humanos de HGPS e possuem potencial para criar novas linhas de investigação sobre mecanismos moleculares, biomarcadores e alvos terapêuticos associados ao envelhecimento cardíaco no contexto do HGPS e/ou do envelhecimento fisiológico.Em suma, esta tese revela novas perspetivas ao nível de estratégias terapêuticas para duas patologias distintas que afetam o coração, e ao nível da modelação in vitro de CMs humanos de LV envelhecidos.FCTFCTFCTFCTH2020H2020Outro - This work was funded by FEDER through the Program COMPETE and by Portuguese fund through Fundaççao para a Ciencia e a Tecnologia (FCT) in context of the projects PTDC/BTM-SAL/29229/2017 and POCI-01-0145-FEDER-016385, as well as the European projects RESETageing (ref. 952266), ERAatUC (ref. 669088) and REBORN (ref. 101091852), and the project POCI-01-0145-FEDER-030985. The student was also awarded with the FCT PhD fellowships (SFRH/BD/129991/2017) and (COVID/BD/151893/2021), and the fellowship “Agendas/Alianças mobilizadoras para a reindustrialização” (ref: C630926586-00465198)
Desempenho de derivados de celulose catiónicos como aditivos na produção de papel
No full textTese de Programa Doutoral em Biorrefinarias apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaRetention and strength additives are commonly used in papermaking to minimize the loss of mineral fillers (and other fine particles) and improve mechanical properties, respectively. The additives used as retention agents usually consist of petroleum-based polymers (such as cationic polyacrylamides - CPAM). Starch is usually used to increase dry strength, either in its natural form or chemically functionalized.The aim of this work was to develop a cellulose-based cationic retention agent that can be used in papermaking to improve the retention of precipitated calcium carbonate (PCC) and the mechanical properties of paper.In a first set of exploratory experiments, distinct cationic celluloses (CC) were prepared by adding quaternary ammonium groups to bleached eucalyptus kraft pulp (BEKP). This was done either by a direct reaction with (3-chloro-2-hydroxypropyl) trimethylammonium chloride (CHPTAC) or by a two-step process involving sodium periodate oxidation followed by reaction with Girard's reagent T Laser diffraction spectrometry (LDS) was then used to investigate the influence of CC properties, flocculant dosage and contact time on the flocculation of PCC. Selected samples were also incorporated into pulp and filler formulations and analyzed in a dynamic drainage analyzer (DDA) to quantify the effects on drainability. The effective filler retention and impact on strength properties were investigated by adding the CCs to the matrix of laboratory handsheets composed of BEKP and PCC.It was observed that the combination of direct cationization of BEKP with CHPTAC and treatment in a high-pressure homogenizer (HPH) produced a cationic micro/nanofibrillated cellulose (MNFC) that effectively flocculated PCC. Incorporation of the CC into paper formulations improved filler retention and mechanical properties without compromising dewatering times. Although the cationization method is simple, it has low reaction efficiency. To increase efficiency and reduce costs, optimization studies were carried out for the alkaline activation of cellulose and cationization with CHPTAC.Overall, it was found that optimization of the cationization process had a greater impact on the final cationization degree than optimization of the mercerization process.Different cationic MNFCs were prepared by combining distinct degrees of cationization (cationized with CHPTAC under optimized conditions), passes in the HPH, and refining (in a PFI mill) to reduce or eventually eliminate the number of passes in the HPH. The most promising treatment combinations were selected based on the performance demonstrated in the LDS flocculation tests, and the selected cationic MNFCs were incorporated into furnish formulations.It was found that the number of passes in the HPH had a significant effect on the flocculation performance of the MNFCs and that the introduction of a refining step prior to cationization also improved flocculation. However, it was observed that higher flocculation performance was obtained when the refining step was performed after cationization After optimizing the reaction parameters and mechanical treatment sequence at the laboratory scale, the process was scaled up from a PFI laboratory mill to a pilot conic refiner.By subjecting the cationic fibers to different refining intensities in the conic refiner, it was possible to obtain cationic MNFCs with improved flocculation potential, with one pass in the HPH further enhancing the flocculation performance. Nevertheless, when these cationic MNFCs were added to paper formulations, they showed lower filler retention than those produced at a laboratory scale with the PFI mill. As a result of the studies carried out, a process diagram was elaborated for the production of two main types of cationic MNFCs: 1) made exclusively through intense refining or 2) by combining refining and a subsequent HPH treatment. The scaled-up process was simulated using SuperPro Designer software to evaluate production costs and the impact of recycling the cationization solvent or integrating the process streams. A sensitive study of the impact of the prices of raw materials, utilities, and liquid waste disposal on the final production cost of the CCs, was also conducted. It was found that the raw materials account for about 90% of the total production cost.Considering the estimated production costs and the improvements achieved in filler retention, cationic MNFCs are more expensive than CPAM. Nevertheless, this study has shown the potential of this new bio-additive as a retention agent.The proposed new additives can be beneficial not only for the papermaking process but also for the pulp production industry, as they can increase the value of the pulp fibers produced. For integrated pulp and paper mills, this solution could also lead to economic benefits as they no longer need to purchase some of the currently used additives.Na produção de papéis, aditivos de retenção e de resistência são tipicamente usados para minimizar a perda de fillers minerais e melhorar as propriedades mecânicas, respetivamente. Os aditivos utilizados como agentes de retenção consistem geralmente em polímeros de origem fóssil (tais como as poliacrilamidas catiónicas - CPAM). Já o aumento das resistências mecânicas a seco é conseguido pela incorporação de amido na sua forma nativa ou funcionalizado.Devido à carga aniónica naturalmente adquirida pelas fibras de celulose e alguns minerais, os agentes de retenção utilizados tendem a ser catiónicos, a fim de tirar proveito das interações eletrostáticas de atração entre partículas de cargas opostas.O objetivo deste trabalho prendeu-se com o desenvolvimento de novos agentes de retenção catiónicos à base de celulose que possam ser utilizados na fabricação de papel para melhoria da retenção do carbonato de cálcio precipitado (PCC) e das propriedades mecânicas.Num teste exploratório inicial, pasta kraft branqueada de eucalipto (BEKP) foi cationizada através de uma reação direta com cloreto de 3-cloro-2-hidroxipropil trimetilamónio (CHPTAC) ou por um processo em duas etapas envolvendo a oxidação com periodato de sódio seguido de reação com o reagente T de Girard.Espectrometria de difração laser (LDS) foi aplicada para investigar a influência das propriedades das celuloses catiónicas (CCs), dosagem de floculante e tempo de contacto na floculação de PCC. Amostras selecionadas foram incorporadas em formulações de pasta e PCC e analisadas quanto ao seu efeito na capacidade de drenagem, retenção efetiva de PCC e impacto nas propriedades mecânicas de papeis.Foi observado que a combinação de cationização direta de BEKP com CHPTAC e tratamento em homogeneizador de alta pressão (HPH) originou celuloses micro/nanofibriladas (MNFCs) catiónicas com elevado potencial para flocular PCC, sendo capaz de melhorar a retenção de PCC e as propriedades mecânicas sem comprometer os tempos de drenagem. De modo a melhorar a eficiência de cationização, foram efetuados estudos de otimização da ativação alcalina da celulose e cationização com CHPTAC, utilizando uma metodologia de desenho de experiências.Distintas MNFCs catiónicas foram preparados combinando diversos graus de cationização (cationizadas com CHPTAC nas condições otimizadas), passagens no HPH, e refinação (num refinador PFI) de modo a reduzir a utilização de HPH. As combinações de tratamento mais promissoras foram selecionadas com base no desempenho demonstrado nos testes de floculação por LDS e as MNFCs resultantes incorporadas em formulações papeleirasVerificou-se que o número de passagens no HPH teve um efeito significativo no desempenho de floculação das MNFCs e que a introdução de uma etapa de refinação melhora o potencial de floculação. Depois de otimizar os parâmetros de reação e a sequência de tratamento mecânico à escala laboratorial, o processo foi transposto para a escala piloto substituindo o refinador PFI por um refinador cónico piloto. Ao submeter as fibras cationizadas a diferentes intensidades de refinação no refinador cónico, foi possível obter MNFCs catiónicas com potencial de floculação melhorado, sendo que uma passagem no HPH melhora ainda mais o potencial de floculação das celuloses. No entanto, quando estas MNFCs catiónicas foram adicionadas às formulações papeleiras, foi obtida uma retenção de PCC inferior aos valores obtidos com as amostras produzidas à escala laboratorial.Como resultado dos estudos realizados, foi elaborado um diagrama de processo para a produção de dois tipos de MNFCs catiónicas: 1) produzidas exclusivamente por refinação intensiva ou 2) combinando a refinação e um subsequente tratamento no HPH. O processo de produção foi simulado no software SuperPro Designer de modo a avaliar os custos de produção e o impacto da reciclagem do solvente de cationização ou da integração das correntes do processo. Foi também realizado um estudo de sensibilidade do impacto dos preços das matérias-primas, utilidades e custos com eliminação de resíduos líquidos no custo final de produção das CCs. Verificou-se que as matérias-primas representam cerca de 90% do custo total de produção.Considerando os custos de produção estimados e as melhorias alcançadas na retenção de PCC, foi verificado que os custos de incorporação das MNFCs catiónicas em formulações papeleiras está acima dos da CPAM. No entanto, este estudo demonstrou o potencial destes novos bio-aditivos como agentes de retenção.Estes bio-aditivos propostos podem ser benéficos não só para o processo de fabrico de papel, mas também para a indústria de produção de pasta, uma vez que podem aumentar o valor das fibras de celulose produzidas. Para as fábricas integradas de pasta e papel, esta solução poderia também conduzir a benefícios económicos, uma vez que se poderia traduzir na redução da necessidade de aquisição externa dos aditivos usados.Outro - Project Inpactus – innovative products and technologies from eucalyptus, Project N.º 21874 funded by Portugal 2020 through the European Regional Development Fund (ERDF) in the frame of COMPETE 2020 nº246/AXIS II/201
Sensitivity Analysis of the Constitutive law Parameters on the Numerical Simulation of TAFSW Process
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaO objetivo da presente dissertação consistiu em realizar uma análise de sensibilidade dos parâmetros da lei constitutiva de Norton-Hoff na simulação numérica do processo Tool Assisted Friction Spot Welding (TAFSW), com recurso ao software COMET. Para tal foram traçadas curvas tensão-deformação em tração, numa gama variada de temperaturas e velocidades de deformação, para vários aços (DC01, DC05, DX200, HC420 e DP600), recorrendo ao software de modelação termo-mecânica JMATPro. As curvas obtidas para condições de solicitação quase-estáticas, à temperatura ambiente, foram validadas através da comparação das mesmas com dados experimentais, procedendo-se posteriormente à determinação dos coeficientes da equação de Norton-Hoff com base nas curvas correspondentes a diferentes temperaturas e velocidades de deformação. Para a determinação da sensibilidade à velocidade de deformação foi considerada uma gama variada de valores de deformação. Após terem sido determinados os coeficientes da equação de Norton-Hoff, e analisada a sua evolução com a temperatura e a velocidade de deformação, para os diferentes aços, procedeu-se à simulação numérica do processo TAFSW, assumindo duas condições de contacto, nomeadamente, Full-Sticking (FS) e Mixed Contact Conditions (MCC). As simulações foram efetuadas para os aços DC01 e DP600, utilizando os coeficientes de Norton-Hoff correspondentes aos diversos valores de deformação assumidos na análise da sensibilidade à velocidade de deformação, e ainda, uma condição hipotética representativa da ocorrência de sensibilidade à velocidade de deformação nula a temperaturas elevadas, para ambos os materiais. Nos estudos de simulação numérica foram testadas ainda duas velocidades de rotação da ferramenta (870 e 1500 rpm). As temperaturas máximas obtidas foram comparadas com resultados experimentais.A análise de resultados permitiu concluir que a sensibilidade à velocidade de deformação é um parâmetro que tem uma forte influência na previsão da temperatura máxima para todos os modelos de atrito e velocidades de deformação testados. Foi também registada uma forte influência das características do modelo de atrito na previsão da distribuição do calor na ferramenta e no metal base. Estes resultados foram registados para todos os modelos constitutivos ensaiados. Finalmente, registou-se também que, apesar de a velocidade de rotação ser um fator fortemente determinante na geração de calor, as temperaturas máximas registadas são fortemente determinadas pelo modelo adotado para descrever o comportamento mecânico do metal base.The goal of this dissertation was to make a sensitivity analysis of the parameters of the constitution law of Norton-Hoff in the numerical simulation of the Tool Assisted Friction Spot Welding (TAFSW) process, using the COMET software. For this, tensile stress-strain curves were drawn, in a varied range of temperatures and strain rates, for various steels (DC01, DC01, DX200, HC420 and DP600), using the JMATPro thermomechanical modeling software. The curves obtained for near-static request conditions at room temperature were validated by comparing them with experimental data, and then the coefficients of the Norton-Hoff equation were determined based on the curves corresponding to different temperatures and strain-rate values. For the determination of strain rate sensitivity, a varied range of deformation values was considered. After the coefficients of the Norton-Hoff equation were determined, and the evolution with the temperature and strain-rate was analyzed for the different steels, the numerical simulation of the TAFSW process was carried out, assuming two contact conditions, namely Full-Sticking (FS) and Mixed Contact Conditions (MCC). The simulations were performed for the DC01 and DP600 steels, using the Norton-Hoff coefficients corresponding to the various deformation values assumed in the analysis of the strain-rate sensitivity, and a hypothetical condition representative of the occurrence of strain-rate sensitivity equal to zero at high temperatures, for both materials. In the numerical simulation studies, two tool rotation velocities (870 and 1500 rpm) were also tested. The maximum temperatures obtained were compared with experimental results. The analysis of the results allowed us to conclude that the strain-rate sensitivity is a parameter that has a strong influence on the prediction of the maximum temperature for all models of friction and strain-rate tested. A strong influence of the characteristics of the friction model was also recorded in predicting the distribution of heat in the tool and base metal. These results were recorded for all the constituent models tested. Finally, it was also observed that, although the rotation speed is a strongly determining factor in heat generation, the maximum temperatures recorded are strongly determined by the model adopted to describe the mechanical behaviour of the base metal
Justiça e extrafiscalidade na definição legal do quantum da taxa
No full textTese no âmbito do doutoramento em Direito, ramo de Direito Público, apresentada à Faculdade de Direito da Universidade de Coimbra.Com esta investigação visamos compreender como é que a ideia de justiça que preside à definição legal do quantum da taxa encontra na extrafiscalidade um veículo idóneo de boa realização. Assim, no capítulo primeiro deste trabalho, colocaremos em evidência a ideia de justiça nas taxas, que carece de ser compreendida numa lógica simultaneamente quantitativa e qualitativa e que depende do pragmatismo das políticas públicas, pois lidamos com um fenómeno financeiro complexo por natureza, com a necessidade de garantir um acesso efectivo a direitos sociais, e com a urgência de combater a pobreza e as situações de vulnerabilidade económica e social enquanto estados de privação, não só de rendimentos, mas sobretudo de capacitações de escolha e de acção das pessoas (v.g., a doença, o analfabetismo ou o isolamento digital). Apontaremos, aqui também, alguns contributos para a compreensão do dever fundamental de pagar taxas. No capítulo segundo, procuraremos trazer a ideia de extrafiscalidade associada às taxas. Abordaremos a evolução histórica do fenómeno ligando a história da extrafiscalidade à história do Estado social. Iremos, ainda, classificar a extrafiscalidade em diferentes tipos e separá-la de realidades como a parafiscalidade e a penalidade. Questionaremos a sua admissibilidade tanto nos impostos (i.e., na tributação unilateral) quanto nas taxas (i.e., na tributação bilateral). Por fim, defenderemos a extrafiscalidade no campo peculiar das taxas, ou seja, da tributação bilateral. Posto isto, apontaremos a extrafiscalidade como um elemento essencial ao conceito jurídico de tributo. Seguidamente, no capítulo terceiro, trataremos de abordar a problemática da definição legal do quantum das taxas. Veremos que os propósitos extrafiscais deverão ser compatíveis com os limites requeridos, quer pelo princípio da legalidade tributária, quer pelo princípio da equivalência (também reconhecido como princípio do benefício ou, sobretudo, como princípio da cobertura de custo), na qualidade de critério de igualdade tributária para os tributos bilaterais. Concluiremos, deste modo, pela necessidade de no plano jurídico seguir a teoria da divisão binária dos tributos, bem como de passar a compreender a equivalência económica como uma dimensão da equivalência jurídica. A partir de uma análise legal e jurisprudencial do contexto português, realçaremos as distorções à legalidade e à justiça nas taxas com referência às situações de exclusão e isenção tributárias, aos fenómenos de privatização da gestão de taxa, aos casos de convolação, e às excepções ao princípio do reembolso. Em termos práticos, ainda no contexto do ordenamento jurídico português, concluiremos com uma análise da justiça e extrafiscalidade na definição legal do quantum de uma taxa em particular: a taxa de justiça.Through this research, our aim is to understand how the idea of justice that guides the legal definition of the quantum of the fee paid in retribution of a public service, for instance, can find in extrafiscality a suitable vehicle for its proper realisation. Thus, in a first chapter, we will highlight the idea of fairness and justice on fees which needs to be understood in a logic that is both quantitative and qualitative and that depends on the pragmatism of public policies since we are dealing with a financial phenomenon that is complex by nature, with the need to ensure effective access to social rights and urgently fight poverty and situations of economic and social vulnerability, as states of deprivation, not only of income, but above all, of people’s ability to choose and act (e.g., disease, illiteracy or digital isolation). Here, we will point out some contributions to the understanding of a fundamental duty to pay fees. Then, in a second chapter, we will endeavour to bring about the idea of extrafiscality associated with fees. We will address the historical evolution of the extrafiscality phenomenon, linking the history of extrafiscality to the history of welfare state. We will also classify extrafiscality into different types, separating it from realities such as parafiscality and penalties. We will question its admissibility in both taxes (i.e., unilateral taxation) and fees (i.e., bilateral taxation). Finally, we will defend the use of extrafiscality in the peculiar context of fees, i.e., of bilateral taxation. In fact, we will bring extrafiscality as an essential element in the juridical concept of the taxation. In sequence, in the third chapter, we will address the issue of the legal definition of the quantum of the fees. We will see that extrafiscal purposes must be compatible with the limits of tax constitution, particularly by the borders required by the equivalence principle (known as benefit principle or also as cost recovery principle), in order to achieve the expected justice in taxation. We will conclude that a “binary comprehension” of the taxation (i.e., unilateral taxation versus bilateral taxation) is also essential to guarantee the tax constitution. This perspective will allow evidencing the so called economic equivalence as an important dimension of the equivalence principle understood in a juridical way. We will highlight, from a legal and jurisprudential analysis, the distortions to the legality and justice of the in fees, namely those referring to situations of exclusion and exemption, the phenomena of privatisation of tax management, and exceptions to the principle of reimbursement, within the Portuguese context. In practical terms, we will conclude with an analysis of justice and extrafiscality in the legal definition of the quantum of a particular fee: the court fees