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Relatório de Estágio e Monografia intitulada "Perspetivas Epigenéticas na Epilepsia: Abordagens Terapêuticas Inovadoras para o Controlo da Doença"
No full textRelatório de Estágio do Mestrado Integrado em Ciências Farmacêuticas apresentado à Faculdade de FarmáciaEpilepsy is a complex neurological disorder, characterized by spontaneous recurrent seizures and altered neuronal activity. While there are various antiseizure medications available in the market, a significant number of people with epilepsy struggle to achieve effective seizure control. In recent years, the field of epigenetics has emerged as a promising avenue for understanding the molecular mechanisms underlying epilepsy and developing innovative treatments. Epigenetic modifications, such as DNA methylation, histone modifications, and non-coding RNA molecules, play a crucial role in regulating gene expression and neuronal function.This monograph summarizes the main epigenetic mechanisms in epilepsy and their potential as targets for therapeutic intervention. The impact of DNA methylation and histone modifications on gene expression in epilepsy is explored, along with recent studies investigating the relevance of non-coding RNAs in the development of epilepsy, namely microRNAs. By studying the dynamic interplay between epigenetic modifications and epileptogenesis, valuable insights can be gained into the molecular mechanisms underlying this condition. Furthermore, epigenetic modifications may serve as valuable diagnostic biomarkers, aiding the identification of epilepsy subtypes and predicting treatment response. Lastly, the potential of epigenetic-based therapies, including histone deacetylase inhibitors and DNA methyltransferase inhibitors is discussed. Unravelling the intricate relationship between epigenetic modifications, gene expression, and neuronal excitability may create new opportunities for innovative therapeutic interventions in epilepsy.A epilepsia é uma doença neurológica complexa, caracterizada por crises espontâneas e recorrentes, bem como alterações de atividade neuronal. Apesar da disponibilidade de vários fármacos anticonvulsivantes no mercado, há ainda um número significativo de pessoas com epilepsia que não responde ao tratamento. Nos últimos anos, o campo da epigenética emergiu como um caminho promissor para entender os mecanismos moleculares subjacentes à doença. As alterações epigenéticas, como a metilação de ADN, modificações de histonas e ARN não codificante, desempenham um papel crucial na regulação da expressão genética e da função neuronal.Esta monografia resume os principais mecanismos epigenéticos envolvidos na epilepsia e o seu potencial como alvos de intervenção terapêutica. É explorado o impacto da metilação do ADN e das modificações das histonas no desenvolvimento de epilepsia, juntamente com o papel do ARN não codificante, mais concretamente microARN. O estudo da interação dinâmica entre as modificações epigenéticas e a epileptogénese fornece informação relevante sobre os mecanismos moleculares da doença. Adicionalmente, as modificações epigenéticas podem ser utilizadas como potenciais biomarcadores de diagnóstico, auxiliando a identificação de subtipos de epilepsia e prevendo a resposta ao tratamento.Por fim, é discutido o potencial de algumas terapias epigenéticas, nomeadamente os inibidores das desacetilases das histonas e os inibidores das ADN metiltransferases. Perspetiva-se que a compreensão da relação entre modificações epigenéticas, expressão genética e excitabilidade neuronal poderá constituir uma oportunidade para o desenvolvimento de abordagens terapêuticas inovadoras na epilepsia
Implementation of a Software Defined Test Bed for Optical Wireless Communications
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaAs comunicações óticas sem fio (OWC) são vistas como uma futura e empolgante tecnologia que tipicamente usa a luz visível ou o espectro infravermelho para transmitir dados pelo ar. Surgiu como uma opção alternativa ou complementar aos sistemas de comunicação por radiofrequência (RF) por oferecer maior largura de banda e aproveitar um vasto espectro não regulamentado. Adicionalemnte, as OWC eliminam a interferência eletromagnética, um problema comumente encontrado em sistemas de RF. Além disso, nas OWC, \emph{Orthogonal Frequency Division Multiplexing} (OFDM) pode ser usado como método de modulação. OFDM permite a transmissão de dados a altas velocidades e com alta eficiência espectral. É particularmente eficaz em minimizar os impactos negativos da interferência entre símbolos (ISI) e interferência entre portadoras (ICI).Nesta dissertação o objetivo é estudar e implementar uma plataforma de teste para comunicações óticas sem fio através do uso de OFDM ótico com polarização DC. O sistema foi implementado usando modulação de intensidade/detecção direta (IM/DD) onde o sinal OFDM modula a corrente de um Diodo Laser (LD) e um fotodetector é usado para a detecção. Quatro esquemas de modulação: 4-QAM, 16-QAM, 64-QAM e 256-QAM foram testados com um comprimento de onda de transmissão de 638 nm usando um LD vermelho como fonte óptica e um fotodiodo PIN como fotodetector.A configuração experimental foi projetada e implementada considerando os resultados de simulações executadas anteriormente e todos os componentes utilizados são de fácil acesso e baixo custo. O sistema controlado por software foi projetado para permitir a transmissão contínua de dados. Os resultados obtidos nas experiências efetuadas demonstram transmissão confiável e ininterrupta de dados a velocidades de até 480 kbps.Optical wireless communications (OWC) is an exciting and upcoming technology that typically uses the visible light or infrared spectrum to transmit data. It has emerged as an alternative or complementary option to radio frequencies (RF) communication systems because it offers a larger bandwidth and takes advantage of a vast unregulated spectrum. Additionally, OWC eliminates electromagnetic interference, an issue commonly found in RF systems. Furthermore, in OWC, the orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) technique can be employed as a method of data modulation. OFDM allows for the transmission of data at high speeds and with high spectral efficiency. It is particularly effective in minimizing the negative impacts of inter-symbol interference (ISI) and inter-carrier interference (ICI).In this dissertation the aim was to study and implement a DC-biased optical OFDM test bed system. The system was implemented using intensity modulation/direct detection (IM/DD) where the digitally generated OFDM signal directly modulates the current of a Laser Diode (LD) and a single photodetector is used for detection. Four modulation schemes: 4-QAM, 16-QAM, 64-QAM and 256-QAM were tested with a transmission wavelength of 638 nm using a red LD as the optical source and a PIN photodiode as the photodetector.The experimental setup was designed and implemented considering the outcomes of simulations and all of the components utilized are easily accessible and affordable. The software controlled system was designed to allow for continuous data transmission. The results obtained from the experiments carried out demonstrate reliable and uninterrupted transmission of data at speeds reaching up to 480 kbps
Implementation of the integration of the Autonomous Control and Supervision System of Special Ventilation in the MCS Control System of PM2
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaThis paper presents the project of the implementation of the integration of the autonomous system of control and supervision of special ventilation in the MCS control system of the paper machine 2, installed in the industrial complex of manufacturing unit of the pulp and paper industry, with the objective of obtaining the Master's degree in Electrical and Computer Engineering.This work was focused on the study and implementation of a solution that would allow the interconnection of the distributed control system, responsible for controlling the paper machine 2, with the special ventilation control system, responsible for acclimatizing equipment and people, in the surrounding space of the machine. Because they are systems with different operating architectures, until then, 2 independent control stations were required for each of the systems, forcing machine operators to move within the manufacturing facilities to consult the information present in each of the SCADA systems. One of the main objectives defined was the preservation of the two systems in their original form, as they proved to be extremely reliable, requiring the design of a dedicated solution and different from what exists pre-designed in the market. Contents dedicated to industrial networks, communication protocols, programming according to IEC 61131 as well as different types of existing PLCs and their applications will be presented.In order to test and implement the proposed solutions, a test bench was elaborated following the architecture of the two control systems under study, in order to avoid any interruption of the manufacturing process, which allowed to demonstrate the good functioning and effectiveness of the developed solution.O presente documento apresenta o projeto de implementação da integração do sistema autónomo de controlo e supervisão da ventilação especial no sistema de controlo MCS da máquina de papel 2, instalada no complexo industrial de uma unidade fabril da indústria do papel e celulose, com o objetivo à obtenção do grau Mestre em Engenharia Eletrotécnica e de Computadores.O trabalho teve como foco o estudo e a implementação de uma solução que permitisse a interligação do sistema de controlo distribuído - responsável por controlar a máquina de papel 2 - com o sistema de controlo da ventilação especial- responsável por climatizar equipamentos e pessoas, no espaço envolvente da máquina. Por se tratar de sistemas com arquiteturas de funcionamento distintas, até então, eram necessárias 2 estações de controlo independentes para cada um dos sistemas, obrigando os operadores da máquina a deslocarem-se dentro das instalações fabris para consultar as informações presentes em cada um dos sistemas SCADA. Um dos principais objetivos definidos passou pela preservação dos dois sistemas na sua forma original, por se demonstrarem extremamente fiáveis, obrigando a que fosse projetada uma solução dedicada e diferente do que existe pré-concebido no mercado. Serão apresentados conteúdos dedicados a redes industriais, protocolos de comunicação, programação segundo a norma IEC 61131 bem como diferentes tipos de PLC’s existentes e as suas aplicações.De forma a testar e implementar as soluções propostas, foi elaborada uma bancada de testes seguindo a arquitetura dos dois sistemas de controlo em estudo, de modo a evitar qualquer interrupção do processo fabril, a qual permitiu demonstrar o bom funcionamento e eficácia da solução desenvolvida
Psychological Capital and Team Inovation: The mediating role of collective Trust in Virtual Teams
No full textDissertação de Mestrado Integrado em Psicologia apresentada à Faculdade de Psicologia e de Ciências da EducaçãoTendo como base uma abordagem do tipo IMOI (Input-Mediador-Output-Input) o presente trabalho teve como objetivo analisar, em equipas virtuais, a relação entre o capital psicológico grupal e a inovação das equipas, considerando o papel mediador da confiança grupal, nessa relação. Nesse sentido, realizamos um estudo empírico, de design transversal, incidindo sobre 57 equipas de trabalho, pertencentes a organizações portuguesas de diversos sectores de atividade (e.g., serviços, indústria). Adotando o inquérito por questionário enquanto método de recolha de dados, as hipóteses formuladas foram testadas ao nível grupal.Os resultados revelaram uma relação positiva entre o capital psicológico grupal e a confiança grupal, nas suas duas componentes (afetiva e cognitiva). Não foi encontrada associação entre o capital psicológico e a inovação grupal e entre a confiança e a inovação grupal. Deste modo, a hipótese de mediação também não recebeu suporte empírico. Estes resultados vêm reforçar a relevância do capital psicológico enquanto estado emergente de grupo capaz de potenciar a confiança grupal. .Based on the IMOI (Input-Mediador-Output-Input) approach the present work, developed in the virtual teams context, had as the main objetive the analysis of the relationship between group psychological capital and team innovation, considering the group trust mediating role on this relationship. Therefore, we made an empirical research focusing on 57 work teams, belonging to Portuguese organizations from a variety of sectors of activity (e.g., services, industry). Furthermore, we used a questionnaire inquiry as a data collection method. The hypotheses were tested at a group level.The results showed that the group psychological capital related positively with the group trust on both components (affective and cognitive). However, there was no relation found either between psychological capital and team innovation neither between trust and group innovation. Thus, the mediation hypothesis could not be empirically supported. These results reinforce the importance of the role of psychological capital (as a group emerging state) on group trust.
"IT Service Management" In the Pharmaceutical Industry
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia Informática apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaEste relatório de estágio apresenta um caso de estudo que explora a adoção de práticas de Gestão de Serviços de TI (GSTI) no setor farmacêutico. O estudo demonstra como a integração de práticas da Information Technology Infrastructure Library (ITIL) e ferramentas de GSTI existentes permitiram à empresa otimizar o processo de gestão de alterações e, simultaneamente, lidar de forma eficaz, com requisitos regulamentares para sistemas informatizados na indústria farmacêutica. Ao alinhar os workflows de GSTI com requisitos regulamentares, a empresa garantiu o cumprimento das normas enquanto aplicava boas práticas de ITIL. Adicionalmente, foi realizada uma avaliação a vários módulos ITIL, tais como, a gestão de alterações, gestão de incidentes, gestão de configurações e ativos de serviço, solicitações de serviço e gestão de conhecimento, sendo a principal prioridade do departamento o processo de gestão de alterações.De modo a alavancar a maturidade dos processos de ITIL, também foi implementada uma Configuration Management Database (CMDB). A implementação da CMDB proporcionou uma visão abrangente dos sistemas existentes. Adicionalmente, a CMDB facilitou a gestão de alterações, garantindo informações precisas e atualizadas sobre configurações e ativos, possibilitando também uma análise ágil de sistemas abrangidos por regulamentações. A CMDB servirá ainda como suporte para auditorias regulamentares, fornecendo um repositório de evidências.Ao aproveitar as práticas de ITIL, as ferramentas existentes e a CMDB, a empresa atendeu com sucesso aos requisitos de conformidade regulamentar, obtendo vantagens operacionais. Este estudo serve como um recurso valioso para profissionais que procuram orientação na implementação de GSTI em setores altamente regulamentados. De igual modo enfatiza a importância de utilizar frameworks mundialmente reconhecidas e aproveitar as ferramentas existentes para alcançar o cumprimento regulamentar, otimizar os processos e melhorar a gestão geral de serviços de TI.This internship report presents a case study that explores the adoption of IT Service Management (ITSM) practices in the pharmaceutical sector. The study demonstrates how the integration of Information Technology Infrastructure Library (ITIL) practices and existing ITSM tools allowed the company to optimize the change management process while effectively addressing regulatory requirements for computerized systems in the pharmaceutical industry. By aligning ITSM workflows with regulatory requirements, the company ensured compliance with standards while applying ITIL best practices. Additionally, an assessment was conducted on various ITIL modules such as change management, incident management, service configuration and asset management, service requests, and knowledge management, with the main priority of the department being the change management process.To leverage the maturity of ITIL processes, a Configuration Management Database (CMDB) was also implemented. The implementation of the CMDB provided a comprehensive view of existing systems. Additionally, the CMDB facilitated efficient change management by ensuring accurate and up-to-date information about configurations and assets, and allowed for agile analysis of systems covered by regulations. The CMDB will also serve as support for regulatory audits, providing a repository of evidence.By leveraging ITIL practices, existing tools, and the CMDB, the company successfully met regulatory compliance requirements, obtaining operational advantages. This study serves as a valuable resource for professionals seeking guidance in implementing ITSM in highly regulated sectors. It also emphasizes the importance of using globally recognized frameworks and leveraging existing tools to achieve regulatory compliance, optimize processes, and improve overall IT service management
Impact of antioxidant and anti-inflammatory supplementation on vascular dysfunction associated with type 2 diabetes
No full textDissertação de Mestrado em Química Medicinal apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaA diabetes mellitus tipo 2 é uma doença que tem vindo a aumentar a sua prevalência a nível mundial, sendo por isso considerada um grave problema de saúde publica em todo o mundo. É uma patologia crónica, e a mais comum, que resulta de alterações da célula β pancreática e insulinorresistência. Esta encontra-se associada a um o excesso de gordura visceral e consequente disfunção do tecido adiposo que pode causar o desenvolvimento de resistência à insulina ou até mesmo outros problemas, como a aterosclerose e doenças cardiovasculares. A melatonina é uma hormona que é essencialmente produzida pela glândula pineal, uma pequena estrutura no cérebro que regula o ritmo circadiano do organismo. A melatonina é produzida em resposta à ausência de luz e ajuda a regular o sono e o ciclo sono-vigília. Para além do seu papel modulador no ritmo circadiano, a melatonina tem também outras funções e propriedades, como anti-inflamatória, anti-apoptótica, antioxidante e antienvelhecimento. Foi previamente descrito que esta hormona reduziu a hiperglicemia e hiperlipidemia em ratos diabéticos e a sua administração também diminuiu a inflamação na diabetes. Este trabalho teve como principal objetivo avaliar a suplementação antioxidante e anti-inflamatória da melatonina na disfunção vascular no modelo de ratos diabético tipo 2, o Goto-Kakizaki (GK). Os animais foram divididos em 3 grupos: um grupo controlo de o Goto-Kakizaki (GK), um grupo tratado com melatonina (GKM) e o terceiro grupo tratado com o veículo, neste caso etanol (GKMV). Avaliámos parâmetros metabólicos, como a glicemia em jejum, o peso corporal e foram realizadas provas de tolerância à glicose e à insulina. Avaliámos também vários parâmetros bioquímicos, a nível renal, hepático e lipídico, por fim, foram realizados estudos de função vascular e exames histológicos. Concluímos que a melatonina diminuiu a disfunção endotelial e a insulinorresistência dos ratos Goto-Kakizaki. Nos ratos GKM, observou-se um maior relaxamento à acetilcolina e o PVAT apresentou um fenótipo anti-contrátil confirmando um o efeito benéfico deste tecido no vaso. Por fim, também obtivemos menos inflamação no PVAT e menos stress oxidativo, o que veio em acordo as nossas perspetivas desde o início deste trabalho.Type 2 diabetes mellitus is a disease whose prevalence has been increasing worldwide, therefore being considered a serious global public health problem. It is the most common chronic pathology that results from changes in the pancreatic β cell and insulin resistance. This is associated with an excess of visceral fat and consequent adipose tissue dysfunction, which can cause the development of insulin resistance or even other problems, such as atherosclerosis and cardiovascular diseases. Melatonin is a hormone produced essentially by the pineal gland, a small structure in the brain that regulates the body's circadian rhythm. Melatonin is produced in response to the absence of light and helps with regular sleep and the sleep-wake cycle. In addition to its modulating role in the circadian rhythm, melatonin has other functions and properties, such as anti-inflammatory, anti-apoptotic, antioxidant, and anti-aging. It was previously described that this hormone reduces hyperglycemia and hyperlipidemia in diabetic rats, and its administration also decreases inflammation in diabetes. The main objective of this work was to evaluate the antioxidant and anti-inflammatory supplementation of melatonin in vascular dysfunction in the Goto-Kakizaki (GK) type 2 diabetic rat model. The animals were divided into three groups: a Goto-Kakizaki (GK) control group, a melatonin-treated group (GKM), and the third group treated with the vehicle, in this case ethanol (GKMV). We evaluated metabolic parameters, such as fasting blood glucose and body weight, and tolerance tests to glucose and insulin were performed. Several biochemical parameters (renal and hepatic) and lipid profile were evaluated, and finally, vascular function studies and histological examinations were also carried out. It was concluded that melatonin diminished endothelial dysfunction and insulin resistance in the Goto-Kakizaki rats. In contrast to GK Control, GKM rats were more sensitive to insulin. In GKM rats, acetylcholine-induced greater relaxation and PVAT displayed an anticontractile phenotype, thus confirming this tissue's beneficial effect on the vessel. Finally, less inflammation in PVAT and less oxidative stress were also observed, which aligns with our perspectives since the beginning of this work.FC
Plant toxicity tests for the assessment of the environmental hazardousness of waste
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia do Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaAtualmente, não existe legislação ou estratégias harmonizadas para classificar a ecotoxicidade de um resíduo através de biotestes. Não obstante, a realização de biotestes para avaliação desta característica de perigosidade parece ser o procedimento mais adequado. Deste modo, no presente trabalho foram efetuados dois tipos de testes de fitotoxicidade com três objetivos principais, nomeadamente: efetuar a comparação entre os resultados de fitotoxicidade obtidos por via dos dois testes (teste em vasos e teste em placas), utilizando como matriz escórias de incineração de resíduos sólidos urbanos; averiguar a sensibilidade de diferentes espécies de plantas com duas matrizes distintas (escórias e resíduo mineiro); e comparar os resultados obtidos para matrizes sólidas dos resíduos e respetivos eluatos. Neste contexto, as amostras estudadas neste trabalho são escórias frescas, escórias com 3 meses e escórias com 1 ano de maturação, assim como um resíduo mineiro. As cinco espécies de plantas testadas foram Lepidium sativum, Avena sativa, Brassica rapa, Sinapis sativum e Sorgum bicolor. De modo geral, nos testes em vasos, onde foi analisada a matriz sólida de escórias de incineração de RSU, a espécie Brassica rapa apresentou maior sensibilidade que Avena sativa, enquanto nos testesem placas parece ter ocorrido o oposto. Além disso, verificou-se que os efeitos fitotóxicos foram superiores para as escórias frescas e que reduziram com o tempo de maturação. Neste estudo,as escórias com 1 ano e 3 meses de maturação não foram consideradas fitotóxicas, considerando como critério de classificação EC50 ≤ 10%). No entanto, no teste em placas as escórias frescas apresentam fitotoxidade, enquanto no teste em vasos os efeitos não menores. Assim, os resultados deste estudo sugerem potencial para a utilização dos testes em placa em alternativa aos testes em vasos na avaliação da ecotoxicidade de resíduos, possibilitando uma redução no tempo de teste e na quantidade de recursos necessária. No que toca à análise da sensibilidade das 5 espécies no teste em placas, e aplicando o mesmo critério, constatou-se que a sensibilidade das espécies variou com a matriz testada e com o parâmetro considerado, apesar das espécies testadas terem permitido analisar comparar os efeitos das diferentes matrizes. Além disso, para os quatro resíduos, obtiveram-se resultados muito distintos quando analisados os efeitos do eluato e da matriz sólida. Estes resultados sugerem o baixo potencial de lixiviação dos resíduos testados e sublinham a importância de realizar biotestes no compartimento terrestre. Os resultados demonstraram que é relevante incluir testes de fitotoxicidade na avaliação da ecotoxicidade de resíduos ao nível do compartimento terrestre.Currently, there is no legislation or standardised strategies for classifying the ecotoxicity of waste based on biotests. However, biotests seem to be the most proper approach for theassessment of this hazard property. Hence, two types of phytotoxicity tests were performed in this work with three main objectives, namely: to compare the phytotoxicity results obtained from the two tests (pot tests and plate tests), using incineration bottom ash as the testing matrix; to analyse the sensitivity of different plant species for two different matrices (bottom ash and mining waste); and to compare the results obtained for waste solid matrices and their eluates. In this context, the samples studied in this work were fresh incineration bottom ash, 3-months aged and 1-year aged bottom ash, as well as mining waste. The five plant species tested were: Lepidium sativum, Avena sativa, Brassica rapa, Sinapis sativum, and Sorgum bicolor. Overall, in the pot tests, where the solid matrix of incineration bottom ashes was analysed, Brassica rapa showed higher sensitivity than Avena sativa, while the opposite seems to have occurred in the plate tests. Moreover, the phytotoxic effects were higher for fresh incineration bottom ash and these effects reduced with the aging period. In this study, incineration bottom ash aged 1 year and 3 months was not classified as phytotoxic, considering EC50 ≤ 10% as the classification criteria. However, in the plate tests, fresh incineration bottom ashes showedphytotoxicity, whereas in the pot test the effects were lower. Thus, the results of this study suggest the potential for using plate tests as an alternative to pot tests when assessing the ecotoxicity of waste, allowing a reduction in the test duration and the amount of resources required. Regarding the analysis of the sensitivity of the 5 species in the plate test, and applying the same criteria, it was concluded that the sensitivity of the species varied with the matrix tested and the parameter considered, although the species tested allowed to analyse and compare the effects of the different matrices. Furthermore, very different results were obtained for the four residues when analysing the effects of the eluate and the solid matrix. These results suggest the low leaching potential of wastes tested and emphasise the importance of carrying out biotests in the terrestrial compartment. The results demonstrated that it is relevant to include phytotoxicity tests in the assessment of waste ecotoxicity at the terrestrial compartment level
Evaluation of the Ecotoxicity of Municipal Solid Waste Incineration Bottom Ash
No full textDissertação de Mestrado em Engenharia do Ambiente apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaThe assessment of the hazardousness of waste is essential for proper management that meets the principles of environmental sustainability aiming at protecting human health and the environment, reducing the consumption of natural raw materials, and reducing the landfilling of waste. Bottom ash is a significant by-product of the incineration of municipal solid waste and is a mirror entry on the European List of Waste (LoW), with its classification depending on the assessment of its hazardous properties. For this reason, its management is significantly different among countries. Different applications have been studied for its valorization, including geotechnical applications, in which the waste is applied to the soil. The present dissertation aims to characterize incineration bottom ash through the determination of its physical, chemical, and ecotoxicological properties to assess potential environmental impacts, in particular at the terrestrial compartment level. Hence, samples of fresh bottom ash, aged for 3 months and aged for 1 year were analysed. For this purpose, physical and chemical properties were evaluated, namely, particle size distribution, pH, electrical, conductivity, volatile solids content, and elemental composition of the solid matrix of bottom ash and its eluates (through FAAS – Flame Absorption Atomic Spectrometry, ICP-MS – Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry and Total Nitrogen Kjeldhal). The ecotoxicological properties were analyzed through biotests, namely: the germination and growth inhibition test with the plants Avena sativa and Brassica rapa (tests in pots and test in plates) and the avoidance test with the earthworm Eisenia andrei. The elemental composition of the eluate and the solid matrix showed significant differences, showing low leaching potential. Fresh bottom ash proved to be ecotoxic for the root growth of Avena sativa and Brassica rapa plants in the plate test with the solid matrix of bottom ash. However, none of the bottom ash samples proved to be ecotoxic (EC50 > 10%) in the test in pots. Therefore, the plants revealed greater sensitivity in the test in plates, showing potential for its use as an alternative to the test with pots in the evaluation of the ecotoxicity of waste, thus reducing the amount of resource and the duration of the test. Regarding the avoidance test with the earthworm Eisenia andrei, the 3-months aged and the fresh samples were classified as ecotoxic (EC50 ≤ 10%). Thus, earthworms were the organisms that showed the greatest sensitivity globally. Moreover, the ecotoxicity of bottom ash reduced with aging time, showing potential for environmentally safe geotechnical applications. The tests carried out proved to be relevant to assessing the ecotoxicity of waste in the terrestrial compartment, reinforcing the importance of the assessment to analyze the potential impacts of soil contamination.A avaliação da perigosidade de resíduos é fundamental para uma correta gestão que vá ao encontro dos princípios da sustentabilidade ambiental, visando proteger a saúde humana e o ambiente, diminuir o consumo de matérias-primas naturais e reduzir a deposição de resíduos em aterro. As escórias são um subproduto significativo da incineração de resíduos sólidos urbanos e são uma entrada espelho na Lista Europeia de Resíduos (LER), sendo a sua classificação dependente da avaliação das suas características de perigosidade. Por este motivo, a sua gestão é significativamente diferente entre os países. Diferentes aplicações têm sido estudadas para a sua valorização, incluindo aplicações geotécnicas, nas quais o resíduo é aplicado no solo. A presente dissertação tem como objetivo a caracterização de escórias, através da determinação das suas propriedades físicas, químicas e ecotoxicológicas, de modo a avaliar a sua perigosidade para o ambiente, em particular, ao nível do compartimento terrestre. Deste modo, foram analisadas amostras de escórias frescas, envelhecidas com 3 meses e envelhecidas com 1 ano. Para tal foram avaliadas: propriedades físicas e químicas, nomeadamente, distribuição granulométrica, pH, condutividade elétrica, teor de sólidos voláteis, e composição elementar da matriz sólida das escórias e dos seus eluatos (através de FAAS - Flame Absorption Atomic Spectrometry), ICP-MS - Inductively Coupled Plasma Massa Spectrometry e Azoto Kjeldahl). As propriedades ecotoxicológicas foram analisadas através de biotestes, nomeadamente: o teste de inibição da germinação e do crescimento com as plantas Avena sativa e Brassica rapa (teste em vasos e testes em placas) e o teste de evitamento com a minhoca Eisenia andrei. A composição elementar do eluato e da matriz sólida das escórias, apresentaram diferenças significativas, tendo-se observado um baixo potencial de lixiviação. As escórias frescas revelaram-se ecotóxicas para o crescimento da raiz das plantas Avena sativa e Brassica rapa no teste de placas com a matriz sólida das escórias. No entanto, no teste em vasos nenhuma das escórias se mostrou ecotóxica (EC50 > 10%). Deste modo, as plantas revelaram uma maior sensibilidade no teste de placas, existindo potencial para a sua utilização em alternativa ao teste de vasos para avaliar a ecotoxicidade de resíduos, reduzindo a quantidade de materiais e a duração do teste. Relativamente ao teste de evitamento com a minhoca Eisenia andrei, as escórias com 3 meses e frescas foram classificadas como ecotóxicas (EC50 ≤ 10%). Assim, as minhocas foi o organismo que apresentou maior sensibilidade, globalmente. Além disso, a ecotoxicidade das escórias reduziu com o tempo de envelhecimento, mostrando potencial para aplicações geotécnicas ambientalmente seguras. Os testes realizados mostraram-se relevantes para avaliar a ecotoxicidade de resíduos no compartimento terrestre, reforçando a importância desta avaliação para analisar os potenciais impactes da contaminação de solos
Identificação de biomarcadores espectrais de cancro do colo do útero por espectroscopias de Raman e FTIR
No full textDissertação de Mestrado em Bioquímica apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaO cancro do colo do útero (CCU) é o quarto cancro com maior incidência em mulheres, mundialmente e ocorre com maior frequência em países em desenvolvimento, uma vez que estes países não apresentam um plano de vacinação contra o vírus do papiloma humano (HPV, Human Papilloma Virus) nos seus sistemas nacionais de vacinação. A infeção por HPV e a ocorrência de cancro do colo do útero estão diretamente relacionados, tendo em conta que as estirpes HPV-16 e HPV-18 do vírus são consideradas HPV de alto risco, tendo em conta que iniciam o processo infecioso através das células epiteliais e replicam-se continuamente nas mesmas, levando à inativação de supressores tumorais (pRB e p53) e consequentemente ao desenvolvimento de cancro do colo do útero. Uma vez que os países desenvolvidos apresentam uma taxa diminuída de cancro do colo do útero, devido à adesão elevada à vacinação contra o HPV e por consequência contra o CCU, os médicos de medicina familiar e ginecologistas têm cada vez menos experiência para a deteção deste tipo de cancro precocemente, pelo que, novas técnicas são necessárias para o diagnóstico precoce da doença.Assim, o presente estudo propõe-se utilizar os métodos de espetroscopia vibracional- Raman e FTIR na análise de tecidos humanos de colo do útero, saudáveis e cancerígenos de colo do útero, provenientes do Instituto Português de Oncologia – Francisco Gentil do Porto, de forma a identificar os biomarcadores espetrais de CCU que permitam uma deteção futura por meio destas técnicas.Após a caracterização dos tecidos cancerígenos e não-cancerígenos por Raman e FTIR (Fourier transform infrared) acoplados a um microscópio, a aplicação de técnica de análise multivariada (PCA) aos dados espetrais, foi possível identificar com sucesso os biomarcadores espetrais rigorosos de sistemas neoplásicos característicos do tumor.Cervical cancer (CC) is the fourth tumor with the highest incidence in women worldwide and occurs more frequently in developing countries, since these nations do not have the vaccine against HPV (Human Papilloma Virus) in their National Vaccination Systems (NVS). It is known that HPV and the onset of cervical cancer are directly related, and that strains HPV-16 and HPV-18 are considered high-risk strains (HPV-HR) since they initiate infection through epithelial cells and continuously replicate in them, leading to the inactivation of tumor suppressors, which may lead to the development of cervical cancer.Since developed countries have a very low rate of cervical cancer, due to high adherence to vaccination against this virus, general practitioners and gynecologists hold less expertise to detect this type of cancer early on, and consequently, new techniques are needed for the diagnosis of the disease.In this way, it is proposed to use the methods of vibrational spectroscopy, Raman and Fourier-transform Infrared (FTIR) spectroscopies coupled to a microscope - for the analysis of healthy and cancerous tissues of the cervix, from the Instituto Português de Oncologia – Francisco Gentil do Porto, in order to identify the spectral biomarkers of cervical cancer and posteriorly apply this methods in the clinic, for a more reliable diagnosis. After the characterization of cancerous and normal tissues by the aforementioned spectroscopic techniques, it was possible to identify spectral biomarkers of cervical cancer with success through multivariate analysis (PCA)
O PARCEIRO OCULTO: FUNÇÃO NÃO-CANÓNICA DE SHANK3 NO NEURODESENVOLVIMENTO
No full textDissertação de Mestrado em Biologia Celular e Molecular apresentada à Faculdade de Ciências e TecnologiaAutism spectrum disorders (ASDs) are characterized by social deficits along with restricted interests and repetitive behaviors. Genes encoding synaptic and structural scaffolding proteins comprise a notable portion of candidate genes involved in ASD pathology, especially proteins that mediate crosstalk between group-I metabotropic receptors (mGluRs), α-Amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid receptors (AMPARs) and N-Methyl-D-aspartate receptors (NMDARs). Of these, SH3 and multiple ankyrin repeat domains 3 (SHANK3) is one of the most studied proteins. Deletions in SHANK3 are associated with Phelan-McDermid Syndrome (PMS), a genetic syndrome linked to ASD that is caused by the loss of the distal segment of the long arm of chromosome 22 where SHANK3 is encoded. PMS manifestations include neurodevelopmental and behavioral deficits that translate into intellectual disability, autistic-like behaviors, hypotonia, along with impaired communication skills. The SHANK3 protein is canonically framed for its role as a core scaffold in the postsynaptic density (PSD) region, ensuring proper synaptic development and function. However, little is known about the role of this protein outside the postsynaptic density region of neurons. Though the lack of SHANK3 has been associated with deficits in synaptic maturation of neurons, calcium homeostasis of astrocytes, and myelination by oligodendrocytes, the role of SHANK3 in the common developmental progenitor of all these cells, the Neural Progenitor Cell (NPCs), has not been assessed to date. Thus, this study aims to explore the role of SHANK3 in NPCs and in the structures these cells form in in vitro cultures the neural rosettes, which recapitulate the milieu of the early neural tube.Using induced Pluripotent Stem Cells (iPSCs) with a truncating mutation in SHANK3 and a isogenic control line, 2D plated neural rosettes, NPCs cultures and 3D cortical brain organoids were generated to assess the impact of SHANK3 mutations on lineage differentiation. The results presented in this dissertation indicate that SHANK3 concentrates in the nucleus of NPCs, and that mutations in SHANK3 significantly affected the expression of transcription factors SOX2 and PAX6, that play a critical role in regulating the differentiation of NPCs. Additionally, alterations in the morphology and number of neural rosettes derived from SHANK3-haploinsuficient iPSCs are also described. Importantly, these alterations were recapitulated in 3D cortical brain organoids, suggesting that abnormally large neural rosettes may derive from accelerated differentiation of the cells which composed these structures. This dissertation supports the hypothesis that SHANK3 plays non-canonical roles in neurodevelopment, including the regulation of the differentiation rate of NPCs, with consequences on the size and arrangement of neural-tube-resembling structures. This work expands our understanding of SHANK3 beyond its canonical role in synaptic function. The findings presented in this work provide a foundation for further study into the intricate mechanisms by which SHANK3 might influence gene regulation and contribute to perturbations in early neurodevelopment.As perturbações do espetro do autismo (PEA) são caracterizadas por défices sociais, juntamente com interesses restritos e comportamentos repetitivos. Os genes que codificam proteínas sinápticas e estruturais de suporte constituem uma parte notável dos genes candidatos envolvidos na patologia das PEA, especialmente as proteínas que medeiam a interação entre os recetores metabotrópicos do grupo I (mGluRs), os recetores α-Amino-3-hidroxi-5-metil-4-isoxazolepropiónico (AMPARs) e os receptores N-Metil-D-aspartato (NMDARs). De entre estes, SH3 and multiple ankyrin repeat domains 3 (SHANK3) é uma das proteínas mais estudadas. As deleções na SHANK3 estão associadas à Síndrome de Phelan-McDermid (PMS), uma síndrome genética ligada às PEA, causada pela perda do segmento distal do braço longo do cromossoma 22, onde a SHANK3 está codificada. As manifestações da PMS incluem défices no neurodesenvolvimento e a nível comportamental, que se traduzem em deficiência intelectual, comportamentos do tipo autista, hipotonia, juntamente com défices nas capacidades de comunicação. A proteína SHANK3 é canonicamente enquadrada pelo seu papel como uma estrutura central na região da densidade pós-sináptica (PSD), assegurando o desenvolvimento e a função sináptica adequada. Embora pouco se saiba sobre o papel desta proteína fora da região da densidade pós-sináptica dos neurónios. Apesar da falta de SHANK3 ter sido associada a défices na maturação sináptica dos neurónios, na homeostase do cálcio nos astrócitos e na mielinização por oligodendrócitos, o papel funcional da SHANK3 no progenitor comum no desenvolvimento de todas estas células, a célula progenitora neural (CPNs), não foi avaliado até à data. Assim, este estudo teve como objetivo explorar o papel do SHANK3 nas CPNs e nas estruturas que estas células formam em culturas in vitro, as rosetas neurais, que recapitulam o ambiente celular do tubo neural inicial.Ao usar células estaminais pluripotentes induzidas (iPSCs), contendo uma mutação que provoca um transcrito da SHANK3 truncada e uma linha controlo isogénica, foram geradas culturas de rosetas neurais e CPNs em 2D, juntamente com organoides cerebrais corticais 3D a partir da mesma linha de iPSC, a fim de avaliar o impacto das mutações de SHANK3 na diferenciação da linhagem das CPNs.Os resultados apresentados nesta dissertação indicam que a SHANK3 se concentra no núcleo das CPNs e que as mutações na SHANK3 afetam significativamente a expressão dos fatores de transcrição SOX2 e PAX6, que desempenham um papel crítico na regulação da diferenciação das CPNs. Além disso, foram encontradas alterações na morfologia e no número de rosetas neurais derivadas de iPSCs com deficiência de SHANK3. Notavelmente, estas alterações foram recapituladas em organoides cerebrais corticais em 3D, sugerindo que as rosetas neurais anormalmente grandes descritas derivam de uma diferenciação acelerada das células que compõem estas estruturas.Esta dissertação apoia a hipótese que a SHANK3 desempenha papéis não canónicos no neurodesenvolvimento, incluindo a regulação da taxa de diferenciação das CPNs, com consequências no tamanho e na morfologia destas estruturas que se assemelham ao tubo neural. Este trabalho expande assim a nossa compreensão da SHANK3 para além do seu papel canónico na função sináptica. As descobertas apresentadas neste trabalho fornecem uma base para um estudo mais aprofundado dos mecanismos pelos quais a SHANK3 pode influenciar a regulação de genes e contribuir para perturbações no neurodesenvolvimento.Outro - This work was performed at the Center for Neuroscience and Cell Biology (CNC), University of Coimbra and was supported by the European Regional Development Fund (ERDF), through the Centro 2020 and through the COMPETE 2020 - Operational Programme for Competitiveness and Internationalisation and Portuguese national funds via FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia, under project UIDB/04539/2020. This work supported by ERA-NET Neuron (FCT/NEURON/0002/2021), the 2019 Pfizer Prize in Basic Sciences and a 2020 IBRO Early Career Award to João Peça