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Load-carrying capability and seismic assessment of masonry bridges
No full textThe present work contributes to the knowledge of the structural behaviour of masonry bridges and
proposes a modelling approach for their assessment under exercise loads and seismic actions. As a
first step, an experimental investigation on brickwork specimens is carried out to define the material
properties; the tests are performed under cyclic centred and eccentric compression with displacement
control. Secondly, a fiber beam model is used to simulate eccentric compression experiments: the fiber
constitutive relation is determined and calibrated according to centred tests and the feasibility in
predicting the cross-section response of brick arches and piers under axial load and bending moment is
demonstrated. The simplicity of a 1-D model, combined with its accuracy in taking into account the
mechanical properties of the material, makes it suitable for the structural analysis of masonry bridges.
Then, a representative sample of existing large-span rail viaducts is considered, for which the loadcarrying
capability under travelling load is estimated. Numerical simulations highlight the effect of the
constitutive assumptions on the overall resistance estimate and the reliability of yield design-based
approaches; the safety level and expected damage under exercise load are also provided. Finally, the
dynamic behaviour of masonry bridges is examined starting from the response of a single arch to base
impulse acceleration and earthquake motion, considering the influence of arch geometry and material
properties. The safety of a multi-span viaduct towards different earthquake scenarios is then assessed
by means of push-over analyses and non-linear dynamic simulations under sets of suitable natural
accelerograms. The reliability of earthquake engineering conventional procedures, based on non-linear
static methods, is evaluated when applied to masonry bridges and a framework for performance-based
seismic assessment is outlined.Il lavoro fornisce un contributo alla conoscenza dei ponti in muratura, per
i quali viene sviluppato un approccio per la valutazione della sicurezza
rispetto ai carichi di esercizio e all’azione sismica. In prima battuta vengono
determinate le caratteristiche della muratura attraverso una campagna sperimentale con prove cicliche di compressione, condotte con carico
centrato ed eccentrico in controllo di spostamento. Le prove di
pressoflessione sono poi simulate utilizzando un modello di trave con sezione
a fibre, da adottare per la rappresentazione del comportamento di archi e pile,
in cui la relazione costitutiva della fibra è calibrata sulla base delle prove
centrate. Il confronto con la sperimentazione dimostra l’attendibilità
dell’approccio proposto e, d’altra parte, la semplicità di un modello
monodimensionale, unita alla sua accuratezza nel tenere conto delle proprietà
meccaniche del materiale, lo rende adatto per l’analisi strutturale dei ponti in
muratura. Successivamente, viene preso in esame un insieme di dodici
viadotti ferroviari esistenti di grande luce, per i quali si valuta la capacità
portante al variare delle ipotesi costitutive adottate, verificando l’attendibilità
di approcci basati sull’analisi limite e stimando il livello di sicurezza e di
sollecitazione in condizioni di esercizio. Infine, viene analizzato il
comportamento dinamico dei ponti in muratura studiando innanzitutto la
risposta di un singolo arco ad azioni impulsive e sismiche e valutando
successivamente il comportaemento sismico di ponti a più arcate attraverso
analisi di push-over e analisi dinamiche non lineari con accelerogrammi
naturali. Il confronto tra le diverse simulazioni per un caso di studio consente
di mettere a fuoco alcune problematiche legate all’applicazione ai ponti in
muratura delle metodologie attualmente impiegate per la verifica delle
costruzioni in zona sismica basate su metodi statici non lineari e di
evidenziare i criteri di base per l’impostazione di una procedura di
valutazione della sicurezza nei confronti del terremoto su base prestazionale
Le professioni sociali al servizio della governance : verso una tassonomia di competenze e conoscenze per il nuovo welfare toscano
No full textIl tema delle professioni sociali è divenuto in questi ultimi anni oggetto di numerosi dibattiti
e ricerche in quanto si sta rilevando sempre più necessario ed urgente definire chiaramente i
profili, le competenze e i percorsi formativi di operatori e professionisti che costituiscono
l’elemento chiave per l’attivazione e il funzionamento -in un sistema di welfare in continuo
mutamento- di servizi di alto livello qualitativo e rispondenti ai reali bisogni degli utenti.
La necessità e l’urgenza di affrontare tale questione è richiesta da molteplici esigenze: prima
di tutto di tutelare gli utenti dei servizi soprattutto in vista di una sempre maggiore
esternalizzazione della gestione degli interventi; in secondo luogo dall’esigenza di tutelare i
diritti degli operatori sociali, sia attualmente in servizio che devono poter vedere riconosciuta e
accreditata la loro competenza e professionalità anche in mancanza di pregressi percorsi
formativi giuridicamente validi, sia degli operatori che intendono intraprendere questo
cammino per poter conseguire titoli professionali, sia regionali che accademici, spendibili su
tutto il territorio nazionale e riconosciuti in sede europea; è richiesto infine dallo stesso sistema
di welfare affinché si concretizzi la possibilità di collaborazione tra politici, amministratori e
professionisti nella costruzione di efficaci politiche sociali.
Il contributo, partendo da un’analisi teorica sui classici della sociologia delle professioni,
propone una riflessione sui mutamenti identitari dei professionisti nelle organizzazioni del
sistema di welfare. In particolare verrà evidenziato, attraverso il lavoro di ricerca empirica,
come stanno cambiando le professioni sociali proponendo sia una riflessione sull’identità in
cambiamento, sia una prima ipotesi di una tassonomia delle conoscenze e delle competenze
degli assistenti sociali della Toscana necessarie per migliorare gli standard qualitativi del
servizio sociale e sociosanitario regionale
Il migrante e la morte : indagine nella provincia di Viterbo
No full textLa presente ricerca in Servizio Sociale si occupa del difficile e complesso rapporto che i migranti hanno con la morte, sia dal punto di vista teorico e culturale, sia dal punto di vista concreto. Entrambi i due poli dell'analisi infatti, la migrazione e la morte, come “fatti sociali totali” (Mauss 1965) danno la possibilità, intrecciati ed analizzati in questa interconnessione, di studiare una vasta gamma di fenomeni sociali da un punto di vista inedito e produttivo. Secondo l'ottica del Servizio Sociale la ricerca pone due domande e ipotesi di studio: come è possibile far fronte alle difficoltà umane dello straniero in seguito al pensiero della propria morte all'estero e alla morte dei propri cari lontano dal paese di appartenenza? Come può la visibilità delle differenze che si manifestano nelle diverse concezioni e pratiche della morte (di cui sono portatori gli stranieri) rivitalizzare il “tessuto liso” (Sozzi 2009) della morte nella società occidentale?
La ricerca è suddivisa in sette capitoli, il primo dei quali è un'analisi delle riflessioni tanatologiche prodotte nel corso del pensiero filosofico occidentale, con uno sguardo al pensiero cinese come forma “altra” del morire e di concepire il “Tra” insito in ogni divenire. Il secondo capitolo affronta le dinamiche sociologiche e antropologiche che la morte comporta su di una società, le strategie messe in atto dalle concezioni primarie, dalle concezioni religiose dell'esistenza, dalle forme laiche dello Stato e, a prescindere dalla cultura di provenienza, dalle comunità. Analizza quindi lo shock implicito ad ogni decesso e la successiva ricomposizione del tessuto sociale (D'Agostino 1977), gli strumenti in mano alla comunità per far fronte a questo turbamento (lutto, cordoglio, memoria, afflizione etc.) e la crisi delle attuali strategie nella società post-moderna occidentale. La ricerca quindi passa ad affrontare la questione teorica degli stranieri e delle caratteristiche che contraddistinguono l’individuo migrante, cercando una definizione per esso che lo differenzi il più possibile dal resto della popolazione residente, in maniera da mettere in rilievo il perché di una scelta, per la ricerca, di una analisi del rapporto che i migranti hanno con la morte, oggetto specifico del quarto capitolo. In questo capitolo vengono infatti affrontate questioni cruciali del fenomeno migratorio, come per esempio il “mito del ritorno”, ma dal particolare punto di vista della morte. La scelta del luogo di sepoltura poi si configura come un importante indicatore della volontà o meno del migrante di radicarsi altrove rispetto al suolo natio. Il quinto capitolo spiega il perché della scelta della Provincia di Viterbo come spazio di analisi e delinea le caratteristiche e la struttura del territorio, sia dal punto di vista della composizione nazionale delle persone migranti, sia dal punto di vista della loro morte. Il sesto capitolo è dedicato alla metodologia ed affronta di conseguenza il perché di determinate scelte di indagine, come le interviste semi-strutturate e l'approccio di sociologia visuale. Il settimo capitolo scende nel dettaglio dell'analisi dei dati, raccolti in 25 interviste, delinea i ritratti degli intervistati e li suddivide in quattro categorie o figure tipo (localistici nostalgici, localistici globalizzati, cosmopoliti nostalgici e cosmopoliti globalizzati). La ricerca si occupa anche, parallelamente, ma con continue linee di intersezione, del viaggio compiuto a Lampedusa per la somministrazione di interviste a testimoni privilegiati del fenomeno migratorio (Padre Vincent Mwagala e Don Stefano Nastasi)
Role mining techniques to improve RBAC administration
No full textAccess control is currently one of the most important topics in ICT security. The main areas of research related to access control concern the identification of methodologies and models to ef-ficiently administer user entitlements. With the ever-increasing number of users and IT systems, organizations have to manage large numbers users’ permissions in an efficient manner. Role-based access control (RBAC) is the most widespread access control model. Yet, companies still find it difficult to adopt RBAC because of the complexity of identifying a suitable set of roles. Roles must accurately reflect functions and responsibilities of users in the organization. When hundreds or thousands of users have individual access permissions, adopting the best approach to engineer roles saves time and money, and protects data and systems. Among all role engi-neering approaches, searching legacy access control systems to find de facto roles embedded in existing permissions is attracting an increasing interest. Data mining techniques can be used to automatically propose candidate roles, leading to a class of tools and methodologies referred to as role mining.
This thesis is devoted to role mining techniques that help security analysts and administrators maximize the benefits of adopting RBAC. To this aim, we consider the role mining problem from several viewpoints. First, we propose a cost-driven approach to identify candidate roles. This approach measures and evaluates cost advantages during the entire role-set definition pro-cess. This allows to easily integrate existing bottom-up approaches to role engineering with top-down information. Second, we provide a new formal framework to optimize role mining algo-rithms. Applying this framework to real data sets consistently reduces running time and often improves output quality. Another key problem that has not previously been adequately ad-dressed is how to automatically propose roles that have business meaning. To do this, we pro-vide a formal framework that leverages business information, such as business processes and organization structure, to implement role mining algorithms. Furthermore, we address the prob-lem of reducing the role mining complexity in RBAC systems by removing “noise” from data; i.e., permissions exceptionally or accidentally granted or denied. We propose a new methodolo-gy to elicit stable candidate roles, by contextually simplifying the role selection task. Finally, we address the problem of effectively managing the risk associated with granting access to re-sources. We propose a new divide-and-conquer approach to role mining that facilitates attrib-uting business meaning to automatically elicited roles and reduces the problem complexity.
Each of the above results is rooted on a sound theoretical framework and supported by exten-sive experiments on real data
Diritti umani e capabilities approach : la giustizia globale nell'epoca del Multiple Self
No full textNell’inesauribile diatriba tra liberals e communitarians emerge una terza posizione, che, pur
partendo da un orizzonte liberale cerca di modificarlo dall’interno, senza per questo
accettare l’idea di riabilitare la virtù all’interno delle questioni di giustizia distributiva. Si
tratta del capabilities approach dell’economista Amartya Sen, che, attraverso il concetto di
capacità, rimodula le condizioni di giustizia aprendo lo spazio delle libertà senza cadere nel
perfezionismo morale, ma rimettendo in gioco i diritti in una visione più ampia ed
eterogenea possibile dello sviluppo economico.
Lo scopo del presente lavoro é quello di presentare la teoria delle capacità in una versione
riveduta che possa superare le critiche che provengono sia da parte liberale che dai
comunitari: soprattutto sarà importante dimostrare come il concetto di capacità provenga da
una tradizione filosofica che non si rifà unicamente ad Aristotele ma anche e soprattutto a
Spinoza, una genealogia che serva a far capire come tale concetto rimandi a quello di
potenza e dunque di diritto, quindi rimandi ad un universo categoriale tipico della filosofia
politica liberale ma allo stesso tempo capace di un’aspirazione universalistica più incisiva e
dialogante con le altre tradizioni.
Tale teoria verrà analizzata in questa sede in alcuni degli aspetti più interessanti e sarà
utilizzata per superare il fantasma della logica individualista che sta alla base delle
teorizzazioni sui diritti. Il problema principale, infatti, nel momento in cui si affrontano
questi discorsi, è di cadere nelle accuse di contestualismo portate avanti soprattutto dai
teorici degli Asian Values, che contestano il carattere etnicamente connotato dei diritti
umani come sono stati teorizzati nella seconda metà del ventesimo secolo dalla dottrina
pacificante delle Nazioni Unite.
Tramite le variazioni sull’approccio alle capacità, sarà possibile rimodulare il discorso
attorno ai due temi principali, ovvero l’identità nella sua versione del Multiple Self e i diritti
umani tra contestualismo e lacune, e delineare i punti cardine per una teoria della giustizia
globale il più possibile completa e adattabile ad un mondo multipolare, stretto nelle maglie
della balcanizzazione ma allo stesso tempo globalizzato non solo a livello politico, ma
sociale, culturale ed esistenziale
Verso un ordine pubblico europeo
No full textIl concetto di ordine pubblico, che il diritto italiano applica e occasionalmente definisce in maniera
solo "sintomatica" ovvero laddove la contingenza lo imponga - come ad esempio quando si rende
necessario da parte delle istituzioni dare un segnale forte all'opinione pubblica nel contrasto di
fenomeni di degrado urbano quali l'accattonaggio o la prostituzione su strada -, pone a chi lo studia
da vicino una serie di domande: cosa si intende per "ordine", e cosa si intende per "pubblico"? Sono
i due termini, se presi singolarmente, dotati ciascuno per la propria parte di un significato
comparabile al contenuto della nozione che risulta dalla loro associazione?
Certamente no: l'espressione "ordine pubblico" non individua solamente le procedure e gli strumenti
che l'ordinamento statale ha approntato per preservare l'ordinata convivenza dei suoi cittadini, ma si
spinge decisamente oltre, fino a segnalare gli incerti confini di un'area in cui la funzione e l'oggetto
della nozione analizzata vengono volta per volta applicate con modalità peculiari alle diverse
vicende sociali.
Quello appena descritto è un fenomeno assai risalente, che parte dalla codificazione napoleonica per
arrivare all'art. 117 della nostra Costituzione riformata, passando per gli usi discutibili
dell'ordinamento fascista e ad oggi apparentemente proteso verso una collocazione sovranazionale.
Il lavoro che segue, frutto delle ricerche condotte nell'ambito di un percorso dottorale, ha come
finalità quella di tentare di chiarire l'attuale portata del concetto di ordine pubblico, descrivendone il
percorso evolutivo ed illustrandone le trasformazioni, da strumento prettamente interno a clausola
generale di collocazione europea. L'obiettivo è quello di dimostrare l'esistenza di un ordine pubblico
europeo non codificato o, quanto meno, quella di tracciarne indiziariamente i caratteri fondamentali
nella maniera più nitida possibile.
Così come accade prima di intraprendere ogni viaggio, in cui la fase dei preparativi riveste grande
importanza ai fini del raggiungimento della meta, anche in occasione di questa ricerca la prima
parte della trattazione sarà dedicata a recuperare gli strumenti necessari per la successiva fase di
studio. Si partirà infatti dall'analisi del concetto di ordine pubblico in chiave nazionale, cercando di
isolarne l'oggetto e la relativa funzione, anche alla luce dei dettami della dottrina, che è solita
individuare al suo interno due aspetti, tra loro antitetici: l'uno, quello dell'ordine pubblico materiale,
ritenuto prevalente, e l'altro, quello dell'ordine pubblico ideale, considerato dai più come meramente
teorico.
Una volta definite e contestualizzate, queste categorie verranno trapiantate ad un livello territoriale
superiore: in un primo tempo, quello dell'ordinamento comunitario, evidenziando tutti i limiti di
questo processo, principalmente dovuti all'origine chiaramente economica della Comunità, e ancora
più palesi quando si cerchi di collocarvi un concetto, quale quello di ordine pubblico, che rimane
comunque fortemente caratterizzato dal diritto interno; successivamente, invece, l'esperimento verrà
applicato all'ambito europeo.
Proprio qui, tra l'altro, la ricerca affronterà il suo nodo centrale, nel tentativo di individuare una
nozione di ordine pubblico europeo autonoma, distinta quindi sia da quella nazionale sia da quella
comunitaria, ed in grado di differenziarsi nettamente da quella componente materiale che da sempre
contraddistingue la versione interna.
Non più quindi un ordine pubblico riduttivamente associato all'uso della coazione (“manganelli e
lacrimogeni” per intenderci), ma un concetto elastico, dinamico e sovranazionale slegato dalla
funzione classica di ordine e proteso invece verso una tutela diffusa dei singoli e delle loro
prerogative in quanto membri dell'ordinamento. Simile assetto, peraltro, apparirà come l'unico
effettivamente praticabile, considerato che le peculiarità e le necessità organizzative collegate alla
nozione interna non possono prescindere dall'istituzione e dal mantenimento di apparati e strutture
nazionali di polizia appositamente dedicati all'espletamento della funzione ordinatrice, di cui però a
livello europeo non v'è alcuna traccia. Ciò a causa, o in virtù, del diverso livello di integrazione nel
tempo raggiunto tra gli Stati membri in tale settore.
Così delimitata, la ricerca si muoverà allora alla ricerca di un filo rosso che leghi gli ordinamenti
degli Stati membri tra loro e nei confronti dell'Europa.
Un filo rosso che questo lavoro ha individuato nei diritti fondamentali e nel loro sistema diffuso di
tutela, così come oggi lo conosciamo, ma che necessita comunque di un'adeguata riprova per poter
essere considerato, a tutti gli effetti, come il contenuto di un ordine pubblico europeo in via di
affermazione.
La seconda parte della tesi sarà infatti dedicata proprio a questo obiettivo, nel tentativo di
evidenziare che la tutela dei diritti fondamentali, ormai valore riconosciuto per via legislativa e
pretoria in tutto l'ordinamento europeo e nei singoli Stati che lo compongono, rappresenta un metro
generalmente condiviso di civiltà e legittimità cui sottoporre l'azione europea e quella degli Stati
membri, in una costante prospettiva di evoluzione in cui, da una parte, stanno i singoli tutelati e i
governi, mentre, dall'altra, sta il Giudice, interno o sovranazionale di questo meglio si dirà, unico e
vero custode dell'ordine pubblico europeo
Relazioni tra comunità vegetali e invasione del Carpobrotus negli ecosistemi costieri sabbiosi dell’Italia centrale
No full textNel presente studio, investighiamo l’impatto di Carpobrotus sugli ecosistemi sabbiosi costieri del Lazio concentrandoci sui cambiamenti 1) nella diversità di specie native, 2) nell’assemblaggio delle comunità, 3) nei parametri del suolo. Abbiamo usato un database di plot random di vegetazione. Per identificare le comunità invase e le relative comunità non invase, l’intera matrice di plot è stata analizzata tramite analisi multivariata. Abbiamo identificato sei aggruppamenti di plot, i quali sono identificabili come comunità vegetali disposte lungo la zonazione mare-terra. I plot invasi sono collocati nel centro della zonazione. Per evidenziare possibili cambiamenti nella diversità delle comunità invase, abbiamo calcolato i profili di diversità per i due dataset: invaso e non invaso. Questi profili sono stati calcolati separatamente per tutte le specie native e utilizzando un sottogruppo di specie dette “focali”. Per indagare la relazione tra l’invasione e l’assemblaggio delle comunità, abbiamo usato un’analisi di co-occurrence. Abbiamo testato le regole che guidano l’assemblaggio delle comunità della zonazione lungo il gradiente di stress mare-terra. Abbiamo inoltre testato l’ipotesi che l’invasione possa alterare queste regole. Per indagare l’impatto del Carpobrotus sui parametri del suolo, abbiamo ristretto l’area di studio a un solo sito. Abbiamo selezionato 25 plot invasi dal nostro database. In ogni plot di vegetazione abbiamo effettuato un campionamento appaiato del suolo: uno nel centro del plot invaso e uno nella adiacente comunità nativa. I campioni di suolo raccolti sono stati analizzati per: materia organica, salinità, pH, azoto. Nelle analisi statistiche questi parametri sono stati considerati in relazione all’habitat invaso
Coinvolgimento dei perossisomi all’esordio e durante la progressione della malattia di Alzheimer in un modello murino transgenico
No full textAlzheimer’s Disease (AD) is the most common form of dementia, characterized by progressive neurodegeneration. Histopathological changes, including formation of beta-amyloid (Aβ) plaques, neurofibrillary tangles, followed by inflammation and neuronal loss, are especially prominent in the hippocampus and the neocortex.
The classical hypothesis to explain the pathogenic events occurring in AD, the so-called amyloid cascade, involves a critical and early role of A peptide, involving production of reactive oxygen species (ROS) and consequent oxidative stress (Sayre et al., 2008). Even though Atoxicity is still widely accepted, this hypothesis has been recently challenged by Nunomura (2010) who proposed oxidative stress as the primary culprit in AD pathogenesis.
In this scenario, peroxisomes may play an important role, as they are involved in a wide variety of metabolic processes, including ROS and lipid metabolism (Schrader and Fahimi, 2008). It known that loss of peroxisomes makes neuronal cells vulnerable to oxidative stress and leads to degeneration (Stamer et al., 2002). On the other hand, peroxisomal proliferation attenuates Aβ-dependent toxicity in hippocampal neurons (Santos et al., 2005).
This PhD project aims to investigating the possible involvement of peroxisomes in AD onset and progression, with special reference to their role in oxidative stress. To this purpose we examined the transgenic mouse strain Tg2576, which recapitulates human pathological phenotype and is especially suited to the study of early stages, for it is characterized by slow progression (Jacobsen et al., 2006, D’Amelio et al., 2011). Our study was performed on early, advanced, and late stages of the disease (3, 6, 9, 12, 18 months of age), focusing on the hippocampus and neocortex, i.e., the areas where primary neuronal injury is known to occur.
First, we analyzed the distribution of neuronal and glial markers, in WT and Tg2576 ageing/diseased mice, in order to detect possible alterations in brain organization. Our data show that the overall cytoarchitecture is conserved during normal aging, while in the pathological genotype, neuronal layering gradually changes starting from 9 months and appears dramatically altered at 18 months, when hyperproliferated and hypertrophic astrocytes and microglia cells are detected in both the neocortex and hippocampus. Consistently with the observed cytoarchitectural alterations, Congo Red staining demonstrates that small amyloid plaques are already present in the neocortex at 9 months, while their first appearance in the hippocampal formation occurs at 18 months.
Main objective of this PhD project was to investigate age-dependent variations of several peroxisome-related proteins in Tg2576 and WT hippocampus and neocortex in the course of the disease. Specifically, we characterized the peroxisomal population from a molecular and morphological point of view, examining the expression of biogenesis markers, membrane proteins, and matrix enzymes. Our biochemical, morphological and ultrastructural data concur to demonstrate a significant peroxisomal induction in 3-month-old diseased hippocampus, as assessed by the peroxin Pex5p, the peroxisomal membrane protein PMP70, and acyl-CoA-oxidase (AOX, the first enzyme of the fatty acid peroxisomal -oxidation pathway), all of which show higher levels in Tg2576, compared to controls. This increase, paralleled by detectable oxidative modifications to biomolecules and by PPAR activation in Tg2576 hippocampus, suggests an early response to redox imbalance, mediated by PPAR, which is known to be induced by oxidized lipids.
Strikingly, the other crucial enzyme for the peroxisomal -oxidation pathway, i.e., thiolase (THL), is unchanged at 3 months, indicating possible inefficiency of the -oxidation pathway in the Tg2576 than in the WT. This would imply accumulation of VLCFA-derived intermediates in the brain, in line with the recent findings on the brain of AD patients (Kou et al., 2011). Even more remarkably, at this early stage, catalase (CAT) levels show no genotype-based differences, suggesting that increased H2O2 production by AOX is not accompanied by its efficient removal. These data, together with the low expression levels shown by another major H2O2-scavenging enzyme, glutathione peroxidase (GPX1), strongly favour the idea that oxidative stress occurs early in AD. To this respect, it is also worth noting that mitochondrial superoxide dismutase (SOD2) is increased in the hippocampus of 3-month-old Tg2576 mice. Despite its commonly referred role as a ROS scavenger, this enzyme could even act as a pro-oxidant in this context. Indeed, the augmentation of SOD2, converting superoxide ion to H2O2, in the absence of parallel increase in any of the H2O2 scavengers, likely contributes itself to redox imbalance. Therefore, our data prefigures an early oxidative stress condition occurring in the hippocampus, strongly supporting the idea that this is the primary culprit in AD pathogenesis (Nunomura et al., 2010). Indeed, our data on the oxidative damage markers 8-OHG/OHdG and acrolein confirm this view.
During the progression of AD pathology, peroxisomal population undergoes dramatic changes, in that several proteins, including PMP70, Pex14p, and AOX, are decreased in 6-month-old Tg2576 hippocampus. This may reflect an impaired peroxisomal biogenesis or autophagic removal of excess organelles. Interestingly, in the hippocampus relatively high levels of CAT are detected at this age in the pathological genotype, suggesting a late response to peroxisomal induction, in agreement with what described in the liver following peroxisomal agonists administration (Reddy et al., 1986).
At 9 and 12 months, hippocampal levels of PMP70, AOX, and THL are relatively stable in both conditions. Other antioxidant enzymes show interesting changes at more advanced stages of the disease. Indeed, GPX1 and SOD1 increase from 6 to 9 months of age in the Tg2576 hippocampus, suggesting a late response, not involving the peroxisomes. However, at 12 months, when amyloid plaques start to form, GPX1, SOD1 and SOD2 show significantly lower levels in the Tg2576 mice, with respect to WT. Accordingly, decreased activities of SOD1 and GPX have been reported in patients with symptomatic AD by Casado et al. (2008). The situation observed in 12-month-old Tg2576 hippocampus, closely resembling that of SOD1 and of GPX1, may reflect a decreased ability of neurons of this region to respond to A-mediated insult, possibly involving ROS generation.
A striking result regarding peroxisomes was obtained on 18-month-old mouse hippocampus. In fact, a peak of PMP70 expression is observed irrespective of the genotype, allowing to hypothesize a change in peroxisomal population related to the ageing process. Consistently, its main regulator, PPAR, shows intense immunoreactivity in the aged hippocampus, in both WT and Tg2576 animals. This late increase of peroxisomal number, not accompanied by induction of any of the peroxisomal matrix enzymes, may indicate the occurrence in the hippocampus of an attempt to counteract cellular damage, which however fails to result in improved efficiency of the organelles, either as ROS scavengers, or as lipid metabolizing sites. Indeed, AOX levels remain stably low at 18 months, while THL is dramatically decreased at the same age, allowing to hypothesize that inefficient -oxidation is associated with normal and pathological aging. Antioxidant enzymes show protein-specific variations in the aged hippocampus. Overall, it is conceivable that a pro-oxidant environment is still present in the cytosol, rather than in peroxisomes, since decreased levels of GPX1 and SOD1 are observed in Tg2576 mice, while CAT is unchanged.
Concerning the characterization of the peroxisomal population in the neocortex, our data show a delayed response in this brain area, with respect to the hippocampus, as well as substantial region-based differences in the susceptibility to A-mediated damage. The reason for this behaviour may relate to the relatively high anti-oxidant enzyme levels, which likely make the neocortex less susceptible to oxidative stress than the hippocampal formation (Cimini et al., 2009). In fact, at 3 months of age we failed to detect any variations in the expression levels of peroxisomal proteins. Nevertheless, catalase showed a delocalization, as assessed by immunoelectron microscopy, being found at extraperoxisomal sites, including the nucleus, cytosol, and post-synaptic densities. This evidence leads us to hypothesize that the presence of catalase to sensitive sites may contribute to enhancing protection against oxidative damage. The most relevant quantitative change in the neocortex are observed in 6-month-old Tg2576 mice, where significantly lower levels of peroxisomal proteins (PMP70, CAT) are detected, with respect to WT. Molecular data concerning peroxisomal -oxidation enzymes show no statistically significant variations during aging or disease progression, indicating that no perturbation of this pathway occur in the neocortex. In conclusion, while 3 months of age is an especially promising time point for Tg2576 mice for devising therapies aimed at delaying or even preventing AD onset (Cimini et al., 2009; D’Amelio et al., 2011), the 6-month-old time point seems a more critical period, in which different approaches could be designed to counteract AD-like neurodegeneration. Based on our results, we suggest that potential therapies using PPAR agonists may be beneficial around 6 months of age
Stenotrophomonas maltophilia isolata da pazienti affetti da fibrosi cistica : analisi genotipica e caratterizzazione molecolare di determinanti di virulenza
No full textStenotrophomonas maltophilia is a an environmental organism, that in
recent years has been isolated with increasing frequency as an opportunistic
pathogen in nosocomial infections as well as from the airways of cystic
fibrosis (CF) patients. Despite its growing clinical importance, the
mechanisms adopted by this organism to establish persistent infections have
not been clarified yet. The availability of information on genome sequence
of two S. maltophilia strains (K279a and R551-3), allow development of
new post-genomic approaches direct to understanding of key factors
involved in the colonization of respiratory tract of CF patients and of
cellular and molecular mechanisms of its pathogenicity. Identification of S.
maltophilia genes expressed inside host, is essential for development of new
antimicrobial compounds. Moreover, molecular and genetic characterization
of S. maltophilia clinical strains is essential to understand pathogenicity
mechanism of these organisms and to build detailed epidemiological maps
to draw their spread in CF patients.
The present study is aimed at determining the genomic and
epidemiological relatedness of 52 S. maltophilia strains. Strains included 43
clinical collected, between January 2003 and December 2005, from 43
independent patients (41 were from CF patients, and two from blood
cultures of two non-CF patients) attending the Paediatric Hospital
“Bambino Gesù” of Rome. Other strains were: K279a and LMG958, two S.
maltophilia reference clinical strains, and seven strains of environmental
origin (two isolated within the Hospital “Bambino Gesù”). In these strains
the presence and expression of the virulence-associated genes were
evaluated and their contribution to virulence was assessed using larvae of
the wax moth Galleria mellonella as an infection model. To confirm a role
of the putative virulence factors identified we constructed K279a (the
clinical reference strain whose genome sequence is available) mutants and
performed complementation assay with the wild type functional gene.
Moreover, to study genomic evolution of S. maltophilia toward a
pathogenic lifestyle, we compare the genome of an environmental strain
with that of the clinical strain K279a.
Genotyping analysis. Data that we obtained indicates PFGE
fingerprinting as the most discriminatory technique to characterize
genomospecies present in S. maltophilia. All strains produced well-defined
PFGE profiles: forty-seven different PFGE pulsotypes were identified,
indicating a remarkable genomic diversity among the strains analysed.
Three clusters (pulsotype 1, 17 and 33) showed a banding pattern identical
to at least 1 other isolate likely indicating either cross-transmission among
patients or infection from a common source. However, the results obtained
with the RFLP of gyrB gene and with the variable regions of the 16S rRNA
gene clearly indicated that certain phylogenetic groups are likely better able
to cause infection than others.
Identification and characterization of virulence genes involved in S.
maltophilia pathogenicity. All 52 S. maltophilia strains were characterized
for the presence and expression of type-1 fimbria, esterase, proteases
(StmPr1 and StmPr2). Regarding the type-1 fimbria, only the clinical strains
showed the presence of the gene coding for this surface structure, indicating
that it might be an important virulence factor of this opportunistic pathogen.
The expression of esterase activity by most CF-derived S. maltophilia
strains, reinforces the hypothesis that esterase, such as fimbria, may play
some role in the virulence. In order to verify the role of these potential
virulence factors in S. maltophilia pathogenesis, representative S.
maltophilia strains unable to express proteases or esterase were assayed in
G. mellonella infection. The results indicate that proteases may be relevant
virulence factors of S. maltophilia. Moreover, the type-1 fimbria could play
an important role since the environmental strains, lacking of smf-1, show
the higher lethal dose (LD50).
To analyze the relative role of the two proteases (StmPr1 and StmPr2),
the OBGTC23 strain, naturally impaired in protease expression, was
complemented with the StmPr1 or StmPr2 functional genes and tested in G.
mellonella assay. Data obtained showed that StmPr1 protease play a major
role in S. maltophilia pathogenesis.
Analysis of the role of S. maltophilia virulence factors by mutants
construction. In the complex, the results that we obtained using different
clinical OBGTC strains, impaired in the expression of one or more
hypothetical virulence factors, indicates proteases as important virulence
determinants for S. maltophilia. Nevertheless, these natural mutant strains
could lack of many others virulence determinants that may be involved in
pathogenesis process. Then, to study the effect of the single factors
identified and to confirm their role, deletions encompassing different
putative virulence genes are introduced by allelic exchange in reference
strain K279a, whose genome sequence is available. The proteases mutants
showed a strong reduction of the protease activity and were less virulent,
compared to wild-type, in G. mellonella larvae, confirming that proteases,
particularly StmPr1, are important virulence factors for S. maltophilia. The
proteases expression is controlled by the diffusible signal factor (DSF) a
quorum sensing signal molecule that controls the expression of several
virulence factors. Moreover, the DSF mutant reveals a greater reduction of
virulence in G. mellonella infection model, compared to that of proteases
mutants, suggesting a DSF involvement in the control of proteases but also
of other virulence factors. Finally, despite fimbriae are important to
establish chronic infection in airways CF patients, this surface structures
may be not important in G. mellonella infection model.
Genomic evolution of S. maltophilia toward a pathogenic lifestyle. To
identify the specific genetic determinants acquired from S. maltophilia
during its evolution towards a more pathogenic lifestyle, we performed a
Suppression Subtractive Hybridization: this technique allowed us to identify
the genetic sequences present in the clinical strain K279a and absent in the
environmental strain LMG959. The majority of the subtracted sequence
may have been acquired from other organisms by horizontal gene transfers,
since their different G+C content and since the presence of several IS
elements. Among the sequence, particularly interesting are genes coding for
haemagglutinin, Clp protease, TonB dependent receptor protein, and a
putative ankyrin repeat-containing protein, which are known to be important
virulence factors in many gram-negative bacteria. Moreover, many of the
subtracted sequence represent genes involved in metabolism, DNA
restriction/modification system, transmembrane proteins, hypothetical
proteins and proteins with unknown function. These differences between S.
maltophilia K279a and S. maltophilia LMG959 could be related to niche
adaptation or host preference and this accessory genome may represents an
advantage for pathogen evolution driven by the need for continuous
adaptation to the host in order to evade or suppress coevolving host defense
mechanisms, making it an emergent opportunistic pathogen in nosocomial
infections
Risposte immuni e infiammatorie indotte dalla chemioterapia
No full textSuccessful chemotherapy accounts for both tumor-related factors and host immune response.
Compelling evidence suggests that some chemotherapeutic agents can and do induce an immunogenic type of cell death stimulating tumor-specific immunity.
My PhD Thesis work shows that cyclophosphamide (CTX) exerts two types of actions relevant for the induction of antitumor immunity in vivo: (i) effect on dendritic cell (DC) homeostasis, mediated by endogenous type I interferons (IFN-I), leading to the preferential expansion of CD8α+ DC, the main subset involved in the cross-presentation of cell-derived antigens; and (ii) induction of tumor cell death with clear-cut immunogenic features capable of stimulating tumor infiltration, engulfment of tumor apoptotic material, and CD8 T-cell cross-priming by CD8 α+ DC. Notably, the antitumor effects of CTX were efficiently amplified by IFN-I, the former providing a source of antigen and a "resetting" of the DC compartment and the latter supplying
optimal costimulation for tumor antigen cross-presentation and T-cell cross-priming, resulting in the induction of a strong antitumor response and tumor rejection.
The above mentioned, newly described, effects strongly support the observed powerful capability of CTX and type I IFN to synergize in the induction of antitumor responses in vivo.
This study provide new knowledge on type IFN I and CTX, old molecules whose newly described properties
can be exploited for the design of innovative clinical protocols in which the generation of effective antitumor immunity
is crucially required